用于處理板材的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于處理板材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知用于處理板材以便生產(chǎn)出在局部、在部分區(qū)域具有改變的特性的板件的方法。
[0003]具有局部改變的特性的板件可通過相應(yīng)合金元素的局部合金化來制造。DE19650258 A1說明了一種用于通過引入棒或線形式的合金成分來進行金屬件的激光合金的方法。這種方法主要適用于線狀區(qū)域的合金化，但并不適用于平面區(qū)域的均勻合金化。另夕卜，使用激光只有對于改變板材或者構(gòu)件的較小平面部分是經(jīng)濟的，但對于較大的平面部分不經(jīng)濟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于成本低廉地處理板材的方法，在該方法中，在板材的任意位置上制造具有改變的合金成分的至少一個部分區(qū)域。
[0005]所述技術(shù)問題根據(jù)本發(fā)明通過一種用于處理板材的方法解決，所述方法包括以下步驟:
[0006]a)將圖案施加(Aufbringen)到所述板材的至少一個表面上，其中，所述圖案是由含有至少一種合金元素的物料構(gòu)成的；接著
[0007]b)對所述板材進行熱處理，以便使所述合金元素擴散到所述板材內(nèi)，其中，至少具有圖案的表面被由耐熱處理的或者相對熱處理穩(wěn)定的材料構(gòu)成的接觸層覆蓋。
[0008]所述板材的表面通過所述接觸層覆蓋，并且在很大程度上防止了其在熱處理時與周圍的大氣環(huán)境發(fā)生不期望的化學(xué)反應(yīng)，因此能夠省去用于調(diào)節(jié)大氣環(huán)境的耗費方法。
[0009]最簡單且成本最低的提供所述接觸層的方案是，為此使用同樣待處理的板材。
[0010]所述板材可在熱處理時以由具有相同幾何形狀的板件構(gòu)成的堆垛的形式存在。因此，待處理的板材表面就可通過作為接觸層的相鄰板材被完全覆蓋。
[0011]為了使所述待處理的表面與所述相鄰板材之間的間隙寬度達到最小，所述板件應(yīng)該是板狀或片狀的。因此，它們在熱處理時能夠平面地相互堆疊。
[0012]備選方案是，所述板材可在熱處理時以卷材的形式存在或者說形成卷材。那么，所卷繞的板材的外層可以分別構(gòu)成用于被其所覆蓋的內(nèi)層的接觸層。
[0013]所述圖案的施加可以是物料的壓印，尤其是絲網(wǎng)印制。絲網(wǎng)印制尤其適用于板狀的板件。
[0014]所述圖案的施加可以是對物料進行噴涂。這尤其是在加工卷材時非常適宜，因為可使用相對于連續(xù)的板帶不可移動的或者只可橫向于板帶運行方向移動的噴嘴。
[0015]所述圖案可施加到所述板材的兩個表面上。這是通過分別用相同的方法、例如壓印、噴涂等將物料涂抹到所述板材的正面和背面上來實現(xiàn)的。
[0016]更簡單的是，只將物料涂抹到所述板材的第一表面上，并且將所述圖案施加到對置的第二表面上(通過使該表面與形成于所述接觸層上的圖案形成接觸)。如果物料以在所述接觸層上干燥或凝固的膏體或懸浮液的形式被施加，則可能相宜的是，只要物料尚未固定就建立與所述第二表面的接觸，因此它們也與所述第二表面處于緊密接觸，并且在接下來的熱處理中，合金元素可擴散到所述板材內(nèi)并且所述接觸層擴散到相同部件內(nèi)。
[0017]所述圖案可被施加到所述板材的兩個表面上。如果合金元素在所述板材的整個厚度上進行擴散，就可由此縮短熱處理的時間。
[0018]這種疊合的或者說完全一致(kongruent)的施加尤其能在可堆疊的板件中通過以下方式簡單地實現(xiàn)，即，所述物料分別被施加到每個板件的第一表面上并且接著所述板件一致地被層疊成一個堆垛，因此所述圖案通過與涂抹到相鄰板件上的物料的接觸而施加到所述第二表面上。
[0019]所述物料可包含所述至少一種合金元素的粉末。但所述物料也可包含一種合金的粉末或者多種合金元素的粉末的混合物。
[0020]熱處理可在立式熔爐、尤其是罩式爐內(nèi)進行。這恰恰在批量或者件數(shù)較小時比使用連續(xù)式加熱爐的成本更低。
[0021]熱處理可在惰性氣體內(nèi)或者在真空下進行。當(dāng)所述板件之間或者所述卷材的卷繞部分之間的接觸并不足以確保充分保護相對置的板層表面不受環(huán)境大氣的影響時，或者當(dāng)在所述板材或所述卷材的邊緣上在板層之間存在向外敞開的間隙時，使用惰性氣體或真空就非常有意義。
【附圖說明】
[0022]由下面參照附圖對實施例所進行的說明得出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。在附圖中:
[0023]圖1示出所述方法的第一種實施例的示意性流程；
[0024]圖2示出剖切卷材得到的示意性局部橫截面圖；
[0025]圖3示出圖2中的局部在擴散退火之后的情形；
[0026]圖4示出板材堆垛的俯視圖；
[0027]圖5示出剖切所述板材堆垛得到的示意性局部橫截面圖；
[0028]圖6示出圖5中的局部在擴散退火之后的情形。
【具體實施方式】
[0029]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的不同階段。在第一個階段中，如圖1的左邊部分所示，待處理的板材以卷繞成卷材2的板帶1的形式存在。
[0030]在此，所述板帶由低合金招構(gòu)成，優(yōu)選由合金組lxxx構(gòu)成，板材厚度為0.5至3.5_。但所述方法也可應(yīng)用于其它板材、尤其是優(yōu)選由IF鋼構(gòu)成的低合金鋼板以及應(yīng)用于其它壁厚。
[0031]圖1以其中間的部分示出了板帶1，其由卷材2部分地展開并且被卷成新的卷材
5。在卷材2、5之間布置有一個或多個噴嘴4，以便在帶1由卷材2卷到卷材5上的過程中，通過噴涂而將物料6施加到帶1的第一表面3 (正面)上。噴嘴4可位置固定地布置或者可橫向于板帶1的運行方向移動。噴嘴4布置用于在表面3上形成由被物料6所覆蓋的區(qū)域與沒有物料6的區(qū)域所組成的圖案。
[0032]物料6包含至少一種粉末形式的合金元素，所述粉末懸浮在可能混合有黏合劑的液體內(nèi)，以便在噴涂后附著在表面3上。如果板帶1由鋁構(gòu)成，則所述合金元素尤其可以是銅和/或鋅。如果其是鋼板，則也可以考慮使用碳作為合金元素。
[0033]所述液體可以是揮發(fā)性的，以便在新鮮噴涂的表面3到達卷材5并且由于物料夾雜在之前就存在的卷材5與表面3之間而阻礙進一步的蒸發(fā)之前至少在很大程度上蒸發(fā)。
[0034]但也可規(guī)定，物料6在其夾雜在卷材5上的那一刻仍然含有大部分液體，使得其仍然是塑性的并且緊緊貼在板帶1的背面上，所述背面在通過噴嘴4下方時未涂有物料6。
[0035]在整個板帶1被繞成卷材5并且配有物料6之后，卷材5就如圖1的右邊部分所示在罩式爐10內(nèi)經(jīng)過熱處理。
[0036]根據(jù)一種備選的設(shè)計，噴嘴被滾筒代替，待施加的圖案預(yù)成型在該滾筒上。這種預(yù)成型可在于，所述滾筒通過由凹版印制已知的方式具有凹陷，這些凹陷容納借助橡膠滾軸抹到滾筒上的物料6，而所述滾筒的未凹陷的表面區(qū)域則不容納物料6，并且它們在與帶1接觸時將物料6傳遞到其表面3上。
[0037]噴嘴4主要適用于施加具有沿板帶1的運行方向延伸的元素的圖案，而還可借助所述滾筒來制造具有橫向于運行方向延伸的元素的圖案。
[0038]圖2示出了剖切卷材5、板帶1連同施加的物料6得到的局部橫截面圖。在板帶1的兩邊的邊緣區(qū)域9上沒有物料6。在這兩個邊緣區(qū)域9之間，物料6可以覆蓋表面的方式被施加。
[0039]盡管物料6首先只是被噴涂或者是滾壓到板材1的正面3上，但其現(xiàn)在也與板材1的背面7緊密接觸。通過這種方式，在帶1的兩個表面3、7上均存在圖案。
[0040]這種方法首先適用于由線條構(gòu)成的圖案，這些線條在板帶1的縱向邊緣的方向上延伸。通過將這些線性圖案傳遞到板材的背面7上，在兩個板材表面3、7上形成了完全一致的圖案。在此，所述圖案也可由任意寬度的多個線條構(gòu)成。在此要注意的是，在板帶1卷繞成卷材5時，所施加的物料6必須盡可能在整個面積上與外側(cè)面7接觸，因為否則所述圖案就不能夠被均勻地傳遞到外側(cè)面7上。
[0041]在罩式爐10內(nèi)的熱處理中，具有物料6的由鋁板材構(gòu)成的卷材5被加熱，并且在200°C至600°C之間的溫度條件下維持10至60分鐘，以便實現(xiàn)物料6中的合金元素的擴散。在卷材由鋼板構(gòu)成的情況下，溫度要選得更高，例如在900至1100°C之間，理想情況下為1050°C。在這種擴散退火時，加熱以及維持時的溫度變化和時間要取決于卷材5和板材厚度的尺寸。如果可能的話這樣調(diào)節(jié)它們，從而使物料6中的合金元素完全擴散進入板材
Ιο
[0042]擴散退火可在大氣環(huán)境下進行。如果物料6或者以與物料6相似的方式施加的密封材料緊密地封閉了板帶1的在卷材5內(nèi)相鄰的卷繞部分之間的間隙，則與空氣中氧氣的反應(yīng)就局限在卷帶邊緣處，并且尤其是當(dāng)在分揀這些部件時可能起火的或者發(fā)生其它改變的板帶邊緣被割去時，對于由所退火的板帶制成的部件就沒有任何影響。
[0043]如果如圖2中那樣沿著邊緣區(qū)域9不進行任何物料6的涂抹并且按規(guī)定地調(diào)節(jié)邊緣區(qū)域9的特性，就能夠通過使用惰性氣體、例如氮氣而避免與氧氣發(fā)生帶來干擾的反應(yīng)。在個別情況下，在真空內(nèi)進行熱處理也可能非常有