用于制造金屬容器的擴張模和用于制造金屬容器的模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于制造金屬容器的擴張模和用于制造金屬容器的模具，擴張模包括被構造成用以擴張具有封閉底部的金屬容器的直徑的工作表面，工作表面包括逐漸擴張部分和平臺部分；平臺部分外直徑是擴張模最大直徑；工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在1%-30%范圍內；用于制造金屬容器的模具包括被構造成用以縮小具有封閉底部的金屬容器的直徑的工作表面，工作表面包括頸部半徑部分、肩部半徑部分和平臺部分，平臺部分內直徑是模具最小直徑；工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在1%-30%范圍內。本實用新型包括以下有益效果：擴張模能在無需使用潤滑劑的情況下使用并且適用于任何類型的金屬容器。
【專利說明】用于制造金屬容器的擴張模和用于制造金屬容器的模具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于制造金屬容器的擴張模和用于制造金屬容器的模具。
【背景技術】
[0002]在容器工業中，基本上同樣地成型的金屬飲料容器被大量和相對經濟地生產。為了擴張容器的直徑以制造成型容器或擴大整個容器的直徑，通常需要一些操作，這些操作使用若干不同的擴張模以將每個金屬容器擴張所需要的量。另外，模具已被用于頸縮和成型容器。通常需要一些操作，這些操作使用若干不同的縮頸模具以使每個金屬容器縮小所
需要的量。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供用于制造金屬容器的擴張模和用于制造金屬容器的模具，其能降低摩擦而不會過度地產生碎屑或過磨損工具。
[0004]用于制造金屬容器的擴張模包括工作表面，所述工作表面被構造成用以擴張具有封閉底部的金屬容器的直徑。工作表面包括逐漸擴張部分和平臺部分。平臺部分的外直徑是擴張模的最大直徑。
[0005]在一些實施方式中，擴張模的工作表面的一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在大約 1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%-15% 和 12%_15% 之一的范圍內。在一些實施方式中，擴張模的平臺部分的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在大約 1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%-15% 和 12%_15% 之一的范圍內。在一些實施方式中，逐漸擴張部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在大約 1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%-15% 和 12%_15% 之一的范圍內。封閉空隙面積最大比率是封閉空隙面積/測量總面積(乘以百分之百)。
[0006]在一些實施方式中，擴張模的工作表面的一部分(包括平臺部分和/或逐漸擴張部分的一部分)所具有的標準封閉空隙體積在大約l-2000mm3/m2、9-1674mm3/m2、33-388mmVm2、100-300mm3/m2、100-250mm3/m2、125-250mm3/m2、150-250mm3/m2 和 155_231mm3/m2 之一的范圍內。標準封閉空隙體積是封閉空隙面積乘以該面積的深度，并且是能夠被截留在表面凹部中的潤滑劑的量。
[0007]逐漸擴張部分所具有的尺寸和幾何形狀使得:當該逐漸擴張部分被插入容器的開口端時，該逐漸擴張部分作用于容器的側壁，從而使得容器的直徑隨著容器沿工作表面的行進而以漸進的方式被徑向擴張。
[0008]對于擴張模，平臺部分是擴張模的工作表面的具有最大外直徑的部分，在擴張模正在擴張容器時，該部分與容器的一段相接觸。擴張模可以具有多個段，每個段均具有平臺部分，每個平臺部分均具有不同的外直徑。具有較小外直徑的平臺部分比具有較大外直徑的平臺部分更遠地進入到容器中。圖1中可以看到具有多個平臺部分的擴張模的示例。
[0009]在一些實施方式中，擴張模的工作表面的初始部分具有用于在容器中形成從原始直徑部分到擴張直徑部分的過渡的幾何形狀。在一些實施方式中，該過渡是階梯式或漸進式的。
[0010]在一些實施方式中，擴張模有底切部分，其中，平臺部分位于逐漸擴張部分和底切部分之間。平臺部分具有用于設定正在由所述擴張模成型的容器的最終直徑的尺寸和幾何形狀。在一個實施方式中，擴張模的平臺部分的長度可以是0.12英寸或者更長。在其它實施方式中，擴張模的平臺部分的長度可以是0.010英寸、0.020英寸、0.04英寸、0.05英寸、
0.08英寸或0.10英寸或更多或更少。在一個實施方式中，擴張模的平臺部分的長度在連續半徑的線接觸到0.01英寸之間的范圍內。在擴張模的一些實施方式中，底切部分緊接平臺部分。在擴張模的一些實施方式中，平臺部分到底切部分的過渡是融合式的。
[0011]在一些實施方式中，底切部分的至少一部分所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約8微英寸(μ in)到大約32微英寸。在一些實施方式中，逐漸擴張部分所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約2微英寸到大約6微英寸。在一些實施方式中，擴張模的平臺部分的至少一部分所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約8微英寸到大約32微英寸。在一些實施方式中，擴張模的工作表面的至少一部分(包括平臺部分、逐漸擴張部分和/或底切部分的至少一部分)所具有的三維測量的平均表面粗糙度(Sa)在大約1-50微英寸、1-48微英寸、7_43微英寸、20-50微英寸、20-45微英寸、25-45微英寸、30-45微英寸、20-40微英寸、30-40微英寸的范圍內。
[0012]底切部分包括具有外直徑的底切部分表面。底切部分表面的外直徑比平臺部分的外直徑小至少大約0.01英寸但不小于最小直徑以減少但不消除底切部分表面和金屬容器之間的摩擦接觸。底切部分表面的外直徑的尺寸使得在擴張期間可能會產生的皺縮、斷裂、褶皺和所有其他物理缺陷最小化。在一些實施方式中，底切部分表面的直徑比平臺部分的外直徑小大約0.0075英寸到大約0.035英寸。在其他實施方式中，底切部分表面的直徑比平臺部分的外直徑小大約0.01英寸、0.02英寸或0.03英寸。
[0013]在一些實施方式中，擴張模的工作表面的尺寸被設計成使得當插入到金屬容器中時，整個平臺部分、以及底切部分的至少一部分進入金屬容器，并且平臺部分導致容器至少一部分的直徑擴張。
[0014]在另一種實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具包括工作表面，該工作表面被構造成用以縮小具有封閉底部的金屬容器的直徑。工作表面包括:頸部半徑部分、肩部半徑部分和平臺部分。平臺部分的內直徑是模具的最小直徑。
[0015]在一些實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具的工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在大約1%_30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%-15%和12%-15%之一的范圍內。在用于縮小金屬容器直徑的模具的一些實施方式中，平臺部分的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在大約1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%-20%、10%-15%和12%_15%之一的范圍內。在用于縮小金屬容器直徑的模具的一些實施方式中，頸部半徑部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在大約 1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%-20%、10%-15%和 12%_15%之一的范圍內。在用于縮小金屬容器直徑的模具的一些實施方式中，肩部半徑部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在大約1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%_15%和12%_15%之一的范圍內。[0016]在用于縮小金屬容器直徑的模具的一些實施方式中，工作表面的一部分(包括頸部半徑部分、肩部半徑部分和/或平臺部分的一部分)所具有標準封閉空隙體積在大約l-2000mm3/m2、9-1674mm3/m2、33-388mm3/m2、100-300mm3/m2、100-250mm3/m2、125-250mm3/m2、150-250mm3/m2 和 155_231mm3/m2 之一的范圍內。
[0017]對于用于縮小金屬容器直徑的模具，平臺部分是擴張模的工作表面的具有最小內直徑的部分，該部分與容器的一段相接觸。模具可以具有多個段，其中每段均具有平臺部分，每個平臺部分均具有不同的內直徑。具有較大內直徑的平臺部分比具有較小內直徑的平臺部分更遠地進入到容器內。
[0018]在一些實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具的平臺部分的長度在大約0.02英寸到大約0.08英寸之間。在其他實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具的平臺部分的長度在大約0.03英寸到大約0.07英寸之間。在另一其他實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具的平臺部分的長度在大約0.04英寸到大約0.06英寸之間。在一個實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具的平臺部分的長度為大約0.04英寸。在一個實施方式中，用于縮小金屬容器直徑的模具的平臺部分的長度連續半徑的線接觸到0.01英寸之間的范圍內。
[0019]頸部半徑部分是縮頸模的一部分，縮頸模的該部分在容器上緊鄰頸部處形成半徑，或者在容器的直徑被縮頸模的平臺部分縮小的部分上形成半徑。
[0020]肩部半徑部分是縮頸模的一部分，縮頸模的該部分在正在被縮小的容器上鄰近頸部半徑處形成半徑。
[0021]在用于縮小金屬容器直徑的模具的一些實施方式中，模具有退切部(relief)，其中，平臺部分位于頸部半徑部分和退切部之間。在用于縮小金屬容器直徑的模具的一些實施方式中，平臺部分和退切部之間的過渡是融合式的。在一些實施方式中，退切部的至少一部分所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約8微英寸到大約32微英寸。在一些實施方式中，肩部半徑部分的至少一段所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約2微英寸到大約6微英寸。在一些實施方式中，頸部半徑部分的至少一段所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約2微英寸到大約6微英寸。在一些實施方式中，平臺部分的至少一部分所具有的平均表面粗糙度(Ra)為大約8微英寸到大約32微英寸。在一些實施方式中，工作表面的至少一部分(包括平臺部分、肩部半徑部分、頸部半徑部分和/或退切部的至少一部分)所具有的三維測量平均表面粗糙度(Sa)在大約1-50微英寸、1-48微英寸、7_43微英寸、20-50微英寸、20-45微英寸、25-45微英寸、30-45微英寸、20-40微英寸、30-40微英寸的范圍內。
[0022]退切部的尺寸被設置為用以在金屬容器已經通過平臺部分縮頸并脫模時降低金屬容器和縮頸模的摩擦接觸。因此，在一些實施方式中，退切部連同縮頸表面的Ra有助于降低縮頸模壁和正在被縮頸的金屬容器之間的摩擦接觸，其中摩擦接觸的降低保持了縮頸性能同時降低了皺縮的發生并且促進了金屬容器的脫模。在一個實施方式中，從平臺部分的基部測量，退切部延伸進入縮頸模壁中至少為0.005英寸。退切部可以沿著縮頸方向(沿著y軸)在金屬容器的進入了縮頸模的頂部部分的整個長度上延伸，以降低金屬容器和縮頸模壁之間的摩擦接合從而降低皺縮的發生并還保持縮頸性能。退切部包括退切部表面，其中退切部表面的內直徑比平臺部分的內直徑大至少大約0.01英寸但退切部表面的內直徑不大于最大直徑，從而降低但不消除金屬容器的側壁和退切部表面之間的摩擦接觸，同時在對金屬容器的側壁進行縮頸時保持縮頸性能。在一些實施方式中，退切部表面的直徑比平臺部分的內直徑大大約0.0075英寸到大約0.035英寸。在其他實施方式中，退切部表面的直徑比平臺部分的內直徑大大約0.01英寸、0.02英寸或0.03英寸。
[0023]在一些實施方式中，工作表面的尺寸被設計成使得當插入到金屬容器時，整個平臺部分和退切部的至少一部分相對于容器沿軸向行進并且退切部的至少一部分越過容器的頂部。
[0024]在另一個實施方式中，用于制造金屬容器的擴張模包括工作表面，所述工作表面被構造成用以擴張具有封閉底部的金屬容器的直徑。工作表面包括逐漸擴張部分；和平臺部分。平臺部分的外直徑是擴張模的最大直徑。當擴張模正在擴張金屬容器時，工作表面的至少一部分的表面的與金屬容器相接觸的面積和不與金屬容器相接觸的面積的比值在大約 25%-99%、30%-71%、41%-71%、40%_55%、40%_52%、35%-55% 和 30%_60% 之一的范圍內。在一些實施方式中，本段落中的擴張模具有與上面描述的擴張模相同的特征。
[0025]在另一個實施方式中，用于制造金屬容器的模具包括工作表面，所述工作表面被構造成用以縮小具有封閉底部的金屬容器的直徑。工作表面包括:頸部半徑部分、肩部半徑部分和平臺部分。平臺部分的內直徑是模具的最小直徑。當模具正在縮小金屬容器時，工作表面的至少一部分的表面的與金屬容器相接觸的面積和不與金屬容器相接觸的面積的比值在大約 25%-99%、30%-71%、41%-71%、40%-55%、40%-52%、35%-55% 和 30%_60% 之一的范圍內。
[0026]在另一個實施方式中，用于成型金屬容器的模具的制造方法包括:提供用于制造金屬容器的擴張模，擴張模包括工作表面，所述工作表面被構造成用以擴張具有封閉底部的金屬容器的直徑；以及對工作表面的至少一部分進行噴丸處理。工作表面包括逐漸擴張部分和平臺部分。平臺部分的外直徑是擴張模的最大直徑。
[0027]在一些實施方式中，平臺部分的至少一部分被噴丸處理。在一些實施方式中，逐漸擴張部分的至少一部分被噴丸處理。
[0028]在一些實施方式中，使用精密球對工作表面進行噴丸處理，所述精密球的直徑在1/16英寸-3/32英寸和1/16英寸-5/32英寸之一的范圍內。
[0029]在一些實施方式中，工作表面的被噴丸處理的部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在大約 1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%-15% 和 12%_15% 之一的范圍內。
[0030]在一些實施方式中，工作表面的被噴丸處理的部分的與金屬容器相接觸的面積和不與金屬容器相接觸的面積的比值在大約25%-99%、30%-71%、41%-71%、40%-55%、40%-52%、35%-55%和30%-60%之一的范圍內。在一些實施方式中，工作表面的被噴丸處理的面積的百分比為大約 50%-100%、71%-76%、68%-78%、50%_80%、60%_80 % 和 60%_70% 之一。在一些實施方式中，用于在對擴張模表面進行噴丸處理的同時推壓精密球的空氣壓力在大約10-30ps1、15-20ps1、10-20psi 和 15_30psi 之一的范圍內。
[0031]在另一實施方式中，用于成型金屬容器的模具的制造方法包括:提供用于制造金屬容器的模具，模具包括工作表面，所述工作表面被構造成用以縮小具有封閉底部的金屬容器的直徑；以及對工作表面的至少一部分進行噴丸處理。工作表面包括:頸部半徑部分、肩部半徑部分和平臺部分。平臺部分的內直徑是模具的最小直徑。在一些實施方式中，平臺部分的至少一部分被噴丸處理。在一些實施方式中，肩部半徑部分的至少一部分被噴丸處理。在一些實施方式中，頸部半徑部分的至少一部分被噴丸處理。在一些實施方式中，使用精密球對工作表面進行噴丸處理，所述精密球的直徑在1/16英寸-3/32英寸和1/16英寸-5/32英寸之一的范圍內。在一些實施方式中，工作表面的被噴丸處理的部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在大約1%-30%、4%-26%、10%-26%、10%_20%、10%-15%和12%-15%之一的范圍內。在一些實施方式中，工作表面的被噴丸處理的部分的與金屬容器相接觸的面積和不與金屬容器相接觸的面積的比值在大約25%-99%、30%-71%、41%-71%、40%-55%、40%-52%、35%-55%和30%_60%之一的范圍內。在一些實施方式中，工作表面被噴丸處理的面積的百分比為大約 50%-100%、71%-76%、68%-78%、50%-80%、60%-80%和 60%_70% 之一。在一些實施方式中，用于在對模具表面噴丸處理的同時推壓精密球的空氣壓力在大約10-30ps1、15-20ps1、10-20psi 和 15_30psi 之一的范圍內。
[0032]當在不使用潤滑劑的情況下縮小或擴張金屬容器時，所有的上述實施方式都能夠被使用。所有的上述實施方式都適用于任何類型的金屬容器，包括具有封閉的、整體底部的拉壓(drawn and ironed)招容器,又名兩件式容器。在所有的上述實施方式中，構成金屬容器的金屬可以是本領域公知的任何金屬，包括但不限于鋁和鋼。金屬容器可以具有或可以不具有拱頂。在一些實施方式中，金屬容器是具有封閉底部的一件式金屬容器。在一些實施方式中，金屬容器包括接合在一起的多件金屬件。
[0033]封閉空隙面積的最大比率在大約1%_30%、4%_26%、10%_26%、10%_20%、10%-15%和12%-15%之一的范圍內的最終表面在此稱為“紋理表面”。開放空隙體積和封閉空隙體積如在文獻(“成型工藝中通過功能性3D參數的表面特征描述(Surface Characterisation inForming Processes by Functional 3D Parameters)，，，S.ffeidel, U.Engel, Int.J.Adv.Manuf.Techno 1.(2007) 33:130-136)中所描述的WinSam (用于視窗的表面分析模型(Surface Characterisation in Forming Processes by Functional3D Parameters))所表征的那樣，該文獻以引用的方式被引入于此。
[0034]在一實施方式中，通過使用精密球軸承進行噴丸處理而在縮頸模和擴張模上形成紋理表面以生成平滑、但微凹的紋理。噴丸處理包括推壓比模具硬度大的精密球以在工具表面中生成凹痕。被修整的表面的設計依賴于球的尺寸和硬度、吹送過程的速度、和重復撞擊模具的次數。出于所述的目的，精密球是具有變化不大于約1%的直徑的球。
[0035]平滑的但非平面的工具表面能降低摩擦而不會過度地產生碎屑或過磨損工具。摩擦的降低是由于模具和金屬容器之間的接觸面積減少。接觸面積如在文獻(“成型工藝中通過功能性 3D 參數的表面特征描述(Surface Characterisation in Forming Processesby Functional3D Parameters)，，，S.Wei del, U.Engel, Int.J.Adv.Manuf.Techno 1.(2007 )33:130-136)中所描述的WinSam (用于視窗的表面分析模型(Surface Characterisationin Forming Processes by Functional 3D Parameters))所表征的那樣，該文獻以引用的方式被引入于此。降低摩擦使金屬容器能在擴張模或縮頸模的單行程中更大程度地擴張或縮小而不損壞容器。損壞包括金屬容器的褶皺、破裂、斷裂(Iudering)、皺縮或減損金屬容器的外觀的任何情形。
[0036]本實用新型的一些實施方式使用三維表面參數觀察形貌或紋理表面，并且其目的是使工具和工件的接觸面積最小化。[0037]根據本實用新型，提供了一種用于制造金屬容器的擴張模，其特征在于，所述擴張模包括:工作表面，所述工作表面被構造成用以擴張具有封閉底部的金屬容器的直徑，所述工作表面包括:(i)逐漸擴張部分；和(ii)平臺部分；其中平臺部分的外直徑是擴張模的最大直徑；其中工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在1%-30%范圍內，最終表面在此也稱為紋理表面，封閉空隙面積最大比率是封閉空隙面積/測量總面積乘以百分之百。
[0038]可選地，平臺部分的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在1%-30%范圍內。
[0039]可選地，逐漸擴張部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%-30%范圍內。
[0040]可選地，該擴張模還包括底切部分，其中平臺部分位于逐漸擴張部分和底切部分之間。
[0041]根據本實用新型，還提供了一種用于制造金屬容器的模具，其特征在于，所述模具包括:工作表面，所述工作表面被構造成用以縮小具有封閉底部的金屬容器的直徑，工作表面包括:(i)頸部半徑部分；(ii)肩部半徑部分；和(iii)平臺部分；其中平臺部分的內直徑是模具的最小直徑；其中工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內，最終表面在此也稱為紋理表面，封閉空隙面積最大比率是封閉空隙面積/測量總面積乘以百分之百。
[0042]可選地，平臺部分的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%-30%范圍內。
[0043]可選地，頸部半徑部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%-30%范圍內。
[0044]可選地，肩部半徑部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內。
[0045]可選地，所述模具還包括退切部，其中，平臺部分位于頸部半徑部分和退切部之間。
[0046]在一些實施方式中，在擴張模或縮頸模上使用紋理表面可具有下列優點的任何組合:使得在擴張模或縮頸模的單行程中金屬成型的程度最大化并由于摩擦的減少而不會損壞容器，因而減少了金屬成型步驟的數量和減少了碎屑的數量；減少了滿足成品尺寸規格所需的起始重量；消除了在成型金屬容器時使用潤滑劑的需要。在一些實施方式中，使用精密球對模具進行噴丸處理導致該模具比高度拋光的模具能更一致地形成沒有缺陷的金屬容器。
[0047]相關申請的交叉引用
[0048]本專利申請要求于2012年2月17日申請的美國臨時專利申請N0.61/600，373的優先權，其整體通過引用被引入于此。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1示出了具有兩個平臺部分的擴張模的截面；
[0050]圖2示出了圖1的擴張模的局部截面；[0051]圖3示出了用于縮小金屬容器直徑的模具的截面；
[0052]圖4顯示了金屬流動的方向；
[0053]圖5a_5b示出了縮頸模的工作表面的一部分在其已經進行了如上所述的噴丸處理后的內徑面；
[0054]圖6a_6b包括圖5a_5b中所示的縮頸模的工作表面的一部分的內徑面的小視野圖像；
[0055]圖7a_7b表不磨光表面的表面形貌；
[0056]圖8是不出了圖5a_5b、6a_6b和7a_7b中所不的被噴丸處理的表面和磨光表面兩者的平均橫向Ra的圖；
[0057]圖9a_9d示出了擴張模的被噴丸處理的工作表面的表面形貌；
[0058]圖1Oa-1Of示出了圖9a_9d中所示的表面形貌，其中相應的線輪廓顯示了壓痕的深度和高度；
[0059]圖11示出了圖9a_9d和IOa-1Of中所示的被噴丸處理的工作表面的承載面積曲線.[0060]圖12示出了在擴張容器期間具有被噴丸處理的工作表面的擴張模施加到金屬容器上的成型載荷量；
[0061]圖13示出了具有被噴丸處理的工作表面的擴張模的成型能量；
[0062]圖14不出了對于未被噴丸處理的表面而言，由摩擦導致的能量和表面承載面積的關系；和
[0063]圖15不出了對于被噴丸處理的表面而言，由摩擦導致的能量和表面承載面積的關系。
【具體實施方式】
[0064]圖1和圖2中示出了一種典型的擴張模10。示出了包括逐漸擴張部分14和平臺部分16的工作表面12。還示出了底切部分18。
[0065]圖3中不出了一種典型的模具30,該模具具有工作表面32,所述工作表面被構造成用以縮小金屬容器的直徑。工作表面具有頸部半徑部分34、肩部半徑部分36和平臺部分38。還示出了退切部40。
[0066]在一實施例中，使用直徑為0.093英寸、等級為1000的球對縮頸模的工作表面進行噴丸處理。球的質量足以使粉塵的產生或球的斷裂最小化。以下是對被噴丸處理的縮頸模的分析。
[0067]?縮頸模的內徑面使用直角噴槍處理
[0068].在一端處獲取縮頸模的內徑面的復制物
[0069].從復制物得出形貌和粗糙度數據
[0070].已對源自復制物的所有形貌圖像進行反向處理以描繪模具表面的真實形貌
[0071].定義
[0072]□ Sci是核心流體潴留指數。Sci > I表示較好的流體潴留。
[0073]□ Svi是凹部流體潴留指數。在高Sci的情況下O < Svi < 0.2表示在凹部區域中有較好的流體潴留。[0074]□ Vcl是封閉空隙體積，其表示在表面處的可用來捕集流體的空隙體積。
[0075]□ Vop是開放空隙體積，其表示在表面處的允許流體逸出的空隙體積。
[0076].儀器
[0077]-形貌-納米聚焦μ Surf I (NanoFocus μ Surf I)
[0078].使用20X物鏡給出0.8mm X 0.8mm的的視場(FOV)。
[0079].大視場(LFOV)形貌 5.5mm X 2.15mm
[0080]圖4示出了與以下形貌圖像有關的金屬流動方向。
[0081]圖5a_5b示出了縮頸模的工作表面的一部分在其已經進行了如上所述的噴丸處理后的內徑面。
[0082]圖6a_6b包括圖5a_5b中所示的縮頸模的工作表面的一部分的內徑面的小視野圖像。
[0083]縮頸模的工作表面在噴丸處理后的表面特征如下:平均Sa=18.8微英寸；平均Sci=L 63 ;平均 Svi=0.11 ;平均 Vcl=72.2mm3/m2 ;平均 Vop=1965mm3/m2。
[0084]圖7a_7b表不磨光、未被噴丸處理的表面。圖7a_7b中所不的表面的表面特征如下:平均Sa=20.5微英寸；平均Sci=L 24 ;平均Svi=0.16 ;平均Vcl=46.6mm3/m2 ;平均Vop=2640mm3/m2。
[0085]圖8是表示被噴丸處理的表面和磨光表面兩者的平均橫向Ra的圖，其中，平均值和標準偏差如下。
[0086]平均值和標準偏差
[0087]
【權利要求】
1.一種用于制造金屬容器的擴張模，其特征在于，所述擴張模包括: 工作表面，所述工作表面被構造成用以擴張具有封閉底部的金屬容器的直徑，所述工作表面包括: (i)逐漸擴張部分；和 (?)平臺部分； 其中平臺部分的外直徑是擴張模的最大直徑； 其中工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在1%_30%范圍內，最終表面在此也稱為紋理表面，封閉空隙面積最大比率是封閉空隙面積/測量總面積乘以百分之百。
2.根據權利要求1所述的擴張模，其特征在于，平臺部分的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積最大比率在1%_30%范圍內。
3.根據權利要求1所述的擴張模，其特征在于，逐漸擴張部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內。
4.根據權利要求1所述的擴張模，其特征在于，該擴張模還包括底切部分，其中平臺部分位于逐漸擴張部分和底切部分之間。
5.一種用于制造金屬容器的模具，其特征在于，所述模具包括: 工作表面，所述工作表面被構造成用以縮小具有封閉底部的金屬容器的直徑，工作表面包括:` (i)頸部半徑部分； (?)肩部半徑部分；和 (iii)平臺部分； 其中平臺部分的內直徑是模具的最小直徑； 其中工作表面的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內，最終表面在此也稱為紋理表面，封閉空隙面積的最大比率是封閉空隙面積/測量總面積乘以百分之百。
6.根據權利要求5所述的模具，其特征在于，平臺部分的至少一部分的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內。
7.根據權利要求5所述的模具，其特征在于，頸部半徑部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內。
8.根據權利要求5所述的模具，其特征在于，肩部半徑部分的至少一段的最終表面所具有的封閉空隙面積的最大比率在1%_30%范圍內。
9.根據權利要求5所述的模具，其特征在于，所述模具還包括退切部，其中，平臺部分位于頸部半徑部分和退切部之間。
【文檔編號】B21D37/10GK203470642SQ201320241750
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年2月17日 優先權日:2012年2月17日
【發明者】R·E·迪克, A·J·費杜薩, G·L·邁爾斯 申請人:美鋁公司