CN101374623A - 金属件的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造金属件的方法。所述方法包括以下步骤：输送金属制成的料带，通过涂覆装置(1)将钎剂组合物涂层自动地涂覆到料带的表面，通过涂覆装置(1)将钎剂组合物只涂覆到料带表面的一个限定部分上。

Description

金属件的生产方法
技术领域
本发明涉及一种制造金属件的方法和一种根据这种方法制造的金属件以及一种制造这种金属件的装置。
背景技术
众所周知，在制造这种金属件时，会将一种钎剂组合物(Flussmittelzusammensetzung)涂覆在表面，以便随后能够进行钎焊。在这里，钎剂组合物可以包含如金属粉末状的钎料成分，或者是一种纯钎剂，它被例如涂覆到已平整地涂有金属钎料的表面上。
WO 01/38040 A1对一种铝产品的制造进行了说明，在这里，通过辊子将板材或型材送入，然后通过涂覆辊子将钎剂平整地涂在表面上。随后在加热装置中将涂层烘干，之后再将板材卷绕成卷材。这种平整的涂覆需要大量的钎剂和有机粘合剂，但在以后将这种带有涂层的料带(Materialstrang)投入使用时，它们变得多余，并会产生不良的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属件的制造方法，以减少钎剂的涂覆用量。
按照本发明，该目的通过一种前面所述的、并带有下述特征的方法实现。通过涂覆装置将钎剂组合物只涂覆到表面的一个限定部分上，这样在实现自动的、低成本的涂覆的同时，还能使不需钎焊的表面所涂覆的钎剂大大减少或者甚至不涂覆钎剂。这样，可以避免成品上留有多余的钎剂。此外，必须使用的钎剂量也以有利于成本的方式减少。料带一般是带材或板材或型材，它可以是条带材料、滚轧材料或其它连续或准连续的材料。按照本发明，料带的横断面可以沿送料方向改变。
特别优选的是，涂覆装置包括一个涂覆辊，这样通过滚送可以可靠并简便地实现钎剂的涂覆。但一般来说，也可以采用其它的涂覆手段，例如丝网印刷装置。
在优选的实施形式中，这种方法还包括以下步骤，即为了形成单独的涂覆的金属段，将料带切断成若干段。这样，在将钎剂涂覆到连续或准连续的料带上的限定的局部表面之后，就可实现单独的金属段。相对于现有技术，通过这种方式，可以在整体上提高自动化程度。
可以通过以下方式简便地实现局部涂覆，即涂覆辊具有与料带表面上限定部分相对应的表面构造。但也可以采用不带表面构造的涂覆辊，在这里将采用其它手段，例如钎剂的选择性喷涂，将钎剂组合物涂覆到涂覆辊上限定的局部。
料带优选地由铝合金组成。已知有多种自动涂覆的钎剂组合物可用于铝合金。在EP 1 287 941 A1中对一种优选的钎剂组合物进行了说明。
在一个适当的实施形式中，被送入的料带的表面已至少局部地涂有钎料层。在这里，钎剂可不含金属钎料。这样一种钎剂组合物特别容易涂覆。此外，通过纯钎剂组合物与已包覆上的钎料的结合，可以产生特别好的效果，因为一般来说，对于钎焊工序而言，保证金属涂覆层或包覆层的密度比钎剂的涂覆层密度更重要。作为备选或补充，钎剂组合物也可包含一种金属成分、特别是粉末状的金属，或者一种化学组合、在钎焊过程中转化为金属的成分。一个实例是Solvay公司的产品Silflux。按照本发明，一种钎剂组合物在钎焊过程中也可通过反应，使料带本身的表面能够产生出钎料。
在一个优选的实施例中，料带段和/或单个料带加工变形为热交换器的管子。管子特别优选为扁平管，所述扁平管特别优选地具有至少一个凹槽或一个腹板，在管内将各腔室分开。特别是在这种带有凹槽或腹板的扁平管上，钎焊应沿着在管内部对接的凹槽或腹板进行，以保证各平行的腔室的密封性。同时，由于在管子内部的钎剂的量有限，从而不会对未来在热交换器中使用的冷却液产生污染，并且残留的钎剂不会堵塞热交换器中的瓶颈或者在那里沉积。
在另一个优选的实施形式中，料带段和/或单个料带加工变形为热交换器的集流箱。在已知的全铝热交换器上，位于端面的铝制集流箱具有基本上为U形的轮廓，其中，这个轮廓的两支柱的内表面的端部与换热管平整地钎接。在这些钎焊面上必须有数量相对较大的钎料和钎剂。为了避免在热交换器内部出现过多的钎剂组合物，按照本发明，只有这些确实与其它部件钎接的边缘区域带有钎剂涂层。料带段也可以加工变形为管板、侧板或热交换器的其它部件。
对于优选的实施形式而言，表面的限定部分包括至少一个、特别是多个沿料带的送料方向连贯的条形部分。在使用这样一种选择性的涂覆方式的情况下，在各单独金属部件被分开之前，可具有优点地将料带变形或至少局部变形。作为备选或补充，表面的限定部分也可包括至少一个沿料带的送料方向非连贯的、按照有规律的间隔重复的表面构造。在这里，带有钎剂组合物的料带表面的限定部分的形状只取决于金属件的进一步制造的具体要求。
在如本发明所述的方法的一个较佳实施形式中，表面的限定部分至少局部地由压印的凹入部分形成，特别是通过布置在涂覆辊之前的精压辊压出。这样可至少部分地或全部地实现以下目标，即通过将钎剂组合物局部地涂覆在凹入部分所在处，使钎剂组合物的涂覆不会加大料带的直径。这对于以下部件特别具有优点，即由于每个零件上的钎剂层，当多个零件叠置时要考虑叠置所造成的累积的尺寸公差。
在本发明的一个备选的或补充的实施形式中，涂覆装置包括一个将钎剂组合物以喷射和/或喷雾的形式喷涂到料带上的喷射装置。借助相应的喷射装置进行喷射或喷雾，能够以低成本和可靠的方式涂覆钎剂组合物。特别具有优点的是，喷射装置包括多个可单独控制的喷嘴。喷射装置和/或喷嘴可设计为活动的，和/或以间歇运行的方式工作或工作时涂覆量为可变的，这样就可按照要求对被涂覆的钎剂组合物进行表面构造。
在另一个优选的实施形式中，所涂覆的钎剂组合物具有至少一个渐变区域。一般来说，一个渐变区域是指厚度可变或钎剂组合物的密度可变的区域。渐变可以沿着送料方向或与这个方向垂直。
一种根据本发明的金属件具有下述特征。
根据本发明的、用于制造金属件的装置具有下述特征。相对于现有技术，在自动涂覆钎剂组合物时，通过涂覆辊的表面构造能够大大减少多余的钎剂涂覆量。在优选的实施形式中，用于制造金属件的装置还包括一个布置在涂覆辊之前的精压辊，用于在料带中形成凹入部分。在特别优选的实施形式中，在涂覆辊之后布置着将料带分成各段的装置，这样就在一个共用的制造设备中将制造金属件的自动化生产步骤高度集成。
附图说明
上述和其它特征来自下面所述的实施例。下面通过根据本发明的方法的一个优选实施例和附图对发明进行详细说明。
图1到图7是具有构造表面的涂覆辊的不同示意图以及通过涂覆辊在料带上形成的涂层的示意图；
图8是经过钎焊的热交换器管的截面略图；
图9是包括金属集流箱的钎接热交换器的截面示意图；
图10是本发明的另一个实施例的示意图；
图11是带有垂直于送料方向渐变的涂层的料带的截面图；
图12是带有沿着送料方向渐变的涂层的料带的截面图。
具体实施方式
在根据本发明的方法中，由钎料完全平整包覆的铝板组成的料带首先以滚轧材料的形式出现。板材通过送料装置送到涂覆装置中进行钎剂组合物的自动涂覆。涂覆装置包括涂覆辊1，它具有构造表面1a-1g。呈膏状的钎剂组合物从储存容器被取出并涂覆到涂覆辊1上，之后它又通过涂覆辊的滚动顺着移动的料带转移到料带上。
由于涂覆辊1具有一个构造表面，所以钎剂组合物只通过构造表面突出的区域涂覆，和/或只通过这些区域转移到料带上。通过这种方式，钎剂组合物只涂覆到连续通过的料带表面的限定部分上。
在图1到图7中是七个具有代表性的涂覆辊表面构造1a-1g。在图1到图3所示的示例中，辊子带有完整地环绕一周的、平行的环状物。这样，料带的涂层就以沿着其送料方向连贯的条状部分的形式实现。在这里，条状部分在料带的横向上的数量、宽度和分布可根据各自的要求自由选择。
在图4和图5所示的示例中，涂覆辊的凸出区域不仅在垂直于展开方向的方向上，而且还在滚动方向上出现中断。因此，钎剂组合物的压印在料带的送料方向上出现中断。在图4所示的示例中，所有被压印的表面在送料方向上相互间隔着相同的距离。在图5中，具有不同长度的被压印表面沿送料方向上交替出现。在图5所示的示例中，图案只是在涂覆辊1完整滚动一圈后才重复出现。
图6和图7所示的示例是涂覆辊的设计，在涂覆辊上，被压印的区域为点状或圆形。为此，涂覆辊的向外突出的表面构造1f、1g带有蘑菇形弯曲，并且在截面上基本为圆形。
在涂覆辊之前可布置一个精压辊，通过它可将构造压入到料带的表面中。相对于料带的传送，这些表面构造与涂覆辊的位置结合对料带进行导向，这样，就只在压入的凹部区域用钎剂组合物进行同步涂覆。典型的压入深度可为大约0，5μm到3μm。在这里，钎剂组合物的涂覆量可以只为1到3g/m2。
要注意的是，对包覆板材进行钎焊所需的最少钎剂用量非常少，常常比3-5g/m2的量还要低。在一个按照现有技术对全部表面进行的钎剂组合物自动涂覆中，到目前为止还不能可靠地实现涂层厚度小于3g/m2。此外，考虑到钎焊过程中加热时的流动效果，涂覆位置离钎接处太远的钎剂也无法对钎焊产生效果。
由一个或多个前面所述的涂覆辊进行涂覆的包覆铝板在随后被切断，其中，如果被涂覆的表面结构不仅仅是由沿送料方向连贯的条形部分组成，那么被切断的区段与这些表面构造同步。
被切断的区段随后通过已知的方式加工成形为例如带压入凹槽的扁平管。图8中是这种扁平管的截面。这种管具有由原始的平板料带弯曲或变形而成的壁2。在中央区域压入了两条凹槽3、4，其中，通过根据本发明的方法将钎剂组合物以条状涂覆到压入区域中。另一个细条状的涂层沿着板材的边缘。在将预成型的扁平管弯曲和加热后，相互对接的凹槽3、4和原先的边缘区域5、6分别相互钎接。在这里钎料由阴影部分表示。可以看出，在这个金属件2上只需在条状钎接处的附近区域涂覆钎剂组合物。热交换器的扁平管中如此形成的两个腔室7、8的其余内壁表面没有涂覆钎剂，这样，之后在管中流动的冷却液就不会被这种物质污染。
根据本发明的金属件的另一个实施例是全铝热交换器的集流箱9(见图9)。横断面基本上为U形的集流箱9具有两支柱9a、9b。换热管10的管束被支柱9a、9b的外端部围住，并与支柱的这些端部区域平整地钎接。为此，按照本发明只在这些区域中自动地涂覆上钎剂组合物，通过所述钎剂组合物实现了平整的钎接11。在这个实施例中，钎剂组合物在其所涂覆的整个区域中的层厚为30g/m2，因为在集流箱和换热管束的平整钎接时需要相对数量较多的钎料。在钎剂组合物的这种涂层厚度下可以看出，如果用钎剂对料带进行全面的涂覆(现有技术)，将会出现大量多余的钎剂组合物。这将导致冷却液或制冷剂受到污染。
在上述的汽车热交换器的实施例中，热交换器可以特别用于发动机冷却循环或用于空调设备。
图10中是本发明的另一个实施例，在这个实施例中，用于涂覆钎剂组合物的涂覆装置包括一个或多个喷射装置101。喷嘴状的喷射装置101布置在活动料带102——这里为铝带的上方的一个确定距离处。足够量的钎剂组合物的混合稀液通过喷射装置101进行喷射或喷雾，从而在铝板上形成多个平行的钎剂组合物条状涂层。涂覆式样可通过移动喷嘴和/或有意中断涂层来形成。也可以在料带102和喷射装置101之间设置遮蔽，例如带有相应穿孔的金属板。
原则上，每个在图1到图7中为涂覆辊的使用所示的钎剂组合物式样，都可通过使用喷射装置形成。
也可根据需要在一个按照本发明的方法中将涂覆辊和喷射装置结合在一起使用。
图11和图12是涂覆了钎剂组合物103的料带的截面图。在图11中截面垂直于料带的送料方向或移动方向，在图12中截面则沿着上述方向。为了使各钎接处及钎料或钎剂在加热时的分布得到优化，钎剂组合物的涂层厚度在这里并不均匀，而是渐变的，即厚度是可变的。图11和图12中所示的是纯粹用于说明的、被涂覆的钎剂层渐变或所需构造的可能轮廓。不言而喻的是，钎剂组合物的渐变涂层既可以通过涂覆辊，也可以通过喷射装置和其它根据本发明的涂覆方法获得。总的来说，通过根据本发明的方法，至少可以选择采用自动化的、在三个空间方向上形成构造的钎剂涂覆。

Claims (24)

1.一种制造金属件的方法包括步骤：
a.输送金属制成的料带，
b.通过涂覆装置(1)将钎剂组合物涂层自动地涂覆到料带的表面，
其特征在于，通过涂覆装置(1)将钎剂组合物只涂覆到料带表面的一个限定部分上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，涂覆装置包括一个涂覆辊。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括步骤：
c.将料带切断成若干段(2，9)，以将已涂覆的金属件分成单独的部份。
4.根据权利要求2到3中任一项所述的方法，其特征在于，涂覆辊(1)具有与料带表面上的限定部分相对应的表面构造。
5.根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，组成料带的金属是一种铝合金。
6.根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被送入的料带的表面已至少局部地涂有钎料层。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，钎剂组合物不含任何金属钎料。
8.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，钎剂组合物包含一种金属成分、特别是粉末状的金属，或者一种化学组合的、在钎焊过程中转化为金属的成分。
9.根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，料带段和/或单个料带加工变形为热交换器(2)的管子。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，管子为扁平管(2)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，扁平管(2)具有至少一个凹槽或一个腹板(3，4)，用于在管(2)内将各腔室分开。
12.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，料带段和/或单个料带加工变形为热交换器的集流箱(9)或它的管板、侧板或其它部件。
13.根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，表面的限定部分包括至少一个、特别是多个沿料带的送料方向连贯的条形部分。
14.根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，表面的限定部分包括至少一个沿料带的送料方向非连贯的、按照有规律的间隔重复的表面构造。
15.根据权利要求2到14中任一项所述的方法，其特征在于，表面的限定部分至少局部地由压出的凹入部分形成，特别是通过布置在涂覆辊(1)之前的精压辊压出。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的方法，其特征在于，涂覆装置包括一个将钎剂组合物以喷射和/或喷雾的形式喷涂到料带(102)上的喷射装置(101)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，喷射装置(101)包括多个可单独控制的喷嘴(101)。
18.根据前面的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所涂覆的钎剂组合物(103)具有至少一个渐变区域。
19.一种金属件，通过根据权利要求1到18中任一项所述的方法制成。
20.制造根据权利要求19所述的金属件的装置，包括料带的送料装置、涂覆钎剂组合物的涂覆装置(1)和将钎剂组合物涂覆到涂覆装置上的装置，其中，涂覆装置具有与料带表面上限定部分相对应的表面构造。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，涂覆装置包括一个涂覆辊(1)。
22.根据权利要求21所述的装置，还包括一个布置在涂覆辊(1)之前的精压辊，用于在料带中形成凹入部分。
23.根据权利要求21或22所述的装置，其特征在于，在涂覆辊之后布置着将料带分成各段的装置。
24.制造根据权利要求19所述的金属件的装置，包括料带的送料装置和涂覆钎剂组合物的涂覆装置(1)，其中，涂覆装置包括一个将钎剂组合物以喷射和/或喷雾的形式喷涂到料带上的喷射装置。
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