ES2927759T3

ES2927759T3 - Production method of can bodies

Info

Publication number: ES2927759T3
Application number: ES18210547T
Authority: ES
Inventors: Alexander Jimmink; Henri Kwakkel
Original assignee: Tata Steel Ijmuiden BV
Current assignee: Tata Steel Ijmuiden BV
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: RS63606B1; EP3495060B1; EP3495060A1

Abstract

Esta invención se refiere a un método mejorado para producir cuerpos de latas a partir de un sustrato de metal revestido de polímero mediante el proceso de estirado y planchado de paredes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)This invention relates to an improved method of producing can bodies from a polymer-coated metal substrate by the stretch and iron wall process. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método de producción de cuerpos de lataProduction method of can bodies

Campo de la invenciónfield of invention

Esta invención se relaciona con un método mejorado de producción de cuerpos de lata a partir de un sustrato de metal recubierto de polímero mediante el proceso de estiramiento y planchado en pared.This invention relates to an improved method of producing can bodies from a polymer coated metal substrate by the stretch and iron wall process.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

El principio de la tecnología de estiramiento y planchado en pared es bien conocido. La tecnología requiere una pieza en bruto circular para formar el cuerpo de lata (usualmente) cilíndrico. El metal para los cuerpos de lata usualmente se suministra en forma enrollada. El metal enrollado se desenrolla y se estampan piezas en bruto del metal y se producen en una denominada copa inicial mediante una operación de estiramiento profundo. Esta copa se estira profundamente hasta que no haya bridas presentes. La copa luego se reestira en una o más etapas de reestiramiento hasta el diámetro final de lata. En cada etapa de reestiramiento la reducción máxima de diámetro está determinada por la relación de estiramiento limitante, que se define como la relación entre el diámetro máximo de pieza en bruto que se puede estirar con seguridad en una copa sin brida al diámetro de punzón. En cualquier caso el diámetro de la copa inicial es significativamente mayor que el diámetro de la copa reestirada. En la etapa final el espesor de la pared de copa reestirada se reduce planchando en pared la copa y se produce un cuerpo de lata para una lata de 2 piezas. Este proceso involucra empujar la copa reestirada a través de uno o más anillos de planchado por medio de un punzón. La brecha entre el punzón y el anillo de planchado determina el espesor final de la pared del cuerpo de lata. Por ejemplo, un espesor de pared de 0.30 mm en la copa reestirada puede reducirse a 0.10 a 0.14 mm. Por supuesto la altura de la pared aumenta como resultado.The principle of stretching and ironing on the wall technology is well known. The technology requires a circular blank to form the (usually) cylindrical can body. Metal for can bodies is usually supplied in rolled form. The rolled metal is uncoiled and stamped blanks of the metal and produced in a so-called initial cup by a deep drawing operation. This cup is stretched deep until no flanges are present. The cup is then restretched in one or more restretch stages to the final can diameter. At each re-stretching step the maximum diameter reduction is determined by the limiting draw ratio, which is defined as the ratio of the maximum blank diameter that can be safely drawn in a flangeless cup to the punch diameter. In either case the diameter of the initial cup is significantly greater than the diameter of the restraised cup. In the final stage the thickness of the restraised cup wall is reduced by wall ironing the cup and a can body is produced for a 2 piece can. This process involves pushing the restretched cup through one or more pressing rings by means of a punch. The gap between the punch and the ironing ring determines the final wall thickness of the can body. For example, a wall thickness of 0.30 mm in the restraised cup can be reduced to 0.10 to 0.14 mm. Of course the height of the wall increases as a result.

Después de la etapa de DWI se tiene que recortar el borde del cuerpo de lata, debido a que como resultado de la anisotropía inherente del metal la altura del cuerpo de lata no es la misma en todas partes de la circunferencia del borde del cuerpo de lata. Este recorte también permite que la altura final del cuerpo de lata sea adaptada y preparada para la operación de cuello y embridado que se necesita para recibir la tapa (la segunda pieza de la lata de dos piezas) después de llenar la lata. Hoy en día esta tapa usualmente es un extremo de fácil apertura, pero también puede ser una tapa convencional que se abre mediante un abrelatas.After the DWI stage the rim of the can body has to be trimmed, because as a result of the inherent anisotropy of the metal the height of the can body is not the same everywhere around the circumference of the rim of the can body. . This cutout also allows the final height of the can body to be tailored and prepared for the necking and flanging operation needed to receive the lid (the second piece of the two-piece can) after the can is filled. Today this lid is usually an easy-open end, but it can also be a conventional lid that is opened by a can opener.

Este tipo de lata solía estar hecha a partir de hojalata. Con el fin de poder producir latas de DWI a partir de hojalata se necesitan copiosas cantidades de lubricantes, no solo para 'enfriar' el calor generado por el endurecimiento por trabajo del material, sino también para evitar el desgaste de superficie y daño de superficie de herramienta, y para proporcionar una buena superficie de lata. Cualquier viruta necesita ser retirada muy exhaustivamente desde el cuerpo de lata y por lo tanto se requiere un lavado muy exhaustivo. Las copiosas cantidades de lubricante y la necesidad de una etapa de lavado llevan a la identificación del proceso de DWI como un proceso de 'DWI húmedo'.This type of can used to be made from tinplate. In order to be able to produce DWI cans from tinplate copious amounts of lubricants are needed, not only to 'cool' the heat generated from the work hardening of the material, but also to prevent surface wear and surface damage of the material. tool, and to provide a good can surface. Any chips need to be very thoroughly removed from the can body and therefore a very thorough wash is required. The copious amounts of lubricant and the need for a wash step lead to the identification of the DWI process as a 'wet DWI' process.

Recientemente se han desarrollado sustratos alternativos para producir cuerpos de latas de DWI: lámina de metal recubierta de polímero. Esta lámina de metal, que puede ser lámina de aluminio o lámina de acero, se puede producir como metal enrollado y estar provista de un recubrimiento de polímero en uno o ambos lados mediante laminación de película o extrusión directa o similar.Alternative substrates for producing DWI can bodies have recently been developed: polymer-coated sheet metal. This metal foil, which may be aluminum foil or steel foil, can be produced as rolled metal and provided with a polymer coating on one or both sides by film lamination or direct extrusion or the like.

Esta lámina de metal recubierta de polímero es adecuada para producir cuerpos de latas mediante DWI e incluso es posible realizar esto con un mínimo o incluso sin lubricante. La capa de recubrimiento de polímero actúa como lubricante. También, debido a que no hay una superficie de metal expuesta, tampoco hay el riesgo de producir virutas, y por lo tanto la necesidad de lavar los cuerpos de lata después de que se retira el proceso de DWI. Por consiguiente este proceso de DWI se denomina como un proceso 'DWI seco'.This polymer coated sheet metal is suitable for producing can bodies by DWI and can even be done with minimal or even no lubricant. The polymer coating layer acts as a lubricant. Also, since there is no exposed metal surface, there is also no risk of producing chips, and therefore the need to wash the can bodies after the DWI process is removed. Therefore this DWI process is referred to as a 'dry DWI' process.

Desafortunadamente, cuando se producen cuerpos de lata a partir de la lámina de metal recubierta de polímero hay un riesgo de formación de pelos en el borde del cuerpo de lata, es decir en el extremo abierto del cuerpo de lata. Como la capa de recubrimiento de polímero es más blanda que el sustrato de metal sobre el cual se proporciona la capa de recubrimiento de polímero, la capa de recubrimiento de polímero se deforma más fácilmente que el sustrato de metal, y el polímero puede rasparse al final. Esto se manifiesta usualmente en la forma de 'pelos' similares a hilos. Si esto sucede entonces el utillaje de DWI puede estar contaminado con pelos que se desprendan desde el borde, o que los pelos pueden terminen en el cuerpo de lata, y potencialmente en el contenido de lata cuando se llene más tarde, o que esté expuesto el metal descubierto que podría ser lo suficientemente duro como para provocar daño al utillaje de DWI. Esto no es deseable, y requiere que los cuerpos de lata se enjuaguen, anulando de este modo una de las ventajas del proceso seco.Unfortunately, when can bodies are produced from the polymer coated metal foil there is a risk of hair formation at the edge of the can body, ie at the open end of the can body. Since the polymer coating layer is softer than the metal substrate on which the polymer coating layer is provided, the polymer coating layer is more easily deformed than the metal substrate, and the polymer may eventually be scraped off. . This usually manifests itself in the form of thread-like 'hairs'. If this happens then the DWI tooling may be contaminated with hairs coming off the rim, or the hairs may end up in the can body, and potentially in the contents of the can when it is filled later, or the can may be exposed. bare metal that could be hard enough to cause damage to the DWI tooling. This is undesirable, and requires the can bodies to be rinsed, thus negating one of the advantages of the dry process.

El documento US 6634203 B1 divulga un método para fabricar un cuerpo de lata cilíndrico a partir de una lámina de metal recubierta de polímero que comprende las etapas de producir una pieza en bruto circular a partir de dicha lámina de metal recubierta de polímero, estirar una copa inicial a partir de dicha pieza en bruto en una etapa de embutición, reestirar dicha copa inicial en una copa reestirada en una etapa de reestiramiento, en donde la etapa de reestiramiento comprende las siguientes subetapas:- posicionar la copa inicial en línea con un punzón cilíndrico de un aparato de reestiramiento;- sujetar la parte inferior circular de la copa inicial entre un manguito de reestiramiento en forma de anillo que rodea el punzón y el troquel de reestiramiento ejerciendo de esa manera una fuerza de soporte de pieza en bruto sobre la parte inferior de la copa inicial;- empujar el punzón a través del orificio en el troquel de reestiramiento, reduciendo de esa manera el diámetro de la copa inicial para formar la copa reestirada; seguido por- planchar en pared dicha copa reestirada en un cuerpo de lata que tiene su altura final en una etapa de planchado en pared, en donde el planchado en pared se realiza usando uno o más anillos de planchado en la etapa de planchado en pared, o- estirando la copa reestirada en una segundo etapa de reestiramiento para producir un cuerpo de lata que tenga su altura final. US 6634203 B1 discloses a method for manufacturing a cylindrical can body from a polymer-coated metal sheet comprising the steps of producing a circular blank from said polymer-coated metal sheet, drawing a cup initial from said blank in a drawing step, restreesting said initial cup into a restreetched cup in a restretching step, wherein the restretching step comprises the following sub-steps: - positioning the initial cup in line with a cylindrical punch of a re-stretching apparatus;- hold the circular bottom of the initial cup between a re-stretching sleeve in the shape of a ring surrounding the punch and the redrawing die thereby exerting a blank supporting force on the bottom of the initial cup; - pushing the punch through the hole in the redrawing die, thereby reducing the initial cup diameter to form the restraised cup; followed by - wall-pressing said restretched cup into a can body having its final height in a wall-pressing stage, wherein the wall-pressing is performed using one or more pressing rings in the wall-pressing stage, or - stretching the restraised cup in a second restraking stage to produce a can body having its final height.

Objetivos de la invenciónObjectives of the invention

El objeto de la invención es mejorar la producción de cuerpos de lata a partir de lámina de metal recubierta de polímero mediante el proceso de DWI seco con el fin de evitar la formación de pelos en el borde del cuerpo de lata.The object of the invention is to improve the production of can bodies from polymer-coated sheet metal by the dry DWI process in order to avoid the formation of hairs on the edge of the can body.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El objeto de la invención se alcanza mediante el método para fabricar un cuerpo de lata cilíndrico a partir de una lámina de metal recubierta de polímero que comprende las etapas de producir una pieza en bruto circular a partir de dicha lámina de metal recubierta de polímero, estirar una copa inicial a partir de dicha pieza en bruto en una etapa de embutición, reestirar dicha copa inicial en una copa reestirada en una etapa de reestiramiento, en donde la etapa de reestiramiento comprende las siguientes subetapas sucesivas:The object of the invention is achieved by the method for manufacturing a cylindrical can body from a polymer-coated metal sheet comprising the steps of producing a circular blank from said polymer-coated metal sheet, drawing an initial cup from said blank in a drawing step, restreching said initial cup into a restretched cup in a restretching step, wherein the restretching step comprises the following successive substeps:

- posicionar la copa inicial en línea con un punzón cilíndrico de un aparato de reestiramiento;- positioning the initial cup in line with a cylindrical punch of a re-stretching apparatus;

- sujetar la parte inferior circular de la copa inicial entre un manguito de reestiramiento en forma de anillo que rodea el punzón y el troquel de reestiramiento ejerciendo de esa manera una fuerza de soporte de pieza en bruto sobre la parte inferior de la copa inicial;- clamping the circular bottom of the blank between a ring-shaped restretch sleeve surrounding the punch and the restretch die thereby exerting a blank supporting force on the bottom of the blank;

- empujar el punzón a través del orificio en el troquel de reestiramiento, reduciendo de esa manera el diámetro de la copa inicial para formar la copa reestirada y levantando el manguito de reestiramiento, retirando de esa manera la fuerza de soporte de pieza en bruto, antes de que el borde de la brida de la copa inicial entre en la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento, empujando de esa manera la copa reestirada a través de- pushing the punch through the hole in the redrawing die, thereby reducing the diameter of the initial cup to form the redrawing cup and lifting the redrawing sleeve, thereby removing the blank supporting force, before that the flange edge of the initial cup enters the operating portion (OP) of the redraw die, thereby pushing the redrawed cup through

el troquel de reestiramiento sin que se ejerza una fuerza de soporte de pieza en bruto sobre la brida; seguido por the re-stretching die without a blank supporting force being exerted on the flange; followed by

- planchar en pared dicha copa reestirada en un cuerpo de lata que tiene su altura final en una etapa de planchado en pared, en donde el planchado en pared se realiza usando uno o más anillos de planchado en la etapa de planchado en pared, o- wall ironing said restretched cup into a can body having its final height in a wall ironing stage, wherein the wall ironing is performed using one or more ironing rings in the wall ironing stage, or

- estirar la copa reestirada en una segunda etapa de reestiramiento para producir un cuerpo de lata que tenga su altura final.- stretching the restretched cup in a second restretching stage to produce a can body having its final height.

Realizaciones preferidas se proporcionan en las reivindicaciones dependientes.Preferred embodiments are provided in the dependent claims.

La lámina de metal recubierta de polímero, que puede ser lámina de aluminio o lámina de acero, se puede producir como metal enrollado y se proporciona con un recubrimiento de polímero en uno o ambos lados. El polímero o sistema de polímero que comprende más de una capa de polímero en un lado puede diferir del uno en el otro lado por razones de que los requisitos para ambos lados difieren, por ejemplo dependiendo del uso posterior del cuerpo de lata. Polymer coated metal sheet, which may be aluminum sheet or steel sheet, can be produced as rolled metal and is provided with a polymer coating on one or both sides. The polymer or polymer system comprising more than one polymer layer on one side may differ from one on the other side for reasons that the requirements for both sides differ, for example depending on the subsequent use of the can body.

En esta invención la fuerza de soporte de pieza en bruto se reduce justo antes de que el borde de la copa inicial entre en la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento al reducir la fuerza de soporte de pieza en bruto (BHF) parcial o completamente en el manguito de reestiramiento, o al levantar de manera efectiva el manguito desde el borde de la copa inicial. Preferiblemente este levantamiento del manguito de reestiramiento se realiza mientras el borde de la copa inicial está a menos de 5 mm lejos de la OP. Esto asegura que el borde del metal recubierto de polímero no se frunza y esto evita la formación de pelos. No se prefiere un levantamiento demasiado temprano debido a que los bordes pueden arrugarse como resultado. Si el metal es muy anisótropo, entonces las denominadas orejas pueden ser demasiado grandes para permitir el levantamiento oportuno del manguito de reestiramiento para evitar el fruncido debido a que el borde de una parte de la circunferencia de la copa inicial ya puede haber entrado en la OP mientras que las orejas todavía están a más de 5 mm retiradas de la O^p. En ese caso el levantamiento del manguito de reestiramiento se puede realizar gradualmente para evitar el fruncido del borde en la parte más baja de la circunferencia de la copa y para evitar el arrugamiento de las orejas. En cualquier caso el manguito de reestiramiento debe levantarse antes de que la última parte del borde de la brida entre en la parte operativa. Está claro que este proceso está más controlado cuanto menor es la anisotropía del metal y se beneficia enormemente a partir de un material tan isótropo como sea posible. La propiedad mecánica asociada con esto es Ar que se define como:In this invention the blank support force is reduced just before the initial cup edge enters the operating portion (OP) of the redraw die by reducing the blank support force (BHF) partially or fully into the restretching cuff, or by effectively lifting the cuff from the edge of the starting cup. Preferably this restretching cuff lift is performed while the edge of the initial cup is less than 5mm away from the OP. This ensures that the edge of the polymer coated metal does not curl and this prevents the formation of hair. Lifting too early is not preferred because the edges may wrinkle as a result. If the metal is very anisotropic, then the so-called ears may be too large to allow timely lifting of the restretch sleeve to prevent puckering because the edge of a portion of the initial cup circumference may already have entered the OP while the ears are still more than 5 mm removed from the ^Op . In this case, the lifting of the re-stretching cuff can be done gradually to avoid puckering of the edge in the lower part of the circumference of the cup and to avoid wrinkling of the ears. In any case the re-stretching sleeve must be lifted before the last part of the flange edge enters the working part. It is clear that this process is more controlled the lower the anisotropy of the metal and greatly benefits from starting with a material as isotropic as possible. The mechanical property associated with this is Ar which is defined as:

0, 45 y 90 es el ángulo con la dirección de laminación del espécimen de tracción tomado a partir de la lámina de metal usada como el sustrato para el recubrimiento de polímero y r es la relación de la reducción en la dirección de ancho y la reducción en la dirección de espesor cuando se mide durante la prueba de tracción.0, 45 and 90 is the angle with the rolling direction of the tensile specimen taken from the metal sheet used as the substrate for the polymer coating and r is the ratio of the reduction in the width direction and the reduction in the direction of thickness when measured during the tensile test.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Se proporciona en la figura 1 un dibujo esquemático de la configuración para reestirar una copa inicial. La parte operativa del troquel de reestiramiento así como la parte operativa del manguito de reestiramiento están resaltadas en la figura 1 con la lupa. Estas partes se representan con más detalle en la figura 2a y 2b. La parte operativa es la parte descrita por el radio R y delimitada por las líneas discontinuas. Preferiblemente el ángulo sobre el cual se proporciona el ángulo de radio R es 90°, es decir la parte operativa es un cuarto de círculo como se ve en sección transversal en la figura 2a y 2b. En aras de la claridad se debe anotar que el troquel 2 de reestiramiento como se representa en la sección transversal en la figura 1 está provisto de un orificio circular a través del cual la copa 4 inicial es empujada por un punzón 1 cilíndrico mientras que se sujeta al área plana del troquel de reestiramiento por el manguito 3 de reestiramiento anular. La figura 1 también es esquemática en el sentido de que hay un recinto entre la copa, manguito y troquel de reestiramiento, mientras que en la práctica el manguito de reestiramiento empujará la copa inicial sobre el troquel de reestiramiento para evitar el arrugamiento.A schematic drawing of the configuration for restraking an initial cup is provided in Figure 1. The operative part of the re-stretching die as well as the operative part of the re-stretching sleeve are highlighted in figure 1 with the magnifying glass. These parts are represented in more detail in Figure 2a and 2b. The operative part is the part described by the radius R and delimited by the dashed lines. Preferably the angle over which the angle radius R is given is 90°, ie the operative part is a quarter circle as seen in cross section in Figure 2a and 2b. For the sake of clarity it should be noted that the re-stretching die 2 as represented in cross section in Figure 1 is provided with a circular hole through which the initial cup 4 is pushed by a cylindrical punch 1 while clamping to the flat area of the re-stretching die by the annular re-stretching sleeve 3. Figure 1 is also schematic in that there is an enclosure between the cup, sleeve and redraw die, whereas in practice the redraw sleeve will push the initial cup onto the redraw die to prevent creasing.

En una realización el radio de la OP y/o OPRS se reduce a un valor de 2 a 6 x t, en donde t es el diámetro del material de la pieza en bruto (o si la etapa de reestiramiento se realiza en más de uno, t es el espesor de la parte inferior de la copa que va a ser reestirada). Preferiblemente como máximo 5 x t, más preferiblemente como máximo 4 x t, aún más preferiblemente como máximo 3 x t o incluso como máximo 2,75 x t.In one embodiment the radius of the OP and/or OPRS is reduced to a value of 2 to 6 x t, where t is the diameter of the blank material (or if the re-stretching step is performed in more than one, t is the thickness of the bottom part of the cup that is going to be stretched). Preferably at most 5 x t, more preferably at most 4 x t, even more preferably at most 3 x t or even at most 2.75 x t.

En esta realización el radio reducido de la parte operativa del troquel de reestiramiento Rrd o el radio de la parte operativa del manguito de reestiramiento Rre permite elongar-estirar el sustrato de metal recubierto de polímero. La reducción del radio o radios es esencial si se requiere que el cuerpo de lata tenga una cierta altura. Sin la reducción del radio o radios la lámina de metal recubierta de polímero se deslizaría como resultado de la fricción reducida en comparación con la misma lámina con una superficie metálica. Para que sea posible elongar estirar la lámina de metal recubierta de polímero se debe acumular un grado de tensión en la lámina de metal es decir durante el reestiramiento, y la acumulación de esta tensión es posible como resultado del radio o radios reducidos. Al evitar el deslizamiento por la fricción aumentada como resultado de los radios reducidos la pared de la copa se alarga, en el área entre los radios Rrd o Rrs, bajo la influencia de la fuerza de tracción en la pared, reduciendo de esa manera el espesor de la pared y aumentando la altura del cuerpo de lata.In this embodiment the reduced radius of the redraw die operative part Rrd or the radius of the redraw sleeve operative part Rre allows to elongate-stretch the polymer coated metal substrate. The reduction of the radius(es) is essential if the can body is required to have a certain height. Without the reduction of the radius(es) the polymer coated metal sheet would slip as a result of the reduced friction compared to the same sheet with a metal surface. For it to be possible to elongate or stretch the polymer coated sheet metal a degree of stress must build up in the sheet metal ie during re-stretching, and the build up of this stress is possible as a result of the reduced radius(es). By avoiding slip due to increased friction as a result of the reduced radii the cup wall is elongated, in the area between the radii Rrd or Rrs, under the influence of the tensile force on the wall, thereby reducing the thickness from the wall and increasing the height of the tin body.

El método de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que en comparación con la práctica convencional, donde el énfasis del alargamiento de la pared de lata está en la etapa de planchado, el alargamiento de la pared de lata por reestiramiento de la copa reestirada recubierta de polímero tiene lugar en una mayor medida en la etapa de embutición y etapa de reestiramiento y en una menor medida en la etapa de planchado.The method according to the invention has the advantage that compared to conventional practice, where the emphasis of the elongation of the can wall is in the ironing step, the elongation of the can wall by restreetching of the coated restraised cup polymerization takes place to a greater extent in the drawing stage and re-stretching stage and to a lesser extent in the ironing stage.

El efecto de la reducción de solo el radio de la parte operativa del troquel de reestiramiento o solo del radio de la parte operativa del manguito de reestiramiento ya es muy efectivo. Mediante la reducción del radio de la parte operativa tanto del troquel de reestiramiento como del manguito de reestiramiento se alcanza el efecto máximo, lo que lleva a la copa reestirada más alta posible, que luego llevará al cuerpo de lata estirado y planchado con la mayor altura de pared posible permitiendo una etapa de planchado reducido.The effect of reducing only the radius of the working part of the re-stretching die or only the radius of the working part of the re-stretching sleeve is already very effective. By reducing the radius of the operative part of both the restretch die and the restretch sleeve the maximum effect is achieved, leading to the highest possible restraised cup, which will then lead to the highest stretched and ironed can body possible wall allowing a reduced ironing stage.

El radio o radios reducidos de OP y/o OPRS deben combinarse con una fuerza impuesta a través del manguito de reestiramiento sobre la brida de la copa inicial durante la etapa de reestiramiento (esta fuerza se denomina como fuerza de soporte de pieza en bruto o BHF, debido a que la copa inicial se puede considerar como una pieza en bruto para la etapa de reestiramiento). El manguito de reestiramiento es cilíndrico para lograr la tensión en el material tan pronto como sea posible durante el reestiramiento. En procesos de reestiramiento convencionales el manguito de reestiramiento no es cilíndrico sino ahusado (véase figura 3a).The reduced radius(es) of OP and/or OPRS must be combined with a force imposed through the re-stretching sleeve on the initial cup flange during the re-stretching stage (this force is referred to as blank support force or BHF). , because the initial cup can be considered as a blank for the re-stretching stage). The re-stretching sleeve is cylindrical to achieve tension in the material as early as possible during re-stretching. In conventional re-stretching processes the re-stretching sleeve is not cylindrical but tapered (see figure 3a).

En una realización el proceso de acuerdo con la invención se realiza con solo un anillo de planchado en pared en la etapa de planchado en pared. Este proceso se beneficia a partir de un cambio máximo de deformación a la etapa de embutición y reestiramiento. La elongación de la pared de la copa inicial durante las etapas de reestiramiento se maximiza, de tal manera que el único anillo de planchado en pared es suficiente para terminar el cuerpo de lata con la altura de pared deseada. Con los métodos convencionales la pared de la copa reestirada no se elonga en la misma medida, o no en absoluto, de tal manera que se necesita que más reducción sea generada mediante la etapa de planchado en pared, y esta etapa entonces requiere al menos dos anillos. El uso de un anillo de planchado en pared en combinación con una elongación aumentada de la pared durante las etapas de reestiramiento simplifica considerablemente el proceso de planchado en pared haciéndolo de esa manera también más robusto y más fácil de controlar en términos de temperatura y deformación. El calor generado durante el planchado en pared también se reduce si la reducción de planchado en pared es menor. En un proceso seco, sin refrigerante externo, el control de temperatura es especialmente importante.In one embodiment the process according to the invention is carried out with only one ironing ring in the ironing step. This process benefits from a maximum change of deformation to the stage of drawing and re-stretching. The elongation of the initial cup wall during the re-stretching steps is maximized such that the single wall pressing ring is sufficient to finish the can body to the desired wall height. With conventional methods the restraised cup wall does not elongate to the same extent, or not at all, so more reduction needs to be generated by the wall ironing step, and this step then requires at least two rings. The use of a wall ironing ring in combination with an increased elongation of the wall during the re-stretching steps considerably simplifies the wall ironing process thereby also making it more robust and easier to control in terms of temperature and deformation. The heat generated during wall ironing is also reduced if the wall ironing reduction is less. In a dry process, without external coolant, temperature control is especially important.

El radio Rrd o Rrs se expresa en términos del espesor inicial de la lámina de metal recubierta de polímero, que es también el espesor de la pieza en bruto circular usada para producir la copa inicial. El radio es como máximo 3 veces el espesor de la lámina de metal recubierta de polímero o pieza en bruto, preferiblemente un radio o ambos radios es como máximo 2.75 veces el espesor de la lámina de metal recubierta de polímero o pieza en bruto, y más preferiblemente como máximo 2.5 veces. Incluso más preferiblemente el radio o ambos radios es como máximo 2.25 o 2.0 veces el espesor de la lámina de metal recubierta de polímero o pieza en bruto. En una realización tanto Rrd y Rrs tienen el mismo valor.The radius Rrd or Rrs is expressed in terms of the initial thickness of the polymer coated metal sheet, which is also the thickness of the circular blank used to produce the initial cup. The radius is at most 3 times the thickness of the polymer coated metal sheet or blank, preferably one or both radii is at most 2.75 times the thickness of the polymer coated metal sheet or blank, and more preferably at most 2.5 times. Even more preferably the radius or both radii is at most 2.25 or 2.0 times the thickness of the polymer coated sheet metal or blank. In one embodiment both Rrd and Rrs have the same value.

En una realización se proporciona una etapa de bruñido empujando el cuerpo de lata después de la operación de planchado a través de un anillo de bruñido. Esto alivia la tensión en la pared de cuerpo de lata y permite que el cuerpo de lata sea depurado con facilidad.In one embodiment a honing step is provided by pushing the can body after the ironing operation through a honing ring. This relieves stress on the can body wall and allows the can body to be easily cleaned.

Los sustratos de acero recubiertos de polímero que pueden procesarse mediante el proceso de acuerdo con la invención se basan preferiblemente en policondensados, tales como poliésteres, copoliésteres (incluyendo PET, PBT, furanoato de polietileno (PEF), poli(ácido láctico) (PLA)) o poliamidas, poliolefinas, elastómeros, polímeros de poliadición cristalizables, o cualquier otro polímero que pueda formarse en una película por extrusión. El recubrimiento de polímero puede consistir en una o más capas. Preferiblemente la capa de recubrimiento de polímero comprende o consiste en tereftalato de polietileno, tereftalato de polietileno modificado con IPA, tereftalato de polietileno modificado con CHDM, tereftalato de polibutileno, naftalato de polietileno, furanoato de polietileno, poli(ácido láctico) o copolímeros o mezclas de los mismos.The polymer-coated steel substrates that can be processed by the process according to the invention are preferably based on polycondensates, such as polyesters, copolyesters (including PET, PBT, polyethylene furanoate (PEF), poly(lactic acid) (PLA) ) or polyamides, polyolefins, elastomers, crystallizable polyaddition polymers, or any other polymer that can be formed into a film by extrusion. The polymer coating may consist of one or more layers. Preferably the polymer coating layer comprises or consists of polyethylene terephthalate, IPA modified polyethylene terephthalate, CHDM modified polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene furanoate, poly(lactic acid) or copolymers or blends thereof.

La lámina de metal es preferiblemente lámina de acero recubierta de estaño (hojalata), lámina de acero recubierta de cromo-óxido de cromo (ECCS), hojalata que fue recocida por difusión para formar una aleación de hierro-estaño que consiste en al menos 80 % de FeSn (50 % at. de hierro y 50 % at. de estaño) a continuación, o una lámina de acero recubierta de cromo-óxido de cromo producida por galvanoplastia a partir de un electrolito de cromo trivalente (tal como TCCT®).The metal sheet is preferably tin-coated steel sheet (tinplate), chrome-chromium oxide coated steel sheet (ECCS), tinplate that has been diffusion annealed to form an iron-tin alloy consisting of at least 80 % FeSn (50% at. iron and 50% at. tin) below, or a chromium-chromium oxide coated steel sheet produced by electroplating from a trivalent chromium electrolyte (such as TCCT®) .

La invención también se realiza en un cuerpo de lata producido por el método de la invención.The invention is also embodied in a can body produced by the method of the invention.

EjemploExample

Se produce un cuerpo de lata de 65 mm de diámetro a partir de lámina de acero de 0.25 mm con un recubrimiento de poliéster de 25 pm en ambos lados, lo que lleva a un espesor total t de 0.30 mm. El acero es un acero común de carbono extra bajo (ELC) (véase tabla 1). A partir del mismo fueron producidas piezas en bruto y éstas fueron procesadas en copas iniciales. Usando un troquel de reestiramiento con Rrd de 1.0 mm y de Rrd fueron hechas copas de reestiramiento de 0.425 mm en una única etapa de reestiramiento.A 65 mm diameter can body is produced from 0.25 mm steel sheet with a 25 µm polyester coating on both sides, leading to a total thickness t of 0.30 mm. The steel is a common extra low carbon (ELC) steel (see table 1). From it, raw pieces were produced and these were processed into initial cups. Using a restretch die with Rrd of 1.0 mm and Rrd of 0.425 mm restretch cups were made in a single restretch step.

Tabla 1: Composición de acero de ELC (en % en peso, bal. Fe y elementos residuales)Table 1: Composition of ELC steel (in % by weight, bal. Fe and residual elements)

Espesor de pared a 10 mm desde la parte inferior de copa reestirada (valores que incluyen recubrimiento):Wall thickness at 10 mm from the bottom of the restraised cup (values include coating):

Rrd = 1.0 mm = 0.284 mmRrd = 1.0mm = 0.284mm

Rrd = 0.425 mm = 0.238 mmRrd = 0.425mm = 0.238mm

Espesor de pared a altura media de la pared de la copa reestirada (valores que incluyen recubrimiento):Wall thickness at average height of the wall of the restraised cup (values that include coating):

Rrd = 1.0 mm = 0.275 mmRrd = 1.0mm = 0.275mm

Rrd = 0.425 mm = 0.230 mmRrd = 0.425mm = 0.230mm

El espesor de pared de copa reestirada se presenta en la figura 4. La altura aumenta hacia la parte superior debido al flujo de material durante el estiramiento profundo y las fuerzas de compresión en el material en la circunferencia. Este espesor aumentado se 'retira' subsecuentemente con plancha en la etapa de planchado subsecuente. A partir de la figura 4 se puede ver que la altura de la pared de copa aumenta desde 69 mm en Rrd 1 mm a 80 mm en Rrd de 0.425 mm, lo cual es un aumento de 17 %. Esta reducción es el resultado de la operación elongar-estirar. En combinación con un anillo de planchado se puede lograr una reducción total de pared de 50 %. El levantamiento del manguito de reestiramiento fue realizado antes de que el borde de la brida de la copa inicial entre en la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento. The restraised cup wall thickness is presented in Figure 4. The height increases towards the top due to material flow during deep draw and compressive forces in the material at the circumference. This increased thickness is subsequently 'removed' by iron in the subsequent ironing stage. From Figure 4 it can be seen that the height of the cup wall increases from 69mm at Rrd 1mm to 80mm at Rrd 0.425mm, which is an increase of 17%. This reduction is the result of the elongate-stretch operation. In combination with an ironing ring, a total wall reduction of 50% can be achieved. Lifting of the redraw sleeve was performed before the edge of the initial cup flange entered the operating portion (OP) of the redraw die.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para fabricar un cuerpo de lata cilindrico a partir de una lámina de metal recubierta de polímero que comprende las etapas de producir una pieza en bruto circular a partir de dicha lámina de metal recubierta de polímero, estirar una copa (4) inicial a partir dicha pieza en bruto en una etapa de embutición, reestirar dicha copa inicial en una copa reestirada en una etapa de reestiramiento, en donde la etapa de reestiramiento comprende las siguientes subetapas:1. Method for manufacturing a cylindrical can body from a polymer-coated metal sheet comprising the steps of producing a circular blank from said polymer-coated metal sheet, drawing an initial cup (4) to splitting said blank in a drawing step, restreasing said initial cup into a restraised cup in a restraking step, wherein the restraking step comprises the following sub-steps:

- posicionar la copa (4) inicial en línea con un punzón (1) cilíndrico de un aparato de reestiramiento;- positioning the initial cup (4) in line with a cylindrical punch (1) of a re-stretching apparatus;

- sujetar la parte inferior circular de la copa (4) inicial entre un manguito (3) de reestiramiento en forma de anillo que rodea el punzón y el troquel de reestiramiento ejerciendo de esa manera una fuerza de soporte de pieza en bruto en la parte inferior de la copa inicial;- clamping the circular lower part of the initial cup (4) between a ring-shaped re-stretching sleeve (3) surrounding the punch and the re-stretching die thereby exerting a blank supporting force on the lower part of the initial cup;

- empujar el punzón (1 ) a través del orificio en el troquel (2 ) de reestiramiento, reduciendo de esa manera el diámetro de la copa inicial para formar la copa reestirada y levantando el manguito (3) de reestiramiento, retirando de esa manera la fuerza de soporte de pieza en bruto, antes de que el borde de la brida de la copa (4) inicial entre en la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento, empujando de esa manera la copa reestirada a través del troquel (2) de reestiramiento sin que se ejerza una fuerza de soporte de pieza en bruto (BHF) sobre la brida;- push the punch (1) through the hole in the re-stretching die (2), thereby reducing the diameter of the initial cup to form the re-stretching cup and lifting the re-stretching sleeve (3), thereby removing the blank support force, before the flange edge of the initial cup (4) enters the operating part (OP) of the redraw die, thereby pushing the redrawed cup through the die (2) of re-stretching without a blank support force (BHF) being exerted on the flange;

seguido porfollowed by

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el manguito (3) de reestiramiento se levanta en la etapa de reestiramiento tan pronto como el borde de la brida de la copa (4) inicial está todavía entre 0.2 y 5.0 mm retirado de la parte operativa (OP) del troquel (2 ) de reestiramiento.Method according to claim 1 wherein the restretching sleeve (3) is raised in the restretching step as soon as the flange edge of the initial cup (4) is still between 0.2 and 5.0 mm removed from the operative part (OP) of the re-stretching die (2).

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2 en donde el manguito (3) de reestiramiento se levanta en la etapa de reestiramiento tan pronto como el borde de la brida de la copa (4) inicial está todavía entre 1.0 y 4.0 mm retirado de la parte operativa (OP) del troquel (2 ) de reestiramiento.Method according to claim 2 wherein the restretching sleeve (3) is raised in the restretching step as soon as the flange edge of the initial cup (4) is still between 1.0 and 4.0 mm removed from the operative part (OP) of the re-stretching die (2).

4. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en donde la copa reestirada se somete a otra etapa de reestiramiento posicionando la copa reestirada en línea con un punzón cilíndrico de un aparato de reestiramiento;A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the restretched cup is subjected to a further restretching step by positioning the restretched cup in line with a cylindrical punch of a restretching apparatus;

- sujetar la parte inferior circular de la copa reestirada entre un manguito de reestiramiento en forma de anillo que rodea el punzón y el troquel de reestiramiento ejerciendo de esa manera una fuerza de soporte de pieza en bruto sobre la parte inferior de la copa reestirada;- clamping the circular bottom of the restraised cup between a ring-shaped restraking sleeve surrounding the punch and the restraking die thereby exerting a blank supporting force on the lower part of the restraised cup;

- empujar el punzón a través del orificio en el troquel de reestiramiento, reduciendo de esa manera el diámetro de la copa reestirada para formar la copa reestirada reestirada y levantando el manguito de reestiramiento, retirando de esa manera la fuerza de soporte de pieza en bruto, antes de que el borde de la brida de la copa inicial entre en la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento, empujando de esa manera la copa reestirada reestirada a través del troquel de reestiramiento sin que se ejerza una fuerza de soporte de pieza en bruto sobre la brida;- pushing the punch through the hole in the redrawing die, thereby reducing the diameter of the redrawing cup to form the redrawing redrawing cup and lifting the redrawing sleeve, thereby removing the blank supporting force, before the flange edge of the initial cup enters the operating portion (OP) of the redraw die, thereby pushing the redrawed redraw cup through the redraw die without a workpiece support force being exerted on it. raw on flange;

seguido porfollowed by

- planchar en pared dicha copa reestirada reestirada en un cuerpo de lata que tiene su altura final en una etapa de planchado en pared, en donde el planchado en pared se realiza usando uno o más anillos de planchado en la etapa de planchado en pared, o- wall ironing said restraised cup into a can body having its final height in a wall ironing stage, wherein the wall ironing is performed using one or more ironing rings in the wall ironing stage, or

- estirar la copa reestirada reestirada en una tercera etapa de reestiramiento para producir un cuerpo de lata que tenga su altura final.- stretching the restretched cup in a third restretching step to produce a can body having its final height.

5. Método de acuerdo con una cualquiera de la reivindicación 1 a 4 en donde el radio Rre de la parte operativa del manguito de reestiramiento (OPRS) está entre 2 a 6 x t, preferiblemente como máximo 3 x t, en donde t es el espesor de la lámina de metal recubierta de polímero5. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the radius Rre of the operative part of the restretching sleeve (OPRS) is between 2 to 6 x t, preferably at most 3 x t, where t is the thickness of polymer coated metal sheet

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5 en donde el radio Rre de la parte operativa del manguito de reestiramiento (OPRS) es como máximo 2.75 x t.Method according to claim 5, wherein the radius Rre of the operative part of the restretching sleeve (OPRS) is at most 2.75 x t.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 5 en donde el radio Rre de la parte operativa del manguito de reestiramiento (OPRS) es como máximo 2.5 x t. Method according to claim 5, wherein the radius Rre of the operative part of the restretching sleeve (OPRS) is at most 2.5 x t.

8. Método de acuerdo con una cualquiera de la reivindicación 1 a 7 en donde el radio Rrd de la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento está entre 2 a 6 x t, preferiblemente como máximo 3 x t, en donde t es el espesor de la lámina de metal recubierta de polímero.8. Method according to any one of claims 1 to 7, wherein the radius Rrd of the operative part (OP) of the re-stretching die is between 2 to 6 x t, preferably at most 3 x t, where t is the thickness of polymer-coated sheet metal.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8 en donde el radio de la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento Rrd es como máximo 2.75 x t.9. Method according to claim 8, wherein the radius of the operative part (OP) of the re-stretching die Rrd is at most 2.75 x t.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 8 en donde el radio Rrd de la parte operativa (OP) del troquel de reestiramiento es como máximo 2.5 x t.10. Method according to claim 8, wherein the radius Rrd of the operating part (OP) of the re-stretching die is maximum 2.5 x t.

11. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde solo se usa un anillo de planchado.Method according to any one of the preceding claims, wherein only one ironing ring is used.

12. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde se usa un anillo de bruñido además del anillo de estiramiento o anillos de estiramiento en la etapa de planchado en pared para retirar tensión en el cuerpo de lata facilitando de esa manera la depuración del cuerpo de lata desde el punzón. 12. Method according to any one of the preceding claims, wherein a burnishing ring is used in addition to the stretching ring or stretching rings in the wall ironing stage to remove stress on the can body thus facilitating purification of the can body from the punch.