CN102695809A - 用于预处理和准备板件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为后续加工而预处理和准备带有金属层(3)的板件(5)的方法。为了能够更好地进行预处理和准备，规定在第一时段期间在第一温度范围内对板件(5)进行退火，并且在此借助退火使金属层(3)转变，在第二时段期间实施以下组中的至少一项：保持第一温度范围，冷却板件(5)，将板件(5)冷却至环境温度，存放板件(5)，将板件(5)加热至后续加工所需的第二温度范围。

Description

用于预处理和准备板件的方法
本发明涉及一种用于为后续加工步骤预处理和准备带有金属层的板件的方法。
已知用于处理板件的方法。在此例如可以指为后续的成型步骤和/或淬火步骤加热板件的方法。DE 201 22 563 U1涉及一种具有非常高品质的机械性能的工件，该工件由用金属间化合物合金涂层的深冲的板件毛坯组成，板件毛坯通过切割轧制(尤其是热轧)的带钢板形成，其中，带钢板用确保对表面和钢进行保护的金属或金属合金涂层，金属间化合物合金由金属涂层或金属合金涂层在深冲之前或之后的转变得来，表面上的金属间化合物合金通过由温度升高超过700°C实现的转变而形成并且确保了对钢的保护以防止腐蚀和脱碳以及起到润滑作用，其中，涂层中的金属或金属合金是锌或基于锌的合金。由DE 31 02 638 A1已知用于在运输和处理间歇期间保持金属板温度的方法和装置。由此将堆叠的连铸的金属板保持在高于1000°C的期望温度水平上，该堆叠由绝热的壳体包围，该壳体由感应式加热线圈包围。由DE 69907 816 T2已知一种涂层的、热轧的并且冷轧的钢板，其在热处理后具有非常高的强度。涂层是基于铝或者铝合金的。
本发明所要解决的技术问题在于，实现更好地为后续加工而预处理和准备带有金属层的板件，尤其是实现具有更加灵活和/或更短生产节拍的板件制造。
该技术问题按本发明通过独立权利要求的特征解决。
该技术问题通过一种用于为后续加工步骤预处理和准备带有金属层的板件的方法解决，所述方法具有以下步骤：在第一时段期间在第一温度范围内对所述板件进行退火，并且在此借助退火使所述金属层转变，等待第二时段过去并且在此期间保持第一温度范围和/或冷却所述板件和/或将所述板件冷却至环境温度和/或存放所述板件，并且将所述板件加热至后续加工步骤所需的第二温度范围。后续加工步骤可以例如指的是成型步骤和/或淬火步骤。有利地，预处理或准备以及后续加工步骤可以例如借助两个不同的装置分开地进行。时间的脱耦可有利地在等待第二时段过去期间实现。由此可有利地使板件的制造更加灵活。当至少60%的金属层质量转变时，第一时段结束。有利地，当至少80%、90%或95%的金属层质量转变时，第一时段结束。第二时段有利地为至少1分钟，但也可以长达数天或数月。尤其有利的是，可以首先借助第一装置进行金属层的转变，并且在时间上与之脱耦地将板件加热到第二温度范围，其中，例如可以进行板件的奥氏体化，并且紧随其后地进行可借助第二装置实现的下一加工步骤，例如成型和/或淬火。可有利地实现更短的生产节拍。尤其可以为第一装置和第二装置设定不同的生产节拍，从而可以不用针对最长的生产节拍来设计整个制造过程。在等待第二时段过去期间，可以有利地进行板件的物流缓冲，例如通过将板件置于环境温度中。作为备选和/或补充，也可以将板件置于任何温度水平，例如在预加热的状态下在第一温度范围内在物流上进行缓冲。在此，金属层不会进一步地转变或成型，但可以有利地省去对板件完全重新加热，其中，在绝热相对较好和缓冲时间相对较短时可以节省能量。后续的加工步骤可以按照淬火步骤和/或成型步骤以任意的方式方法进行，尤其如在DE 201 22 563 U1中公开的那样。该专利文献尤其是附图以及对应的说明由于被提及而成为本申请的内容。金属层的转变和/或其化学组成能够以任意的方式方法实现，尤其如在DE 69907 816 T2中公开的那样。该专利文献，尤其是说明书以及权利要求中关于金属层化学组成的说明由于被提及而成为本申请的内容。尤其在第一和/或第二温度范围内对板件的退火和/或加热和/或保温能够以任意的方式方法实现，例如借助炉子、热气风扇，借助感应式加热和/或借助辐射和/或类似方式。这尤其可以如在DE 31 02 638 A1中描述的那样进行。所述专利文献的内容，尤其是附图以及尤其对感应式加热的对应说明由于被提及而成为本申请的内容。
在本方法的另一种实施形式中规定，所述第一温度范围低于使板件奥氏体化的转变点温度。有利地，可以在相对较低的温度范围内首先使金属层转变。板件的转变点温度与其组成有关，尤其与其碳含量有关。
按照本方法的一种优选实施形式规定，所述第一温度范围低于金属层的熔化温度。由此可有利地防止金属层不利地变化，例如滴下来，其中尽管如此仍能借助扩散有利地使金属层转变为合金状层。
在本方法的另一种优选实施形式中规定，第一温度范围略微高于金属层的熔化温度，而不会使金属层不利地变化，例如滴下来，其中尽管如此仍能借助扩散有利地使金属层转变为合金状层。不言而喻，第一温度范围会根据金属层的化学组成发生变化。
在本方法的另一实施形式中规定，所述第二温度范围高于所述转变点温度。有利地，可在高于成型温度时实现板件的奥氏体化。接着可以有利地进行热成型过程以及通过迅速冷却例如骤冷进行淬火过程和/或进行工具冷却。
在本方法的另一实施形式中规定，所述第一温度范围包括873K至1003K的温度值。有利地，可在所述值时实现金属层特别好的转变。
在本方法的另一实施形式中规定，所述第二温度范围包括温度值1223K。有利地，板件可在该范围内特别好地进行奥氏体化和/或热成型。
在本方法的另一实施形式中规定，在第三时段内在所述第二温度范围内对板件进行退火。可在第三时段期间有利地进行奥氏体化，该第三时段可这样选择，使得奥氏体化进行到充分的程度。
有利地，板件应由合金钢22MnB5、25CrMo4、34CrMo4、42CrMo4、25CrMoS4、34CrMoS4或42CrMoS4中的一种构成。22MnB5合金钢应有利地应用在以下组成中，其中，显示出的值表示在合金中的百分比含量值：
C：0.20至0.25；Si：0.15至0.40；Mn：1.10至1.40；Cr：≤0.35；Mo：≤0.35；P：≤0.025；S：≤0.005；Ti：0.020至0.050；Al：0.020至0.060；B：0.002至0.005。
在本方法的另一实施形式中规定，金属层包括一种混合物，在该混合物中含有硅和铁的成分以及重量比例至少为90%的铝。通过这种金属层组成成分可有利地实现用于后续处理步骤的滑动效应、特别好的表面质量、良好的防腐蚀保护和/或特别好的转变。尤其在本方法的这种实施形式中规定，所述第一温度范围包括温度值1003K，因为在该值时能够实现特别好的金属层转变。
此外，所述技术问题还通过一种用于为后续加工步骤预处理和准备带有金属层的板件的装置解决，该装置尤其设计、布置和/或构造用于实施前述方法。所述装置具有用于包围许多个板件并且使所述板件保温的绝热壳体、用于在第一和/或第二温度范围内对板件进行退火的热源，和用于为后续加工步骤分拣和准备所述板件的分拣装置。由此尤其产生了前述的优点。有利地，可借助绝热壳体避免在退火和/或加热期间不期望的板件热损耗。借助热源可向板件输送所需的能量。借助分拣装置可有利地将板件相互分开并且相应经过退火处理地输送给后续的加工步骤。
在所述装置的一个实施例中规定，所述分拣装置具有升降台和棘爪送料装置。借助升降台可以将尤其为堆叠形式的板件输送给棘爪送料装置。借助棘爪送料装置可以将经过分拣的板件输送给后续的加工步骤。
在所述装置的另一个实施例中规定，所述热源具有用于将所述板件加热到第一温度范围的场感应器，例如横向场感应器或纵向场感应器。有利地，可借助纵向场感应器感应生成用于将可转化为热的能量引入板件中的、沿板件纵向指向的场。借助横向场感应器可以形成能够将可转化为热能的能量引入板件内的、沿板件横向延伸的场。
在所述装置的另一个实施例中规定，所述热源具有用于将所述板件加热到第二温度范围的场感应器，例如横向场感应器或纵向场感应器。热源的这些场感应器可以分别具有一种或者也可以具有多种作用。
其它优点、特征和细节由以下说明得出，在下面的说明中必要时参照附图详细描述至少一个实施例。描述的和/或图示的特征本身或者在任意合理组合后均可构成本发明的内容或技术方案，必要时也与权利要求无关，并且尤其还可以附加地成为一个或多个独立的发明的技术方案。相同的、相似的和/或功能相同的部件配有相同的附图标记。在附图中：
图1示出用于为后续加工步骤预处理和准备配有金属层的板件的装置；并且
图2示出图1所示装置的纵向场感应器的显示了一半的俯视图。
图1示出用于为后续加工预处理和准备带有金属层3的板件5的装置1。所述后续加工可借助未进一步示出的后续装置实现，例如借助成型装置和/或用于淬火板件5的装置。
图1示出了很多个板件5，它们以堆叠7的形式位于绝热壳体9的内部。堆叠7可借助升降台11沿双向箭头13的方向向上和向下运动。所述装置1在堆叠7的上端部处具有分拣装置15，借助该分拣装置15可以将板件5分拣开。借助该分拣装置15可以总是将一个板件5从剩余的板件堆叠7上揭下或取下，由此使得该板件5能够与棘爪送料装置19的棘爪17啮合。借助该棘爪送料装置19可以沿箭头21的方向通过绝热壳体9的开口将各个被分拣出的板件5推出。
为了将堆叠7或至少将当时分拣出的板件5加热到第一温度范围，绝热壳体9具有纵向场感应器23。借助该纵向场感应器23可以通过板件5沿纵向产生场，借助该场可以将在第一温度范围内加热所需的能量引入板件5。纵向场感应器23为此可以具有流过电流的线圈，该线圈沿围绕板件5和/或堆叠7的周向延伸。有利地，可以只相应地加热堆叠7的上部区域。
板件5具有金属层3，该金属层3优选具有含量占90%的铝以及铁和硅。所述第一温度区域有利地选择成，使得金属层3不熔化。在此，尤其借助扩散有利地使金属层3转变，其中给板件5形成类似合金的蒙皮或外皮。借助纵向场感应器23在第一温度范围内退火的板件5可以在第一时段结束后借助棘爪送料装置19被推送穿过绝热壳体9中的开口。有利地，也可以在第一时段结束后度过任意长的第二时段，例如在该第二时段期间，连接在后边的用于进一步加工的装置还不需要相应退火的板件。
相邻绝热壳体9的开口布置有横向场感应器25，其同样可以具有用于产生沿相对于板件5的横向延伸的场的导通电流的线圈。为了将相应的板件5加热到第二温度范围，相应的板件5能够以任意方式借助棘爪送料装置19被推送经过横向场感应器25下方。例如在横向场感应器25(按图1定向观察)的右侧画出了一个已加热到第二温度范围的板件5。
借助横向场感应器25加热到第二温度范围的板件5可以借助同素异构转变奥氏体化并且由此可准备用于进一步加工，尤其是用于借助骤冷和/或热成型的淬火。
所述第一温度范围可以具有873K至1003K之间的温度值。所述第二温度范围可以具有温度值1223K。
图2以半侧的示意俯视图示出图1所示的装置1。在此为了简化而将绝热壳体9的盖子透明地示出，从而可以看到围绕各板件5延伸的纵向场感应器23。可以看出，纵向场感应器23在绝热壳体9内部延伸。然而作为备选也可以考虑将纵向场感应器23设置在绝热壳体9外部。
借助升降台11，按照后续装置的要求抬升板件堆叠或堆叠7。后续装置可以是指例如用于如借助深冲的成型过程的冲压机。所述后续装置的冲程次数例如可以是每分钟八个板件5。
堆叠7经过纵向场感应器23并且在此优选被加热到873K至1003K之间的值。在此，有利地由金属层3形成扩散层。
分拣装置15或分拣装置15的板件分开器分拣板件5或堆在堆叠7上的板坯。
棘爪送料装置19沿箭头21的方向在横向场感应器25下方将板件5推出绝热壳体9。
横向场感应器25将相应的板件5加热到大约为1223K的值。
此后，板件5或板坯被放入未示出的后续装置，该后续装置例如可以是热成型工具。有利地，可以在借助纵向场感应器23退火和推出相应板件5之间等待第二时段过去。
有利地，可加热整个堆叠7，其中，堆叠7的尺寸可以这样设计，使得基于连接在之后用于进一步加工的装置的生产节拍，可以首先经过第一时段用于使金属层转变，接着在第二时段期间等待，直到堆叠7上相应的板件5到达最上部位置并且能够借助分拣装置15分拣且借助棘爪送料装置19推出。扩散时间，即第一时段可例如是大约10分钟。
有利地可借助纵向场感应器23缓慢地加热堆叠7，直到该堆叠7达到第一温度范围。为此，纵向场感应器23可有利地设计为低频感应器。
可在短时间内将板件加热到第二温度范围，其中，被分拣的相应板件5有利地在短时间内达到和/或超过奥氏体化温度。为此，横向场感应器25可设计为高频感应器。
作为备选和/或补充，为了加热和/或退火板件5或者更确切地说被分拣出的板件5，可以使用任何热源，例如热气风扇、炉子、热辐射和/或类似方式。
附图标记清单
1装置
3金属层
5板件
7堆叠
9绝热壳体
11升降台
13双向箭头
15分拣装置
17棘爪
19棘爪送料装置
21箭头
23纵向场感应器
25横向场感应器

Claims (12)

1.一种用于为后续加工而预处理和准备板件(5)的装置，该板件(5)带有金属层(3)，其中，在某一时段期间在某一温度范围内对所述板件(5)进行退火，并且在此借助退火使所述金属层(3)转变，其中，所述装置包括：
-用于包围多个所述板件(5)并且使所述板件(5)保温的绝热壳体(9)，
-用于在某一温度范围内对所述板件(5)进行退火的热源，
-用于为后续加工步骤分拣和准备所述板件(5)的分拣装置(15)。
2.按权利要求1所述的装置，其中，所述分拣装置(15)具有升降台(11)和棘爪送料装置(19)。
3.按权利要求1或2所述的装置，其中，所述热源具有用于将所述板件(5)加热到第一温度范围的场感应器(23)。
4.按权利要求1至3之一所述的装置，其中，所述热源具有用于将所述板件(5)加热到第二温度范围的场感应器(25)。
5.一种用于为后续加工而尤其通过按前述权利要求之一所述的装置预处理和准备板件(5)的方法，该板件(5)带有金属层(3)，所述方法具有以下步骤：
-在第一时段期间在第一温度范围内对所述板件(5)进行退火，
-并且在此借助退火使所述金属层(3)转变，
-在第二时段期间实施以下组中的至少一项：将所述板件保持在所述第一温度范围内，冷却所述板件(5)，将所述板件(5)冷却至环境温度，存放所述板件(5)，并且在所述第二时段之后将所述板件(5)加热至后续加工所需的第二温度范围。
6.按前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一温度范围低于使所述板件(5)奥氏体化的转变点温度。
7.按前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一温度范围低于所述金属层(3)的熔化温度。
8.按前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第二温度范围高于所述转变点温度。
9.按前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一温度范围包括873K至1003K的值。
10.按前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第二温度范围包括值1223K。
11.按前述权利要求之一所述的方法，具有以下步骤：
-在第三时段内在所述第二温度范围内对所述板件(5)进行退火。
12.按前述权利要求之一所述的方法，其中，所述金属层包括一种混合物，在该混合物中含有硅和铁以及重量比例至少为90%的铝。
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