Производство жестяной тары

Физические свойства

Механические свойства жести определяются химическим со­ставом стали, технологией проката и отжига ленты. Известно, что для производства штампованных банок глубокой вытяжки требуется жесть мягкая, с высоким относительным удлинением при разрыве, невысоким пределом прочти при растяжении и отношением, характеризующим пластичность металла, равным 0,6—0,7. При вальцовке, гибке, отбортовке, закатке, характерных для производства сборных банок, жесть должна иметь определенную твердость, упругость, поэтому в данном случае мягкая жесть мало пригодна: на корпусах образуется огранка, имеет место повышенный брак при склепе в процессе формования корпуса.

Для изготовления банок, подвергаемых большим внутренним давлениям (например, аэрозольная тара, банки для пива, напит­ков), требуется твердая жесть с относительно высоким пределом прочности и относительным удлинением при разрыве 8—15%.

ГОСТами 15580—70 и 13345—67 предусмотрено определение технологических свойств жести испытанием на глубину вытяжки сферической лунки (см. ГОСТ 10510—63), изгиб и перегиб на приборе типа НГ-1-2 вокруг губок радиусом 1,5 см. Однако эти показатели недостаточно характеризуют механические свойства.

В зарубежной практике широко применяется определение поверхностной твердости жести, которая разделяется на не­сколько классов (условно обоз

Начаемых номером твердости Т-1, Т-2, Т-3 и т. д.). Поверхностная твердость жести определяется с помощью прибора типа Супер-Роквелл. Однако и поверхностная твердость жести не во всех случаях достаточно характеризует механические свойства жести. Поэтому наряду с твердостью определяют пределы текучести, прочности на разрыв, относитель­ное удлинение при разрыве, свойства жести к упругому перегибу (пружинению).

Механические свойства жести зависят от структуры и химического состава стали, а также от ее термообработки.

По твердости жесть, выпускаемая за рубежом, делится на шесть групп (табл. 3.4).

Особенностями отечественной холоднокатаной жести по ряду имеющихся данных являются невысокие временное сопротивле­ние и предел текучести, соответствующие группам твердости Т2—ТЗ, и пониженное относительное удлинение, соответствую­щее в среднем группам Т4—Т5, причем для разных образцов жести относительное удлинение колеблется в широких пределах.

Таблица 3.4- Физические свойства жести

Сопоставляя данные механических свойств белой жести, выпускаемой заводом «Запорожсталь» и Магнитогорским металлургическим комбинатом, а также литературные данные, можно рекомендовать для конструкторских и технологических расчетов жестянобаночного оборудования классифицировать жесть толщиной 0,22—0,28 Мм На три группы, характеризующиеся примерными показателями, приведенными в табл. 3.5.

Для определения предела прочности при срезе рекомендуют принимать σср = 0,8σв.

По данным предварительных опытов, жесть, отнесенная к II группе, вполне пригодна для изготовления цельноштампованных банок, а жесть I группы - для сборных банок. Жесть III группы повышенной жесткости может быть рекомендована для изготовления крупной тары (емкостью от 3 Л и более) и аэрозольных банок.

Таблица 3.5.-Классификация жести по механическим свойствам

Кроме механических свойств, важными для работы жестяно-баночных автоматических линий являются способность жести к паяемости и прочному сцеплению с лаком, коррозионная стой­кость жести. Эти показатели определяются состоянием поверх­ности жести, степенью ее зажиренности, наличием пассивной пленки, равномерностью и толщиной оловянного покрытия.

Для изготовления тары в пищевой промышленности, должен соот­ветствовать ГОСТу 11068—64, а сплавов АМц и АМг, не уступа­ющих алюминию по защитным свойствам, но значительно превос­ходящим его по прочности на растяжение и хорошей штампуе­моести — ГОСТу 4784—65 (табл. 3.5).

Механические свойства алюминия и его сплавов определяются режимами прокатки и последующей термообработки ленты. Хотя отжиг алюминия и его сплавов производят при 300—420° С, однако и при температуре порядка 200° С происходит частичное умень­шение ое и сгг и увеличение б. Поэтому при лакировании листо­вого алюминия, которое осуществляется при 180—200° С в тече­ние 15—20 мин, увеличивается пластичность металла (примерно на 20—45%) и снижается прочность (на 6—10%).

Таблица 3.5-Физические свойства алюминия и сплавов АМц и АМг

Алюминий, а также сплавы АМг и АМц поставляются в виде лент (ГОСТ 13726—68) или листов. При толщине ленты 0,3— 0,5 мм допускается отклонение по толщине — 0,05 мм.

В ГДР алюминиевая лента толщиной 0,30 мм для консервной промышленности выпускается с полем допуска по толщине 0,03 мм.

Резиновые кольца для жестяных консер­вных банок. Для уплотнения закаточного шва фигурных банок обычно применяют прокладочные кольца прямоугольного сечения, изготовленные из каучука без вулканизации. В мате­риалах, используемых для их производства, не должно содер­жаться вредных примесей.

Длина полуокружности колец 83 мм, 109, 125, 130, 135, 147, 172, 200, 228 и 340 мм, поперечное сечение колец 1X1 мм, допу­скаются отклонения по длине полуокружности от +2 до —4% и по поперечному сечению от +0,3 до —0,2%.

Таблиц

А 3.6.- Физико-механические показатели паст для герметизации жестяных банок

Кольца должны быть эластичны, относительное удлинение их при растяжении составляет не менее 40% первоначальной длины. Кроме того, они должны быть пластичными и не разры­ваться при сплющивании при температуре 70—100° С. При на­гревании до 120° С в течение 30 мин с последующим охлаждени­ем на воздухе форма их сечения и другие свойства не должны изменяться.

Кольца не должны растворяться в жире и масле, при кипя­чении колец в течение 30 мин в растворах кислот, сахара или поваренной соли они не должны придавать им запах, вкус или окрашивать их.

Физические свойства припоя, должны отвечать требованиям, указанным в табл. 3.7.

Таблица 3.7- Физические свойства припоев

Температура припоя во время пайки корпусов должна быть значительно выше темпе­ратуры полного расплавления. Для припоя ПОССу 40-2 темпе­ратура, при которой он полностью расплавляется, составляет 229° С, а температура пайки корпусов из горячелуженой жести 300° С. Для жести электролитического лужения температура пайки составляет 315° С. Такая разница между температурами объясняется особенностями используемого способа автоматиче­ской пайки с помощью вращающегося паяльного вала.

Посл

Е пайки корпус подвергается отбортовке, при которой в месте нахлестки продольного шва края жести стремятся сдви­нуться один относительно другого. Припой обладает временным сопротивлением разрыву, которое в 7—8 раз меньше сопротив­ления, оказываемого белой жестью. Разрыва в нахлестке не происходит потому, что относительное удлинение припоя в 2— 2,5 раза больше удлинения основного металла.