CN115776919A - 用于加热和辊轧成型产品的方法和设备 - Google Patents

Abstract

描述了用于辊压成型金属基材的系统和方法。所述金属基材在辊压成型工艺期间通过暴露于时变磁场，诸如通过暴露于旋转永久磁体或暴露于来自激光源的激光辐射而经受感应加热。金属基材的加热允许改善所述基材的可成型性或可塑性，以便减少或消除辊压成型至低弯曲半径与厚度比率期间对该基材的损伤。所述高强度金属基材的加热也可以起到对所述基材回火和/或提高表面耐腐蚀性的作用，并形成具有理想特性的高强度最终产品。

Description

用于加热和辊轧成型产品的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月22日提交的美国临时申请第62/705,911号和2020年12月18日提交的美国临时申请第63/199,302号的权益和优先权，这两个临时申请都通过引用方式以其整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及冶金学，并且更具体地涉及辊压成型高强度金属基材。

背景技术

多种成型工艺可用于将扁平金属基材转变为成形金属产品。在冲压工艺中，将金属基材放置在冲压模具之间并在模具之间施加力以使金属基材成型，以使其塑性地符合冲压模具中存在的凸起和凹陷，而通常不会使金属大幅变薄。示例性冲压过程可以对应于将片状金属坯料成形为汽车门板。在拉延工艺中，将金属基材放置在模具和冲头之间，并施加力以驱动冲头穿过模具并且使金属随着其被拉延成延伸形状而变薄。作为制罐工艺的一部分，示例性拉延工艺可以对应于使片状金属坯料成形为铝杯。在辊压成型工艺中，使细长金属片材在辊压成型台的辊之间通过以沿着细长金属片材的长度产生连续弯曲。这些成型工艺中的每一个都提供其他工艺所不具备的互补特性，同时也可能有一些可以重叠的特性。例如，适当成形的冲压模具可以包括将金属基材拉延成延伸形状的部分，而其他部分可以经受塑性成型。

一些金属和合金可易于成型，而另一些则可能不具备合适的可成型性特性。在某些情况下，可成型性和强度成反比，因此可成型性高的合金可能不会表现出高强度，而高强度合金可能不易成型，并且在经受施加超过合金断裂极限的应力或应变的成型工艺时可能会简单地断裂或破裂。因此，可能难以将高强度金属基材成型为复杂的形状。

发明内容

术语实施方案及类似的术语意图泛指本公开及所附权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制所附的权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本公开的实施方案由下面的权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是本公开的各方面的高度概述，并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本发明内容并不意图确认要求保护的主题的关键或必要特征，也不意图孤立地用于确定要求保护的主题的范围。应通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解所述主题。

本公开提供用于通过辊压成型工艺将高强度金属基材成型为复杂形状的系统和方法。为了提高高强度金属基材的可成型性，金属基材的可塑性可以至少暂时通过在辊压成型之前或紧接在辊压成型之前加热金属来改良。辊压成型工艺可以在待成型金属或其一部分处于加热条件下时或在冷却回环境温度之后对该金属进行成型。辊压成型工艺可使金属在成型工艺中经受作工硬化，使得在成型之后，经成型的金属产品可继续表现出高强度，或者在一些情况下，表现出甚至更高的强度。

至少部分地由于许多辊压成型台构造中涉及的几何形状，用于紧接在辊压成型操作之前或在辊压成型操作之间加热金属基材的技术可能受到限制。此外，可能希望将金属基材的加热范围限制在仅那些将被立即成型的部分，以尽量减少金属基材其他部分可能因加热而发生的任何永久性特性变化，但是在一些情况下可能需要加热金属基材的全部。感应加热在本文中被描述为用于在辊压成型操作之前或在辊压成型操作之间加热金属基材的局部部分或全部，因为可用于所述加热操作的磁源可在尺寸和形状上被设计为适当地适配在辊压成型台之间或邻近于经成形的细长金属基材的位置处，并且表现出直接在金属基材内提供高度可调且可控的热产生的操作特性。激光加热在本文中被描述为用于在辊压成型操作之前或在辊压成型操作之间加热金属基材的局部部分或全部，因为可用于所述加热操作的激光源可在尺寸上被设计为或被定位为以适当地允许在辊压成型台之间或邻近于经成形的细长金属基材的位置处加热，并且表现出在金属基材处提供高度可调且可控的热产生的操作特性。由感应加热和激光加热提供的可调节性使这些技术可用于加热各种不同的合金和金属，以达到改良辊压成型工艺的可成型性特性所需的精确温度而不牺牲强度或其他特性。此外，通过根据本公开的感应加热或激光加热提供的可精确控制的加热还可以允许在辊压成型期间改良金属的其他特性，诸如回火条件或耐腐蚀特性。

在一方面，公开了制造金属产品的方法。此方面的方法实例包括将细长金属基材暴露于第一时变磁场，以通过感应加热细长金属基材或将细长金属基材暴露于激光辐射来加热该细长金属基材的至少第一部分。该加热可在细长金属基材沿着辊压方向移动通过产生第一时变磁场的第一磁场源或通过产生激光辐射的第一激光源的同时发生。第一时变磁场或激光辐射可以将细长金属基材的第一部分加热到第一温度或高于第一温度，该第一温度足以至少暂时地(例如，在该基材被加热到该第一温度或高于该第一温度时)提高该细长金属基材的至少第一部分的可成型性或可塑性。在一些情况下，细长金属基材的至少第一部分的可成型性或可塑性可从细长金属基材的邻近部分改变。各种不同的金属合金可能表现出或需要不同的温度来改良可成型性或可塑性。加热后，可使细长金属基材在第一辊压成型台的至少两个辊之间通过，以使细长金属基材的第一部分在细长金属基材的至少第一部分被加热到第一温度或高于第一温度时或在细长金属基材的至少第一部分从第一温度冷却之后弯曲。任选地，所述第一温度是从50℃至500℃，诸如从50℃至100℃、从50℃至200℃、从50℃至300℃、从100℃至200℃、从100℃至300℃、从100℃至400℃、从200℃至300℃、从200℃至400℃、从300℃至400℃、从400℃至500℃、从150℃至250℃、从350℃至450℃或从450℃至480℃。在各种实施方案中，所述金属基材包括铝、铝合金、钢合金、不锈钢、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。任选地，所述金属基材包括3xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金或7xxx系列铝合金。

在一些情况下，所述第一温度可能取决于合金。在一些实例中，当所述细长金属基材包括7xxx系列合金时，所述第一温度可以是从150℃至250℃、从150℃至160℃、从160℃至170℃、从170℃至180℃、从180℃至190℃、从190℃至200℃、从200℃至210℃、从210℃至220℃、从220℃至230℃、从230℃至240℃或从240℃至250℃。在其他实例中，当所述细长金属基材包括6xxx系列合金时，所述第一温度可以是从350℃至450℃、从350℃至360℃、从360℃至370℃、从370℃至380℃、从380℃至390℃、从390℃至400℃、从400℃至410℃、从410℃至420℃、从420℃至430℃、从430℃至440℃或从440℃至450℃。

成型或弯曲操作可能受到基材的弯曲半径(r)与厚度(t)的比率或r/t的限制。不同的金属和合金可能表现出不同的r/t下限。在一些情况下，将金属基材弯曲成r/t小于r/t极限可能导致基材破裂或断裂。在一些实施方案中，所述第一辊压成型台使细长金属基材的第一部分弯曲以形成具有弯曲半径与厚度的比率为(r/t)从0.1至2，诸如从0.1至0.5、从0.1至1、从0.1至1.5、从0.5至1、从0.5至1、从0.5至1.5、从0.5至2、从1至1.5、从1至2或从1.5至2的特征的金属产品。

加热细长金属基材除了至少暂时改变金属基材的可成型性或可塑性之外，还可能导致金属的其他变化。例如，所述第一时变磁场或激光辐射可以将细长金属基材的至少第一部分加热到第二温度或高于第二温度足够的持续时间，以改良细长金属基材的第一部分的回火。作为实例，所述第一时变磁场或激光辐射可以加热细长金属基材的至少第一部分，以使细长金属基材的至少第一部分过时效。任选地，所述第一时变磁场或激光辐射加热细长金属基材的至少第一部分并且改良细长金属基材的至少第一部分的耐腐蚀性。在一些情况下，所述第一时变磁场或激光辐射加热细长金属基材的全部并且任选地改良细长金属基材的全部的特性。

可以使用各种操作参数来控制细长金属基材中的热产生。例如，可以调节第一磁场源和细长金属基材之间的距离以控制通过感应加热在细长金属基材中产生的热的速率。任选地，所述第一磁场源与细长金属基材之间的距离范围为从1mm至100mm，诸如从1mm至3mm、从1mm至5mm、从1mm至10mm、从1mm至30mm、从1mm至40mm、从1mm至50mm、从1mm至60mm、从1mm至70mm、从1mm至80mm、从1mm至90mm、从3mm至5mm、从3mm至10mm、从3mm至30mm、从3mm至40mm、从3mm至50mm、从3mm至60mm、从3mm至70mm、从3mm至80mm、从3mm至90mm、从3mm至100mm、从5mm至10mm、从5mm至30mm、从5mm至40mm、从5mm至50mm、从5mm至60mm、从5mm至70mm、从5mm至80mm、从5mm至90mm、从5mm至100mm、从10mm至30mm、从10mm至40mm、从10mm至50mm、从10mm至60mm、从10mm至70mm、从10mm至80mm、从10mm至90mm、从10mm至100mm、从30mm至40mm、从30mm至50mm、从30mm至60mm、从30mm至70mm、从30mm至80mm、从30mm至90mm、从30mm至100mm、从40mm至50mm、从40mm至60mm、从40mm至70mm、从40mm至80mm、从40mm至90mm、从40mm至100mm、从50mm至60mm、从50mm至70mm、从50mm至80mm、从50mm至90mm、从50mm至100mm、从60mm至70mm、从60mm至80mm、从60mm至90mm、从60mm至100mm、从70mm至80mm、从70mm至90mm、从70mm至100mm、从80mm至90mm、从80mm至100mm或从90mm至100mm。所述激光辐射的功率可以控制在细长金属基材处产生的热的速率。所述激光辐射的光斑尺寸或线宽可以控制在细长金属基材处产生的热的速率。示例性光斑尺寸可以是从5mm至50mm，诸如从5mm至10mm、从10mm至15mm、从15mm至20mm、从20mm至25mm、从25mm至30mm、从30mm至35mm、从35mm至40mm、从40mm至45mm或从45mm至50mm。至少部分地取决于系统几何形状和细长金属基材的辊压速度，细长金属基材暴露于第一时变磁场或激光辐射的时间可以是从0.1秒至600秒，诸如从0.1秒至500秒、从0.1秒至400秒、从0.1秒至300秒、从0.1秒至200秒、从0.1秒至100秒、从0.1秒至50秒、从0.1秒至10秒、从0.1秒至5秒、从0.1秒至1秒、从1秒至600秒、从1秒至500秒、从1秒至400秒、从1秒至300秒、从1秒至200秒、从1秒至100秒、从1秒至50秒、从1秒至10秒、从1秒至5秒、从5秒至600秒、从5秒至500秒、从5秒至400秒、从5秒至300秒、从5秒至200秒、从5秒至100秒、从5秒至50秒、从5秒至10秒、从10秒至600秒、从10秒至500秒、从10秒至400秒、从10秒至300秒、从10秒至200秒、从10秒至100秒、从10秒至50秒、从50秒至600秒、从50秒至500秒、从50秒至400秒、从50秒至300秒、从50秒至200秒、从50秒至100秒、从100秒至600秒、从100秒至500秒、从100秒至400秒、从100秒至300秒、从100秒至200秒、从200秒至600秒、从200秒至500秒、从200秒至400秒、从200秒至300秒、从300秒至600秒、从300秒至500秒、从300秒至400秒、从400秒至600秒、从400秒至500秒或从500秒至600秒。

在一些实施方案中，所述磁场源包含一个或多个永久磁体，所述永久磁体耦接到用于使该永久磁体旋转的马达或转子。任选地，永久磁体为圆柱形磁体，并且所述永久磁体绕圆柱形轴旋转。任选地，永久磁体是多个以圆柱形或间隔排列构造围绕转子布置的单独永久磁体。有用的圆柱形磁体包括那些表现出沿直径的圆柱形磁性的磁体(例如，其中对置的磁极位于所述磁体的对置直径侧)。多极的圆柱形磁体也可能是有用的。在一些实例中，多个单独的永久磁体围绕所述轴布置，诸如其中4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16个或更多个磁体围绕所述轴布置，诸如邻近的单独永久磁体的磁极被定位成彼此对置。任选地，所述马达具有用于控制时变磁场的可调速度。作为实例，所述马达可具有从1转每分钟至30000转每分钟，诸如从10转每分钟至30000转每分钟、从100转每分钟至30000转每分钟、从1000转每分钟至30000转每分钟、从10000转每分钟至30000转每分钟、从1转每分钟至10000转每分钟、从10转每分钟至10000转每分钟、从100转每分钟至10000转每分钟、从1000转每分钟至10000转每分钟、从1转每分钟至1000转每分钟、从10转每分钟至1000转每分钟、从100转每分钟至1000转每分钟、从1转每分钟至100转每分钟、从10转每分钟至100转每分钟或从1转每分钟至10转每分钟的可控旋转速度。可以使用不同强度的永久磁体作为磁场源。例如，有用的永久磁体包括那些具有从1000高斯至10000高斯，诸如从1000高斯至2000高斯、从1000高斯至5000高斯、从2000高斯至5000高斯、从2000高斯至10000高斯或从5000高斯至10000高斯的表面场强的永久磁体。有用的永久磁体包括那些具有从10000高斯至15000高斯，诸如从10000高斯至12500高斯或从12500高斯至15000高斯的剩余磁通密度的永久磁体。在一些实施方案中，所述磁场源包括一个或多个电磁线圈以及一个或多个电耦接到电磁线圈的电源。任选地，所述电源具有用于控制时变磁场的可变输出电压、可变输出电流或可变输出频率中的一者或多者。可以采用电磁线圈和旋转永久磁体的组合。

可以以串行或串联布置放置多个磁场源和/或激光源，诸如两个、三个或更多个磁场源和/或激光源，从而允许将细长金属基材暴露于多个时变磁场和激光辐射暴露，以在细长金属基材处或其内部提供更可控的热产生和/或提供更可控的温度分布，诸如比仅用单一源能够实现的那些更可控。例如，此类构造可以允许对细长金属基材的部分执行两步或更多步的加热过程。例如，当使用多个热源(例如，磁场源和/或激光源)时，源可以彼此直接邻近地定位在细长金属基材的同一侧上，使得细长金属基材遭遇第一热产生过程(例如，由第一磁场源产生的第一时变磁场或第一次暴露于由第一激光源产生的激光辐射)并且随后直接遭遇第二热产生过程(例如，由第二磁场源产生的第二时变磁场或第二次暴露于由第二激光源产生的激光辐射)。任选地，多个磁场源和/或激光源可以定位在细长金属基材的对置侧，这可能可用于例如控制辊压成型台中部件的空间布置。在一些情况下，多个磁场源和/或激光源可以被定位在细长金属基材的整个宽度上，诸如以提供对细长金属基材的单独横向部分的单独加热或提供更复杂的横跨细长金属基材的宽度的加热/温度分布。

多个辊压成型操作可以任选地与这个方面的方法一起使用，其中每个辊压成型操作任选地在一个或多个单独的感应加热过程或激光加热过程之前用于加热细长金属基材的一部分以用于辊压成型。在一些实施方案中，这个方面的方法包括将细长金属基材暴露于第二或后续时变磁场或者第二或后续激光辐射，以随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过产生第二或后续时变磁场的第二或后续磁场源或者产生第二或后续激光辐射的第二或后续激光源而通过感应加热或激光加热来加热细长金属基材的第二部分或后续部分。所述第二或后续时变磁场或第二或后续激光辐射可以在细长金属基材的第一部分被第一辊压成型台的所述至少两个辊弯曲后，将细长金属基材的第二部分或后续部分加热到第二或后续温度或者高于第二或后续温度，所述第二或后续温度足以增加细长金属基材的第二或后续部分的可成型性或可塑性。

本文还描述了用于制造金属产品的系统。在一些实施方案中，用于制造金属产品的系统包括第一磁场源，所述第一磁场源被定位为使细长金属基材暴露于第一时变磁场并且随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过第一磁场源而通过感应加热来加热所述细长金属基材的至少第一部分；以及第一辊压成型台，所述第一辊压成型台被定位为在暴露于所述第一时变磁场后接收所述细长金属基材。所述第一时变磁场可以将细长金属基材的至少第一部分加热到第一温度或高于第一温度，所述第一温度足以增加细长金属基材的第一部分的可成型性或可塑性。在一些实施方案中，用于制造金属产品的系统包括第一激光源，所述第一激光源被定位为使细长金属基材暴露于第一激光辐射以随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过第一激光源而通过激光加热来加热细长金属基材的至少第一部分；以及第一辊压成型台，所述第一辊压成型台被定位为在暴露于所述第一激光辐射后接收所述细长金属基材。所述第一激光辐射可以将细长金属基材的至少第一部分加热到第一温度或高于第一温度，所述第一温度足以增加细长金属基材的第一部分的可成型性或可塑性。例如，辊压成型台可包括至少两个辊，该至少两个辊被布置成接收所述细长金属基材并且在所述细长金属基材的第一部分被加热到第一温度或高于第一温度时使所述细长金属基材的第一部分弯曲。所描述的系统可用于执行本文描述的方法。本文还提供了经成型的金属产品。例如，金属产品可使用本文描述的任何方法或本文描述的任何系统来成型。在一些实施方案中，经成型的金属产品可包括汽车结构产品。

其他目的和优点将从以下非限制性实例的详细描述中变得显而易见。

附图说明

本专利说明书参考以下附图，在所述附图中，在不同图中所使用的相似附图标记旨在例示出相似或类似的部件。

图1提供用于细长金属基材的辊压成型的一系列辊压成型台以及感应加热和激光加热系统的示意性图示。

图2A、图2B和图2C提供细长金属基材的辊压成型和感应加热的示意性图示。

图3提供示出细长金属基材的相对温度随金属基材的x位置变化的示例图。

图4提供示出细长金属基材的相对温度随金属基材的y位置变化的示例图。

图5提供使用一系列辊压成型台的细长金属基材的渐进式辊压成型的示意性图式。

图6提供一系列具有旋转磁体感应加热系统的辊压成型台的示意图，该旋转磁体感应加热系统用于在辊压成型之前用一些辊压成型台之间的电磁感应加热系统预加热细长金属基材。

图7提供在使用在一些辊压成型台之间具有电磁感应加热系统的旋转磁体感应加热系统预加热后细长金属基材的渐进式辊压成型的示意性图示。

图8A提供示出经受快速加热并随后经受弯曲测试的铝样本的外弯曲角的数据。图8B示出弯曲测试后铝样本的照片。

具体实施方式

本文描述的是用于对金属基材进行辊压成型的系统和方法以及经成型的金属产品。金属基材在辊压成型工艺中通过暴露于时变磁场，诸如通过暴露于旋转永久磁体而经受感应加热。金属基材的加热允许改善该基材的可成型性或可塑性，以便减少或消除辊压成型至低弯曲半径与厚度比率(r/t)期间对该基材的损伤。金属基材的加热还可以起到对基材回火，诸如使基材过时效的作用，并形成高强度的最终产品。

高强度铝合金(例如，7xxx系列铝合金)可能难以诸如通过冲压、拉延、辊压成型等成型。例如，将此类锻造铝合金成型为小于1.5的弯曲半径与厚度比率(r/t)通常会导致合金结构断裂或损伤。在许多情况下，高强度铝合金的经成型的金属产品可能不适用于某些最终产品，因为高强度铝合金成型为最终产品所需的复杂形状的能力较低。在一些情况下，铝合金可能会被挤压成具有具备低r/t特性的横截面的零件，因为所述r/t特性是挤压工艺而不是成型工艺的结果。因此，高强度合金的锻造铝的使用通常可能不适于一些应用。然而，本发明通过至少暂时增加锻铝基材的可成型性来克服这些和其他限制，从而允许在成型工艺期间实现更小的r/t特征而不会导致基材结构受损伤，同时仍保持经成型的最终产品的高强度。

具有与经挤压的最终产品相当的尺寸和横截面的经锻造的最终产品可以例如通过根据本公开的辊压成型工艺来成型。如本文所述的辊压成型是指通过使细长金属基材在两个辊之间通过来使该细长金属基材塑性弯曲或变形而使该细长金属基材成型的工艺。在一些情况下，多个辊可被用于所述辊压成型工艺。在一些实施方案中，多个辊压成型台(每一个对应于单个辊压成型阶段)将细长金属基材成型为复杂的横截面形状。具有低弯曲半径特征的横截面形状可用于例如增加最终产品在垂直于横截面的方向上的强度，使此类最终产品更适合作为结构元件。

作为实例，诸如立柱、车门槛板和保险杠的汽车车身部件可以由经受根据本发明的辊压成型的金属基材(诸如高强度锻铝基材)形成。

本文描述的用于辊压成型锻造金属基材的方法和系统采用加热基材的技术以提高该基材的可成型性或可塑性，从而允许该基材的部分被辊压成型台弯曲。感应加热被用于加热，因为该技术允许精确控制在基材的哪个部分加热以及加热到什么温度，从而限制基材的全部暴露于升高的温度。作为实例，可以仅加热基材的经受辊压成型的部分以增加该部分的可成型性或可塑性，而基材的其他部分不被加热或仅被加热至较低温度(例如，在可成型性或可塑性不会显著增加的温度下)。由于许多金属表现出高导热性，因此可能有利的是仅对金属基材的将要经受辊压成型台弯曲的部分施加热，以便最小化金属的其他部分可能通过基材内的传导获得的温度。从经加热的基材到辊压成型台的辊的热传递也可以用于最小化从基材的经加热部分到基材的其他不希望暴露于升高的温度的部分的热传导。作为另一个实例，经受辊压成型的基材的全部可被加热以增加整个基材的可成型性或可塑性，诸如在进入一系列辊压成型台之前。任选地，另外的感应加热系统可被定位在辊压成型台之间，诸如以维持基材的温度。此类构造可用于避免必须加热整个辊压成型系统或必须将辊压成型系统置于经加热的环境中，同时仍然允许基材的全部处于可成型性或可塑性处于期望状态的升高的温度下。

感应加热被本文所述的技术、方法和系统有利地采用，因为热直接在金属基材内产生，而不是通过对流或传导传递到金属基材。感应可以通过将金属基材暴露于时变磁场来实现，并且在本文中也可以称为电磁感应和/或磁感应。设想了用于产生时变磁场的各种磁场源，包括旋转永久磁体或由交流电激励的电磁线圈。通过使用不同的磁场源可以产生不同的优点。例如，旋转永久磁体的使用使得不需要电流源，但的确需要用于使永久磁体旋转的马达。另一方面，电磁线圈不需要任何物理地移动的零件，但可以采用复杂的卷材几何形状并利用电源提供交流电。2017年9月27日提交并于2018年3月29日以公布号US 2018/0092163公布的美国专利申请第15/716,887号特此通告引用方式并入，并描述有关使用旋转磁体通过感应产生热的另外详细信息。

定义和描述

如本文所用，术语“发明”、“该发明”、“此发明”和“本发明”意在泛指本专利申请和所附权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制所附专利权利要求的含义或范围。

在本说明书中，提及了由AA编号和其他相关名称(诸如“系列”或“7xxx”)标识的合金。要了解最常用于命名和标识铝及其合金的编号命名系统，参见由铝业协会(TheAluminum Association)发布的“International Alloy Designations and ChemicalComposition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys”或“Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and ChemicalCompositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot”。

如本文所用，板的厚度通常大于约15mm。例如，板可以是指厚度大于约15mm、大于约20mm、大于约25mm、大于约30mm、大于约35mm、大于约40mm、大于约45mm、大于约50mm或大于约100mm的铝产品。

如本文所用，沙特板(也称片材板)通常具有约4mm至约15mm的厚度。例如，沙特板的厚度可以为约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、约10mm、约11mm、约12mm、约13mm、约14mm或约15mm。

如本文所用，片材一般是指厚度小于约4mm的铝产品。例如，片材的厚度可小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm、小于约1mm、小于约0.5mm或小于约0.3mm(例如，约0.2mm)。

本申请中可能提及了合金回火或状态。要了解最常用的合金回火描述，参见“American National Standards (ANSI)H35 on Alloy and Temper DesignationSystems”。F状态或回火是指初制造(as fabricated)的铝合金。O状态或回火是指退火后的铝合金。Hxx状态或回火，在本文中也称为H回火，是指在冷轧后经过或不经过热处理(例如，退火)的不可热处理的铝合金。合适的H回火包括HX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8或HX9回火。T1状态或回火是指从热作工冷却并经受自然时效(例如，在室温下)的铝合金。T2状态或回火是指从热作工冷却、经受冷作工和自然时效的铝合金。T3状态或回火是指经固溶热处理、冷作工和自然时效的铝合金。T4状态或回火是指经固溶热处理和自然时效的铝合金。T5状态或回火是指从热作工冷却并经受人工时效(在高温下)的铝合金。T6状态或回火是指经固溶热处理和人工时效的铝合金。T7状态或回火是指经固溶热处理和人工时效的铝合金。T8x状态或回火是指经固溶热处理、冷作工和人工时效的铝合金。T9状态或回火是指经固溶热处理、人工时效和冷作工的铝合金。W状态或回火是指经固溶热处理后的铝合金。

如本文所用，诸如“铸造金属产品”、“铸造产品”、“铸造铝合金产品”等的术语是可互换的，并且是指通过直接冷硬铸造(包括直接冷硬共铸造)或半连续铸造、连续铸造(包括例如通过使用双带式铸造机、双辊式铸造机、块式铸造机或任何其它连续铸造机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其它铸造方法生产的产品。铸造金属产品可以通过诸如一个或多个热轧或冷轧工艺、锻击(hammering)或其中铸造产品的晶粒结构被物理改良的其他工艺的一个或多个作工工艺转化为锻造金属产品。

如本文所用，术语“锻造金属”用于提供与其他在没有作工工艺(例如，轧制)的情况下被简单地铸造或挤压成最终产品的金属产品的区别。示例锻造金属产品包括那些通过一个或多个热轧和/或冷轧步骤来对铸造产品(诸如铸锭)进行作工而成型为更薄且更长的产品的产品。锻造金属产品实例包括金属基材，诸如细长金属基材、金属板、金属沙特板和金属片材。

如本文所使用，“室温”的含义可包括从约15℃至约30℃的温度，例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃。如本文所用，“环境条件”的含义可包括大致室温的温度、约20％至约100％的相对湿度以及约975毫巴(mbar)至约1050毫巴的大气压。例如，相对湿度可为约20％、约21％、约22％、约23％、约24％、约25％、约26％、约27％、约28％、约29％、约30％、约31％、约32％、约33％、约34％、约35％、约36％、约37％、约38％、约39％、约40％、约41％、约42％、约43％、约44％、约45％、约46％、约47％、约48％、约49％、约50％、约51％、约52％、约53％、约54％、约55％、约56％、约57％、约58％、约59％、约60％、约61％、约62％、约63％、约64％、约65％、约66％、约67％、约68％、约69％、约70％、约71％、约72％、约73％、约74％、约75％、约76％、约77％、约78％、约79％、约80％、约81％、约82％、约83％、约84％、约85％、约86％、约87％、约88％、约89％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％、约100％或其间的任何值。例如，大气压力可为约975毫巴、约980毫巴、约985毫巴、约990毫巴、约995毫巴、约1000毫巴、约1005毫巴、约1010毫巴、约1015毫巴、约1020毫巴、约1025毫巴、约1030毫巴、约1035毫巴、约1040毫巴、约1045毫巴、约1050毫巴或其间的任何值。

本文公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，指定范围“1至10”应被视为包括最小值1与最大值10之间(并且包括1和10)的任何和所有子范围；即，所有子范围均以最小值1或更大值开始(例如，1至6.1)，并且以最大值10或更小值结束(例如，5.5至10)。除另有说明外，表述“最多”当指元素的组成量时意指该元素是任选的，并且包括该特定元素的零百分比组成。

如本文所使用，除非上下文另有明确指示，否则“一个/种(a/an)”和“该/所述”的含义包括单数和复数个提及物。

生产金属基材的方法

本文描述和使用的金属基材可通过使用任何合适的铸造方法首先铸造熔融金属来生产。作为一些非限制性实例，铸造工艺可包括直接冷铸(DC)工艺或连续铸造(CC)工艺。连续铸造系统可包括一对移动的对置铸造表面(例如，移动的对置带、辊或块)、位于这对移动的对置铸造表面之间的铸造腔以及熔融金属喷射器。熔融金属喷射器可具有端部开口，熔融金属可从该端部开口离开该熔融金属喷射器并且被喷射到铸造腔中。

示例金属基材可包括钢、铝合金、镁和镁合金、钛和钛合金。有用的铝合金包括可热处理的合金和不可热处理的合金。示例铝合金包括但不限于3xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金和7xxx系列铝合金。在一些情况下，4xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金可能是有用的铝合金。

然后可以通过任何合适的方式加工铸造产品以将铸造产品作工成锻造金属产品。例如，所述加工步骤可被用于制备板、沙特板或片材。此类加工步骤包括但不限于匀质化、热轧、冷轧、固溶热处理和任选的预时效步骤。

制造金属产品的方法和系统

诸如金属片材、沙特板和板的金属基材可被用于通过一个或多个辊压成型工艺制造金属产品。辊压成型是指其中金属基材诸如细长金属基材经受弯曲操作的工艺，其中两个或更多个辊迫使细长金属基材随着该细长金属基材在辊之间移动而经受沿该基材的纵轴或辊压轴的塑性变形。通常使用细长金属基材，因为辊压成型可以是连续或半连续工艺，其中金属基材的长长度被加工成使该金属基材沿该基材的纵轴(即最长轴)以相同方式弯曲。如本文所用，细长金属基材是指长度大于宽度的金属基材。在一些情况下，细长金属基材的长度可以是基材宽度的1.5-1000倍(或更多倍)。例如，金属卷材可能有数百米长，但只有几米或几分之一米宽，并且通过辊压成型在沿其宽度的一点处弯曲，但可以通过辊压成型完全沿其长度弯曲。在一些情况下，细长金属基材可称为金属带材。经受辊压成型的金属基材在本文中可称为经辊压成型的产品或经辊压成型的金属产品。

金属片材是辊压成型的主要对象，因为它们表现出较低的厚度，并且通常可以比具有总体更大厚度的金属沙特板和金属板能承受更小的弯曲半径的弯曲。然而，在一些情况下，金属沙特板和金属板可以经受辊压成型，特别是当成型为具有较大弯曲半径特征的产品时。弯曲操作可以用弯曲半径与厚度比率(r/t)来表征。弯曲可以向金属基材施加压缩和拉伸应力和应变，并且根据金属的强度和组成，如果弯曲形成小的r/t特征，则经弯曲的金属基材在完全过程期间可能断裂、撕裂或以其他方式破裂。更软或更具延展性的金属通常可以比更硬或更难成型的金属能承受更小的r/t特征的弯曲。

然而，本发明允许将更高强度的金属基材辊压成型为比单独金属的固有强度和可成型性特性所可能决定的r/t特征更小的r/t特征。例如，处于T4或T6回火的7xxx系列铝可能难以成型为具有低r/t特征的产品，但是该障碍被本公开的系统和方法克服。

图1提供用于制造金属产品的系统100的示意性图示。细长金属基材105被示为沿方向110移动通过系统100。系统100包括多个辊压成型台115、多个磁场源120和多个激光源135。经弯曲的金属产品130在所有辊压成型台115之后离开系统100。尽管细长金属基材105被示为源自卷材，但其他构造可包括将细长金属基材加工为金属坯料或金属带材。

每个辊压成型台115可包括两个或更多个沿独立旋转轴驱动的辊，该辊处于接收细长金属基材105并使其在该辊之间通过的构造。该辊可包括具有相对于彼此相对定向的表面轮廓的辊表面，以便使细长金属基材105在随着该细长金属基材沿方向110在该辊之间通过而在不同于方向110的方向上弯曲。任选地，每个辊压成型台115包括具有顶旋转轴及顶辊表面的顶辊和具有底旋转轴及底辊表面的底辊。任选地，辊压成型台115中可包括其他辊构造，诸如相对于顶辊或底辊定向的成型辊，该成型辊具有相对于其他辊定位的旋转轴和表面轮廓以使细长金属基材随着该细长金属基材穿过辊压成型台115而弯曲。每个辊压成型台115可以不同于其他辊压成型台115，诸如以允许在每个辊压成型台115处发生不同的弯曲操作。

每个磁场源120均可以产生时变磁场以经由感应加热来加热细长金属基材105的一部分。每个激光源130均可以产生激光辐射并且经由激光加热暴露和加热细长金属基材105的一部分。取决于构造，细长金属基材105的不同部分可由不同的磁场源120加热和/或激光源135来加热。磁场源120和/或激光源135可以定位在辊压成型台115之前和/或之后。在一些情况下，磁场源120和/或激光源135可以不定位在每个辊压成型台115之前或之后。磁场源120和/或激光源135可以独立地定位在细长金属基材105的顶侧或底侧上。磁场源120和/或激光源135的位置可以至少部分地由通过辊压成型台115实现的特定弯曲操作来管控。例如，细长金属基材105的内部弯曲表面可以面向定位在辊压成型台115之前和/或之后的磁场源120和/或激光源135。作为另一个实例，在一些情况下，细长金属基材105的外部弯曲表面可以面向定位在辊压成型台115之前和/或之后的磁场源120和/或激光源135。尽管磁场源120和激光源135的组合被示出为在系统100中，但磁场源120和激光源135可以单独使用或者以任何期望数量以任何组合使用。例如，系统100可包括一个或多个磁场源120并且没有激光源135。作为另一个实例，系统100可包括一个或多个激光源135并且没有磁场源120。

加热可以将细长金属基材105的一部分的温度增加到或高于足以暂时或永久地增加所述细长金属基材的所述部分的可成型性或可塑性的温度。在一些情况下，加热可以具有足够的持续时间以改良细长金属基材105的所述部分的回火。任选地，加热可以使细长金属基材105的所述部分过时效。任选地，加热可以改良(例如，增加)细长金属基材105的所述部分的耐腐蚀性。加热可以将细长金属基材105的所述部分的温度升高到例如介于50℃和400℃之间，诸如介于100℃和300℃之间。任选地，细长金属基材105的温度可以被升高到或高于足以至少暂时增加细长金属基材的所述部分的可成型性或可塑性的温度并保持诸如介于0.1秒和600秒之间、介于0.1秒和500秒之间、介于0.1秒和400秒之间、介于0.1秒和300秒之间、介于0.1秒和200秒之间、介于0.1秒和100秒之间、介于0.1秒和50秒之间、介于0.1秒和10秒之间或介于0.1秒和5秒之间的任何合适的持续时间。

图2A、图2B和图2C提供示出由包括单个辊压成型台的辊压成型系统200执行的辊压成型工艺的示意性图示。图2A提供辊压成型系统200的侧视图，图2B提供辊压成型系统200的透视图，图2C提供辊压成型系统200的顶视图。细长金属基材205沿方向210(例示为平行于y轴)通过辊压成型台的辊215之间以形成经弯曲的金属产品230。细长金属基材205的宽度被例示为平行于x轴，细长金属基材205的厚度被例示为平行于z轴。两个磁场源220被定位成将细长金属基材205暴露于时变磁场以通过感应加热来加热细长金属基材205的部分225。

在图2A中，磁场源220被例示为耦接到可变速度马达的旋转永久磁体，其中所述磁场源220和细长金属基材205之间的距离(例如，平行于z轴)可以被独立地调节。磁场源220和细长金属基材205之间的可调距离可用于通过感应加热控制细长金属基材205的部分225中的热产生速率。

在图2B中，磁场源220也被例示为旋转永久磁体，但具有与图2A中所示的不同的几何形状，诸如其中该旋转永久磁体是具有直径小于细长金属基材205的宽度的细长圆柱形磁体(例如，被径向磁化的)。

在图2C中，磁场源220被例示为电磁线圈。电源(未例示)可以电耦接到该电磁线圈。电源可以具有用于控制细长金属基材205的部分225中的时变磁场和热产生速率的可调或可变输出电压、可调或可变输出电流和/或可调或可变输出频率。

尽管图2A至图2C示出磁场源220，但激光源可以代替磁场源220中的任何一个或多个或全部，但不限于此。

图3示出通过使用提供时变磁场的磁场源或提供激光辐射的激光源加热实现的细长金属基材沿宽度(x轴)的示例温度分布。例如，y轴位置可以对应于紧接在磁场源或激光源之后的点，或者可以对应于发生由辊压成型台所致的弯曲的点。应当理解，图3中所示的温度分布仅为实例，并且可以使用其他温度分布。各种不同的空间温度分布都可以被实现并且可被用于提高可成型性、改良回火、改良耐腐蚀性等目的。此外，图3中未描绘单位以免过度限制细长金属基材内的温度讨论或使其复杂化。在距经加热的部分305最远的点处，细长金属基材具有最低温度，该最低温度可对应于环境条件或室温或另一温度。由于从经加热的部分305向细长金属基材的边缘的热传导，细长金属基材的边缘(x位置等于0和1)处的温度可能高于环境条件。在经加热的部分305内，该温度可以等于或高于用于在细长金属基材的经加热的部分305中实现目标可成型性或可塑性的合适温度310。在一些实施方案中，只有经加热的部分305被加热到高于环境温度或最低温度，在适合于所需可成型性、所需可塑性、所需回火改性、所需耐腐蚀特性改性等的目标温度下整个经加热的部分305中具有相对均匀的温度。

图4示出通过使用提供时变磁场的磁场源或提供激光辐射的激光源加热实现的细长金属基材沿y轴的示例温度分布。x轴位置可对应于区域305内的点(例如，经加热的部分305内的中心点)。应当理解，图4中所示的温度分布仅为实例，并且可以使用其他温度分布。各种不同的空间温度分布都可以被实现并且可被用于提高可成型性、改良回火、改良耐腐蚀性等目的。此外，图4中未描绘单位以免过度限制细长金属基材内的温度讨论或使其复杂化。细长金属基材可在区域415处暴露于来自磁场源的时变磁场或来自激光源的激光辐射。在这个区域之前的温度可对应于环境条件或室温，但由于先前工艺(例如，辊压成型、退火、电磁加热等)在细长金属基材中留下的残热，该温度可替代地可以高于环境条件或室温。在区域415之后，该温度可能因传导性或对流性热损失而降低。例如，辊压成型可以紧接在区域415之后发生或者可以在更大的y位置处发生。任选地，辊压成型发生在该温度下降到低于适合于实现所需可成型性或可塑性的目标温度之前。任选地，辊压成型发生在该温度回落至室温或环境温度之后。区域415的长度可由细长金属基材的行进速度和磁场源或由激光源产生的激光辐射的长度或宽度决定。换句话说，细长金属基材的暴露时间可由细长金属基材的行进速度和磁场源或由激光源产生的激光辐射的长度或宽度决定。在一些情况下，可以使用多个磁场源或激光源来增加区域415的长度，这对于实现用于使细长金属基材的所述部分经受升高的温度的目标持续时间可能是有用的。

可以使用不同的构造来实现对不同细长金属基材的加热，这取决于成分、回火、弯曲性能(r/t)等。例如，对于包括铝合金的细长金属基材，合金组成可决定或影响经加热的部分的目标温度。在一些情况下，细长金属基材的厚度可决定或影响经加热的部分的目标温度。

作为一个实例，对于3xxx系列铝合金，用于改良可成型性、回火条件、耐腐蚀特性等的目标温度可以是从50℃至400℃，诸如从100℃至300℃或从150℃至250℃。作为另一个实例，对于4xxx系列铝合金，用于改良可成型性、回火条件、耐腐蚀特性等的目标温度可以是从50℃至400℃，诸如从100℃至300℃或从150℃至250℃。作为另一个实例，对于5xxx系列铝合金，用于改良可成型性、回火条件、耐腐蚀特性等的目标温度可以是从50℃至400℃，诸如从100℃至300℃或从150℃至250℃。作为另一个实例，对于6xxx系列铝合金，用于改良可成型性、回火条件、耐腐蚀特性等的目标温度可以是从50℃至400℃，诸如从100℃至300℃或从150℃至250℃。作为另一个实例，对于7xxx系列铝合金，用于改良可成型性、回火条件、耐腐蚀特性等的目标温度可以是从50℃至400℃，诸如从100℃至300℃或从150℃至250℃。

为了使用旋转永久磁体实现此类温度条件，可以选择各种操作构造，该操作构造同样可能取决于金属基材组成、初始和/或所需最终回火、弯曲性能(r/t)、初始和/或所需最终耐腐蚀条件等。作为一个实例，旋转永久磁体可具有介于0.5cm和5cm之间的直径。作为另一个实例，旋转永久磁体可具有介于0.5cm和30cm之间的长度或厚度。作为另一个实例，旋转永久磁体可具有介于1000高斯和10000高斯之间的表面场强。作为另一个实例，旋转永久磁体可具有介于10000高斯和15000高斯之间的剩余磁通密度。作为另一个实例，旋转永久磁体可以介于100转/分钟和30000转/分钟之间的速率旋转。

在电磁线圈被用于通过感应加热来加热细长金属基材的情况下，可以对线圈尺寸(直径、匝数等)和电操作特性(电流、电压、频率)进行选择以实现目标温度条件。这些特性可能同样取决于金属基材的组成、初始和/或所需最终回火、弯曲性能(r/t)、初始和/或所需最终耐腐蚀条件等。作为一个实例，电磁线圈可具有介于0.5cm和30cm之间的直径。作为一个实例，电磁线圈可具有介于0.5和1000之间的匝数/英寸。作为另一个实例，电磁线圈可使用介于1V和1000V之间的AC电压来激励。作为另一个实例，电磁线圈可使用具有介于50Hz和100kHz之间的频率的AC电压来激励。作为另一个实例，电磁线圈可以使用介于1A和100A之间的AC电流来激励。

在激光源产生激光辐射以通过激光加热来加热细长金属基材的情况下，可以对激光类型、能流密度(fluence)、输出功率、脉冲率或光斑尺寸中的一者或多者进行选择以实现目标温度条件。这些特性可同样取决于金属基材组成、初始和/或所需最终回火、弯曲性能(r/t)、初始和/或所需最终耐腐蚀条件等。作为实例，任何合适类型的激光器都可用于产生激光辐射，诸如但不限于二极管激光器、光纤激光器、CO₂激光器、YAG激光器、准分子激光器、染料激光器、离子激光器等。任选地，所述激光辐射可具有从1mm至10mm的光斑尺寸(例如，在细长金属基材处)。在一些实例中，均化或色散光学器件可用于沿着线或矩形聚焦区域散布激光辐射，任选地横跨细长金属基材的全宽度散布或散布到细长金属基材的全宽度之外。任选地，所述激光辐射可具有从1W到5kW的输出功率。任选地，所述激光辐射可使用一个或多个光学元件传播到细长金属结构，诸如反射镜、透镜、棱镜、波导、光纤、光栅、滤光器、分光器、偏光器等。

通过非限制性实例，用于本文所述的方法的示例性AA3xxx系列合金可包括AA3002、AA3102、AA3003、AA3103、AA3103A、AA3103B、AA3203、AA3403、AA3004、AA3004A、AA3104、AA3204、AA3304、AA3005、AA3005A、AA3105、AA3105A、AA3105B、AA3007、AA3107、AA3207、AA3207A、AA3307、AA3009、AA3010、AA3110、AA3011、AA3012、AA3012A、AA3013、AA3014、AA3015、AA3016、AA3017、AA3019、AA3020、AA3021、AA3025、AA3026、AA3030、AA3130或AA3065。

用于本文所述方法的非限制性示例性AA4xxx系列合金可包括AA4004、AA4104、AA4006、AA4007、AA4008、AA4009、AA4010、AA4013、AA4014、AA4015、AA4015A、AA4115、AA4016、AA4017、AA4018、AA4019、AA4020、AA4021、AA4026、AA4032、AA4043、AA4043A、AA4143、AA4343、AA4643、AA4943、AA4044、AA4045、AA4145、AA4145A、AA4046、AA4047、AA4047A或AA4147。

用于本文所述的方法的非限制性示例性AA5xxx系列合金可包括AA5182、AA5183、AA5005、AA5005A、AA5205、AA5305、AA5505、AA5605、AA5006、AA5106、AA5010、AA5110、AA5110A、AA5210、AA5310、AA5016、AA5017、AA5018、AA5018A、AA5019、AA5019A、AA5119、AA5119A、AA5021、AA5022、AA5023、AA5024、AA5026、AA5027、AA5028、AA5040、AA5140、AA5041、AA5042、AA5043、AA5049、AA5149、AA5249、AA5349、AA5449、AA5449A、AA5050、AA5050A、AA5050C、AA5150、AA5051、AA5051A、AA5151、AA5251、AA5251A、AA5351、AA5451、AA5052、AA5252、AA5352、AA5154、AA5154A、AA5154B、AA5154C、AA5254、AA5354、AA5454、AA5554、AA5654、AA5654A、AA5754、AA5854、AA5954、AA5056、AA5356、AA5356A、AA5456、AA5456A、AA5456B、AA5556、AA5556A、AA5556B、AA5556C、AA5257、AA5457、AA5557、AA5657、AA5058、AA5059、AA5070、AA5180、AA5180A、AA5082、AA5182、AA5083、AA5183、AA5183A、AA5283、AA5283A、AA5283B、AA5383、AA5483、AA5086、AA5186、AA5087、AA5187或AA5088。

用于本文所述的方法的非限制性示例性AA6xxx系列合金可包括AA6101、AA6101A、AA6101B、AA6201、AA6201A、AA6401、AA6501、AA6002、AA6003、AA6103、AA6005、AA6005A、AA6005B、AA6005C、AA6105、AA6205、AA6305、AA6006、AA6106、AA6206、AA6306、AA6008、AA6009、AA6010、AA6110、AA6110A、AA6011、AA6111、AA6012、AA6012A、AA6013、AA6113、AA6014、AA6015、AA6016、AA6016A、AA6116、AA6018、AA6019、AA6020、AA6021、AA6022、AA6023、AA6024、AA6025、AA6026、AA6027、AA6028、AA6031、AA6032、AA6033、AA6040、AA6041、AA6042、AA6043、AA6151、AA6351、AA6351A、AA6451、AA6951、AA6053、AA6055、AA6056、AA6156、AA6060、AA6160、AA6260、AA6360、AA6460、AA6460B、AA6560、AA6660、AA6061、AA6061A、AA6261、AA6361、AA6162、AA6262、AA6262A、AA6063、AA6063A、AA6463、AA6463A、AA6763、AA6963、AA6064、AA6064A、AA6065、AA6066、AA6068、AA6069、AA6070、AA6081、AA6181、AA6181A、AA6082、AA6082A、AA6182、AA6091或AA6092。

用于本文所述的方法的非限制性示例性AA7xxx系列合金可包括AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095或AA7099。

图5提供示出包括三个辊压成型台的辊压成型系统500的示意性图示。如图5中所示，细长金属基材505在辊压成型台的辊515-1、515-2和515-3(统称为辊515)之间通过。在每个辊压成型台上，细长金属基材被辊压成型为弯曲构造。磁场源520-1、520-2和520-3(统称为磁场源520)被定位成邻近细长金属基材505，以使细长金属基材505暴露于时变磁场以通过感应加热来加热细长金属基材505的部分525-1、525-2和525-3(统称部分525)。

尽管磁场源520被示出为定位在细长金属基材505上方，但构想了其中一些或所有磁场源520被定位在细长金属基材505下方的构造。磁场源520被例示为使永久圆柱形磁体旋转，但其他构造也是可能的。每个圆柱形磁体均可被耦接到可变速度马达(图5中未例示)。磁场源520和细长金属基材505之间的可调距离可用于通过感应加热控制细长金属基材505的部分525中的热产生速率。

图5中例示出磁场源520和部分525中的每一者的沿着细长金属基材505的宽度尺寸的不同位置。磁场源520和部分525的位置被示出为与细长金属基材505的待被每个辊压成型台弯曲的部分重叠。例如，第一辊压成型台在细长金属基材505中形成第一弯曲530，所述第一弯曲530沿着宽度方向与磁场源520-1和部分525-1成直线地定位。第二辊压成型台在细长金属基材505中形成第二弯曲535，所述第二弯曲535沿着宽度方向与磁场源520-2和部分525-2成直线地定位。细长金属基材505中的第三弯曲540被示出为与第一弯曲530重叠，但具有相反的弯曲方向。第三弯曲540沿着宽度方向与磁场源520-3和部分525-3成直线地定位。

在图5中，在包括辊515-3的第三辊压成型台之后例例示出一个另外的磁场源545。磁场源545被定向为加热细长金属基材505的部分550，该部分550基本上完全沿宽度延伸。此种构造可用于随着细长金属基材505行进通过磁场源545而对该细长金属基材505的全部进行加热。例如，此种构造可用于加热细长金属基材505以实现或改良总体回火条件或实现或改良总体耐腐蚀特性。

尽管图5示出磁场源520-1、520-2、520-3和545，但激光源可以代替磁场源520-1、520-2、520-3和545中的任何一者或多者或全部，但不限于此。

图6提供用于制造金属产品的另一个系统600的示意性图示，在该系统中，使用了使用感应系统620对细长金属基材605进行的预热。细长金属基材605被示出为沿方向610移动通过系统600。感应系统620可包括一系列永久磁转子621，该一系列永久磁转子621被布置成随着细长金属基材605穿过感应系统620而与该细长金属基材605邻近。感应系统620可包括辊622以允许沿不同方向拉延细长金属基材605，从而允许更多的线性长度和空间与永久磁转子621相互作用，同时减少感应系统620的占地面积。系统600还包括多个辊压成型台615并且任选地包括另外的磁场源625。经弯曲的金属产品630在所有辊压成型台615之后离开系统600。尽管细长金属基材605被示出为源自卷材，但其他构造可包括将细长金属基材加工为金属坯料或金属带材。

每个辊压成型台615可包括两个或更多个沿独立旋转轴驱动的辊，该辊处于接收细长金属基材605并使其在该辊之间通过的构造。在辊压成型台615上游提供感应系统620的情况下，细长金属基材605的温度可以被升高到适合于在辊压成型台615进行任何辊压成型之前增加细长金属基材605的可成型性的温度。以这种方式，细长金属基材605可在进入第一辊压成型台615之前处于完全预热状态。

每个磁场源625均可被用于经由感应加热向细长金属基材605添加另外的热。尽管磁场源625在图6中被描绘为电磁线圈，但在一些情况下，磁场源625中的一个或多个磁场源可包括类似于永久磁转子621的旋转永久磁体。在一些情况下，磁场源625可以随着细长金属基材605移动通过磁场源625而沿着该细长金属基材605的整个宽度添加热，例如以在感应系统620预热之后维持该细长金属基材605的温度，因为存在处于辊压成型台615处的热损失或对环境的热损失。在一些情况下，磁场源625可以增加该细长金属基材的温度以进一步增加可成型性特性，诸如在辊压成型台615处可能发生特别严重的变形之前。在一些情况下，由磁场源625添加的热可位于沿细长金属基材605的宽度的局部位置。如图所示，磁场源625可定位在辊压成型台615之前和/或之后。在一些情况下，磁场源625可以不定位在每个辊压成型台615之前或之后。磁场源625可以独立地定位在细长金属基材605的顶侧或底侧。

图7提供示意性图示，示出类似于图5中所示的辊压成型系统500的包括三个辊压成型台的辊压成型系统700。如图7中所例示，细长金属基材705在一对永久磁转子710之间通过以横跨细长金属基材705的全宽度预热该细长金属基材。尽管图7中示出单对永久磁转子710，但可以使用任何合适数目的永久磁转子，图7中所示的构造只是代表一对永久磁转子710或包含多个永久磁转子的感应系统的一部分。以多个永久磁转子为特征的感应系统的实例描述于2017年9月27日提交的美国专利申请15/716,887中，该专利申请特此通过引用方式并入。

在被该对永久磁转子710预热之后，细长金属基材705穿过不同辊压成型台的辊715。在每个辊压成型台上，细长金属基材705被辊压成型为不同的弯曲构造。

描绘为电磁线圈的磁场源720被示出为被定位成在各个点处邻近细长金属基材705以将细长金属基材705暴露于时变磁场，从而通过感应加热进一步向细长金属基材705添加热。尽管磁场源720被示出为被定位在细长金属基材705上方，但构想了一些或所有磁场源720被定位在细长金属基材705下方的构造。尽管图7示出磁场源720和永久磁转子710，但激光源可以代替磁场源720和永久磁转子710中的任何一者或多者或全部，但不限于此。

使用金属产品的方法

本文所述的铝合金产品可用于汽车应用和其他运输应用，包括飞机和铁路应用。例如，所公开的铝合金产品可被用于制备汽车结构部件，诸如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件(例如，A柱、B柱和C柱)、内部面板、外部面板、侧部面板、内罩、外罩或行李箱盖板。本文所述的铝合金产品和方法还可用于飞机或铁路车辆的应用中，以制备例如外部和内部面板。

本文所述的铝合金产品和方法还可用于电子应用中。例如，本文所述的铝合金产品和方法可用于制备电子装置(包括移动电话和平板计算机)的外壳。在一些实例中，铝合金产品可用于制备移动电话(例如，智能电话)、平板底架和其他便携式电子设备的外罩的壳体。

本发明的各方面可参照以下非限制性实施例进一步理解。

实施例1

厚度为2.8mm的7075铝合金片材的样本是在T6回火条件(例如，通过在125℃下回火24小时)下获得的。在类似于通过感应加热和激光加热实现的条件下，使样本经受快速加热到各种温度，其中该温度是使用流化沙浴快速升高至目标温度。使用150℃、200℃、250℃和300℃的温度。作为对照，一些样本没有经受加热。

为了评估样本在辊压成型条件下的弯曲性能，一些样本样本在快速加热过程后经受了3点弯曲测试。力被记录为垂直位移的函数，并且当力-位移曲线显示出显著下降时，测试停止。之后手动测量外弯曲角(α)。图8A示出对照样本、加热到150℃的样本、加热到200℃的样本和加热到250℃的样本的弯曲测试的结果。弯曲测试后的样本照片示于图8B中。与对照样本相比，加热至250℃的样本表现出非常高的可弯曲性，表明上述感应加热或激光加热过程可用于改善辊压成型工艺期间铝的弯曲特性。

为了评估样本的强度性能，一些样本在快速加热过程后被水淬，然后经受烤漆循环，在此过程中它们被加热并在180℃下保持30分钟。在烤漆循环之后，样本经受强度测试以确定屈服强度和极限拉延强度。强度性能的结果列于表1中。

表1.强度性能结果

对于经受快速加热至多250℃的样本，如与对照样本相比，强度性能结果指示屈服强度和极限拉延强度仅发生微小变化。然而，经受快速加热至300℃的样本显示出屈服强度和极限拉延强度两者的显著下降。

总之，这些弯曲测试和强度性能结果表明，快速加热可以显著提高弯曲性能，同时对强度性能仅有轻微影响。对于这种合金，快速加热到至多250℃的温度可提供至多8倍的可弯曲性改进，而对强度具有非常小(例如，小于3％)的影响。

前述实施例将用于进一步说明本发明，但同时不构成对本发明的任何限制。相反，应当清楚地理解，可能不得不诉诸于本领域技术人员在阅读本文的描述之后在不脱离本发明的精神的情况下可能会想到的各种实施方案、其修改和等效物。在本文描述的研究期间，除非另有说明，否则遵循常规程序。出于举例说明目的对一些程序进行详细描述。

以上引用的所有专利、出版物和摘要以全文引用的方式并入本文。前面对实施方案(包括例示的实施方案)的描述仅是为了例示和描述的目的而给出的，并不意图穷举或限于所公开的精确形式。对于本领域技术人员来说，本发明的许多修改、变动和用途将是显而易见的。

说明性方面

如下所使用，对一系列方面(例如，方面1-4)或未列举的一组方面(例如，“任一先前或后续方面”)的任何提及应分别被理解为分别对那些方面中的每一者的提及(例如，“方面1-4”应被理解为“方面1、2、3或4”)。

方面1是制造金属产品的方法，其包括：将细长金属基材暴露于第一时变磁场或第一激光辐射以随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过产生所述第一时变磁场的第一磁场源或产生所述第一激光辐射的激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的至少第一部分，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分至第一温度或高于第一温度，所述第一温度足以增加所述细长金属基材的至少所述第一部分的可成型性或可塑性；以及使所述细长金属基材在第一辊压成型台的至少两个辊之间通过以使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲。

方面2是任一前述或后续方面所述的方法，其中使所述细长金属基材在第一辊轧成型台的至少两个辊之间通过，以使所述细长金属基材的所述第一部分在所述细长金属基材的至少所述第一部分被加热至所述第一温度或高于所述第一温度时发生弯曲。

方面3是任一前述或后续方面所述的方法，其中使所述细长金属基材在第一辊轧成型台的至少两个辊之间通过，以使所述细长金属基材的第一部分在所述细长金属基材的第一部分冷却至低于所述第一温度或冷却至环境温度之后发生弯曲。

方面4是任何前述或后续方面所述的方法，其中将所述细长金属基材暴露于所述第一时变磁场或所述第一激光辐射使得所述细长金属基材的全部在使所述细长金属基材在所述辊压成型台的所述至少两个辊之间通过之前被加热至所述第一温度或高于所述第一温度。

方面5是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述辊压成型台或所述辊压成型台的所述至少两个辊的温度小于所述第一温度。

方面6是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一辊压成型台使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲以形成具有弯曲半径与厚度比率(r/t)为从0.1至2的特征的金属产品。

方面7是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一温度是从100℃至500℃，其中所述第一温度是从150℃至250℃，或其中所述第一温度是从350℃至450℃。

方面8是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射将所述细长金属基材的至少所述第一部分加热到第二温度或高于第二温度足够的持续时间以改良所述细长金属基材的所述第一部分的回火。

方面9是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少第一部分，并且使所述细长金属基材的至少第一部分过时效。

方面10是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分并且改良所述细长金属基材的至少所述第一部分的耐腐蚀性。

方面11是任何前述或后续方面所述的方法，其还包括调节所述第一磁场源和所述细长金属基材之间的距离以控制通过感应加热在所述细长金属基材中产生的热的速率。

方面12是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一磁场源和所述细长金属基材之间的距离在从1mm至60mm的范围内。

方面13是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一磁场源包括一个或多个永久磁体，所述一个或多个永久磁体耦接到一个或多个用于使所述一个或多个永久磁体旋转的马达。

方面14是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述一个或多个永久磁体围绕圆柱形结构布置，并且其中所述圆柱形结构围绕圆柱轴旋转以将所述细长金属基材暴露于所述第一时变磁场。

方面15是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述一个或多个马达具有用于控制所述第一时变磁场的可调速度。

方面16是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述一个或多个马达具有100转/分钟到30000转/分钟的旋转速度。

方面17是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述一个或多个永久磁体具有从1000高斯到10000高斯的表面场强。

方面18是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述一个或多个永久磁体具有从10000高斯到15000高斯的剩余磁通密度。

方面19是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一激光源包括二极管激光器、光纤激光器、CO₂激光器、YAG激光器、准分子激光器、染料激光器或离子激光器。

方面20是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一激光辐射具有从1W至5kW的输出功率或其中所述第一激光辐射具有从1mm至10mm的光斑尺寸。

方面21是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一激光辐射穿过色散光学器件或均化光学器件以将所述第一激光辐射散布在所述细长金属基材的整个宽度方向上。

方面22是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述细长金属基材暴露于所述第一时变磁场或第一激光辐射的时间是从0.1秒至300秒。

方面23是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述第一磁场源包括一个或多个电磁线圈以及一个或多个电耦接到所述一个或多个电磁线圈的电源。

方面24是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述一个或多个电源具有用于控制所述第一时变磁场的可变输出电压、可变输出电流或可变输出频率中的一者或多者。

方面25是任何前述或后续方面所述的方法，其还包括：将所述细长金属基材暴露于第二时变磁场或第二或激光辐射，以随着所述细长金属基材沿所述辊压方向移动通过产生所述第二时变磁场的第二磁场源或产生所述第二激光辐射的第二激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的第二部分，其中所述第二时变磁场或第二激光辐射在所述细长金属基材的所述第一部分被所述第一辊压成型台的至少两个辊弯曲之后加热所述细长金属表面的所述第二部分至第二温度或高于第二温度，所述第二温度足以增加所述细长金属基材的所述第二部分的可成型性或可塑性。

方面26是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述金属基材包括铝、铝合金、钢合金、不锈钢、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。

方面27是任何前述或后续方面所述的方法，其中所述金属基材包括3xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金或7xxx系列铝合金。

方面28是用于制造金属产品的系统，其包括：第一磁场源或第一激光源，所述第一磁场源或第一激光源被定位为使细长金属基材暴露于第一时变磁场或第一激光辐射，并且随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过所述第一磁场源或激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的至少第一部分，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射将所述细长金属基材的至少第一部分加热至第一温度或高于第一温度，所述第一温度足以增加所述细长金属基材的至少第一部分的可成型性或可塑性；第一辊压成型台，所述第一辊压成型台被定位为在暴露于所述第一时变磁场或激光辐射后接收所述细长金属基材，其中所述第一辊压成型台包括至少两个辊，所述至少两个辊被布置成接收所述细长金属基材并且在所述细长金属基材的至少第一部分被加热至第一温度或高于第一温度时或在所述细长金属基材的至少第一部分被冷却至低于所述第一温度或被冷却至环境温度之后使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲。

方面29是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一辊压成型台使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲以形成具有弯曲半径与厚度比率(r/t)为从0.1至2的特征的金属产品。

方面30是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一温度是从100℃至500℃，其中所述第一温度是从150℃至250℃，或其中所述第一温度是从350℃至450℃。

方面31是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一时变电磁场或第一激光辐射将所述细长金属基材的至少所述第一部分加热到第二温度或高于第二温度足够的持续时间以改良所述细长金属基材的至少所述第一部分的回火。

方面32是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一时变电磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分以使所述细长金属基材的至少所述第一部分过时效。

方面33是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一时变电磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分以改良所述细长金属基材的至少所述第一部分的耐腐蚀性。

方面34是任何前述或后续方面所述的系统，其还包括位置致动器，所述位置致动器耦接到所述第一磁场源以用于调节所述第一磁场源和所述细长金属基材之间的距离以控制通过所述感应加热在所述细长金属基材中产生的热的速率。

方面35是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一磁场源和所述细长金属基材之间的距离在从1mm至60mm的范围内。

方面36是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一磁场源包括一个或多个永久磁体，所述一个或多个永久磁体耦接到一个或多个用于使所述一个或多个永久磁体旋转的马达。

方面37是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述一个或多个永久磁体是一个或多个圆柱形磁体，并且其中所述一个或多个永久磁体围绕圆柱形轴旋转。

方面38是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述一个或多个马达具有用于控制所述第一时变磁场的可调速度。

方面39是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述一个或多个马达具有100转/分钟到30000转/分钟的旋转速度。

方面40是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述一个或多个永久磁体具有从1000高斯到10000高斯的表面场强。

方面41是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述一个或多个永久磁体具有从10000高斯到15000高斯的剩余磁通密度。

方面42是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一激光源包括二极管激光器、光纤激光器、CO₂激光器、YAG激光器、准分子激光器、染料激光器或离子激光器。

方面43是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一激光辐射具有从1W至5kW的输出功率或其中所述第一激光辐射具有从1mm至10mm的光斑尺寸。

方面44是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一激光源包括色散光学器件或均化光学器件，所述色散光学器件或均化光学器件被布置成将所述第一激光辐射散布在所述细长金属基材的整个宽度方向上。

方面45是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述金属基材暴露于所述第一时变磁场的时间是从0.1秒至300秒。

方面46是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述第一磁场源包括一个或多个电磁线圈以及一个或多个电耦接到所述一个或多个电磁线圈的电源。

方面47是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述电源具有用于控制所述第一时变磁场的可变输出电压、可变输出电流或可变输出频率中的一者或多者。

方面48是任何前述或后续方面所述的系统，其还包括：第二磁场源或第二激光源，所述第二磁场源或第二激光源被定位为将所述细长金属基材暴露于第二时变磁场或第二激光辐射，并且随着所述细长金属基材沿所述辊压方向移动通过所述第二磁场源或第二激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的第二部分，其中所述第二磁场源或第二激光源被定位为在所述细长金属基材的所述第一部分被所述第一辊压成型台的所述至少两个辊弯曲之后加热所述细长金属基材的所述第二部分至第二温度或高于第二温度，所述第二温度足以增加所述细长金属基材的所述第二部分的可成型性或可塑性。

方面49是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述金属基材包括铝、铝合金、钢合金、不锈钢、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。

方面50是任何前述或后续方面所述的系统，其中所述金属基材包括3xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金或7xxx系列铝合金。

方面51是使用任何前述方面所述的方法或任何前述方面所述的系统形成的金属产品。

方面52是任何前述方面所述的金属产品，其中所述金属产品包括汽车结构产品。

Claims (46)

1.一种制造金属产品的方法，其包括：

将细长金属基材暴露于第一时变磁场或第一激光辐射以随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过产生所述第一时变磁场的第一磁场源或产生所述第一激光辐射的激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的至少第一部分，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分至第一温度或高于第一温度，所述第一温度足以增加所述细长金属基材的至少所述第一部分的可成型性或可塑性；以及

使所述细长金属基材在第一辊压成型台的至少两个辊之间通过以使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲。

2.如权利要求1所述的方法，其中使所述细长金属基材在第一辊轧成型台的至少两个辊之间通过，以使所述细长金属基材的所述第一部分在所述细长金属基材的至少所述第一部分被加热至所述第一温度或高于所述第一温度时发生弯曲。

3.如权利要求1所述的方法，其中使所述细长金属基材在第一辊轧成型台的至少两个辊之间通过，以使所述细长金属基材的所述第一部分在所述细长金属基材的所述第一部分冷却至低于所述第一温度或冷却至环境温度之后发生弯曲。

4.如权利要求1所述的方法，其中将所述细长金属基材暴露于所述第一时变磁场或所述第一激光辐射使得所述细长金属基材的全部在使所述细长金属基材在所述辊压成型台的所述至少两个辊之间通过之前被加热至所述第一温度或高于所述第一温度。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述辊压成型台或所述辊压成型台的所述至少两个辊的温度低于所述第一温度。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一辊压成型台使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲以形成具有弯曲半径与厚度比率(r/t)为从0.1至2的特征的金属产品。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一温度是从100℃至500℃，其中所述第一温度是从150℃至250℃，或其中所述第一温度是从350℃至450℃。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射将所述细长金属基材的至少所述第一部分加热至第二温度或高于第二温度足够的持续时间以改良所述细长金属基材的所述第一部分的回火。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分，并且使所述细长金属基材的至少所述第一部分过时效。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分，并且改良所述细长金属基材的至少所述第一部分的耐腐蚀性。

11.如权利要求1所述的方法，其还包括调节所述第一磁场源和所述细长金属基材之间的距离以控制通过所述感应加热在所述细长金属基材中产生的热的速率。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一磁场源与所述细长金属基材之间的距离在从1mm至60mm的范围内。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述第一磁场源包括一个或多个永久磁体，所述一个或多个永久磁体耦接到一个或多个用于使所述一个或多个永久磁体旋转的马达。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个永久磁体围绕圆柱形结构布置，并且其中所述圆柱形结构围绕圆柱轴旋转以将所述细长金属基材暴露于所述第一时变磁场。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个马达具有用于控制所述第一时变磁场的可调速度。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个马达具有从100转/分钟至30000转/分钟的旋转速度。

17.如权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个永久磁体具有从1000高斯到10000高斯的表面场强。

18.如权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个永久磁体具有从10000高斯到15000高斯的剩余磁通密度。

19.如权利要求1所述的方法，其中所述细长金属基材暴露于所述第一时变磁场或第一激光辐射的时间是从0.1秒至300秒。

20.如权利要求1所述的方法，其中所述第一磁场源包括一个或多个电磁线圈以及一个或多个电耦接到所述一个或多个电磁线圈的电源。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个电源具有用于控制所述第一时变磁场的可变输出电压、可变输出电流或可变输出频率中的一者或多者。

22.如权利要求1所述的方法，其还包括：

将所述细长金属基材暴露于第二时变磁场或第二或激光辐射，以随着所述细长金属基材沿所述辊压方向移动通过产生所述第二时变磁场的第二磁场源或产生所述第二激光辐射的第二激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的第二部分，其中所述第二时变磁场或第二激光辐射在所述细长金属基材的所述第一部分被所述第一辊压成型台的所述至少两个辊弯曲之后加热所述细长金属表面的所述第二部分至第二温度或高于第二温度，所述第二温度足以增加所述细长金属基材的所述第二部分的可成型性或可塑性。

23.如权利要求1所述的方法，其中所述金属基材包括铝、铝合金、钢合金、不锈钢、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。

24.如权利要求1所述的方法，其中所述金属基材包括3xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金或7xxx系列铝合金。

25.一种用于制造金属产品的系统，其包括：

第一磁场源或第一激光源，所述第一磁场源或第一激光源被定位为将细长金属基材暴露于第一时变磁场或第一激光辐射并且随着所述细长金属基材沿辊压方向移动通过所述第一磁场源或激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的至少第一部分，其中所述第一时变磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分至第一温度或高于第一温度，所述第一温度足以增加所述细长金属基材的至少所述第一部分的可成型性或可塑性；

第一辊压成型台，所述第一辊压成型台被定位为在暴露于所述第一时变磁场或激光辐射之后接收所述细长金属基材，其中所述第一辊压成型台包括至少两个辊，所述至少两个辊被布置成接收所述细长金属基材并且在所述细长金属基材的至少所述第一部分被加热到所述第一温度或高于所述第一温度时或者在所述细长金属基材的至少所述第一部分被冷却至低于所述第一温度或冷却至环境温度之后使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲。

26.如权利要求25所述的系统，其中所述第一辊压成型台使所述细长金属基材的所述第一部分弯曲以形成具有弯曲半径与厚度比率(r/t)为从0.1至2的特征的金属产品。

27.如权利要求25所述的系统，其中所述第一温度是从100℃至500℃，其中所述第一温度是从150℃至250℃，或其中所述第一温度是从350℃至450℃。

28.如权利要求25所述的系统，其中所述第一时变电磁场或第一激光辐射将所述细长金属基材的至少所述第一部分加热至第二温度或高于第二温度足够的持续时间以改良所述细长金属基材的至少所述第一部分的回火。

29.如权利要求25所述的系统，其中所述第一时变电磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分以使所述细长金属基材的至少所述第一部分过时效。

30.如权利要求25所述的系统，其中所述第一时变电磁场或第一激光辐射加热所述细长金属基材的至少所述第一部分以改良所述细长金属基材的至少所述第一部分的耐腐蚀性。

31.如权利要求25所述的系统，其还包括位置致动器，所述位置致动器耦接到所述第一磁场源以用于调节所述第一磁场源和所述细长金属基材之间的距离以控制通过所述感应加热在所述细长金属基材中产生的热的速率。

32.如权利要求31所述的系统，其中所述第一磁场源与所述细长金属基材之间的所述距离在从1mm至60mm的范围内。

33.如权利要求25所述的系统，其中所述第一磁场源包括一个或多个永久磁体，所述一个或多个永久磁体耦接到一个或多个用于使所述一个或多个永久磁体旋转的马达。

34.如权利要求33所述的系统，其中所述一个或多个永久磁体是一个或多个圆柱形磁体，并且其中所述一个或多个永久磁体围绕圆柱形轴旋转。

35.如权利要求33所述的系统，其中所述一个或多个马达具有用于控制所述第一时变磁场的可调速度。

36.如权利要求33所述的系统，其中所述一个或多个马达具有从100转/分钟至30000转/分钟的旋转速度。

37.如权利要求33所述的系统，其中所述一个或多个永久磁体具有从1000高斯到10000高斯的表面场强。

38.如权利要求33所述的系统，其中所述一个或多个永久磁体具有从10000高斯到15000高斯的剩余磁通密度。

39.如权利要求25所述的系统，其中所述金属基材暴露于所述第一时变磁场的时间是从0.1秒至300秒。

40.如权利要求25所述的系统，其中所述第一磁场源包括一个或多个电磁线圈以及一个或多个电耦接到所述一个或多个电磁线圈的电源。

41.如权利要求40所述的系统，其中所述电源具有用于控制所述第一时变磁场的可变输出电压、可变输出电流或可变输出频率中的一者或多者。

42.如权利要求25所述的系统，其还包括：

第二磁场源或第二激光源，所述第二磁场源或第二激光源被定位为将所述细长金属基材暴露于第二时变磁场或第二激光辐射，并且随着所述细长金属基材沿所述辊压方向移动通过所述第二磁场源或第二激光源而通过感应加热或激光加热来加热所述细长金属基材的第二部分，其中所述第二磁场源或第二激光源被定位为在所述细长金属基材的所述第一部分被所述第一辊压成型台的所述至少两个辊弯曲之后加热所述细长金属基材的所述第二部分至第二温度或高于第二温度，所述第二温度足以增加所述细长金属基材的所述第二部分的可成型性或可塑性。

43.如权利要求25所述的系统，其中所述金属基材包括铝、铝合金、钢合金、不锈钢、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。

44.如权利要求25所述的系统，其中所述金属基材包括3xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金或7xxx系列铝合金。

45.一种使用权利要求1-24中任一项所述的方法或权利要求25-44中任一项所述的系统形成的金属产品。

46.如权利要求45所述的金属产品，其中所述金属产品包括汽车结构产品。

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