CN114008246B - 铝合金制扁平产品的包括色度测量的表面处理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于由铝合金制成的扁平产品(6)的表面处理的方法。给出一种便于监控处理结果并能够可靠地调整处理参数的方法的目的的解决方式为，该方法包括：浸蚀扁平产品(6)，尤其对扁平产品(6)脱脂；对扁平产品(6)的表面进行色度测量，以在扁平产品(6)浸蚀后确定至少一个色度测量值；基于至少一个色度测量值产生输出信息，该输出信息表示色度测量值是否符合至少一个规定；以及输出或触发输出信息的输出。本发明还涉及一种用于对由铝合金制成的扁平产品(6)进行表面处理的设备(2)，以及色度测量装置(14)的用途，该色度测量装置构建用于在由铝合金制成的扁平产品(6)的表面处理中确定至少一个色度测测量值。

Description

铝合金制扁平产品的包括色度测量的表面处理
技术领域
本发明涉及一种对由铝合金制成的扁平产品进行表面处理的方法，该方法包括对扁平产品进行浸蚀，尤其用于对扁平产品进行脱脂。
背景技术
由铝和铝合金制成的扁平产品，例如带材和板材，尤其通过轧制工艺制造，其中扁平产品经过热轧和/或冷轧。扁平产品同样可以通过带材连铸和随后的冷轧来制造。在制造扁平产品时通常在轧制步骤中使用轧制油，在最后一个轧制道次之后，其残留物与磨屑和颗粒一起也留在扁平产品的表面上。此外，在轧制工艺中，由于工作辊的影响和高温下的机械变形，氧化层会进入扁平产品的表面。以这种方式产生的这种变形的表面层在扁平产品的表面上具有对于某些应用而言不希望的氧化层结构。也可以在各个轧制道次之间和/或轧制后进行诸如中间退火、最终退火、固溶或相退火(Zustandsglühungen)之类的热处理，以便将扁平产品中的铝合金组织结构转变为特定的状态并达到所需的机械性能。在热处理中，可能导致扁平产品的近表面区域中合金成分的富集，其中例如锌、硅、镁和铜更多地出现在表面上。
由铝合金制成的扁平产品通常要进行表面处理或精加工，尤其是因为铝和铝合金制成的产品的表面经后续工艺步骤处理，并例如进行阳极氧化、涂层、粘合和/或涂漆。为此，扁平产品必须满足对表面质量的特定要求，以便为在扁平产品或由其生产的产品或半成品上执行的相应后续工艺步骤来预处理表面。
由铝合金制成的扁平产品的表面处理可以通过对扁平产品浸蚀来进行，其中特别引起扁平产品的脱脂。特别是轧制过程的残留物通过浸蚀或脱脂去除。例如，轧制过程的残留物可能是轧制油残留物和表面上的颗粒、污垢和磨屑。浸蚀尤其包括至少部分地去除氧化物层，并且如果需要，还包括去除被轧入表面的氧化物以及富集在表面上的合金元素、颗粒或金属间相。对于某些应用，浸蚀可以例如包括尽可能完全地去除氧化物层，并且如果需要，还包括去除轧入表面的氧化物以及富集在表面上的合金元素、颗粒或金属间相。
浸蚀包括通过化学过程去除扁平产品表面的材料。最佳浸蚀在此通常需要一方面基本上完全的清洁和表面上足够的材料去除，以确保例如尽可能完全去除氧化层。另一方面，表面处理应该是经济的并且能够在尽可能少地使用化学品的同时实现高处理速度。
为了调节浸蚀，通常首先根据扁平产品表面所用化学品的类型、浓度、温度和机械影响对浸蚀速率或材料去除进行假设，并以预期的污染和氧化层厚度进行调整。通过这些假设确定扁平产品表面与一种或多种处理溶液或浸蚀溶液的最小接触时间。
例如，还检查后续工艺步骤的适用性，例如通过确定润湿性、磷化能力、漆或粘合剂的粘附性以及测量经处理的扁平产品上的点焊过渡电阻。然而，这种分析通常基于实验室采集的样本进行，因此只能以滞后方式使用，而不是集成在表面处理的生产线中。评估表面处理效果的另一种可能性是使用重量法确定材料去除。然而，与总重量相比，所实现的材料去除重量可能非常低，由于相关的不准确性，通常重量法并不实用。在连续的工业过程中，也不可能在浸蚀前后对相同的样品进行称重。然而，由于所需的浸蚀去除量低于经轧制的铝带的厚度公差，所达到的浸蚀去除量无法通过重量分析获得。
为了在正在进行的处理期间调节浸蚀，因此在现有技术中监测处理溶液的特性。例如，可以确定处理溶液中的铝含量，这归因于去除了扁平产品中的氧化层和铝合金。如果在浴槽中用处理溶液处理扁平产品，则浴槽中铝离子的含量可以例如通过处理溶液的连续、部分更换而几乎保持恒定或在确定的通道范围内。然而，通过这种方式，相对于表面的材料去除只能粗略估计，并获得较长时间段内的平均值。尤其是如果浴用于不同的扁平产品，则只能根据铝含量对处理参数进行不充分的调节。例如，不同的扁平产品可能由不同的铝合金组成，并通过不同的制造方法生产。
碱性或酸性处理溶液中铝离子含量的确定，就像处理溶液中大多数其他化学品的浓度确定一样，通常只能在不连续获取的浴液样品上离线进行。因此，使用不连续分析对连续处理过程的调节通常会被大大延迟。
此外，还可以监测易于在线确定的参数，例如处理溶液的pH值和电导率。另一个易于在线确定的参数可以是例如扁平产品相对于至少一种处理溶液的速度以及由此得到的接触时间。电导率可以在水性溶液的情况下与各个碱液或酸的浓度可靠地相关联。相反，如果多种组分同时存在于溶液中，则总和参数例如电导率或pH值仅提供浓度的参考值。因此，例如，另一种无机酸中的HF浓度不能容易地跟踪，尤其不能在线跟踪。因此，在给定的接触时间下，化学物质浓度及其可能的影响只能根据经验值或对采集样品的离散实验室分析进行估计。
还有一个问题是浸蚀的动力学取决于许多其他参数。例如，在处理过程中也伴随着自抑制过程，其中反应产物会减慢实际的浸蚀反应。因此，即使符合目标规定值，浸蚀反应也会出现偏差，例如由于抑制反应的伴生物质的富集。在这种情况下，人们将其称作处理溶液或浴的“钝化”，其中这种效应也不容易通过全局参数的监测来检测。全局参数通常被认为是pH值、电导率和温度。因此，目标规定值可以是例如化学品的目标浓度、特定pH值和电导值。
如果处理溶液用于处理不同的扁平产品，这个问题会进一步恶化，因为例如富集合金成分、轧制油残留物和磨屑以及氧化层厚度方面的表面性质尤其会随着所使用的合金和扁平产品的制造方法发生显著变化。
同样地，浸蚀结果可能会因处理中的进一步偏差而受到负面影响。例如，处理溶液的pH值、电导率等参数可以符合一定的默认值，但由其他情况，例如处理溶液喷洒量过低，会造成浸蚀反应不充分。
总体而言，借助于监测处理溶液由此通常不能保证处理质量满足给定要求。事实上，通过用于监测处理溶液的已知方法不能容易地检测到的过程偏差会导致经处理的扁平产品的质量显著下降。
EP 2 623 639 A1和DE 20 2012 012 549 U1公开了一种铝合金带材，其在脱脂后亮度值增加超过5。此外，由EP 2 623 639 A1已知一种用于对铝合金带材进行脱脂的方法。
JPH08304273公开了一种方法，其中使用色度测量来检查铝带的浸蚀处理。然而，在铝带浸蚀不足的情况下，仅优化处理溶液的参数。
KR20140023693A涉及一种用于评估金属带材、尤其是钢带的浸蚀步骤的设备，通过该设备可以优化浸蚀溶液的浸蚀侵蚀。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种对铝合金制成的扁平产品进行表面处理的方法，该方法有利于保证处理效果。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种对铝合金制成的扁平产品进行表面处理的方法来实现，其中该方法包括以下步骤：
-对扁平产品进行浸蚀，尤其用于扁平产品的脱脂；
-对扁平产品表面进行色度测量，以在扁平产品浸蚀后确定至少一个色度测量值；
-基于至少一个色度测量值产生输出信息，其中该输出信息表示色度测量值是否符合至少一个默认值；以及输出或触发输出信息的输出。
该方法可以使用用于对由铝合金制成的扁平产品进行表面处理的设备来实施，其中该设备包括：用于对扁平产品进行浸蚀的装置；色度测量装置，其用于扁平产品表面的色度测量，以确定平板产品浸蚀后的至少一个色度测量值；以及分析装置，其构建用于基于至少一个色度测量值生成输出信息，其中输出信息表示色度测量值是否符合至少一个默认值，并且其中分析装置构建用于输出信息的输出或触发输出。
此外，该方法还可以通过使用色度测量装置来提供，该色度测量装置构建用于在由铝合金制成的扁平产品的表面处理中确定至少一个色度测量值，其中基于该至少一个色度测量值生成输出信息，并且其中输出信息表示色度测量值是否符合至少一个默认值。
扁平产品尤其理解为由铝或铝合金制成的带材、箔或板材。扁平产品尤其通过热轧和/或冷轧轧制锭和选择性地通过至少一种热处理来提供。同样可以进行带材铸造，随后进行冷轧和至少一种选择性的热处理。表面处理在此可以在提供扁平产品的生产线上进行，例如连续地并且在热轧过程和/或冷轧过程之后进行。
用于扁平产品的铝合金的例子是AA 3xxx、AA 5xxx、AA 6xxx和AA 8xxx类型的合金，其中根据本发明的方法不限于这些合金类型。例如，扁平产品可由AA 5182型铝合金或AA 6016型合金组成。
扁平产品的浸蚀通过至少一种处理溶液进行，其中扁平产品的表面至少部分地与该至少一种的处理溶液接触。
在该方法的多种设计方案中，浸蚀可以借助于多种处理溶液的组合在多个方法步骤中进行。在这种情况下，尤其首先进行至少一个浸蚀步骤，然后进行一个或多个冲洗步骤或酸洗处理。同样在独立的方法步骤的情况下，浸蚀可以在线进行并且例如带材或板材从一种处理溶液连续运行到下一种处理溶液并且选择性地经过一个或多个冲洗步骤。
扁平产品可以在浸蚀之前和/或同时进行脱脂。如果在实际浸蚀步骤之前进行脱脂步骤，例如通过清洁冲洗，则尤其是在这种纯脱脂步骤中基本上不发生浸蚀侵蚀。
通过在扁平产品的表面上进行色度测量来确定至少一个色度测量值。色度测量值至少部分地指示扁平产品的外观。例如，定义的光源构成了色度测量的基础。尤其使用标准光源类型来进行色度测量，例如标准光源A、D50、D55、D65、D75、E、F2或F11之一，其例如在DIN 5033和DIN 6172中示出，使得色度测量的结果可以简单地转用。
在扁平产品的浸蚀之后和/或浸蚀期间进行至少一次色度测量，使得至少一个所确定的色度测量值可以用于过程分析和/或过程控制。基于该至少一个的色度测量值生成输出信息，其中输出信息表示色度测量值是否符合至少一个默认值。该方法可以包括检查色度测量值是否符合至少一个默认值。
通过本发明已经认识到，可以基于对经浸蚀的扁平产品的色度测量以过程可靠和直接的方式确定处理的结果。因此，与完全处理过的铝合金表面相比，具有轧制残留物的覆层以及近表面结构会导致至少一个色度测量值发生变化。例如，轧制残留物可以是残留的轧制油和颗粒。例如，近表面结构可以是随着扁平产品的制造过程形成的微晶氧化物层、轧入的颗粒、合金成分在表面附近的富集和沉淀。
与现有技术中已知的基于监测至少一种处理溶液的参数，例如pH值和电导率的过程控制方法不同，利用根据本发明的方法实现了借助于实际达到的浸蚀结果的光学指示进行的过程控制。可以借助于至少一个色度测量值以高可靠性评估处理的成功和尤其是充分的浸蚀侵蚀。在这种情况下，还可以确定表面处理中的隐藏偏差，这些偏差不容易通过监控全局参数识别，因为浸蚀结果中的缺陷反映在色度测量值中。尤其还可以解决识别开头概述的处理溶液的“钝化”的问题，因为不仅是监测至少一种处理溶液的各个整体特征值，而且还可以直接辨别处理过的扁平产品的质量。
工艺实施中不直接归因于至少一种处理溶液的成分的错误也可以基于色度测量来识别，因为该方法尤其不仅仅依赖于浸蚀溶液的分析本身，而且检测正确调整的浸蚀溶液的实际效果。工艺实施中不直接归因于至少一种处理溶液的组成的错误的实例可以是由于过低的压力引起的喷涂量不足、有故障的泵或有故障的喷涂装置。
输出信息的示例是关于色度测量值或色度测量值的再现的直接信息，其中色度测量值指示扁平产品的浸蚀结果。色度测量值的一种可能默认值是，例如符合、超过、低于和/或偏离预定值和/或至少一个值区间以及符合色度测量值的预定增加或减少。输出信息可以例如将符合、超过、低于和/或偏离信号化或使其能够被可视化。
色度测量值可以代表亮度、色调和/或颜色饱和度。色度测量值尤其可以基于色彩空间来确定。可以使用不同的色彩空间作为色彩空间，例如CIELAB色彩空间或L*a*b*色彩空间，其在CIE标准体系中表示。例如，“CIELAB”坐标可以用作CIELAB色彩空间的坐标。为了进一步定义CIELAB色彩空间，还参考了DIN EN ISO 11664，尤其是该标准的第4部分。利用色度测量来确定例如坐标L*、a*和b*中的一个或多个。
在本发明的一种设计方案中，引起或触发输出信息的视觉输出。以此方式，可以有利地容易且可理解地再现输出信息。色度测量值可以直接显示，例如通过CIELAB色彩空间的至少一个坐标L*、a*和b*和/或另一色彩空间的至少一个坐标显示在输出设备上，例如显示屏上。
然而，视觉输出也可以采用其他形式。例如，可以设置指示与至少一个的默认值的偏差的警告系统。在这种情况下，可以尤其在用于表面处理的设备上输出声学和/或光学警告或引起其输出。例如，通过声学和/或光学警告通知装置处的至少一个人，存在与至少一个的默认值的偏差。声学和/或光学警告也可以在外部输出或者引起输出。
在一个实施形式中，设置了一种红绿灯系统作为警告系统，其中该系统用第一输出信号化对至少一个的默认值的遵守并且用与第一输出不同的第二输出信号化对至少一个的默认值的偏离。遵守至少一个的默认值可以例如用绿灯表示，而偏离至少一个的默认值可以例如用黄灯表示。选择性地可以设置第三输出，其表示与至少一个的默认值的临界偏差。例如，第三输出可以用红灯表示。还可以规定，如果与至少一个的默认值存在临界偏差，则自动中断表面处理。
根据本发明，输出信息表征是否需要错误搜索。错误搜索可以例如包括搜索至少一种处理溶液中的错误和工艺流程中的错误，这些错误不直接归因于至少一种处理溶液的组成。不能通过检查全局参数识别的错误有利地也能够通过错误搜索识别。输出信息的内容在此涉及处理设备的状态，尤其是内部状态，并且因此能够实现扁平产品的处理的过程可靠的实施。因为色度测量尤其指示处理的结果，所以可获悉处理设备或处理方法的动态变化的状态。色度测量的评估或关于是否需要错误搜索的输出信息的生成，可以在该方法的一种设计方案中由该设备执行。
根据本发明的另一设计方案，可以通过输出信息与处理方法进行交互以避免技术故障。在这种情况下，该方法实现了识别由全局参数偏差导致的干扰，例如处理参数的偏差，例如至少一种处理溶液的pH值和电导率。不直接归因于至少一种处理溶液的成分的工艺流程中的错误也可以基于色度测量来识别。例如，处理设备中的机械错误也可能导致色度测量中与至少一个的默认值的偏差，并且输出信息可以显示对错误搜索的需求。当符合色度测量值的至少一个的默认值时，输出信息可以指示不需要错误搜索。
根据本发明，该方法还包括执行错误搜索。如果输出信息显示需要进行错误搜索，则可以通过输出信息触发进行错误搜索。在此，错误搜索可以手动地、例如由至少一个人执行，部分自动地或自动地、例如由至少一个设备进行。执行错误搜索可以有利地快速恢复过程稳定性，因为错误被识别并排除。
在本发明的另一设计方案中，输出信息进一步表征是否符合用于浸蚀扁平产品的至少一种处理溶液的至少一个默认参数。由此可以尤其简化错误搜索。如果输出信息表征不符合至少一种的处理溶液的至少一个默认参数，则错误搜索可以例如限于调整至少一种的处理溶液或可以在错误搜索中优先考虑调整至少一种的处理溶液。
根据本发明，输出信息可提供工艺流程中存在错误的指示，该错误并不直接归因于至少一种的处理溶液的组成。为此，输出信息可以表征符合至少一种的处理溶液的至少一个的默认参数。有利地，在这种情况下可以将错误搜索集中在工艺流程上并且可以更快地找到错误。因此，输出信息尤其可以指示机械缺陷。例如，可能存在喷涂量不足、泵有故障和/或喷涂设备有故障。例如，喷涂不足可能由于压力过低而出现。
在本发明的一种设计方案中，色度测量与扁平产品的浸蚀一起在线进行。尤其进行连续的色度测量，例如在行进中的扁平产品上，尤其是在行进中的带材或板材上。在这种情况下，色度测量可以直接得出有关正在进行的处理的结果的结论，从而可以确定浸蚀结果的任何偏差并即时用于对处理做出适当调整，例如调整处理参数或触发处理中断。
色度测量和/或输出信息的生成尤其以规则或不规则的时间间隔进行。例如，色度测量和/或输出信息的生成以最多1h、尤其是最多10min并且进一步尤其最多1min的时间间隔进行，使得达到了对处理结果的基本连续的监测。
色度测量也可以与扁平产品的浸蚀近线(at-l ine)地进行。例如，对各个处理过的扁平产品，例如各个带材、板材和/或从中取出的样品，进行色度测量，而表面处理继续进行。由此也可以检测处理的结果，如果与至少一个的默认值有偏差，可以即时干预正在进行的处理。
也可以离线执行扁平产品的色度测量以进行过程控制，其中例如检查已经结束处理的各个带材、板材和/或从中取出的样品。
在本发明的一个设计方案中，进行多次色度测量。例如，可以在方法的同一点进行至少两次色度测量，以测量扁平产品的不同位置，例如在带材的运行长度上和/或沿着带材或板材的宽度。由此可以检查表面处理的均匀度，尤其是扁平产品宽度上的表面处理均匀度。
同样可以设置多次色度测量，其例如在浸蚀的不同方法步骤之间执行至少一次色度测量。因此，在具有多个步骤的浸蚀过程中，也可以通过色度测量来检查扁平产品浸蚀的中间结果并且可以改进过程控制。
在本发明的一个设计方案中，扁平产品用至少一种处理溶液浸蚀并且该至少一种的处理溶液包含至少两种酸或至少两种碱。因此，存在多种酸或碱，其可以间接或直接引起扁平产品表面的浸蚀侵蚀。例如，至少一种的处理溶液包含至少两种不同的无机酸，例如H2SO4和HF。在至少一种的包含至少两种酸或碱的处理溶液的情况下，对整体参数(例如pH值和/或电导率)的监测是有问题的，因为关于单个酸或碱的浓度和影响的结论只能在有限的范围内作出。然而，通过对扁平产品的表面进行色度测量，可以对单个酸或碱的作用得出结论。例如，输出信息可以指示酸或碱的浓度和/或指示至少两种酸或碱之间的浓度关系。例如，酸的浓度可以是包含H2SO4和HF的至少一种的处理溶液中HF的浓度。
如果根据一种设计方案，扁平产品的浸蚀至少部分地在化学反应下进行，其中在化学反应中发生至少一个自抑制过程，则可以有利地用根据本发明的方法评估浸蚀的效果，而使用全局参数，例如pH值、电导率、Al浓度和/或至少一种的处理溶液的各个组分的浓度，可能无法提供关于浸蚀处理有效性的明确结论。自抑制过程在此被理解为一种化学反应，其中反应的中间产物和/或最终产物减少和/或减缓至少一种处理溶液的浸蚀侵蚀，例如通过中间产物和/或最终产物与至少一种的处理溶液的酸或碱的反应和/或通过对扁平产品表面的覆盖。
同样，在本发明的一个设计方案中，输出信息可以指示自抑制过程的程度。已经发现，通过自抑制过程的程度可以容易地监控浸蚀的质量。例如，为此可以将至少一个色度测量值与至少一个全局参数或与至少一种的处理溶液的至少一个参数进行比较。
根据另一个设计方案，监测至少一种处理溶液的组分的至少一个浓度，其中如果输出信息与至少一个默认值存在偏差，则可以得出关于自抑制过程的程度的结论。以这种方式，可以在错误搜索期间有利地快速做出关于输出信息是否可归因于自抑制过程或至少一种的处理溶液的组分的缺乏的结论。至少一种的处理溶液的组分的浓度可以例如是酸浓度或碱液浓度。
在本发明的一个设计方案中，表面的色度测量使用标准光源D65和10°视角在CIEL*a*b*色彩空间中进行，不包括45°/0°几何形状的直接反射，并且坐标L*、a*和b*中的至少一个尤其被确定为色度测量值。
在本发明的另一设计方案中，输出信息的产生包括至少一个色度测量值与至少一个参考值的比较。例如，存储至少一个参考值并且分析装置构建用于将至少一个的色度测量值与至少一个参考值进行比较。例如，针对色度测量值的规定可以是符合、超过、低于至少一个参考值和/或与至少一个参考值存在偏差。同样可以基于至少一个的参考值来检查至少一个的色度测量值是在由参考值给定的区间之内还是之外。
在另一个设计方案中，至少一个参考值至少部分地根据扁平产品的铝合金、扁平产品的尺寸、扁平产品的表面结构和/或扁平产品的制造而预先确定。有利地，该方法或设备因此可以容易地用于不同的扁平产品。例如，为不同的扁平产品存储不同的参考值，尤其是在数据库中。由此可以考虑到，不同的扁平产品也必须满足不同的表面要求。例如，可以根据应用目的在内部应用、外皮应用、结构应用和/或装饰应用之间进行区分。
至少一个的参考值尤其指示亮度、色调和/或色彩饱和度。尤其为亮度、色调和/或色彩饱和度给出最小值和/或最大值。例如，为CIELAB坐标L*、a*和b*中的一个或多个预定最小值和/或最大值。
至少一个的色度测量值与至少一个的参考值的比较可以包括确定亮度差和/或确定颜色距离。亮度差例如通过色度测量值和参考值之间的亮度差L*来确定。颜色距离例如使用欧几里得颜色距离ΔE形成，其中ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。例如，对于颜色距离ΔE和/或亮度差ΔL而言也必须遵守最小值或最大值。
该方法还可以包括确定至少一个参考值，例如在经处理的扁平产品上，该扁平产品满足处理结果的要求。
在本发明的另一个设计方案中，该方法还包括：在浸蚀之前和/或在浸蚀步骤之间对扁平产品的表面进行在先色度测量以确定至少一个在先的色度测量值，其中输出信息进一步是借助于该至少一个的在先色度测量值生成的。根据第二方面的设备可具有在先色度测量装置，其构建用于在浸蚀之前和/或在处理步骤或浸蚀步骤之间在扁平产品的表面上进行色度测量。在先的色度测量可以在此提供表面处理前后或表面处理的各个步骤前后的外观比较。因此，可以通过直接比较来检查表面处理的影响。
色度测量值的至少一个默认值可以例如受到在先色度测量值的影响。例如，默认值可以是符合、超过和/或低于色度测量值与在先色度测量值之间的特定差异。如果使用至少一个参考值，则该至少一个的参考值可以例如指示色度测量值与在先色度测量值的比较标准。
在一个设计方案中，处理由AA 5xxx、尤其是AA 5182类型的铝合金制成的扁平产品，其中调节得到至少58，尤其至少60的亮度L*。相应地，对于色度测量值的至少一个规定可以是符合至少58、尤其是至少60的亮度L*。例如，改变浸蚀的至少一个处理参数，直到亮度L*至少为58，尤其是至少60。浸蚀的处理参数可以例如是至少一种的处理溶液中的化学物的浓度。已经认识到，在AA 5xxx，尤其AA 5182类型合金的情况下，可以基于亮度L*以过程可靠的方式识别经处理的表面的质量，尤其是表面处理的完整性。在这种情况下，亮度L*58，尤其是60的最小值表示最佳的表面处理。在这种情况下，色度测量在使用标准光源D65和10°视角在CIE L*a*b*色彩空间中进行，不包括45°/0°几何形状的直接反射。
在一个替代性设计方案中，处理由类型AA 6xxx、尤其是AA 6016的铝合金制成的扁平产品，其中调节得到至少62、尤其至少64的亮度L*。相应地，对于色度测量值的至少一个规定可以是符合至少62，尤其至少64的亮度L*。对于AA 6xxx，尤其是AA6016类型的铝合金，利用最佳的表面处理，与AA 5xxx类型的合金相比，得到了62，尤其是64的更高的亮度L*最小值。在这种情况下，色度测量在使用标准光源D65和10°视角在CIE L*a*b*色彩空间中进行，不包括45°/0°几何形状的直接反射。
在另一个设计方案中，浸蚀通过至少一种碱性处理溶液进行，尤其是通过至少一种包含NaOH和/或表面活性剂的碱性处理溶液进行。例如，使用至少一种水性处理溶液。可将氢氧化钠加入至少一种水性处理溶液中，使得至少一种的水性处理溶液中氢氧化钠的浓度为0.01至5重量％，优选0.1至1.5重量％，特别优选0.5至0.7重量％。表面活性剂的使用浓度为0.1至1.0重量％，优选0.3至0.6重量％。至少一种的水性处理溶液还可选择性地包含1.5至3重量％的一种组合物，该组合物由5至40重量％的三聚磷酸钠、3至10重量％的葡萄糖酸钠组成；3至8重量％的一种组合物，该组合物由非离子和阴离子的表面活性剂组成，和选择性的0.5至70重量％的碳酸钠，优选30至70重量％的碳酸钠。相应的处理溶液已被证明在脱脂和去除表面富集方面特别有效。替代苛性钠碱液，可添加碳酸钠来调节至少一种的处理溶液的pH值。如果通过输出信息确定与色度测量值的至少一个规定的偏差，则该组成可以例如在提到的范围内根据该至少一个的色度测量值变化。处理浴的温度、接触时间和/或喷射压力也可以根据该至少一个的色度测量值增加或减少。
在另一个设计方案中，浸蚀包括借助于至少一种酸性处理溶液的处理，尤其借助于至少一种包含无机酸并且选择性地加入至少一种络合剂和/或选择性地加入至少一种表面活性剂的酸性处理溶液。
根据一个设计方案，浸蚀包括冲洗。例如，如上所述通过至少一种碱性处理溶液进行浸蚀，其中随后对用至少一种碱性处理溶液处理的扁平产品进行酸冲洗或酸洗。最后，可以进行至少一个用脱盐水和/或完全脱盐水的漂洗步骤。
H2SO4、HNO3和HCl可特别用作无机酸。无机酸的浓度尤其是1至10重量％，优选2.5至3.5重量％。例如，HF和H3PO4用作络合无机酸。HF的浓度可以例如在20ppm至3重量％的范围内。例如，H3PO4的浓度可以在0.1重量％至20重量％的范围内。也可以使用短链羧酸，例如甲酸。
氟化物、柠檬酸盐、草酸盐或磷酸盐尤其可用作络合剂。络合剂例如氟化物可以尤其以100至1500mg/l，优选300至600mg/l的浓度使用。
在另一个设计方案中，额外借助于至少一个的色度测量值至少部分地调节浸蚀的至少一个处理参数。例如，分析至少一个的色度测量值并且借助于分析保持或改变至少一个处理参数。在此可以手动或部分自动地进行调节。
如果浸蚀包括多个方法步骤，则各个浸蚀步骤也可以彼此独立地手动或部分自动地调节，例如借助于在处理步骤或浸蚀步骤之间的在先色度测量。在该方法的多种设计方案中，某个浸蚀步骤的处理参数也可以保持恒定，而另一个浸蚀步骤的处理参数借助于色度测量进行调节。因此，例如，执行具有恒定或手动设置的处理参数的浸蚀步骤，并且借助于色度测量调节在后(酸)冲洗的至少一个处理参数。相反，也可以借助于色度测量调节浸蚀步骤的至少一个处理参数，并且可以进行具有恒定或手动设置的处理参数的(酸)冲洗。
在本发明的另一个设计方案中，调节至少一个处理参数，该参数指示至少一种碱液浓度、至少一种酸浓度、至少一种氟化物浓度、至少一种表面活性剂浓度、扁平产品相对于至少一种的处理溶液的速度、至少一种的处理溶液的温度、至少一种的处理溶液的喷射压力和/或至少一种的处理溶液的体积。
反应速度通常会受至少一种酸浓度和/或至少一种碱液浓度的影响。尤其可能存在色度测量值与酸浓度和/或碱液浓度的相关性。例如，一般而言，较高的酸浓度和/或碱液浓度可分别导致较高的亮度值或亮度或特定的色调，这些表征了完全处理过的表面。至少一种酸浓度和/或至少一种碱液浓度因此可以例如借助于至少一种色度测量值优化，例如通过执行手动或部分自动调节。
以类似的方式，至少一种氟化物浓度和/或至少一种表面活性剂浓度可以与至少一个的色度测量值相关。例如，在此，更高的氟化物浓度和/或表面活性剂浓度也分别倾向于导致较高的亮度值或特定的色调，这些表征了完全处理过的表面。
从特定酸浓度和/或碱液浓度开始可能会降低浸蚀效果，例如，如果对表面进行完全清洁和去除，使得可见表面的特性基本上由扁平产品的核心的特性决定。这种效果也可以通过根据本发明的色度测量来确定，从而可以避免任何不必要的高酸浓度和/或碱液浓度，因此可以节省化学品。
碱液浓度、酸浓度、氟化物浓度和/或表面活性剂浓度尤其这样调节，即，实现获得优化的色度测量值并且选择性地同时将各个相应的浓度保持得尽可能低以减少化学品的消耗。例如，优化的色度测量值可以代表尽可能完全处理的表面。同样地，例如可以利用调节浓度来保持恒定的处理速度，以确保平稳进行的生产。恒定的处理速度以及因此与至少一种的处理溶液的恒定接触时间例如可以是带材通过浴的恒定行进速度。
扁平产品相对于至少一种的处理溶液的速度例如被理解为扁平产品相对于具有处理溶液的浴或喷雾装置的速度。至少一种的处理溶液的体积尤其代表至少一种的处理溶液的喷涂量的喷雾体积。喷射压力可以通过泵的输送量进行调节。由此在执行该方法时实现了可能的能量节省。
在一个设计方案中，至少一个处理参数随着更大的亮度差和/或更大的颜色距离而增加和/或随着更低的亮度差和/或更低的颜色距离而减小。例如，如果参考值对应于特定的目标规定，则可以调整匹配至少一种的碱液浓度、至少一种的酸浓度、至少一种的氟化物浓度和/或至少一种的表面活性剂浓度，以最小化亮度差异和/或颜色距离。例如，特定的目标规定可以是完全处理过的表面的色度测量值。更高的浓度尤其通常导致更快的反应，使得随着亮度和/或颜色的更大偏差，可以增加浓度。如果在较低的亮度差异和/或颜色距离下减小处理参数，尤其是浓度，则可以节省化学品。
在本发明的另一设计方案中，用于浸蚀扁平产品的装置形成为处理浴和/或喷雾装置。例如，扁平产品形成为带材，其中该带材通过具有至少一种的处理溶液的浴。同样，设计为板材的扁平产品也可以浸入浴中。喷雾装置可以构建用于在扁平产品的至少一侧上喷雾施加至少一种的处理溶液。例如，在行进中的扁平产品，例如行进中的带材或板材的至少一侧上进行喷涂。
本说明书中先前说明的本发明的示例性设计方案也应理解为以彼此的所有组合公开。示例性设计方案尤其应理解为是关于不同的方面而公开的。尤其地，通过先前或接下来对根据方法的优选实施例的方法步骤的说明，也公开了用于通过设备的优选实施例来执行该方法步骤的相应装置。同样地，通过公开用于执行方法步骤的设备的装置，也应公开相应的方法步骤。
附图说明
在本发明的一些示例性实施例的以下详细说明中，尤其是结合附图，可以得出本发明的其他设计方案和优点。图中：
图1示出了根据本发明的设备的实施例的示意图；和
图2示出了所达到的亮度与处理参数的相关性的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的设备2的一个实施例的示意图。设备2具有第一卷材4，形成为铝合金带的扁平产品6从该卷材4上展开。设置用于对扁平产品6进行浸蚀的装置8，其设计为浸浴和/或喷雾装置，其中扁平产品6与至少一种用于浸蚀的处理溶液接触。
浸蚀通过至少一种包含NaOH和表面活性剂的碱性处理溶液进行，其中NaOH的浓度为0.5至0.7重量％，表面活性剂的浓度为0.3至0.6重量％。然后，通过至少一种包含H2SO4和/或HNO3并选择性添加HF作为络合剂的氟化物的处理溶液进行酸冲洗。在这种情况下，酸浓度为2.5至3.5重量％，氟化物浓度为300至600mg/l。在进行处理之后，扁平产品6被卷绕到第二卷材12上。
根据本发明，设置色度测量装置14，其构建用于在扁平产品6的表面上进行色度测量以确定至少一个色度测量值。色度测量装置14沿带材的运行方向布置在用于浸蚀的装置8之后，使得在对扁平产品6进行浸蚀之后进行色度测量。色度测量与扁平产品6的浸蚀在同一生产线上进行。
设置了分析装置10，其构建用于根据至少一个的色度测量值产生输出信息。在此，输出信息的生成包括将至少一个的色度测量值与至少一个参考值进行比较。例如，表面的色度测量在CIE L*a*b*颜色空间中进行，亮度L*被确定为色度测量值。
在此，输出信息指示符合针对色度测量值的至少一个默认值，其中预定有参考值。在当前情况下，检查亮度L*是否符合要符合的最小值，其中该最小值基于扁平产品的铝合金预先确定。
在一个选择性的设计方案中，借助在先的色度测量装置18在扁平产品6的表面上进行在先的色度测量。额外也可以基于至少一个的在先的色度测量值来生成输出信息，其中处理前后的亮度L*之间形成亮度差。例如，附加默认值可以是也应符合亮度差的最小值。
输出信息被输出到显示器16。显示器16例如形成为红绿灯并且在符合至少一个的默认值时显示绿色。此外，红绿灯的黄色信号指示与至少一个的默认值的偏差。此外，可以设置红色信号，该信号将临界偏差信号化，其中当出现临界偏差时，处理也自动停止。表面处理的有效性在这里可以根据对经处理的扁平产品6的色度测量而高度可靠地确定。
因此，输出信息可以表征错误搜索的必要性。如果通过输出信息显示触发错误搜索，则可以进行相应的错误搜索。例如，输出信息还表征是否符合用于浸蚀的至少一种的处理溶液的默认参数，例如pH值和/或电导率，从而在错误搜索期间优先检查设备的机械故障。
浸蚀的至少一个处理参数可以至少部分地基于至少一个色度测量值手动调节。该调节至少部分地基于输出信息来执行。
例如，当正在进行的处理中存在与至少一个的默认值的偏差时，可以通过手动调整至少一个的处理溶液的各个处理参数来进行干预。为此，例如可以使用黄色信号。如果存在临界偏差，例如可以进一步检查处理设备，并在错误搜索和错误排除后继续处理。例如，可以为此使用红色信号。
为了进一步说明，在图2中示出了以纵坐标绘制的AA 5xxx和AA 6xxx型铝合金的所达到的亮度与绘制为横坐标的处理参数的关系的示意图。这里，处理参数越大，亮度L*倾向于越大，这是由于浸蚀更完全，基本上去除了氧化层、金属间相、轧入的颗粒和近表面富集。在这种情况下，现有技术方法的问题在于浸蚀反应的动力学可能取决于多个参数，因为伴随着处理也会发生自抑制过程，例如通过富集抑制反应的伴随物质。
在这里可以通过对处理过的扁平产品表面的色度测量来调整最佳处理参数，该调节也可以用于多种不同的扁平产品。例如，不同的扁平产品可以具有不同的合金、制造方法和几何形状。
例如，进行至少一个的色度测量值与至少一个参考值的比较。至少一个的参考值根据扁平产品6的铝合金确定，其中为AA 6xxx类型的合金预定Lmin并且为AA 5xxx类型的合金预定值L'min。在本实例中，AA 5xxx型合金的值L’min低于AA 6xxx型合金的值L’min。例如，可以调节至少一种的处理溶液中的浓度，例如碱液浓度或酸浓度，不仅基于绝对值调整，而且这样选择，使得亮度Lmin或者L'min的最小值同时以尽可能低的浓度实现。
此外，在不同处理参数下对不同铝合金制成的扁平产品测量亮度L*。表面的色度测量使用标准光源D65和10°视角在CIE L*a*b*色彩空间中进行，不包括45°/0°几何形状的直接反射。
由合金AA 5182制成的扁平产品的亮度L*结果汇总在表1中。
表1
实施例1-8的表面经过令人满意的处理并因此完全去除了轧制残留物、氧化层以及颗粒和富集物，在此用结果“+”标记。相比之下，实施例9-11的表面处理不充分，结果为“-”，这尤其可归因于碱处理区中过低的表面活性剂浓度和冲洗或酸洗过程中略低的酸浓度。
然而，处理过的表面的质量可以基于亮度L*的值来确定，其中针对AA 5182型合金的处理的积极结果实现了58，尤其是60的亮度值。例如，可以用本方法指示相应的偏差。例如，酸洗期间的酸浓度可以基于测量的亮度L*手动或部分自动地调节，从而达到所提及的亮度值。
由合金AA 6016制成的扁平产品的亮度L*的进一步结果汇总在表2中。
表2
此处显示了实施例12-19的积极处理结果，而实施例20-22的处理仅是不充分的。对于实施例20和22，可以假设消极结果与酸洗期间过低的酸浓度有关。实施例20此外也用过低的氟化物浓度酸洗。相比之下，实施例21在酸洗期间用相对高浓度处理，但其中在浸蚀/脱脂期间存在低浓度的表面活性剂。
在此也可以基于亮度L*表示处理结果，其中积极实例12-19的亮度L*的值至少为62，尤其至少为64。
因此，该方法能够处理由不同铝合金制成的多种扁平产品，其中例如要达到的最小亮度L*等参考值是基于扁平产品的特性确定的。
表3还针对亮度L*值的可能变化显示了AA 5754和AA 6451型合金的色度测量。在AA 5754型合金上以积极处理结果实现了至少68的相对较高的亮度L*值。在AA 6451型合金上以积极处理结果实现了至少为55的相对较低的亮度L*最小值。AA 6451型合金的亮度值在此也低于针对AA 6xxx类型的其他合金通常获得的亮度值。
表3
除了亮度L*，其他色度测量值也可用于评估处理效果。为此，表4显示了色度测量值的概览以及对处理结果的评估。
在此，在处理后进行色度测量。扁平产品由AA 6016型合金组成。
例如，这里也可以使用b*作为色度测量值，以获得指示符合至少一个默认值的输出信息。例如，在表4的测量系列中，较低的b*值，尤其是低于10.0或8.0的b*值表示良好的处理结果。
同样地，ΔE*可以替代地或附加地用于评估，其中到参考图案的最大距离和/或在表面处理之前到色度测量的最小距离显示出良好的处理结果。到参考图案的最大距离是ΔE*的较低值。表面处理前到色度测量的最小距离对应于较高的ΔE*值。
在表5a中示出了包括浸蚀由AA 5182型合金制成的扁平产品的处理的另一个示例，该处理在化学反应下发生，其中在化学反应中发生自抑制过程。在这种情况下，可在处理时自动调节可在线获取的处理参数并在预定的时间间隔内保持。可在线获取的处理参数例如是用于脱脂/浸蚀的至少一种碱性处理溶液的电导率和用于冲洗的至少一种酸处理溶液的电导率。表5a中记录了同一天不同时间在线可获取的处理参数。
在离线测量中也不连续地收集处理参数，这些参数在表5b中给出。此处测量的浓度也在相应预定的区间内。
由于自抑制过程的发生，可以减少或减缓至少一种的处理溶液的浸蚀侵蚀，这会导致不充分的处理结果。例如，自抑制过程可导致潜在效应，例如至少一种处理溶液的“钝化”。自抑制过程的影响可能会妨碍基于可在线获取的全局参数，例如电导率和pH值以及可不连续确定的处理参数，例如Al浓度或至少一种的处理溶液的各个组分的浓度对浸蚀结果得出可靠的结论。从表5a中可以看出，尽管至少一种的处理溶液的处理参数基本恒定，但对扁平产品的浸蚀侵蚀发生变化并且在几小时内显著降低。
然而，对于亮度L*，与处理结果具有良好的相关性，因此基于色度测量值可以提供输出信息，其表征进行错误搜索的必要性。输出信息也可以表征是否符合用于处理扁平产品的至少一种的处理溶液的规则参数，例如来自表5a和5b。
包括浸蚀由AA 5754型和AA 5182型合金制成的扁平产品的处理的另一个实例显示在表6a中。表6a中注明的时间基于与表5a中所示的测量不同的另一天。可不连续和离线获取的处理参数在表6b中给出。
19:42和20:33之间的亮度值L*的差异至少部分由于合金的变化造成，其中两个亮度值都仍表明良好的处理结果。然而，在21:03时的第三次测量的亮度值L*，无论是与之前制造的相同类型合金相比，还是与至少58，尤其是至少60的L*参考值相比，都不符合亮度值的默认值。
因此，由亮度测量值L*可得出结论，在20:33和21:03之间的时间段内一定发生了问题，因为较低的亮度表示过低的浸蚀侵蚀。相应地可以生成输出信息，其表征需要进行错误搜索。输出信息同样也可以表征至少一种的处理溶液的所测得的处理参数符合默认参数。
在因此触发的错误搜索中，能够识别出有故障的喷雾环，如果仅依靠浴液的化学分析，就不会直接注意到其故障。
表4
表5a
表5b
/>
表6a
表6b

Claims (18)

1.用于由铝合金制成的扁平产品的表面处理的方法，所述方法包括：
-浸蚀扁平产品(6)；
-对扁平产品(6)的表面进行色度测量，以在扁平产品(6)浸蚀后确定至少一个色度测量值；
-基于至少一个色度测量值产生输出信息，其中所述输出信息表示色度测量值是否符合至少一个默认值；
-输出信息的输出或触发输出，
其中所述输出信息表征进行错误搜索的必要性，其中输出信息提供工艺流程中存在错误的指示，所述错误并不直接归因于至少一种的浸蚀处理溶液的组成，
其中工艺流程中存在的、并不直接归因于至少一种的浸蚀处理溶液的组成的错误为处理设备中的机械错误，以及
-执行错误搜索。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
输出信息进一步表征是否符合用于浸蚀扁平产品(6)的至少一种处理溶液的至少一个默认参数。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
输出信息表征自抑制过程的程度。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
监测至少一种处理溶液的组分的至少一个浓度，其中如果输出信息与至少一个默认值存在偏差，则能够得出关于自抑制过程的程度的结论。
5.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
色度测量与扁平产品(6)的浸蚀一起在线和/或近线进行。
6.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
引起或触发输出信息的视觉输出。
7.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
通过输出信息与处理方法进行交互以避免技术故障。
8.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
扁平产品(6)用至少一种处理溶液浸蚀并且所述至少一种的处理溶液包含至少两种酸或至少两种碱。
9.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
输出信息的产生包括至少一个色度测量值与至少一个参考值的比较。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
至少一个的参考值至少部分地根据扁平产品(6)的铝合金、扁平产品(6)的尺寸、扁平产品(6)的表面结构和/或扁平产品(6)的制造而预先确定。
11.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
至少一个的色度测量值与至少一个的参考值的比较包括确定亮度差和/或确定颜色距离。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
-在浸蚀之前和/或在浸蚀步骤之间对扁平产品(6)的表面进行在先色度测量，以确定至少一个在先色度测量值，
-其中输出信息的生成进一步借助于该至少一个的在先色度测量值进行。
13.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
-处理由AA 5xxx类型的铝合金制成的扁平产品(6)，并且
-其中调节得到至少58的亮度L*。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，
处理由AA 5182类型的铝合金制成的扁平产品(6)。
15.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，
其中调节得到至少60的亮度L*。
16.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，
其特征在于，
-处理由类型AA 6xxx的铝合金制成的扁平产品(6)，并且
-其中调节得到至少62的亮度L*。
17.根据权利要求16所述的方法，
其特征在于，
处理由类型AA 6016的铝合金制成的扁平产品(6)。
18.根据权利要求16所述的方法，
其特征在于，
其中调节得到至少64的亮度L*。
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