板材和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、利用該方法得到的板材以及由此制成的產(chǎn)品Ο
【背景技術(shù)】
[0002]以形成局部地在部分區(qū)域中具有改良性質(zhì)的板材件為目的的處理板材的方法是已知的。
[0003]局部具有改良性質(zhì)的板材件可以通過(guò)相應(yīng)合金元素的局部攙和形成。文獻(xiàn)DE 19650 258 Α1描述了一種用于將板材煉制成合金的方法，其中，合金組分以金屬線的形式輸入，并且金屬線與板材的接觸范圍通過(guò)激光加熱。即使在接觸區(qū)域內(nèi)使板材和金屬線熔化，以便在接觸區(qū)域內(nèi)迅速形成合金，所述方法也是耗時(shí)的，因?yàn)槊總€(gè)用于形成合金的接觸區(qū)域都必須利用金屬線和激光射線逐個(gè)經(jīng)過(guò)，并進(jìn)行加工。在板材的總面積上要形成合金的區(qū)域所占份額越多，利用已知方法加工板材的時(shí)間也持續(xù)越久，而且越不經(jīng)濟(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種成本低廉的方法，利用所述方法可以對(duì)板材有選擇性地在其表面上的區(qū)域進(jìn)行合金化，并且其中，所述方法的持續(xù)時(shí)間不隨著在板材的總面積上要形成合金的區(qū)域所占份額的增加而變長(zhǎng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方式，所述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)用于處理板材的方法解決的，其具有以下步驟:
[0006]a)將材料安置在板材的至少一個(gè)表面的第一區(qū)域上，其中，所述材料包含至少一種合金元素，并且所述表面的第二區(qū)域不含有所述材料，隨后
[0007]b)對(duì)所述板材熱處理，以便使所述合金元素?cái)U(kuò)散進(jìn)板材的第一區(qū)域中，其中，在擴(kuò)散時(shí)第一區(qū)域的溫度低于板材的熔化溫度。
[0008]因?yàn)檎麄€(gè)板材得到熱處理，因此可以通過(guò)在被所述材料覆蓋的整個(gè)第一區(qū)域上進(jìn)行合金形成。由此，一方面使得處理所用時(shí)長(zhǎng)與板材的總面積上的第一區(qū)域所占份額無(wú)關(guān)，另一方面使得可供用于在第一區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)上形成合金的時(shí)間明顯多于通過(guò)激光掃描加熱的時(shí)間，從而能在低于板材的熔融溫度的溫度下就迅速開始合金形成，其中，仍舊保持板材的形狀。
[0009]所述材料不僅線狀地而且面狀地安置，而不受被該材料所覆蓋的板材表面的區(qū)域的形狀的限制。由此對(duì)通過(guò)熱處理進(jìn)行合金化的區(qū)域的位置、尺寸和布置沒有限制。
[0010]熱處理在加熱爐中進(jìn)行。
[0011]用于使板材成為成品件或半成品件的繼續(xù)加工包括步驟c):使板材變形。該步驟可以節(jié)省時(shí)間地在合金化之后對(duì)板材的冷卻階段進(jìn)行。
[0012]冷卻階段主要在于，板材在變形過(guò)程中將其熱量排放給與其形成接觸的較涼的變形工具。
[0013]所述材料可以是無(wú)定型材料。
[0014]所述無(wú)定型材料的黏度這樣選擇，從而使所述材料通過(guò)無(wú)定型材料的印刷、尤其是凹版印刷或絲網(wǎng)印刷或無(wú)定型材料的噴霧沉積被安置。
[0015]所述材料還可以是固體，所述固體被預(yù)成型為第一區(qū)域的形狀并且隨后被安置在板材上。所述材料可以是薄膜，例如包含合金元素的金屬薄膜。還可以考慮的是，所述材料安置在載體薄膜上，所述載體薄膜在步驟a)中已經(jīng)安放在板材上。
[0016]無(wú)定型材料的合金元素可以這樣選擇，以便使板材的第一區(qū)域比非合金板材或者說(shuō)比保持非合金的第二區(qū)域具有更高的負(fù)載特性值，從而通過(guò)合金化提高第一區(qū)域的強(qiáng)度、硬度或彈性模量。通過(guò)合金化可以降低第一區(qū)域中的板材的可焊接性；因?yàn)樵诘诙^(qū)域中始終具有可焊接性，由此確定將板材這樣劃分成第一區(qū)域和第二區(qū)域，從而使制成的板材與制成的產(chǎn)品的其他部件的焊接連接全部都在第二區(qū)域中進(jìn)行。這尤其可以適用于鋼板的情況，所述鋼板攙入碳元素或提高碳元素當(dāng)量的元素。由于第二區(qū)域較低的硬度，當(dāng)在第二區(qū)域中固定與其他部件的連接時(shí)，使用其他固定技術(shù)、例如螺紋連接、鉚接、卷邊等也是有效的。
[0017]所述板材可以是鋼板和合金元素:碳、氮、錳、硅、鎳或鉻。上述對(duì)可焊接性的不利影響也可能在鋼板中出現(xiàn)、尤其是當(dāng)加入的合金元素是碳時(shí)。
[0018]當(dāng)板材可以是鋁板時(shí)，合金元素尤其可以是銅、鋅、鎂、硅、錳或鋰。
[0019]當(dāng)產(chǎn)品由多個(gè)部件組合而成時(shí)，所述部件中的一個(gè)是板材，其如上所述地或通過(guò)上述方法被處理，并且所述部件中的另一個(gè)是加裝件，其固定在所述板材的第二區(qū)域中。在此，在焊接時(shí)可以有利地利用第二區(qū)域的更好的焊接性質(zhì)，并且在變形的機(jī)械接合方法時(shí)可以利用第二區(qū)域的更大的可變形性。
[0020]通過(guò)攙入材料中的合金元素，還可以改變第一區(qū)域中的板材的標(biāo)準(zhǔn)電極電位。在由多個(gè)部件構(gòu)成的產(chǎn)品中，可以這樣利用這一效果，即通過(guò)攙入適當(dāng)?shù)暮辖鹪囟沟谝粎^(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)電極電位接近或甚至等同于加裝件的標(biāo)準(zhǔn)電極電位。這樣可以在第一區(qū)域接觸加裝件時(shí)，使接觸腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)最小化。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明的其他技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)由以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明給出。在附圖中:
[0022]圖1示意性示出根據(jù)所述方法的第一設(shè)計(jì)方式對(duì)板材的處理；
[0023]圖2示出通過(guò)圖1的方法加工的板材的俯視圖；
[0024]圖3示出是板材的變型方式的俯視圖；
[0025]圖4示出所述板材的另一變型方式的俯視圖；
[0026]圖5a至5b不出所述板材的橫截面；
[0027]圖6示出根據(jù)所述方法的第二設(shè)計(jì)方式對(duì)板材的處理；
[0028]圖7示出根據(jù)所述方法的第三設(shè)計(jì)方式對(duì)板材的處理；
[0029]圖8示出第一實(shí)施例的產(chǎn)品的俯視圖；
[0030]圖9示出第二實(shí)施例的產(chǎn)品的俯視圖；
[0031]圖10示出第三實(shí)施例的產(chǎn)品的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法的不同階段。在圖1左側(cè)部分所示出的第一階段中，待加工的板材作為平整的板狀的板材切割段1堆放成堆疊6。
[0033]板材1由低合金鋼、優(yōu)選IF鋼(超低碳鋼)制成。
[0034]圖1在堆疊6的右側(cè)示出絲網(wǎng)印刷機(jī)20，板材切割段從堆疊6中被單獨(dú)放置在所述絲網(wǎng)印刷機(jī)上。在絲網(wǎng)印刷機(jī)20中，每個(gè)板材切割段1的表面的第一區(qū)域上都安置了無(wú)定型材料3。所述無(wú)定型材料3包含一種或多種呈粉末形式的合金元素，所述粉末懸浮在必要時(shí)添加了膠黏劑的液體中。合金元素尤其可以在板材1是鋼板的情況下是碳。然而也可以考慮氮、錳、硅、鉻或鎳。當(dāng)板材1由其他金屬、尤其低合金鋁、優(yōu)選由合金系列l(wèi)xxx制成，合金元素尤其可以是銅、鋅、鎂、硅、錳或鋰。粉末的顆?？梢园蕟误w形式或呈化合物形式的合金元素，所述化合物在合適的外部影響的作用下、尤其在熱作用下釋放出合金元素。當(dāng)存在多種合金元素時(shí)，粉末的顆?？梢云浔旧碛刹煌暮辖鹪氐暮辖鸾M成，或所述粉末可以是由分別含有其中一種合金元素的顆粒構(gòu)成的混合物。通常，合金元素被有目的地選擇，以便在合金化的第一區(qū)域2中改變板材的確定的性質(zhì)、例如負(fù)載特性或標(biāo)準(zhǔn)電極電位，其中，具體來(lái)說(shuō)合適的元素的選擇與板材的材料有關(guān)。
[0035]圖2至4示出無(wú)定型材料3在板材1的表面上的示例性分布。第一區(qū)域2被無(wú)定型材料3覆蓋，第二區(qū)域4不含有無(wú)定型材料3。在圖2中，第一區(qū)域2由多個(gè)獨(dú)立的條帶組合而成。在圖3中，第一區(qū)域包括相互垂直交叉、構(gòu)成小塊規(guī)則紋樣的條帶。在圖4中，第一區(qū)域是在構(gòu)成第二區(qū)域4的六邊形之間的網(wǎng)格。
[0036]在圖1中，在絲網(wǎng)印刷機(jī)20右側(cè)示出堆