用于处理金属板的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于处理金属板的方法、利用该方法获得的金属板以及由所述金属板制成的产品。
【背景技术】
[0002]已知用于处理金属板的方法，该方法的目的在于制备局部地在部分区域内具有优化的性能的板件。
[0003]具有局部优化性能的板件可以通过相应的合金元素的局部熔合或者说合金化来制备。文献DE 196 50 258 Al描述了一种通过输入呈以棒或金属线形式的合金组分用于激光合金化金属部件的方法。该方法尤其适合于线条状区域的合金化，但是不适合于面状区域的均匀合金化。此外，使用激光仅仅对于优化金属板或构件的较小的面状部分是经济的，但是对于较大的面状部分并不经济。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种成本廉价的用于处理金属板的方法，在使用该方法的情况下，对金属板的通过该处理其性能被改变的区域的形状没有限制。
[0005]根据本发明的一种实施方式，该技术问题是通过一种用于处理金属板的方法来实现的，其具有以下步骤:
[0006]a)在所述金属板的至少一个表面的第一区域上涂覆无定形物质，其中所述无定形物质包含至少一种合金元素，并且使所述表面的第二区域不含有所述无定形物质，和
[0007]b)至少局部加热所述金属板和/或所述无定形物质，以使所述合金元素被合金化到所述金属板的第一区域中，同时所述第二区域保持非合金化。
[0008]所述无定形物质既可以是线条状也可以是面状涂覆的，而对于金属板表面的由该无定性物质所覆盖的的区域的形状没有限制。因而对于在加热后被合金化的区域的位置、大小或布局没有限制。
[0009]加热可以在将无定形物质涂覆到金属板上之后进行。然而也可设想，将无定形物质涂覆到已然热的金属板上。
[0010]加热可以通过自文献DE 196 50 258 Al已知的方式利用激光来进行。当通过将金属板和无定形物质放入炉中来进行加热时，更易于避免合金化过程的局部不均质，此外所述处理的时间与待合金化的区域的大小无关，从而也可以经济地制备宽广的合金化区域。
[0011]所述合金化期间的温度应当低于金属板的熔融温度。
[0012]将金属板再加工成成品部件或半成品部件大多包括步骤c)金属板的变形。该步骤可以省时地在金属板合金化之后的冷却阶段中发生。
[0013]冷却阶段基本上可以如下进行，即金属板在变形的同时向与其形成接触的、较冷的变形工具释放其热量。
[0014]物质的涂覆可以是物质的印刷，特别是凹版印刷或丝网印刷，或者可以是物质的喷雾沉积。
[0015]可以选择无定形物质的合金元素，以使金属板的第一区域被赋予高于非合金化金属板或者保持非合金化的第二区域的负载特性值，从而例如提高了强度、硬度或弹性模量。通过合金化可降低在第一区域的金属板的可焊接性；因为第二区域的可焊接性保持不变，所以应当这样确定将金属板划分为第一和第二区域，以使成品金属板与在成品产品中的其他构件的焊接连接全部发生在第二区域中。特别地，这可出现在碳合金化的不锈钢板的情况下。由于第二区域的硬度较低，如果与其它构件的连接局限在第二区域内，则使用诸如螺纹连接、铆接、卷边等的其它紧固技术也是有效的。
[0016]金属板可以是钢板，合金元素可以是碳、氮、锰、硅、镍或铬。如果通过无定形物质引入的合金元素为碳或者提高了碳当量，则在钢板中尤其会出现以上提及的对可焊接性的损害。
[0017]当金属板可为铝板时，合金元素特别地可为铜、锌、镁、硅、锰或锂。
[0018]对于由多个构件组合而成的产品，所述构件之一可以是如上所述的或者以上述方法处理的金属板，并且所述构件之一可以是紧固在金属板的第二区域上的附件或者说加装件。由此，在焊接时可有利地利用第二区域的更好的焊接性能，而在采取变形的、机械连接工艺时可有利地利用第二区域的更大的变形能力。
[0019]通过熔合来自无定形物质的合金元素，还可改变第一区域中的金属板的标准电势。在由多个构件组合而成的产品中可利用该效果，其中通过将适合的合金元素熔合进去，使第一区域的标准电势接近附件的标准电势或者与附件的标准电势完全相同。因此当附件碰触到第一区域时，接触腐蚀的风险被最小化。
【附图说明】
[0020]从接下来参考附图对实施例的描述中示出本发明的进一步特征和优点。在附图中:
[0021]图1为用于第一种实施例的方法的示意性过程；
[0022]图1a为用于第一种实施方式的金属板的俯视图；
[0023]图2为用于第二种实施例的方法的示意性过程；
[0024]图3为用于第二种实施方式的金属板的俯视图；
[0025]图4为用于第三种实施方式的金属板的俯视图；
[0026]图5a至5b为穿过金属板的截面；
[0027]图6为用于第一种实施例的产品的俯视图；
[0028]图7为用于第二种实施例的产品的俯视图；
[0029]图8为用于第三种实施例的产品的俯视图。
【具体实施方式】
[0030]图1示意性示出了根据本发明的方法的不同阶段。在图1的左部示出的第一阶段中，待加工的金属板作为平的、片状的板材切割段I处于垛6上。金属板I由低合金钢构成，优选地由IF钢(超低碳钢)构成。
[0031]图1在靠近金属板垛6右侧示出了丝网印刷机20，单独地将板材切割段I从垛6放入丝网印刷机20中。在丝网印刷机20中将无定形物质涂覆在每个板材切割段I的表面的第一区域上。该无定形物质含有呈粉末形式的一种或多种合金元素，所述粉末悬浮在必要时掺有粘合剂的液体中。在金属板I为钢板的情况下，该合金元素特别地可为碳。然而也可考虑氮、锰、硅、铬或镍。如果金属板I由其它金属、特别地由低合金铝、优选地由合金系列Ixxx构成，则该合金元素特别地可以是铜、锌、镁、硅、锰或锂。所述粉末颗粒可包含以呈单质形式的或以化合物形式的合金元素，该化合物在适合的外部影响的作用下、特别地在热作用下释放该合金元素。当多种合金元素存在时，该粉末颗粒就其本身而言可由所述不同合金元素的合金构成，或者该粉末可以是由分别含有所述合金元素之一的颗粒构成的混合物。
[0032]图1a示出了具有第一区域2和第二区域4的金属板I的表面，第一区域2被无定型物质3覆盖，第二区域4不含无定型物质3。
[0033]图1中靠近丝网印刷机右侧示出了垛5，将已印刷的板材切割段I放置成垛5。
[0034]如图1所示，垛5在罩式炉21中进行热处理。在扩散退火中，合金元素从无定形物质3扩散进入金属板I的第一区域2。此时，在第一区域2中发生金属板材料与无定型物质3中所含合金元素的熔合，而第二区域4保持非合金化。如果可能，这样调节所述扩散退火的时间和温度，以实现所述合金元素从物质3完全扩散进入金属板I。
[0035]当将经印刷的板材切割段I堆成垛5时，在无定形物质3在该切割段的上侧上干燥之前，无定形物质3可从该切割板I向堆在该切割段上的切割段I的下侧转移，并且在随后的退火期间也可在所述切割段的下侧上形成合金化区域。如果这是不期望的，则可在堆叠之前将物质3干燥，或者使切割段I单独进入罩式炉21，以进行热处理。
[0036]当金属板I为钢材且合金元素为碳时，可以根据合金组成，通过由扩散退火达到淬火(Abschrecken)而在合金化的第一区域2中实现强度提高。当需要时，也可通过随后的回火(Anlassen)来改善变形性能。为此，将垛5从扩散退火的温度以已知的方式淬火。在热处理的第二阶段中，在罩式炉21中对垛5进行回火处理。淬火介质、淬火条件和回火条件的选择以已知的方式取决于钢材和待达到的性能。加热和保温期间的温度曲线和时间取决于垛5的尺寸和金属板厚度。根据基材和/或所施用的合金元素，优选地在诸如氮气的惰性气体环境气氛中进行热处理，以便消除不希望的与大气中的氧气的反应。特别地当基材为铝时，还要考虑还原性气氛。
[0037]图1在右侧上示出了从带有炉温直接放入变形工具22中并且热变形的金属板I。由此在热变形工艺期间可节省预热。在热处理之后，在变形工具22中进行板材切割段I的冷却。
[0038]在图2中示出的第二种实施例中，待加工的金属板首先是如图2左部所示的，作为缠绕成成卷材料8的金属板带7存在的。
[0039]金属板带7逐渐地从成卷材料上展开并经过一个或多个喷嘴10，在使带7通过喷嘴10下方的同时，所述喷嘴10通过喷洒将无定形物质3涂覆在带7表面的第一区域2上。喷嘴10可以是固定的或者是横向于金属板带7的运行方向可移动的。
[0040]根据未示出的变型方式，可用乳辊替代喷嘴10。该乳辊可以以在凹版印刷中已知的方式具有凹陷部，该凹陷部借助刮板容纳被涂抹在乳辊上的无定形物质3，同时该乳辊的非凹陷的表面区域不容纳物质3。所述凹陷部是这样预成型的，以使所述物质3在与带7接触期间传递到金属板带的表面上并产生第一区域2。
[0041]在将无定形物质3涂在金属板带7上之后，金属板带7穿过炉11，在炉11中对其进行热处理。由此，使合金元素从无定形物质3扩散进入金属板带7的第一区域2中。该热处理在诸如氮气的惰性气体环境中进行，以便消除不