等离子体电解氧化的构件及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种表面氧化金属构件或半成品的制造方法、其应用及相应平面构件，特别是汽车外壳构件，如发动机罩、车顶、车门、挡泥板和/或侧架、烤盘或浴缸。本发明目的在于提出一种制造表面氧化构件或者半成品的方法，该构件或半成品具有至少局部等离子电解氧化表面，其中尽管必需的成型步骤该方法仍适用于大规模生产，该目的通过一种用于制造表面氧化金属构件或者半成品的方法实现，包括以下方法步骤：制备带状或板状金属基底，随后至少局部涂覆至少一个一侧或两侧表面涂层，其由以下金属中一种或多种合金组成：Al、Mg、Ti或Zr，对基底已涂覆的表面涂层实施至少局部的等离子体电解氧化并且随后将已涂层基底可选地定长切割并成型为构件或半成品，其中表面涂层的等离子体电解氧化部分厚度小于5μm,优选小于3μm，或者可选地定长切割基底并将基底成型为构件或半成品，随后对构件或半成品的已涂覆表面涂层实施至少局部的等离子体电解氧化，其中表面涂层的等离子体电解氧化部分厚度为5μm至200μm。
【专利说明】
等离子体电解氧化的构件及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于制造表面氧化的、金属的构件或者半成品的方法、该构件或者半成品的应用以及相应的平面的构件，特别是汽车的外壳构件，比如发动机罩、车顶、车门、挡泥板和/或侧架、摩擦衬片和/或磨料层、轴承材料、煎盘和/或烤盘以及炊具领域的制品，在以屋顶覆盖、墙体和/或天花板嵌板的形式的建筑领域，在照明工业和/或辐射加热工业中，用于燃烧室外罩、涡轮外罩和/或炉外罩以及排气装置，热保护屏障、离岸应用或者在卫生领域中的应用，比如淋浴槽、浴缸、盥洗台/盥洗盆、洗衣机外罩和/或烘干机外罩，以及在电气工业和/或电子娱乐系统中的构件和/或外罩，用于电子部件的散热体，例如用于LED和/或工业电子设备，为了改善物体消声和/或在振动引起的和/或声音冲击的构件的消声，在特别是有强腐蚀性和/或磨损性的介质流通经过的管路铺设中，对耐磨性有要求的搅拌装置和/或混合装置中以及用于输送含沙的和/或边缘锋利的散装货物的覆盖物和/或装置，以及在食品工业中与食品接触的表面以及在医学修补术和/或医学技术中作为生物兼容的、耐磨损的层，以及通过结构化的层使在构件上全面地或部分地提高压曲强度、压曲刚性、抗弯强度、表面硬度和/或耐磨强度成为必要的措施。
【背景技术】
[0002]金属的基底的表面改善是已知的。例如长时间以来已知作为保护防护层的珐琅。在珐琅涂层的过程中，通过浸入或喷涂而为物体设置珐琅涂层并随后在800至850°C下煅烧。虽然珐琅层可以涂覆在许多基底上，例如也可以涂覆在钢上。但是珐琅层会轻易地受到损坏并因此非常易受撞击。此外，还已知用于铝基底的阳极氧化。在阳极氧化的过程中利用铝的电解氧化，从而有针对性地在铝基底上产生氧化铝层。阳极氧化后的表面具有相对较大的硬度。对于大于400HV的硬度而言需要更厚的层，其具有增加的易碎性。此外还已知铝的等离子体电解氧化，特别是以PVD法或CVD法涂覆在钢基底上的铝薄层的等离子体电解氧化。通过等离子体电解氧化(PEO)或者MAO(微弧氧化)可以产生极高的硬度。另外，“电镀技术(Galvanotechnik)5/2012” , “由热的和阳极的过程产生的薄陶瓷层(Diinne keramischeSchichten aus thermischen und anodischen Prozessen)，，，T.Lampke等人著，参见934页中还已知，通过电弧或火焰喷镀使照射后的钢基底涂覆有铝材料并且随后使该表面等离子体电解氧化，从而在该表面上至少局部地产生陶瓷釉。等离子体电解氧化可以产生最大2000HV的层硬度。但是PVD法或CVD法并不适用于大规模生产。另外还提出了构件或半成品通常必须经过成型过程的问题。
【发明内容】
[0003]由此出发，本发明的目的因此在于提出一种用于制造表面改善的构件或者半成品的方法，该构件或半成品具有至少局部的等离子电解氧化的表面，其中，尽管必需的成型步骤该方法仍适用于大规模生产。此外，本发明的目的还在于提出有利的应用以及有利的构件。
[0004]根据本发明的第一教导，该目的通过一种用于制造表面改善的、金属的构件或者半成品的方法得以实现，该方法包括以下方法步骤:
[0005]_制备带状或者板状的金属的基底，
[0006]-随后至少局部地涂覆至少一个一侧或两侧的表面涂层，该表面涂层由以下金属中的一种或多种的合金组成:Al、Mg、TiSZr，
[0007]-对基底的已涂覆的表面涂层实施至少局部的、特别是连续的等离子体电解氧化， 并且随后将已涂层的基底可选地定长切割并成型成为构件或半成品，其中，表面涂层的等离子体电解氧化的部分的厚度为小于5M1、优选小于3WI1，
[0008]或者
[0009]-将基底可选地定长切割并且将基底成型成为构件或半成品，
[0010]-随后对构件或半成品的已涂覆的表面涂层实施至少局部的等离子体电解氧化， 其中，表面涂层的等离子体电解氧化的部分的厚度为5mi至200wn、特别是不超过50wn、优选不超过30tim。
[0011]按照本发明，带状的基底应理解为一种以带材形式的基底，例如将带材卷绕作为卷材而提供。板状的基底是一种平面的、通常乳制过的基底，其厚度基本上比其宽度和长度小。半成品与构件的区别在于，根据本发明的半成品进行了其他的方法步骤，例如成型步骤。通过使方法步骤的顺序取决于等离子体电解转化的层的厚度可以提供特别经济的制造。
[0012]在小于5WH、特别是小于3_的较小的表面涂层厚度的情况下，至少局部的等离子体电解氧化既可以在带状的金属的基底上特别是连续地实施也可以在板材成型之前在块状涂层的板材上实施。在5wii至200wi1、特别是不超过50wi1、优选不超过30wii的较大的等离子体电解氧化的表面涂层厚度的情况下，必须在成型之后进行等离子体电解氧化。但是在此也可以充分利用，可以以特别经济的方式、例如通过带状的基底优选连续地实施各个操作步骤直到表面涂层的一部分的等离子体电解氧化。表面的等离子体电解氧化在电解液中通过与阳极氧化相比明显更高的电压进行。在电解池中产生等离子体放电，其促使表面的等离子体电解氧化。元素Al、Mg、Ti和Zr的合金的氧化物的特征在于特殊的硬度和耐腐蚀性， 其中，铝合金是成本很低而且以其氧化物的形式可以提供非常高的硬度。通过等离子体放电调整氧化层，该氧化层例如与阳极氧化相比具有几乎无孔的、封闭的层并且促使改善耐腐蚀保护性能和更高硬度的作用。已显示，特别是平面的构件，即板状的基底或带状的基底可以以较大的规模等离子体电解地通过充分的生产速度转变成为陶瓷釉，从而使大规模生产成为可能和经济性的。
[0013]根据本发明的第一种设计方案，通过基底的热浸镀层或者滚压包层完成基底的一侧或两侧表面涂层的涂覆，该表面涂层由以下金属中的一种或多种的合金组成:Al、Mg、Ti 或Zr。热浸镀层特别是适用于为带状的基底涂覆两侧的表面涂层。通过滚压包覆也可以制造一侧的涂层，该涂层具有以下一种金属的合金:Al、Mg、Ti或Zr。但是，当然也可以通过滚压包层实现两侧的涂层。在热浸镀槽中，可以使用铝、铝合金、铝镁合金、镁、镁合金、镁铝合金和可选的外来混入物(比如铁、锌、钛、钒、铬、钴和/或锰)。这两种方法都适用于已涂层的金属的基底的大规模生产。优选通过这些方法制造带状的已涂层的金属基底。[〇〇14]优选由钢、不锈钢、镍基合金(超级合金)或者其他的非铁合金制备基底，其中，钢基底可选地涂覆有基于Zn、ZnAl、AlZn、ZnMg的金属的涂层。除了通过金属层而受到耐腐蚀保护的钢材之外，例如优选使用碳钢、不锈钢、耐热且高耐腐蚀的不锈钢或者工具钢。镍基合金或者其他的非铁合金，例如不含有金属Al、Mg、Ti和/或Zr的基本组成部分的合金，同样适合作为用于表面涂层和随后已涂覆的表面涂层的等离子体电解氧化的基底。
[0015]根据该方法的另一种设计方案，由钢制备具有最大3.0mm、特别是最大1.5mm、优选最大0.8mm、特别优选最大0.5mm厚度的基底。尽管钢基底的厚度较小，但是等离子体电解氧化的构件具有更高的硬度和由于氧化层所产生的更高的E模量，这最终促使更高的压曲强度和压曲刚性，从而由此实现了例如在汽车制造中进一步的重量减轻。在热浸镀层的过程中，涂层的层厚为lOym至最大50wi1、优选最大30wii。在滚压包层的过程中，涂层的层厚为20ii m至最大200iim、优选最大lOOwii。
[0016]根据本发明的另一种设计方案，带状的基底在涂覆一侧或两侧的表面涂层之后卷绕成卷材，以便于运送给下一个操作步骤，例如定长切割和成型或者等离子体电解氧化。由此在表面氧化的金属的构件或半成品的制造过程中得到了其他经济性的优点。
[0017]如果将含有最大11重量％的51的铝合金用于涂覆金属的基底的表面涂层，可以制备低成本的、热浸镀层的金属的基底，该基底提供了通过等离子体电解氧化而突出的耐磨强度和表面硬度。具有相应的铝合金的表面涂层此外在工艺上可以大规模生产。特别是铝合金的组成确保了在钢基底的表面上的特别良好的附着。
[0018]最后，进一步这样设计该方法，S卩，在制成了具有至少局部的等离子体电解氧化的表面涂层的半成品或构件之后，将构件或半成品运送给至少一个其他的表面处理步骤。例如能够考虑，构件或半成品的表面进行有机的和/或无机的涂层步骤，例如以涂漆的、上釉的形式，例如进行赋予颜色的陶瓷上釉、金属喷镀和/或涂覆特氟龙，从而可以提供额外的功能特性，其中，例如在特氟龙涂层的情况下提供特别小的粘附性。
[0019]如上所述地，制成的构件或半成品具有特别突出的特性。等离子体电解氧化的表面涂层的表面硬度是极高的(最大2000HV)，从而构件或半成品的表面特别耐磨损。除此之夕卜，氧化层以近乎无孔的形式形成，从而产生了处理后的表面的特别好的耐腐蚀性和耐热性。此外，根据本发明的另一个教导提出，通过按照本发明的方法制成的构件或半成品在涡轮机制造、发电站制造和发动机制造、离岸建造、排气装置、炉子制造和汽车制造中、卫生领域中以及医学技术中或开头所述的领域中应用。
[0020]在一种优选的应用中，构件是烤盘，其具有一侧或两侧的等离子电解氧化的表面涂层。已发现，等离子体电解氧化的表面涂层由于其极高的耐热性和耐磨强度特别适用于作为工业烤盘的应用，但也适用于家庭使用。同时，表面涂层的高硬度由于改善的压曲强度、压曲刚性和抗弯强度实现了钢基底的壁厚的进一步减小，从而使烤盘本身具有较小的热容量。
[0021]由此提供了另一种按照本发明的应用，S卩，构件或半成品用于汽车的外壳构件，比如发动机罩、车顶、车门、挡泥板和/或侧架。例如上述的烤盘中，极高的表面硬度以及改善的压曲强度、压曲刚性和抗弯强度也实现了进一步减小钢基底的壁厚并由此实现重量减轻，而不必承受压曲强度、压曲刚性和抗弯强度的损失。[〇〇22]作为在卫生领域中的其他应用，能够考虑的是相应地表面氧化的浴缸、冲洗盆、水槽以及淋浴池，它们具有明显更硬的表面并因此在碰撞中不会像珐琅表面一样容易脱落。另外，表面氧化的构件和半成品可以设置有机的和/或无机的层或者进行其他的表面处理步骤。
[0023]根据本发明的另一个教导，通过一种平面的构件，特别是汽车的外壳构件，比如发动机罩、车顶、车门、挡泥板和/或侧架、烤盘、冲洗盆、水槽、淋浴池或者浴缸，上述目的由此得以实现，即，平面的构件具有一个至少局部地等离子电解氧化的层，该层由以下金属中的至少一种的合金组成:Al、Mg、Ti或Zr。
[0024]如上所述地，平面构件的等离子电解氧化的区域的出色的表面特性以更大的重量减轻潜力实现了极高的耐磨强度或耐腐蚀性以及耐热性。例如在汽车的外壳构件，比如发动机罩、车顶、车门、挡泥板和/或侧架中能够考虑重量减轻。相反地，在烤盘中，不仅压曲强度、压曲刚性和抗弯强度是前提，而且在减小的重量的条件下同时有增加的耐磨强度和耐腐蚀性。最后，在至少局部地具有等离子体电解氧化的层的浴缸、冲洗盆和/或淋浴池中，有利的是，与常见的珐琅涂层的浴缸或例如淋浴池相比，它们具有明显更高的耐磨强度并因此具有显著的优点而且也能够工艺技术上经济地制造。开头所述的、至少局部地具有等离子体电解氧化的层的构件相对于以常规方式制成的构件具有显著的优点。
[0025]根据按照本发明的构件的另一个设计方案，构件具有至少一个由钢、不锈钢、镍基合金(超级合金)或者其他的非铁合金构成的板材。所有的板材是相同的，已涂覆的表面涂层由以下金属的合金组成:Al、Mg、Ti或Zr，该表面涂层通过等离子体电解氧化而提供极高强度的、耐腐蚀的表面，该表面可以明显拓宽用于板材的材料的特性。
[0026]如果构件具有小于5μπι、优选小于3μπι的等离子体电解氧化层的厚度，可能的是，在表面涂层的等离子体电解氧化之后才使构件成型，从而可以确保特别经济的制造过程。
[0027]如果等离子体电解氧化的层的厚度为5μηι至200μηι、特别是不超过50μηι、优选不超过30μπι，相反地可以在结合了较高的磨损保护的情况下提供特别高的耐腐蚀性和同时极高的表面的硬度。
[0028]为了提供构件或半成品的表面的其他的功能特性，构件至少局部地具有在等离子体电解氧化的层上的另一个表面涂层。另一个表面涂层例如可以是有机层和/或无机层，例如以涂漆、上釉、金属喷镀和/或由特氟龙组成的涂层。由于等离子体电解氧化的表面有特别高的耐磨强度，其例如特别适用于大面积的卫生用商品，例如浴缸或淋浴池，但也适用于来自白色的、棕色的和红色的商品的领域的部分或者来自开头所述领域的部分。通常将家用电器成为白色的商品，例如冰箱、洗衣机或烤面包机。相应地等离子体电解表面氧化的构件的极耐磨和耐腐蚀的表面以及减小的重量或改善的压曲强度、压曲刚性和抗弯强度对于棕色商品、娱乐电子设备的商品以及红色商品(即在加热技术的领域中的商品)而言也是有利的。
【附图说明】
[0029]随后借助实施例结合附图进一步说明本发明。附图中:
[0030]图1以示意图示出了根据本发明的一个实施例的用于制造表面氧化的金属构件的方法步骤，
[0031]图2，3示出了根据两种实施例的用于金属基底的表面涂层的两种实施例，
[0032]图4和图5以示意图示出了用于形成表面氧化的金属构件的方法的实施例，该构件具有较大的层厚的和较小层厚的等离子体电解氧化的层，以及
[0033]图6至10以示意图示出了按照本发明的构件的四种不同的实施例。【具体实施方式】
[0034]图1首先以非常简要的示意图示出了按照本发明的方法的实施例的不同的方法步骤。首先，在方法步骤1中制备带状或者板状的金属基底，例如由钢、不锈钢、镍基合金(超级合金)或者其他的非铁合金组成的带材或板材，其中，钢基底例如可选地涂覆有用于防腐蚀保护的基于2]1、21^1、41211或2111%的金属的涂层。优选例如以卷材形式制备具有最大3.〇1111]1、 特别是最大1.5mm、优选最大0.8mm、特别优选最大0.5mm厚度的带状的金属基底，例如钢带。
[0035]随后，在方法步骤2中，将表面涂层一侧或两侧地涂覆在金属基底上，该表面涂层由以下金属中的一种或多种的合金组成:Al、Mg、Ti或Zr，例如AlSi合金。方法步骤2的实施例在图2和3中示出。
[0036]根据是否应该通过已涂覆的表面涂层的、至少局部的等离子体电解氧化而产生小于5wi1、优选小于3wii，或者大于5tim而例如不超过200WI1、特别是不超过50M1、优选不超过30U m的通过等离子体电解氧化而氧化的表面涂层，来相互区分其他的方法步骤。在小于5wii的等离子体电解氧化的表面涂层的较小的厚度的情况下，根据方法步骤3a，等离子体电解氧化例如在其表面涂层之后、优选以连续的过程在带状的基底上实施。当然还可能的是已涂覆的表面涂层的板式的等离子体电解氧化。
[0037]可选地，在带状的等离子体电解氧化氧化之后，根据方法步骤3b定长切割相应地已表面氧化的带材并且根据方法步骤3c用等离子体电解氧化后的表面涂层成型成为构件， 例如烤盘4。原则上带状的、已等离子体电解氧化的带材也可以首先卷成卷材，从而运送给下一个操作步骤。[〇〇38] 如果在已表面涂层的基底上产生了 5wii至200M1的已等离子体电解氧化的表面涂层的厚度，首先在步骤3a’中，可选地定长切割带状的基底并且运送到成型步骤3b’，该成型步骤使基底具有构件或半成品的最终形状。在板状的已表面涂层的基底的情况下可以省略加工步骤3a’。随后在步骤3c’中，为了得到最终产品(例如以烤盘4的形式)进行构件的已涂覆的表面涂层的等离子体电解氧化。
[0039]等离子体电解氧化的过程3a或3c’通常在水状的电解液中进行，其中，待氧化的基底或构件被阳极极化并且与对应电极一起引入电解液中。首先，通过在阳极极化的基底或构件与阴极之间提供电势而产生纯化学诱导的钝化层。该电势继续提高，从而在击穿电压下局部地穿透该钝化层。在此进行通过火花可观察到的等离子体化学固相反应。通过可被氧化的金属与电解裂解的氧气的化学反应产生了由金属和陶瓷组成的复合层。在此，等离子体化学固相反应通常在具有最小的局部阻力的位置上发生，从而表面由无裂纹的、均匀的涂层覆盖，因为所有设置有较小的局部阻力的薄层逐渐地暴露于等离子体化学固相反应。
[0040]例如可以通过具有30至80A/dm2、优选50A/dm2的电流密度的脉冲交变电流以等离子体电解的方式后处理铝合金层。该电解液可含有浓度为l_5g/l、优选3g/l的Na2Si03以及浓度为2_7g/l、优选5g/l的K0H。通过持续时间和电流强度可以调整表面涂层的等离子体电解氧化的部分的层厚度。所有表面涂层的金属:Al、Mg、Ti和Zr都可以在等离子体电解氧化的过程中形成极度坚硬的氧化层，该氧化层促使得到优选的特性，例如表面涂层的极高的硬度。
[0041]出于成本的原因，例如优选也可以提供非常高硬度的铝合金。
[0042]图2中示意性示出了用于涂覆表面涂层(例如铝合金)的方法的第一种实施例。具有最大3.0mm至例如最大0.5mm厚度的基底5(例如由钢组成的基体)由卷材6开卷并且运送至预处理7。预处理后的钢基底5随后通过转向轮而引导至热浸镀槽9中，在该热浸镀槽中例如存在具有最大11重量％硅以及剩余铝和不可避免的杂质的铝合金。在带材浸入该热浸镀槽9中的过程中，铝合金附着在该钢基底5上并且产生了均匀的表面涂层。通过未示出的吹扫装置(Abblasvorrichtung)在浸入侧在基底的表面的两侧上调整层厚度。在处理步骤10中对带材进行后续处理，从而随后可以卷绕成为卷材11或者可选地定长切割成为板材12。
[0043]为此也可以替代性地通过图3中示意性示出的滚压包层进行表面涂层。首先将带状的钢基底5准备成卷材6。另外还准备由设置用于表面涂层的金属合金(例如Al、Mg、Ti和Zr的合金)组成的薄膜作为薄膜13和14。通常在滚压包层之前对薄膜13和14以及钢基底进行预处理并且加热到辊温度而且运送到工作辊15。在滚压包层之后，已表面涂层的基底5卷绕成卷材11或者作为定长切割的板材12而提供，并且在必要时进行扩散退火。与热浸镀层法的不同之处在于，在滚压包层过程中可以仅以一侧的方式滚压包层基底5。两种方法都可以用于经济地制造大量的已涂层的基底5、特别是钢基底。
[0044]图4以示意图示出了其他的方法步骤3a’、3b’和3c’。已涂层的基底5以卷材11的形式提供并且开卷。因为已经预设置为产生5μπι至200μπι的厚度的等离子体电解氧化，已表面涂层的基底11首先在成型步骤16中成型。在此例如示出了用于通过深冲形成烤盘的简单的成型步骤。该成型例如可以以带状的形式进行，其中，在成型步骤16之后定长切割成为单个的烤盘17。当然还能够考虑的是，在成型之前将带状的基底5定长切割成烤盘。为此替代性地还在图4中示出了运送到成型步骤16的板材12，从而也可以由单个板材例如制成烤盘17。随后，烤盘17在电解池中进行等离子体电解氧化。随后，烤盘17的表面具有5μπι至200μπι的已等离子体电解氧化的表面涂层并且作为已表面氧化的烤盘17’而提供。此处还可以连接其他的表面处理步骤，例如涂漆、上釉或者涂覆特氟龙层(Teflonschicht)。后者在作为烤盘的应用中为了防止烤制残留物的粘附具有重要意义。在工业的烤制领域中，通常使用涂覆有特氟龙的烤盘，该烤盘在严苛的环境中经历显著的磨损并由此使特氟龙层在较短的时间之后剥落。为了不需要在较短的使用之后更换烤盘，必须为烤盘再次涂覆特氟龙，其中，为了完全地除去已涂覆的特氟龙层通常必须进行喷砂处理。在常规的烤盘中仅能再次使用I至IJ2次。按照本发明的、已等离子体电解氧化的烤盘例如可以耐受多次喷砂处理过程并且由于其耐磨损的表面而可以至少5次和更多次地涂特氟龙并再次使用。
[0045]为此替代性地在图5中示出了已表面涂层的基底5的带状的加工。已表面涂层的基底5再次以卷材11的形式提供并且开卷。随后，基底5经过电解池19，其中类似于电解池18地设置有电极20。在该电解池中，通过等离子体电解氧化使基底5的表面涂层以小于5μπι、优选小于3μπι的层厚度氧化。已等离子体电解氧化的表面涂层较薄，从而使带状的基底首先能够卷取并且可以毫无困难地运送到成型过程(例如成型步骤16)，而且进行已表面涂层的、包括表面涂层的已等离子体电解氧化的部分的基底5的成型。带状的基底的定长切割例如可以在成型步骤16之前完成。制成的烤盘17”具有明显更小的等离子体电解氧化的层厚。烤盘17”也可以如上所述地进行其他的表面处理步骤。
[0046]作为未示出的实施例，可以将按照本发明等离子体电解氧化的、带状的基底也运送到压型过程。
[0047]在图6,7,8,9和10中示出了构件或其应用的其他的实施例。在图6中例如以示意性的立体视图示出了以车顶21形式的汽车的外壳构件。图7以另一个立体的示意图示出了以引擎罩22形式的实施例。同样地，图8示出了以烤盘23形式的实施例的平面的构件。在该烤盘中，额外的特氟龙涂层例如用于尽可能少地使烤制残留物在烤盘上牢固粘附。已涂层的钢基底的至少部分等离子体电解氧化的表面可以为图9中示意性示出的洗衣机24提供了有利的特性，其中，例如镀层或覆盖物的耐刮划性和耐腐蚀性显著提高。图10中示出了一个浴缸25,其通过表面氧化而形成为特别耐冲撞并且耐刮划，并且与珐琅涂层的浴缸相比而言能够以较小的花费经济地制造。
[0048]根据应用目的可以例如在半成品上的等离子体电解氧化之前实施未示出的冲孔和/或压印。为了保护光泽的边缘不受到腐蚀，可以后来在该区域中涂覆、优选喷涂选择A1、 Mg、Ti和Zr的金属的合金，从而可以形成连续的等离子体电解氧化层。
[0049]替代性地可以在等离子体电解氧化之前，在半成品上的例如用于连接到其他构件的位置上(特别是在汽车制造中)通过适合的介质覆盖，例如通过具有至少20kV/mm的击穿电压的材料(例如陶瓷)覆盖。由此实现了在这些区域中实施焊接、特别是电阻焊和/或熔焊以及钎焊，因为在等离子体电解氧化的过程中已覆盖的区域不会转变成为陶瓷的、电绝缘的层。
[0050]已显示，通过使用带状的或者板状的基底的、能够大规模应用的表面涂层，等离子体电解氧化的层及其关于耐磨性、热稳定性和耐腐蚀性的特殊性能拓宽了其他的应用范围，例如也可以应用在汽车制造中。例如，通过增加的压曲强度、压曲刚性和抗弯强度使钢基底的材料厚度进一步减小。这也适用于烤盘，其中，钢基底的厚度与用于烘烤烤制食物所必需的能量需求成比例。
【主权项】
1.一种用于制造表面氧化的、金属的构件或者半成品的方法，所述方法包括以下方法步骤: -制备(I)带状或者板状的金属的基底， -随后至少局部地涂覆(2)至少一个一侧或两侧的表面涂层，所述表面涂层由以下金属中的一种或多种的合金组成^1、]\%、11或2『， -对基底的已涂覆的表面涂层实施(3a)至少局部的等离子体电解氧化，并且 -随后将已涂层的基底可选地定长切割(3b)并成型(3c)成为构件或半成品，其中，所述表面涂层的等离子体电解氧化的部分的厚度为小于5μπι， 或者 -将基底可选地定长切割(3a’)并且将基底成型(3b’)成为构件或半成品， -随后对构件或半成品的已涂覆的表面涂层实施(3c’)至少局部的等离子体电解氧化，其中，所述表面涂层的等离子体电解氧化的部分的厚度为5μπι至200μπι。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过基底的热浸镀层或者滚压包层完成表面涂层的一侧或两侧的涂覆，所述表面涂层由以下金属中的一种或多种的合金组成:Α1、Mg、Ti或Zr。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由钢、不锈钢、镍基合金(超级合金)或者其他的非铁合金制备基底，其中，钢基底可选地涂覆有基于Zn、ZnMg、ZnAl和/或AlZn的金属的涂层。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，由钢制备具有最大3.0mm厚度的基底。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，带状的基底在涂覆一侧或两侧的表面涂层之后卷绕成卷材，以便于运送给下一个操作步骤。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，将含有最大11重量％的51的铝合金用于所述表面涂层的涂覆。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，制成的半成品或构件运送给其他的表面处理步骤。8.通过根据权利要求1至5中任意一项所述的方法制成的构件或半成品在涡轮机制造、发电站制造和发动机制造、离岸建造、排气装置、炉子制造和汽车制造中以及在卫生领域中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述构件或半成品是烤盘(4，17，17’，17”)并且具有一侧或两侧的等离子电解氧化的表面涂层。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述构件或半成品用于汽车的外壳构件(21，22 )、发动机罩、车顶、车门、挡泥板和/或侧架。11.平面的构件，特别是汽车的外壳构件、发动机罩、车顶、车门、烤盘或者浴缸，其特征在于，所述平面的构件具有一个至少局部地等离子电解氧化的层，所述层由至少一种以下金属的合金组成:Al、Mg、Ti或Zr。12.根据权利要求11所述的构件，其特征在于，所述构件具有至少一个由钢、不锈钢、镍基合金(超级合金)或者其他的非铁合金构成的板材。13.根据权利要求11或12所述的构件，其特征在于，所述等离子体电解氧化的层的厚度为小于5ym〇14.根据权利要求11或12所述的构件，其特征在于，所述等离子体电解氧化的层的厚度 为 5tim 至 200M1。15.根据权利要求11至14中任意一项所述的构件，其特征在于，所述构件至少局部地具 有在所述等离子体电解氧化的层上的另一个表面涂层。
【文档编号】B32B15/01GK105980610SQ201580007197
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月4日
【发明人】彼得·克劳克
【申请人】蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司, 蒂森克虏伯股份公司