[发明专利]一种钛金属真空保温杯及其制作方法

说明书

本发明公开了一种钛金属保温杯及其制作方法，该制作方法包括：在真空钎焊密封前，采用真空高温热加工的方式，对封底或双层钛金属杯体整体进行洁净化处理；冷却后，再二次真空钎焊密封。其中，主要制作步骤包括：半成品杯体及封底制作、完整杯体或封底洁净化处理、钎焊密封、表面处理。本发明制作方法解决了现有技术方案钎焊密封合格率低、钎焊结构复杂及制作工序技术难度高、可靠性差等问题，获得了与不锈钢保温杯同等或更好的密封性、可靠性和保温效果，而且钎焊密封结构简单。

技术领域

本发明涉及涉及真空保温杯技术领域，尤其涉及一种钛金属真空保温杯及其制作方法。

背景技术

传统的保温杯一般采用不锈钢材质制造，主要用于盛放热水或冰水。由于保温杯的内层为不锈钢材质，不可避免的含有镍、铬、锰、镉、铅等重金属元素，在长时间存放具有一定酸碱度的饮品时，存在重金属析出风险；不但会使饮品失去原味、变质，而且对人体健康造成危害。同时，饮品会腐蚀不锈钢或发生渗漏，影响使用寿命。因此，普通的不锈钢保温杯不适合长时间存放牛奶、碳酸饮料、果汁等酸性物质，也不宜用来泡茶。

钛金属具有优异的耐蚀性，且是唯一对人体的植物神经和味觉神经无影响的金属元素。采用钛金属制造的保温杯即不存在重金属析出的安全隐患，也可保持各种饮品的原汁原味。然而，钛金属保温杯存在明显的技术瓶颈，如钛金属加工过程中发粘，且存在表面微观缺陷、吸附污垢、形成多孔氧化膜等不足，采用传统的钎焊密封工艺不能保证夹层的真空度，即无法实现长时间、可靠的保温效果。

专利CN 202801002 U公开了一种“钛金属双层保温杯”，该专利未明确说明双层间真空夹层的实现及密封方法。专利CN 103405104 A公布了“一种钛金属的保温杯及其制造方法”，该专利与现有不锈钢保温杯制造方法的不同之处为采用填丝焊取代对焊或搭焊，以提高焊接的可靠性，但却增加了焊接的技术难度和成本。同时，该专利并没有说明如何解决钛材表面微观缺陷、污垢和多孔氧化皮等问题，如不经可靠预处理直接采用玻璃胶钎焊密封，其成品率不足50％，且不能长久保持真空率不足30％，严重影响保温效果和使用寿命。

专利CN 204410405 U公开“一种金属真空保温杯的抽真空结构”和专利CN207390034 U公开“一种内钛外钛的真空容器结构分别采用凹腔、压片的方式”，其均是以增大钎焊面积、延长了抽气口和进料口的距离的方式提高钎焊密封的合格率。但均没有解决钎料与存在多孔氧化膜钛金属成品率低、可靠性差的问题，在长时间使用过程中，微观空隙、裂纹通过扩展、增殖仍可贯穿抽气孔和进料口，造成真空度降低，影响保温效果。而且为了增大钎焊面积需要优先加工出球形凹腔等结构增加了工艺难度。

专利CN 204245798 U公开了“一种钛金属真空保温杯”和专利CN 105640234A公开了“一种钛金属保温杯及其抽真空工艺”、专利CN 107030448 A公开了“钛材保温杯及其制造方法”，分别采用钎焊不锈钢、镀银、镀不锈钢介质层的方法，隔断钛材与钎料，以提高钎焊密封合格率。这些方法虽然一定程度上提高了钎焊密封的合格率，但在预制涂层与钛材之间引入了新的密封界面，整体合格率改善有限。而且，按照公知知识，预制涂层制备过程中需要增加对钛材表面清洗、活化等工序，技术难度大、成本高。

专利CN 204146781 U公开了“一种钛金属真空保温杯的抽真空结构”，采用钛螺母和不锈钢螺丝的机械密封连接。即使该方案能够实现暂时性密封，但钛材与不锈钢之间存在电偶腐蚀，不可能实现长久密封，反而降低保温效果和使用寿命。

专利CN 107157246 A公开了“纯钛保温杯及其制作方法”，该专利通过喷砂、酸洗工序有效的清除了钛材表面污垢、氧化皮等物质，不但存在粉尘、强酸等环保问题，也增加了钛材表面微观缺陷(延晶界产生的酸蚀孔洞等)。因此，该专利虽然提高了钎料的结合强度，但不能保证钎料对钛材表面微观缺陷位置的有效填充，对提高钎焊密封成品率的贡献有限。