استانداردهای روغن کاری کشش عمیق برای ظروف لاکی 8011 فویل آلومینیومی

برای مدیران کارخانه مهر زنی، مهندسان ابزار، و مدیران کیفیت بسته بندی که ظروف مواد غذایی آلومینیومی سفت و سخت تولید می کنند، تسلط بر تریبولوژی فویل لاکی کشش عمیق برای تولید با بازده بالا و بدون نقص ضروری است. آلیاژ 8011-O (کاملا آنیل شده) بستر استاندارد جهانی برای تولید ظروف نیمه سفت و سخت به دلیل انعطاف پذیری کششی بالا، سرعت سخت شدن کم و سازگاری عالی با لاک زدن است.

با این حال، تشکیل ظروف با کشش عمیق - مانند سینی های پذیرایی با دیواره صاف، ظروف غذای خطوط هوایی، و تابه های پای دیواری چروکیده - فویل های با اندازه نازک (0.03 میلی متر تا 0.09 میلی متر) را در معرض تنش های کششی و فشاری شدید قرار می دهد. بدون استانداردهای روانکاری کشش عمیق ، تماس مستقیم بین قالب فولادی و فویل لاکی باعث اصطکاک شدید سطح می شود. این منجر به پارگی فلنج، چروک شدن دیواره جانبی، آثار خراش روی فیلم لاکی، و داغ شدن فلز در خطوط پرس با سرعت بالا می شود.

Tribology of Deep Drawing 8011 Lacquered فویل آلومینیومی

کشش عمیق با استفاده از پانچ، حلقه کشش و نگهدارنده خالی، یک لایه آلومینیومی صاف و از پیش روکش شده را به یک ظرف سه بعدی تبدیل می کند.

ضرایب اصطکاک، دینامیک تماس سطح قالب، و کرنش جریان فلز

در طول شکل‌گیری، ورق آلومینیومی دچار تغییر شکل پلاستیکی شدید می‌شود:

ناحیه فلنج: ماده بیرونی به سمت داخل کشیده می شود و فشرده سازی محیطی سنگینی را تجربه می کند.

ناحیه شعاع قالب: فویل به سرعت بر روی شعاع فولاد ابزار سخت شده تحت نیروهای نرمال بالا خم می شود.

ناحیه شعاع پانچ: گوشه های پایینی تحت کشش خالص به صورت شعاعی کشیده می شوند.

حفظ یک لایه مرزی روان کننده پایدار، ضریب اصطکاک دینامیکی ($mu$) را در پنجره بحرانی 0.05 - 0.08 نگه می دارد  . اصطکاک بیشتر جریان فلز را به داخل حفره مسدود می‌کند و دیواره‌های جانبی را می‌چسبد، در حالی که اصطکاک کمتر اجازه می‌دهد تا مواد را کنترل‌نشده تغذیه کند و چروک‌های سنگین فلنج را ایجاد کند.

خرابی های مکانیکی: چروک شدن، کمانش فلنج، نازک شدن دیوار، و سوراخ های پین پایین

اصطکاک کنترل نشده منجر به نقص های مشخصی در خط پرس می شود:

پاره شدن / شکافتن در گوشه های پانچ: روان کننده ناکافی در شعاع کشش مواد را قفل می کند و باعث شکست کششی در گوشه پایه می شود.

چروک شدن و کمانش فلنج: وزن غیر یکنواخت لایه روغن اجازه توزیع ناهموار فشار نگهدارنده خالی را می دهد و باعث همپوشانی مواد می شود.

خراش و گال شدن پوشش لاکی: شکسته شدن لایه مرزی امکان انتقال میکرو آلومینیوم را روی قالب فولادی فراهم می کند و لاک های محافظ را از بین می برد و ابزار را آلوده می کند.

ماتریس مقایسه روان کننده: ویسکوزیته، نرخ دوز و استانداردهای ایمنی مواد غذایی

استانداردهای اصلی صنعتی کاربرد و انطباق با مقررات

انتخاب روانکار بر اساس عمق ظرف، هندسه و شرایط پردازش متفاوت است:

سوالات متداول

Q1: وزن استاندارد فیلم روغن DOS برای ظروف فویل لاکی 8011 چقدر است؟

A: وزن فیلم DOS/DOA استاندارد بین 20 میلی گرم بر متر مربع و 50 میلی گرم بر متر مربع در هر طرف است . این دوز روانکاری کافی برای مهر زنی استاندارد ظروف دیواری چروکیده را فراهم می کند در حالی که مطابقت کامل FDA با تماس با غذا را بدون نیاز به شستشو حفظ می کند.

Q2: آیا می توان از فویل آلومینیومی پیش روغن کاری شده DOS به طور مستقیم برای طراحی ظروف با دیواره صاف استفاده کرد؟

پاسخ: ظروف دیواره صاف عمیق (بیش از 30 میلی متر عمق کشش) معمولاً به روانکاری بالاتری نسبت به DOS استاندارد (20 تا 50 میلی گرم بر متر مربع) نیاز دارند. اپراتورهای پرس معمولاً روغن مصنوعی ناپدید شونده اضافی یا روغن استر NSF H1 (150 - 400 میلی‌گرم در متر مربع) را در فیدر پرس می‌زنند تا از پاره شدن گوشه جلوگیری شود.

Q3: چه چیزی باعث خراش پوشش لاکی در طول فرآیند کشش عمیق می شود؟

پاسخ: خراشیدگی لاک در اثر شکسته شدن فیلم روان کننده، فشار بالای نگهدارنده خالی، قالب های فولادی کثیف یا داغ، یا پخت نامناسب لاک (سختی سطح پایین) ایجاد می شود. افزایش وزن فیلم روان کننده یا تغییر به یک روان کننده NSF H1 با ویسکوزیته بالاتر، خراش را از بین می برد.

Q4: چگونه وزن فیلم روغن (mg/m²) را در محموله های فویل ورودی 8011 آزمایش کنم؟

پاسخ: وزن فیلم روان کننده با استفاده از استخراج حلال (روش وزن-نوار-وزن با حلال در ASTM B921) یا طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه غیرمخرب (FTIR) کالیبره شده به منحنی های جذب DOS/DOA خاص آزمایش می شود.

Q5: آیا چربی زدایی پس از مهر زنی برای ظروف ساخته شده با DOS یا روغن های ناپدید کننده لازم است؟

پاسخ: خیر. هر دو DOS/DOA (در کمتر از 60 میلی‌گرم بر متر مربع اعمال می‌شود) و روغن‌های مصنوعی ناپدید شونده برای تماس مستقیم با مواد غذایی تحت مقررات FDA 21 CFR فرموله شده‌اند و نیاز به چرخه‌های شستشو یا چربی‌زدایی حرارتی پس از مهر کردن را از بین می‌برند.

نتیجه گیری

کنترل پارامترهای روغن کاری کشش عمیق برای به حداکثر رساندن سرعت پرس ظرف، افزایش عمر ابزار و حذف نرخ ضایعات ضروری است. خطوط فویل آلومینیومی 8011 لاکی . با تعیین دقیق DOS/DOA میکروروغن‌زنی یا سیستم‌های استر مصنوعی درجه مواد غذایی، تولیدکنندگان ظروف با حفظ انطباق کامل با مقررات، به شکل‌دهی بدون نقص دست می‌یابند.