CN102489627B

CN102489627B - 一种打印定影膜管的制造方法

Info

Publication number: CN102489627B
Application number: CN201110403759.0A
Authority: CN
Inventors: 刘江
Original assignee: FOSHAN ASCEND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FOSHAN ASCEND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: CN102489627A

Abstract

本发明涉及一种打印定影膜管，具体的说，涉及一种打印定影膜管的制造方法，其包括以下工艺步骤：①首先把金属板材加工成圆筒状素管；②将圆筒状素管套接固定于旋压加工设备的中心轴上，进行旋压加工得到初级薄壁金属圆筒体；③对初级薄壁金属圆筒体进行差温拉伸捋加工，制得主体厚度为0.1mm以下的管件。采用本发明技术方案，先利用旋压加工生产出薄壁金属圆筒预制品，再利用差温拉伸捋加工工艺，把薄壁金属圆筒体表面上的螺旋条纹去掉，同时可以把产品的直线度和壁厚重新修正，差温拉伸捋加工过程，对冲头进行冷却，对捋加工冲模进行加热，可有效抑制因捋加工而导致的马氏体相变，提高金属素材的可塑性。

Description

一种打印定影膜管的制造方法

技术领域

本发明涉及一种打印定影膜管，具体的说，涉及一种打印定影膜管的制造方法。

背景技术

通常作为光学膜制造、纳米压印、大小型电子呈像式打印机用、高精度印刷的辊，多使用壁厚为0.03～0.3mm范围的聚苯乙烯膜、聚酰亚胺膜制造。此外还有一些是在镀镍中进行电镀，采用从母体上抽出在圆筒形母体上析出了镍金属的电铸品的镍电铸法制作。上述用途的辊，因为需要在连续进行加热、加压、冷却、剥离等处理的工序中使用，所以希望其具有良好的热传导性、耐热性，另外，因为上述用途的辊作为旋转体使用，所以还需要出色的疲劳强度、刚性。

但是，若采用聚苯乙烯、聚酰亚胺一类的树脂材料作为辊体时，辊体的热传导性差，而采用镍电铸产品作为辊体，虽然其热传导性出色，但在180℃以上的温度下会引起热脆化，所以在打印设备行业，采用上述两种材料制成的辊体逐渐退出市场，取而代之的是采用薄壁金属圆筒体制成的金属印刷辊筒。

而对于薄壁金属圆筒体制成的金属印刷辊筒，传统的加工设备是采用旋压加工机，旋压加工中，把铝、不锈钢、镍、钛、铜或不锈钢和铜的金属包层材等作为材料，利用旋压部件绕芯轴旋转的同时做轴线移动实现塑性加工，采用这种薄壁金属圆筒体可制成发挥具有金属出色的热抟导性、耐热性、疲劳强度、刚性的辊。但该加工方式还是存在明显的缺点，经旋压加工制得的薄壁金属圆筒体在其表面上会产生大量的螺旋条纹，严重影响薄壁金属圆筒体的表面平整度，这种质量的产品不符合打印设备极高的表面平整度要求，而且对于加工厚度只有0.1mm以下的圆筒体而言，加工出的产品的直线度较差，壁厚不均匀。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种打印定影膜管的制造方法，其制造的打印定影膜管表面平整，制造方法简单，金属板材的利用率高。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种打印定影膜管的制造方法，包括以下工艺步骤：

①首先把金属板材加工成圆筒状素管；

②将圆筒状素管套接固定于旋压加工设备的中心轴上，进行旋压加工得到初级薄壁金属圆筒体；

③对初级薄壁金属圆筒体进行差温拉伸捋加工，制得主体厚度为0.1mm以下的管件。

进一步，将圆筒状素管套接固定于旋压加工设备的中心轴上时，中心轴圆周上的若干固定吸盘固定圆筒状素管。

进一步，使用真空吸盘固定圆筒状素管，所述真空吸盘连接真空泵。

进一步，采用在中心轴的外周以90度的间隔配置的四个旋压部件对圆筒状素管进行加工。

进一步，所述差温拉伸捋加工的步骤是：

①把初级薄壁金属圆筒体套装在冲头上；

②对冲头进行冷却；对捋加工冲模进行加热；

③把装有初级薄壁金属圆筒体的冲头压进捋加工冲模内一次，进行拉伸捋加工。

进一步，采用设于冲头内冷却媒装置对冲头冷却，采用设于捋加工冲模内电热棒对捋加工冲模加热。

进一步，对冲头冷却温度控制在-5℃～15℃，对捋加工冲模的加热温度控制在80℃～180℃。

进一步，冲头压进冲模的加工速度为20～900mm/秒。

进一步，采用温度传感器对冲头和捋加工冲模进行测温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明技术方案，先利用旋压加工生产出薄壁金属圆筒预制品，再利用差温拉伸捋加工工艺，把薄壁金属圆筒体表面上的螺旋条纹去掉，同时可以把产品的直线度和壁厚重新修正，差温拉伸捋加工过程，对冲头进行冷却，对捋加工冲模进行加热，可有效抑制因捋加工而导致的马氏体相变，提高金属素材的可塑性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明旋压加工设备结构图；

图2为传统再拉伸捋加工模具的结构图；

图3为试验材料SUS304的机械性能与温度依赖性的关系图；

图4为温度与0.2％耐力的各向异性的关系图；

图5为初级拉伸成型品壁厚测量位置的示意图；

图6为初级拉伸成型品壁厚分布示意图；

图7为各样品加工诱起马氏体变量的示意图；

图8为再拉伸率为60％、初级拉伸率为2.6的壁厚分布对照图；

图9为再拉伸率为60％、初级拉伸率为2.0的壁厚分布对照图；

图10为再拉伸率为55％、初级拉伸率为2.6的壁厚分布对照图；

图11为再拉伸率为55％、初级拉伸率为2.0的壁厚分布对照图；

图12为初级拉伸成型品作退火处理后的加工诱起马氏体相变量示意图；

图13材料因再拉伸捋加工诱起的马氏体相变量的示意图；

图14为高温范围内差温拉深加工温度与应力的关系图。

图中，1——圆筒状素管； 2——中心轴；

3——第一支撑旋转部件；4——第二支撑旋转部件；

5——旋压部件； 6——冲头1；

7——冲模； 8——压边。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的一种打印定影膜管的制造方法，包括以下工艺步骤：

①首先把金属板材加工成圆筒状素管；

将圆筒状素管套接固定于旋压加工设备的中心轴上时，中心轴圆周上的若干固定吸盘固定圆筒状素管，在本实施例中，固定吸盘为真空吸盘，使用真空吸盘固定圆筒状素管，真空吸盘连接真空泵，通过真空泵的开关来实现圆筒状素管的固定和拆下。

差温拉伸捋加工的步骤是：

①把初级薄壁金属圆筒体套装在冲头上；

②对冲头进行冷却；对捋加工冲模进行加热；

其中，采用设于冲头内冷却媒装置对冲头冷却，采用设于捋加工冲模内电热棒对捋加工冲模加热，对冲头冷却温度控制在-5℃～15℃，对捋加工冲模的加热温度控制在80℃～180℃，冲头压进冲模的加工速度为20～900mm/秒，加工速度低于20mm/秒或者高于900mm/秒，得到的管件容易产生螺旋条纹，管件的轴方向的厚度变得不均，采用温度传感器对冲头和捋加工冲模进行测温，测温准确。

下面详细介绍本实施例的旋压加工过程和差温加工过程。

旋压加工过程。

在中心轴上套装圆筒状素管，用第一支撑旋转部件支撑中心轴的一端，用第二支撑旋转部件支撑中心轴的另一端，中心轴通过以两端支撑状态旋转，达到防止中心轴离心旋转的目的，中心轴圆周上的若干真空吸盘固定圆筒状素管，实现高效成型壁厚均匀性、直线度、圆筒度出色的薄壁金属圆筒体。另外，箭头表示旋压部件的移动方向。旋压部件对应圆筒状素管的外周以90度的间隔配置四个。

中心轴与圆筒状素管一同旋转，旋压部件制作只作自转不作公转。

二、差温加工技术

连续多级捋加工再拉伸有直接再拉伸和逆向再拉伸两种，在这里以直接再拉伸为例作说明，制作如图2所示的模具，该模具包括有冲头、冲模和压边，模具的冲头肩部半径为3mm，冲模肩部半径为4mm，再拉伸率(再拉伸冲头直径/初级冲头直径×100)为80、70、65、60、55、50以及45％。再拉伸率表示数值越小，制造又窄又深的管材的成型难度越高。

试验材料

试验材料使用SUS304(标称板厚0.8mm)。试验材料的拉伸测试通过采用与轧制方向互成0度，45度以及90度方向的JISZ2201的13B号试验片，利用精密万能测试机进行测试。测试条件是，初期横梁速度3mm/min，形变5％以下是10mm/min。测试温度为20℃，100℃，150℃。

机械性能与温度依赖性如图3所示。150℃下的拉伸强度，与20℃的相比减少大约40％。0.2％耐力，约减少25％。而且断裂伸长率减少约40％。0.2％耐力的各向异性如图3所示。图4显示，本研究所使用的SUS304，与轧制方向相互成45度方向时的各向异性较弱。

再拉伸捋加工中使用的初级拉伸成型品，冲头直径

拉伸比(初期坯料直径/初级拉伸冲头直径)为2.0，2.4以及2.6三种。初级拉伸的成型条件如表1所示。

表1初级拉伸成型条件

测试方法

再拉伸捋加工测试中，对试制出来的圆柱再拉伸的模具给予评价，调查它的加工诱起的马氏体相变量，以及成型品的板厚和成型品品质。成型性通过无破裂成型的可行再拉伸率进行评价。

测试条件是压边力为10kN，冲模以及压边的温度为80～180℃，冲头温度为-5～15℃。润滑剂为初级拉伸后，对成型品内外面涂布水溶性冲压(press)工作油。测试装置使用油压塑形加工测试机。加工诱起的马氏体相变量，运用FerriteScope分析仪进行测量。

测试结果

初级拉伸成型品(拉伸比2.6)的壁厚测量位置如图5所示，壁厚分布如图6所示。

从图中可以看到，冲头头部的板厚减少了。而且因为试验材料的各向异性的性质，所以冲头肩部以及法兰附近的圆周方向的板厚之差较大。这个问题也同样存在于拉伸比为2.0和2.4的成型品之中。

各成型品的加工诱起的马氏体相变量如图7所示。

图中显示作为比较的，为在室温(30℃)下成型品的结果。差温拉伸的成型品是对它的冲头进行冷却的，会降低冲头肩部的极限板厚，因此冲头肩部上因加工诱起的马氏体相变量，拉伸比2.6中约8％，拉伸比2.0中约1％被测量出来。但是能够确认的是，与室温成型相比，差温拉伸成型品能够大幅度抑制相变量。如图10，任何一个成型，它们的冲头肩部的马氏体相变量都增加了，但是侧壁部分大多显示为0。

再拉伸捋加工成型性

再拉伸捋加工测试结果如表2所示，在冲模压边和冲头温度为30℃的情况下，极限再拉伸率为80％。与此相对的，因为升高了冲模以及压边温度，所以成型的极限也提高了。而且，当冲模温度为120℃，压边温度为80℃，冲头温度为15℃时，极限再拉伸率提高到60％。再者，当冲模以及压边温度为180℃，冲头温度为-7℃时，极限再拉伸率变成55％。由此得知，再拉伸捋加工成型性取决于成型温度条件。另外，本测试的条件没有受到初级拉伸比的影响。

表2再拉伸捋加工测试结果

在再拉伸捋加工的过程中，因过度地减少板厚导致冲头肩部破裂。为了提高容易破裂的冲头肩部的强度，冲头肩部的冷却是很重要的。另外，冲模和压边的温度会影响到材料的流阻。因此，对于提高成型极限，设置较高的冲模以及压边温度是有效的方法。差温拉伸加工法能够有利于进行再拉伸捋加工，并且生产出再拉伸率为55％，外形比为3.3(成型高度/(再拉伸冲头直径+板材壁厚×2))的非常深的成型品。

再拉伸捋加工后成品的品质

再拉伸率为60％的壁厚分布如图8、9所示。再拉伸捋加工以后，冲头肩部的壁厚呈现局部性的降低。而且，初级拉伸过程中，呈现局部性板材壁厚降低的冲头肩部，跟图中所显示的部位一致。但是，这部分的壁厚变动不大。

我们认为这种现象是受到加工硬化影响的。由以上得出，初级拉伸过程，冲头肩部板材壁厚的减少不会对再拉伸捋加工的成型极限产生大的影响。

再拉伸后，拉伸比为2.6的侧壁壁厚分布均匀。初级拉伸过程中，拉伸比为2.6的冲头头部的壁厚降低了很多，所以跟侧壁壁厚相差较大。由此得知，初级拉伸的壁厚分布会影响到经再拉伸捋加工后的产品品质。

再拉伸率为55％的加工诱起的马氏体相变量如图10、11所示。

拉伸比为2.0的冲头肩部相变量为5％左右，拉伸比为2.6的是7-17％。产生这种变异的原因是冲模温度以及压边温度不稳定，必需要审查加热装置等等。另外，图12所显示的样品3的马氏体相变量最大值为7％。加工的马氏体相变量与开裂有关(一般认为，10％以上马氏体相变量为开裂危险线2)。由此得知，针对开裂的问题，采取了稳定温度条件的方法，很大程度上能够省略最终退火的工序。

降低再拉伸捋加工温度的方法

此前，经对差温再拉伸捋加工成型的研究，能够把握成型温度和成型性的关系。如果冲模及压边温度升高了，成型性也会提高，从而获得55％的极限再拉伸率。然而，必需把冲模跟压边的温度设定在180℃，但同时也希望在实用方面实现低温化。为了尝试降低再拉伸捋加工的成型温度，进行了关于初级拉伸后加工诱起的马氏体相变量给成型温度和成型性带来影响的研究。

初级拉伸时也进行差温拉伸加工，成型后的成品(拉伸比2.0)进行退火。图12显示退火后的加工诱起的马氏体相变量。加工诱起的马氏体相变量经过退火处理后，变成了0％。

同样的，把拉伸比为2.4以及2.6的成型品进行退火，然后进行再拉伸捋加工测试的结果如表3所示。

表3再拉伸成型性(退火后)

拉伸比为2.0的再拉伸率为45％，拉伸比为2.4以及2.6的都为50％。另外，在冲模以及压边的温度为150℃的状态下就能够成型。加工诱起的马氏体相变量给成型性和再拉伸温度条件带来的影响如图13所示。

上述的拉伸比为2.0的，不经退火处理直接进行差温拉伸捋加工的时候，冲头底部的加工诱起马氏体相变量为0.5％，冲头肩部的为0.74％。并且极限再拉伸率为55％，冲模跟压边温度必需为180℃。与此相反的是，经过退火处理能够提高成型极限，降低成型温度。由此得知，加工诱起的马氏体相变量与再拉伸捋加工成型性和再拉伸的温度条件有关系，能够抑制初级拉伸后的加工诱起马氏体相变量，有效地降低了再拉伸捋加工的温度。

差温拉伸加工法，通过加热冲模以及压边，来降低材料的流阻。通过冲头冷却提高容易破裂的冲头肩部强度，从而提高成型极限。这个温度范围就是拉伸强度变化最大的0-100℃的范围。所以，不锈钢SUS304的拉伸强度，即使处在上述温度范围内，也倾向于随着温度的上升而逐渐降低。而且因为在90℃以上的温度范围内不会产生马氏体相变量，所以为了在初级拉伸中抑制马氏体相变量，把冲头的温度设置为80℃，冲模以及压边温度为22℃，尝试利用高温度范围的温度差来进行拉伸成型。这种做法如图14所示。成型条件如表4所示，结果如表5所示。在这种温度范围内进行加工的时候，原本拥有加工诱起的马氏体相变量最多的冲头肩部，它的相变量降为0％。

表4初级拉伸成型条件

表5初级拉伸成型品的冲头肩部的加工诱起马氏体相变量

冲模温度	100℃	220℃
			压边温度	100℃	220℃
冲头温度	0℃	80℃
			相变量	1.4％	0％

这种温度条件下，没有进行再拉伸测试。但是跟经过退火处理的样品一样，希望能够提高成型性和降低再拉伸温度。在模具工程上，希望能够低温化处理较难控制温度的再拉伸工序，并把高温化处理单一的第1级拉伸工序的方法，作为模具工程中实用性较强的方法。

本发明中的拉伸捋加工工序具有以下优点：

(1)为了运用差温拉伸技术来达到缩短工序的目的，进行了差温再拉伸成型测试。室温状态下的极限再拉伸率为80％，与此相对，差温再拉伸率为55％。结果显示，能够削减包括退火工序在内的3个工序。

(2)结果显示，能够把再拉伸捋加工成型后加工诱起的马氏体相变量抑制在10％以下，以及能够省略第3级拉伸以后的退火工序。

(3)因为再拉伸捋加工模具的制造上，很难控制模具的温度，所以研究了降低再拉伸温度方法。通过提高与以往相比的初级拉伸温度获得了和竞夺退火处理的样品一样的加工诱起的马氏体相变量。结果显示，可降低再拉伸捋加工工序中的成型温度。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims

1.一种打印定影膜管的制造方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

①首先把金属板材加工成圆筒状素管；

③对初级薄壁金属圆筒体进行差温拉伸捋加工，制得主体厚度为0.1mm以下的管件；

将圆筒状素管套接固定于旋压加工设备的中心轴上时，中心轴圆周上的若干固定吸盘固定圆筒状素管；

使用真空吸盘固定圆筒状素管，所述真空吸盘连接真空泵；

采用在中心轴的外周以90度的间隔配置的四个旋压部件对圆筒状素管进行加工；

所述差温拉伸捋加工的步骤是：

①把初级薄壁金属圆筒体套装在冲头上；

②对冲头进行冷却；对捋加工冲模进行加热；

③把装有初级薄壁金属圆筒体的冲头压进捋加工冲模内一次，进行拉伸捋加工；

冲头压进冲模的加工速度为20～900mm/秒；

采用温度传感器对冲头和捋加工冲模进行测温；

采用设于冲头内的冷却媒装置对冲头冷却，采用设于捋加工冲模内电热棒对捋加工冲模加热；

对冲头冷却温度控制在-5℃～15℃，对捋加工冲模的加热温度控制在80℃～180℃。