潘 亮，黃曉暉

（寶鋼股份制造管理部，上海 201900）

0 引言

皇冠蓋的主要原材料為金屬鍍鉻馬口鐵，目前國內皇冠蓋的外形結構已經(jīng)由原來的裙邊齒數(shù)24齒改成了21齒［1］，材料的厚度由原來的0.25mm～0.30mm減薄到0.18mm～0.24mm。自2013年以來，隨著國家對食品安全的重視，國內啤酒廠對皇冠蓋提出了一項新的檢測指標——抗彎曲力檢測?；使谏w的抗彎力直接關系到灌裝啤酒的密封性好壞，本文將探討影響皇冠蓋抗彎曲力的幾個重要因素及抗彎曲力預報模型的建立［2］。

1 現(xiàn)場試驗及數(shù)據(jù)分析

由于材料厚度及硬度的不同，檢測人員往往需要對所有規(guī)格的產品進行一一檢測。為建立簡單、實用的抗彎曲力預測模型，以便于現(xiàn)場技術人員掌握，本文在大量檢測結果的基礎上，對試驗的數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，研究了抗彎曲力與厚度增量及硬度的關系［3］。

1.1 試驗材料與方法

本次試驗選擇牌號為MR T－5CA、硬度（HR30T）為60～68、厚度為0.20mm～0.23mm的鍍鉻板材料進行印涂烘烤及加工后測試其抗彎曲力性能指標，其中印涂烘烤的時間及溫度保持不變，為了保證試驗數(shù)據(jù)的合理性，每種樣品的檢測個數(shù)為20個。試驗用鍍鉻板的厚度增量及硬度如表1所示。

表1 試驗用鍍鉻板的厚度增量及硬度

目前啤酒廠規(guī)定皇冠蓋抗彎曲力的檢測值合格范圍在120N～150N之間（抗彎曲力是指壓倒皇冠蓋唇齒和帽子邊沿一樣齊時的壓力）?？箯澢z測儀器采用DCP－KY3000型電腦測控壓縮試驗儀，抗彎曲性能檢測過程如圖1所示。

圖1 抗彎曲性能檢測示意圖

1.2 試驗數(shù)據(jù)分析

通過上述檢測，可以得到所有樣品的試驗數(shù)據(jù)。圖2為不同材料厚度增量時，兩種材料硬度下20個皇冠蓋樣品的抗彎曲力隨厚度增量的變化情況。

從圖2可以得出，在印涂烘烤條件不變的情況下，皇冠蓋的抗彎曲力同時受到材料厚度增量與硬度的雙重影響，材料厚度增量和硬度越大時，其相應的抗彎曲力也就越大，但是兩者對抗彎曲力的影響程度并不相同。倘若將材料的硬度（HR30T）范圍分為9個等級，等級變化梯度為1，當材料厚度增量為0.015，硬度為65時，其抗彎曲力為121.9N；而材料厚度增量為0.02，硬度為61時，其抗彎曲力為123.49N。由此可以看出，當材料厚度增加一個等級，而硬度降低近4個等級時，材料的抗彎曲力反而有所增大，可以說明，在材料厚度及硬度可選范圍內，厚度增量對抗彎曲力的影響程度要大。

2 皇冠蓋抗彎曲力模型的建立

為了在材料的厚度增量與硬度已知的情況下，預報皇冠蓋的抗彎曲力，就需要研究皇冠蓋抗彎曲力預報模型［4］。根據(jù)皇冠蓋抗彎曲力的實測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，當材料硬度一定時，皇冠蓋抗彎曲力與材料的厚度增量的關系曲線可用多項式表示為：

其中：ai為多項式系數(shù)；Δh為厚度增量，mm。

當材料厚度增量一定時，皇冠蓋抗彎曲力與材料硬度的關系曲線可用多項式表示為：

其中：bj為多項式系數(shù)；κ為硬度，HR30T。

根據(jù)對大量試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，抗彎曲力同時受到材料厚度增量與硬度的雙重影響，但影響程度并

其中：A1、A2分別為材料厚度增量及硬度對皇冠蓋抗彎曲力的影響系數(shù)。

3 模型的應用

為了說明抗彎曲力模型的實用性及計算結果與實際檢測數(shù)據(jù)的吻合程度，并及時對模型中的系數(shù)加以修正，以便技術人員能夠快速、準確地完成對不同厚度增量及硬度下的皇冠蓋抗彎曲力的初步預測，本文對模型計算結果與實際檢測數(shù)據(jù)進行了對比。

圖3為厚度增量不變時，抗彎曲力隨硬度變化的計算結果，以及材料硬度（HR30T）為61、62、65、66、68時抗彎曲力的實測數(shù)據(jù)。

圖4為材料硬度（HR30T）為65時，抗彎曲力隨厚度增量變化的計算結果，以及材料厚度增量分別為0.005mm、0.015mm、0.025mm、0.035mm、0.045mm時抗彎曲力的實測數(shù)據(jù)。

由圖3、圖4的對比結果可以看出，預測模型曲線完全符合材料厚度增量及硬度對抗彎曲力的影響趨勢。實測結果在預測模型曲線上下浮動，浮動范圍保持在－4%～4%之間，而啤酒廠規(guī)定皇冠蓋抗彎曲的檢測值所允許的波動范圍為－11.1%～11.1%（注：檢測值合格范圍為120N～150N，可以認為合格基準值為135N）。因此可以看出，模型預測結果與實測值基本吻合，這也說明預測模型準確程度較高，能夠幫助現(xiàn)場技術人員完成對材料合格程度的初步預判。不相同，材料厚度增量對抗彎曲力的影響較為明顯。因此材料厚度增量及硬度共同影響下的抗彎曲力模型可以表示為：

圖2 兩種硬度下抗彎曲力與材料厚度增量的關系

圖3 抗彎曲力隨硬度的變化曲線

圖4 抗彎曲力隨厚度增量的變化曲線

4 結論

（1）在大量的現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的基礎上，完成了材料厚度增量及硬度對皇冠蓋抗彎曲力影響的初步分析，并進一步提出了皇冠蓋抗彎曲力預測模型。

（2）經(jīng)過對模型預測曲線與實測數(shù)據(jù)的進一步對比，驗證了預測模型的準確程度，與實測結果吻合程度達96%以上，大大縮短了檢測時間，具有進一步推廣應用的價值。

［1］蔡云紅，易端陽，何淵井.我國皇冠蓋行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.包裝與食品機械，2012，30（1）：56.

［2］喻文林，陳志信，陳業(yè)英.提高易開蓋抗壓強度的研究［J］.包裝工程，1994，15（6）：268－271.

［3］鄺霜，齊秀美，尉冬，等.不同馬氏體體積分數(shù)雙相鋼的顯微組織變化特征［J］.鋼鐵，2012，47（10）：83－84.

［4］潘亮，程知松，范愛琴，等.X—H軋制法軋制H型鋼軋制力模型的研究［J］.鋼鐵，2007，42（6）：54－57.