Verfahren zur Herstellung eines walzplattierten
Aluminiumwerkstücks , walzplattiertes Aluminiumwerkstück und
Verwendung dafür
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines walzplattierten Aluminiumwerkstücks . Weiterhin betrifft die Erfindung ein walzplattiertes Aluminiumwerkstück mit einem Kern aus einer Aluminiumlegierung und mit mindestens einer Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff auf einer Seite des Aluminiumwerkstücks . Schließlich betrifft die Erfindung noch eine Verwendung eines solchen walzplattierten
Aluminiumwerkstücks .
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Verfahren zum Aufbringen einer Plattierschicht auf Aluminiumbänder bzw. -bleche bekannt .
Beim Walzplattieren werden Platten aus einem
Plattierwerkstoff gefertigt und auf einen Kernbarren gelegt.
Die Platten und der Kernbarren werden dann zu einem
Verbundwerkstoff warmgewalzt. Allerdings können mit diesem Verfahren nur vollflächige Plattierschichten mit jeweils einer einzigen Dicke und Legierungszusammensetzung je Schicht erzeugt werden. Eine lediglich teilflächige Plattierung oder eine Plattierschicht, die über die Barrenbreite oder -länge gezielt unterschiedliche Dicken aufweist oder aus mehreren Legierungen unterschiedlicher Zusammensetzung besteht, ist bisher nicht möglich, da es hierbei zu extrem asymmetrischen Kräfteverhältnissen im Walzspalt kommen würde, so dass ein
sehr ungleichmäßiges bzw. verspanntes Produkt erzeugt würde oder sogar das Walzgerüst beschädigt Vierden könnte.
Beim Gießplattieren wird eine Plattierschicht direkt beim Gießen eines Kernbarrens auf diesen aufgegossen. Der
Kernbarren wird also unmittelbar als Verbundwerkstoff
urgeformt. Auch mit diesem Verfahren können nur vollflächige Plattierschichten mit einer einzigen Dicke und aus einer einzigen Legierung erzeugt werden, da der Walzbarren, d.h. der Kernbarren mit der aufgebrachten Schicht, ansonsten keine ebene, sondern eine gestufte Walzenfläche hätte.
Eine weitere Möglichkeit zum Aufbringen von Plattierschichten besteht in der Verwendung von Lotpasten, die maschinell oder manuell mit Kanülen bei der Verarbeitung der Aluminiumbänder und -bleche aufgetragen werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die Trägersubstanz der Lotpaste vor dem Löten des Werkstücks rückstandslos entfernt werden muss,
beispielsweise durch Verdampfen, was insbesondere bei
geschlossenen Strukturen wegen unzureichender Belüftung problematisch ist. Weiterhin können mit den Lotpasten nur sehr schmale Bereiche beschichtet werden und die
Lotschichtdicke lässt sich auch nur relativ grob über die Pastenmenge bzw. über deren Zusammensetzung steuern.
Eine weitere Alternative besteht in der Verwendung einer Lotfolie, die jedoch recht teuer ist. Weiterhin muss die Lotfolie in der Regel in aufwändiger Weise manuell auf das Werkstück aufgebracht werden. Zudem eignet sich die Lotfolie auch nur für größere Materialdicken, da die Lotfolie
ansonsten sehr dünn und extrem schwierig zu verarbeiten wäre.
Eine Anwendung der Lotfolie auf sehr kleinen Bereichen ist technisch kaum beherrschbar.
Daneben sind im Stand der Technik noch weitere, weniger gebräuchliche Verfahren wie Sprengplattieren,
Kaltwalzplattieren oder ähnlichen Verfahren bekannt. Diese Verfahren sind jedoch allesamt aufwändig und teuer. Weiterhin können mit diesen Verfahren in Verbindung mit warmgewalzten Bändern nur vollflächige Plattierschichten mit einer einzigen Dicke und Legierungszusammensetzung an der Oberfläche erzeugt werden .
Aus der DE 600 06 567 T2 ist weiterhin die Herstellung einer einstückigen Aluminiumlegierungsstruktur bekannt, bei der eine Einlage in ein ausgekehltes Bett eines Kerns eingelegt und dann durch Warmwalzen mit diesem verbunden wird.
Hierdurch sollen Schülpungen an den Rändern der Struktur vermieden werden. Mit den meisten zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere mit dem häufig angewandten Warmwalzplattieren, können nur vollflächige Plattierschichten über das gesamte Band
hergestellt werden. Andere Verfahren sind sehr aufwändig oder nicht wirtschaftlich.
Eine vollflächige Plattierschicht ist bei vielen Anwendungen nicht notwendig und häufig sogar nachteilig.
So wird beispielsweise eine LotbeSchichtung nur in bestimmten Bereichen eines aus einem Band oder einem Blech hergestellten Bauteils benötigt. Wenn das Band und damit auch das aus diesem hergestellte Bauteil jedoch verfahrensbedingt
'/ollstandig mit Lot beschichtet ist, kann an der Lötsteile mehr Lot zusammenlaufen als zur Verlötung benötigt wird, sodass es zu Erosionen oder anderen unerwünschten Effekten kommen kann. Bei einer voll flächigen Lotbeschichtung kann es zudem zu unbeabsichtigten Lotverbindungen zweier eng
nebeneinander angeordneter Bauteile kommen.
Weiterhin sind viele Plattierschichten unedler als die
Kernlegierung und damit korrosionsanfälliger. Hierdurch kann es zu einem erhöhten Materialabtrag durch Korrosion kommen. Weiterhin haben Plattierschichten wie Lotbeschichtungen in der Regel eine optisch weniger attraktive Oberfläche als unplattierte Oberflächenbereiche. Des Weiferen enthalten Lotbeschichtungen aus AISi-Legierungen häufig große Si- Ausscheidungen, die sich beim Verformen der Bänder nachteilig auswirken, da sie Risse induzieren können und die
Bruchdehnung reduzieren.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur
Herstellung eines walzplattierten Aluminiumwerkstücks mit einer teilflächigen Plattierbeschichtung sowie ein
entsprechendes walzplattiertes Aluminiumwerkstück zur
Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe liegt darin, die Flexibilität bei der Ausgestaltung der Plattierschichten zu erhöhen, insbesondere in Bezug auf verschiedene Dicken oder Legierungszusammensetzungen der Plattierschichten.
Die zuvor beschriebenen Aufgaben werden erfindungsgemäß zumindest teilweise gelöst mit einem Verfahren zur
Herstellung eines walzplattierten Aluminiumwerkstücks, bei dem ein Kernbarren aus einer Aluminiumlegierung und
mindestens ein Plattierstück aus einem Plattierwerkstoff bereit gestellt werden, bei dem in den Kernbarren und/oder in einer auf dem Kernbarren aufgebrachten Schicht mindestens eine Nut eingebracht wird, bei dem das Plattierstück in die Nut eingelegt wird und bei dem der Kernbarren nach dem
Einlegen des Plattierstücks warmgewalzt wird.
Mit diesem Verfahren können walzplattierte
Aluminiumwerkstücke hergestellt werden, die eine teilflächige Plattierschicht aufweisen, d.h. eine Plattierschicht, die sich im Gegensatz zu einer voll flächigen Plattierschicht nur über einen Teil der Oberfläche des Aluminiumwerkstücks erstreckt. Bei dem Verfahren handelt es sich daher
insbesondere um ein Verfahren zur Herstellung eines
walzplattierten Aluminiumwerkstücks mit mindestens einer
Plattierschicht, die sich nur über einen Teilbereich einer Seite des Aluminiumwerkstücks erstreckt.
Hierdurch kann unter anderem erreicht werden, dass der für die Plattierschicht verwendete Plattierwerkstoff nur in der für die Funktion der Plattierschicht erforderlichen Menge und/oder nur an den erforderlichen Stellen auf das
Aluminiumwerkstück aufgebracht wird. Bei einer Lotplattierung kann die Plattierschicht beispielsweise in der für das Löten des Aluminiumwerkstücks erforderlichen Menge aufgebracht werden, so dass eine übermäßige Loterosion verhindert werden kann. Weiterhin kann mit diesem Verfahren eine gleichmäßige Dicke der Plattierschicht erreicht werden, da eine durch das Walzen bedingte abnehmende Plattierschichtdicke verringert oder sogar vermieden wird. Auf diese Weise kann auch die Menge an SchopfSchrott reduziert werden.
Unter einem Aluminiumwerkstück wird vorliegend und im
Folgenden insbesondere ein Aluminiumband oder ein
Aluminiumblech verstanden. Weiterhin umfasst der Begriff Aluminiumwerkstück auch aus solchen Bändern oder Blechen hergestellte Halbzeuge oder Produkte .
Gemäß dem Verfahren wird ein Kernbarren aus einer
Aluminiumlegierung bereitgestellt. Beispiele für häufig verwendete Aluminiumlegierungen für diesen Zweck sind:
ÄA (Äluminum Association) 3xxx , insbesondere ÄA 3003,
AA 3005, AA 3103 und AA 3105, sowie AA 6xxx, insbesondere AA 6063, sowie ihre jeweiligen Modifikationen. Der Kernbarren kann beispielsweise durch Kokillenguss urgeformt werden.
Bevorzugt werden die Walzflächen des Kernbarrens, d.h. dessen Ober- und Unterseite, für das Walzen vorbereifet,
insbesondere gefräst.
Der im Verfahren ve wendete Kernbarren weist vorzugsweise eine Dicke von 300 bis 700 mm und/oder eine Breite von 500 bis 3000 mm und/oder eine Länge von 3000 bis 8000 mm auf.
In den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren
aufgebrachte Schicht wird dann eine Nut eingebracht. Die Nut kann beispielsweise gefräst werden. Weist der Kernbarren bereits eine aufgebrachte Schicht auf, beispielsweise eine Plattierschicht, so kann die Nut auch in diese Schicht eingebracht werden. Sofern die Tiefe der Nut die Dicke der aufgebrachten Schicht übersteigt, kann die Nut sowohl in die aufgebrachte Schicht als auch in den darunter liegenden
Kernbarren eingebracht werden.
Die Tiefe, Länge und Breite der Nut wird bevorzugt an die Ausmaße des einzufügenden Plattierstücks angepasst. Bevorzugt wird die Nut in Längsrichtung des Kernbarrens eingebracht, d.h. die Längserstreckung der Nut verläuft bevorzugt im
Wesentlichen in Längsrichtung des Kernbarrens. Die Nut kann grundsätzlich eine beliebige Form aufweisen. Unter der Form der Nut wird die Form der Nut in der Ebene der Oberfläche des Kernbarrens bzw. der auf diesen aufgebrachten Schicht
verstanden. Verfahrenstechnisch bevorzugt ist eine
rechteckige Form der Fuge, wobei die längeren Kanten der rechteckigen Form bevorzugt im Wesentlichen in Längsrichtung des Kernbarrens verlaufen.
Unter einer Nut wird vorliegend eine Vertiefung in der
Oberfläche des Kernbarrens bzw. in einer auf diesen
aufgebrachten Schicht verstanden, in die ein Plattierstück einlegbar ist. Hierzu weist die Nut vorzugweise einen.
Nutgrund auf, der durch mindestens eine Nutwand in mindestens einer Richtung, vorzugsweise auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Nut, seitlich begrenzt wird. Der Nutgrund kann beispielsweise eben und parallel zur Oberfläche des
Kernbarrens ausgebildet sein. Er kann jedoch auch schräg, stufig, gewellt oder auf eine andere Weise geformt sein.
Vorzugsweise wird der Nutgrund an zwei gegenüberliegenden Seiten durch eine Nutwand seitlich begrenzt. Die Nut kann in einer ErStreckungsrichtung, insbesondere in ihrer
Längserstreckung, ein- oder beidseitig durchlaufend, d.h. ohne eine die Nut in dieser Richtung begrenzende Nutwand, oder vom Kernbarrenrand ein- oder beidseitig abgesetzt, d.h. mit einseitiger oder beidseitiger Nutwand in dieser Richtung ausgebildet sein. Die Nut erstreckt sich vorzugsweise über
die gesamte Länge des Kernbarrens, Alternativ kann die Nut sich auch nur über einen Teil der Kernbarrenlänge erstrecken.
Gemäß dem Verfahren wird ein Plattierstück aus einem
Plattierwerkstoff bereitgestellt. Das Plattie stück kann beispielsweise durch Sägen und/oder Fräsen aus einer Platte aus Plattierwerkstoff hergestellt werden. Derartige Platten können beispielsweise durch Sägen oder Warmwalzen
bereitgestellt werden. Bei dem Plattierwerkstoff handelt es sich um einen Werkstoff der sich vom Werkstoff des
Kernbarrens in mindestens einer Eigenschaft unterscheidet. Beispiele für Plattierwerkstoffe sind: Lotpiattierwerkstoffe wie AISi-Legierungen, insbesondere AA 4045, AA 4047, AA 4343, AA 4004 oder AA 4104, Korrosionsschutzplattierwerkstoffe wie AA 1050 oder ÄA 7072 oder Plattierwerkstoffe für ein besseres optisches Erscheinungsbild wie AA 1050 oder ÄA 3003.
Die Nut bzw. das Plattierstück weisen bevorzugt eine Breite (d.h. eine Ausdehnung in Querrichtung des Kernbarrens) von mindestens 1 mm, bevorzugt von mindestens 3 mm, weiter bevorzugt von mindestens 5 mm, insbesondere von mindestens 10 mm auf. Die Breite der Nut bzw. des Plattierstücks beträgt vorzugsweise gleich oder weniger als 95 5, bevorzugt weniger als 90 'ϊ, insbesondere weniger als 85 1, der
Kernbarrenbreite.
Die Breite der Nut bzw. des Plattierstücks wird bevorzugt anwendungsspezifisch angepasst. Damit kann die Breite der Nut bzw. des Plattierstücks insbesondere auch maximal 80 % , maximal 70 1, maximal 60 , maximal 50 % , maximal 40 % , maximal 30 %, maximal 20 % oder sogar nur maximal 10 % der Kernbarrenbreite betragen.
Die Nut weist weiterhin bevorzugt eine Tiefe von mindestens 1 ί , vorzugsweise mindestens 3 %, und weiter bevorzugt von höchstens 30 % der Kernbarrendicke bzw. der Gesamtdicke von Kernbarren und aufplattierter Schicht auf. Das Plattierstück weist bevorzugt eine Dicke von mindestens 1 % , vorzugsweise von mindestens 3 % , und weiter bevorzugt eine Dicke bis zu 40 % der Kernbarrendicke bzw. der Gesamtdicke von Kernbarren und auf lattierter Schicht auf.
Nach dem. Einlegen des Plattierstücks in die Nut kann das Plattierstück in der Nut optional gegen das Abfallen
gesichert werden, bis der Kernbarren warmgewalzt wird, beispielsweise durch Klemmen, durch Schweißen oder durch ein Klebemittel.
Durch das Einlegen des Plattierstücks in die Nut wird
erreicht, dass der Kernbarren bzw. eine auf dem Kernbarren aufgebrachte Schicht beim nachfolgenden Warmwalzen zumindest partiell mitgewalzt wird. Dadurch werden die Gefahr von
Verbiegungen des Plattierstücks bzw. des Kernbarrens und die Gefahr übermäßiger Spannungen verringert. Mit dem Verfahren können daher prozesssicher teilflächige Plattierschichten durch Warmwalzen erzeugt werden.
Beim Warmwalzen des Kernbarrens wird das Plattierstück auf den Kernbarren plattiert, d.h. mit diesem stoff-, kraft- und/oder formschlüssig verbunden, so dass ein walzplattiertes Äluminiumwerkstück mit einer teilflächigen Plattierschicht hergestellt wird.
Das Warmwalzen erfolgt vorzugsweise auf eine Dicke im Bereich von 1 , 0 mm, vorzugsweise von 2,0 mm, bis 20 mm, vorzugsweise bis 10 mm. Die Plattierschichten weisen nach dem Warmwalzen vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,01 mm bis 6 mm, vorzugsweise bis 3 mm auf.
Nach dem Warmwalzen können die Bänder in einem oder mehreren Kaltwalzstichen auf eine geringere Enddicke kaltgewalzt werden, wobei eine oder mehrere Glühungen zwischen den
Walzschritten oder im Anschluss daran erfolgen können. Das
Kaltwalzen erfolgt vorzugsweise auf eine Enddicke im Bereich von 0,05 mm, vorzugsweise von 0,5 mm, bis 20 mm, bevorzugt bis 10 mm, weiter bevorzugt bis 5 mm, insbesondere bis 1 mm. Die Plattierschichten weisen nach dem Kaltwalzen vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,005 mm bis 1 mm, vorzugsweise bis 0 , 5 mm auf .
Vorzugsweise zwischen dem Warmwalzen und dem Kaltwalzen oder nach dem Kaltwalzen auf Enddicke können die Bänder auf
Endbreite aufgeschnitten werden. Zu diesem Zweck wird
bevorzugt zunächst die Lage und Breite der Plattierschichten ermittelt, um diese beim Aufschneiden zu berücksichtigen. Bevorzugt kann die Lage der Nut und der in die Nut
eingelegten Plattierstücke bereits vor dem Einbringen der Nut an die spätere Endbreite des Bandes angepasst werden.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens weist das mindestens eine Plattierstück eine Breite von gleich oder weniger als 50 %, vorzugsweise gleich oder weniger als 40 %, insbesondere gleich oder weniger als 25 % der Kernbarrenbreite auf. Unter der Breite des Plattierstücks wird die maximale Ausdehnung
des PlattierStücks quer zur Längsersteckungsrichtung des Kernbarrens verstanden.
Auf diese Weise können die Größe und/oder die Anordnung der aus dem Plattierstück hergestellten Plattierschicht an die jeweilige Anwendung des mit diesem Verfahren hergestellten walzplattierten Aluminiumwerkstücks angepasst werden.
Insbesondere können negative Folgen bei der Verarbeitung der walzplattierten Aluminiumwerkstücke z.B. aufgrund eines
Überschusses des Plattiermaterials vermieden werden.
Werden bei dem Verfahren eine Mehrzahl von Plattierstücken in die mindestens eine Nut oder in mehrere Nuten eingelegt, weisen vorzugsweise mehrere, insbesondere alle diese
Plattierstücke jeweils eine Breite von gleich oder weniger als 50 Γ; , vorzugsweise gleich oder weniger als 40 % ,
insbesondere gleich oder weniger als 25 der
Kernbarrenbreite auf . Die mindestens eine Nut, in. die das mindestens eine
Plattierstück eingelegt wird, ist vorzugsweise an die Breite des Plattierwerkstücks angepasst und weist insbesondere eine Breite von gleich oder weniger als 50 % , vorzugsweise von gleich oder weniger als 40 % und insbesondere gleich oder weniger als 30 % der Kernbarrenbreite auf.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens besteht das Plattierstück aus einer Lotlegierung, vorzugsweise aus einer Legierung vom Typ AÄ 4xxx. Auf diese Weise kann ein
walzplattiertes Aluminiumwerkstück mit einer teilflächigen Lotplattierschicht hergestellt werden. Die Lotmenge kann bevorzugt so bemessen werden, dass ein Lotüberschuss beim
Lötvorgang mit den zuvor beschriebenen Nachteilen verhindert wird. Weiterhin kann durch einen geringeren Lotanteil im hergestellten Aluminiumwerkstück erreicht werden, dass der bei der Herstellung anfallende Äusschuss, d.h. der beim
Plattieren anfallende Schrott, einen geringeren Lotanteil enthält und daher einfacher wiederzuverwerten ist. Weiterhin kann mit der teilflächigen Lotbeschichtung die allgemeine Korrosion des Werkstücks gegenüber vollflächig lotplattierten Werkstücken reduziert werden. Schließlich kann durch die teilflächige Lotplattierschicht eine insgesamt attraktivere Oberfläche des Aluminiumwerkstücks erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungs form des Verfahrens ist das Plattierstücks passgenau an die Form der Nut angepasst. Unter der Form der Nut wird dabei die Form der Nut in der
Oberfläche des Kernbarrens bzw. in der auf diesen
aufgebrachten Schicht verstanden. Bei einer rechteckigen Form der Nut wird beispielsweise bevorzugt ein rechteckiges
Plattierstück mit im Wesentlichen derselben Breite und derselben Länge verwendet. Durch das passgenaue Anpassen können Unregelmäßigkeiten in der Randdicke des hergestellten Aluminiumwerkstücks verringert sowie ein Verrutschen des Plattierstücks während des Warmwalzens verhindert werden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens entspricht die Dicke des Plattierstücks im Wesentlichen der Tiefe der Nut. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der
Plattierwerkstoff und der Werkstoff des Kernbarrens einen ähnlichen Umformwiderstand aufweisen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein gleichmäßiges Warmwalzen erfolgt, da die Walze gleichzeitig mit dem Kernbarren bzw. mit einer
auf dem Kernbarren aufgebrachten Schicht und dem
Plattierstück in Kontakt ist.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weisen das Plattierstück und der Kernbarren einen unterschiedlichen Umformwiderstand auf, wobei die Dicke des Plattierstücks bevorzugt größer ist als die Tiefe der Nut , wenn das
Plattierstück einen geringeren Umformwiderstand aufweist als der Kernbarren, und/oder wobei die Dicke des Plattierstücks weiter bevorzugt kleiner als die Tiefe der Nut ist, wenn das Plattierstück einen größeren Umformwiderstand aufweist als der Kernbarren. Auf diese Weise wird die Dicke des
Plattierstücks an dessen Umformwiderstand und damit an dessen Walzverhalten angepasst. So zeigen Plattierstücke mit größerem Umformwiderstand bei gleicher Walzkraft eine geringere Verformung als Plattierstücke mit geringerem
Umformwiderstand. Insbesondere wird mit dieser
Ausführungsform verhindert, dass die verschiedenen
Umformwiderstände zu Problemen beim Warmwalzen führen.
Weiterhin kann hierdurch erreicht werden, dass das
Aluminiumwerkstück im plattierten und im unplatfierten
Bereich eine gleichmäßige Dicke aufweist.
Unter dem Umformwiderstand wird der Formänderungswiderstand kw verstanden, der sich aus der Formänderungsfestigkeit kf unter Berücksichtigung aller Reibungseinflüsse beim Walzen ergibt .
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das in die Nut eingelegte Plattierstück von den Längskanten des Kernbarrens beabstandet, vorzugsweise mit einem Abstand von mindestens 1 cm, bevorzugt mindestens 2 cm, insbesondere
mindestens 5 cm. Hierdurch kann das Ausbrechen des Plattierstücks am Bandrand während des Warmwalzens verhindert werden. Weiterhin ist auf diese Weise auch ein Abstand der Plattierschicht von den Längskanten des Warmbands erreichbar, so dass eine durch das Warmwalzen bedingte Abdünnung der Plattierschicht am Bandrand vermindert und die Besäumung sowie der Besäumungsschrott reduziert werden können. Die Nut kann auch von den Längskanten des Kernbarrens beabstandet sein, vorzugweise mindestens um die zuvor genannten Abstände.
Eine weitere Aus führungsform ergibt sich bei einem der zuvor beschriebenen Verfahren, bei dem ein erstes Plattierstück aus einem Plattierwerkstoff und ein zweites Plattierstück aus einem Plattierwerkstoff bereit gestellt werden, bei dem in den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren
aufgebrachte Schicht mindestens eine erste Nut eingebracht wird, bei dem das erste Plattierstück in die erste Nut eingelegt wird, bei dem das zweite Plattierstück in die erste oder in eine zweite, in den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren aufgebrachte Schicht eingebrachte Nut
eingelegt wird, und bei dem der Kernbarren nach dem Einlegen des ersten und zweiten Plattierstücks warmgewalzt wird.
Auf diese Weise können walzplattierte Aluminiumwerkstücke hergestellt werden, die auf einer Seite mehrere
Plattierschichten aufweisen, insbesondere verschiedenartige Plattierschichten. Somit können auf einer Seite des
hergestellten Werkstücks Plattierschichten mit verschiedenen Funktionalitäten erzeugt werden.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird das erste Plattierstück in die erste Nut eingelegt. Das zweite
Plattierstück kann dann ebenfalls in die erste Nut eingelegt werden, insbesondere unmittelbar neben das erste
Plattierstück oder beabstandet von dem ersten Plattierstück. Wenn das zweite Plattierstück vom ersten Plattierstück beabstandet in die Nut eingelegt wird, wird in dem Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Plattierstück
vorzugsweise ein Trennstück aus dem Material des Kernbarrens als separater Trennsteg angeordnet . Alternativ kann das zweite Plattierstück auch in eine zweite Nut eingelegt werden, die in den Kernbarren bzw, in eine auf den Kernbarren aufgebrachte Schicht eingebracht wird, und zwar insbesondere auf derselben Seite des Kernbarrens wie die erste Nut.
Werden beispielsweise eine erste und eine zweite Nut
eingebracht, so können diese mit oder ohne Trennsteg
unmittelbar nebeneinander oder auch beabstandet voneinander angeordnet werden. Wenn die zwei Nuten ohne Trennsteg
unmittelbar nebeneinander eingebracht werden, ergibt sich hierdurch eine größere Nut, die als Vereinigungsnut der zwei Nuten angesehen werden kann. Falls die zwei Nuten
unterschiedliche Tiefen aufweisen, weist die Vereinigungsnut zwei entsprechende Bereiche mit unterschiedlichen Tiefen mit beispielsweise einem stufigen Nutgrund auf.
Entsprechend können das erste und das zweite Plattierstück mit oder ohne Trennsteg unmittelbar nebeneinander oder voneinander beabstandet angeordnet werden. Unter einem
Trennsteg wird ein schmaler Steg des Kernbarrens bzw. einer auf den Kernbarren aufgebrachten Schicht verstanden, durch den die erste und die zweite Nut voneinander getrennt werden. Alternativ kann der Trennsteg auch als separates Trennstück
aus dem Material des Kernbarrens bzw. einer auf den Kernbarren aufgebrachten Schicht vorgesehen sein.
Beim Einbringen einer ersten und einer zwei ten Nut können die Nuten dieselbe Tiefe oder auch verschiedene Tiefen aufweisen. Auf diese Weise können beispielsweise die Tiefen der Nut individuell an die Dicke und/oder an den Umformwiderstand der jeweiligen Plattierstücke angepasst werden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird
zunächst ein erstes und anschließend mindestens ein zweites Plattierstück in eine in den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren aufgebrachte Schicht eingebrachte Nut
eingelegt, wobei das mindestens eine zweite Plattierstück das erste Plattierstück zumindest teilweise, vorzugsweise
vollständig, überlappt. Auf diese Weise können, in der Nut mehrere Plattierstücke übereinander angeordnet werden, so da ss beim nachfolgenden Warmwalzen mehrere
übereinanderliegende Plattierschichten erzeugt werden. Das erste und das mindestens eine zweite Plattierstück bestehen vorzugsweise aus verschiedenen Plattierwerkstoffen.
Beispielsweise kann das erste Plattierstück aus einem
Lotplattierwerkstoff bestehen. Durch die aus diesem
Piattierstück entstehende Lotplattierschicht kann eine zusätzliche Lotverbindung zwischen dem Kern und der aus dem zweiten Plattierstück gewalzten Plattierschicht hergestellt werden .
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bestehen das erste Plattierstück aus einem ersten Plattierwerkstoff und das zweite Plattierstück aus einem zweiten, von dem ersten Plattierwerkstoff verschiedenen Plattierwerkstoff. Dadurch
kann ein walzplattiertes Aluminiumwerkstück mit zwei
teilflächigen Plattierschichten hergestellt werden, welche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können die Plattierwerkstoffe unterschiedliche optische
Eigenschaften aufweisen. So erzeugen manche Legierungen eine mattere, andere eine glänzendere Oberfläche. Durch eine entsprechende Kombination der Plattierwerkstoffe kann
beispielsweise eine optisch attraktiv gestreifte Oberfläche erreicht werden kann. Weiterhin kann durch die Verwendung verschiedener Plattierwerkstoffe eine unterschiedliche
Funktionalisierung erreicht werden. So kann als erster
Plattierwerkstoff zum Beispiel eine Lotlegierung und als zweiter Plattierwerkstoff eine korrosionsbeständige Legierung verwendet werden. Das hergestellte Aluminiumwerkstück weist dann im Bereich der Lotplattierschicht gute Löteigenschaften auf, während es im Bereich der korrosionsbeständigen
Plattierschicht einen erhöhten Korrosionsschutz aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weisen das erste Plattierstück eine erste Dicke und das zweite
Plattierstück eine zweite, von der ersten Dicke verschiedene Dicke auf . Auf diese Weise kann ein Werkstück mit
verschiedenen Plattierschichtstärken erreicht werden.
Beispielsweise können dadurch Aluminiumwerkstücke mit lokal besonders dicken oder dünnen Plattierschichten hergestellt werden. Ein solches Werkstück wäre mit herkömmlichen
Plattierprozessen nur schwierig oder gar nicht darstellbar.
Die zuvor beschriebenen Aufgaben werden zumindest teilweise erfindungsgemäß bei einem walzplattierten Aluminiumwerkstück mit einem Kern aus einer Aluminiumlegierung und mit
mindestens einer Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff
auf einer Seite des Aluminiumwerkstücks erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Plattierschicht sich nur über einen Teilbereich der Seite des Aluminiumwerkstücks erstreckt. Ein solches walzplattiertes Aluminiumwerkstück kann bevorzugt mit einem, der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Entsprechend dienen die zuvor beschriebenen Verfahren bevorzugt zur Herstellung eines solchen walzplattierten
Aluminiumwerkstücks .
Das walzplattierte Aluminiumwerkstück weist eine
Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff auf einer Seite des Aluminiumwerkstücks auf. Bei dieser Seite handelt es sich insbesondere um die Ober- und/oder um die Unterseite des Äluminiumwerkstücks .
Die Plattierschicht erstreckt sich nur über einen Teilbereich der Seite des Äluminiumwerkstücks. Hierunter wird verstanden, dass sich die Plattierschicht im Gegensatz zu einer
vollflächigen Plattierschicht nur über einen Teil der
Oberfläche der Seite des Werkstücks erstreckt.
Der Kern kann insbesondere aus einer der folgenden
Aluminiumlegierungen bestehen: AA 3xxx, insbesondere AÄ 3003, AA 3005, AA 3103 und AA 3105, sowie AA 6xxx, insbesondere AA 6063, sowie ihre jeweiligen Modifikationen.
Die Plattierschicht kann insbesondere aus einer der folgenden Aluminiumlegierungen bestehen: AlSi-Legierungen, insbesondere AÄ 4045, AA 4047, AA 4343, AA 4004 oder AA 4104, insbesondere für Lotplattierschichten, AA 1050 oder AA 7072, insbesondere für Korrosionsschutzplattierschichten, oder AA 1050 oder
AÄ 3003 für Plattierschichten mit einem besseren optischen Erscheinungsbild .
Das walzplattierte Aluminiumwerkstück weist vorzugsweise eine Dicke von maximal 20 mm, bevorzugt von maximal 10 mm, weiter bevorzugt von maximal 5 mm, insbesondere von maximal 1 mm, auf. Insbesondere liegt die Dicke des walzplattierten
Aluminiumwerkstücks vorzugsweise im Bereich von 0,05 mm, vorzugsweise von 0,5 mm, bis 20 mm, vorzugsweise bis 10 mm. Die Plattierschichten weisen vorzugsweise eine Dicke im
Bereich von 0,005 mm bis 1 mm, vorzugsweise bis 0,5 mm auf.
In einer bevorzugten Ausf hrungsform nimmt der Teilbereich maximal 95 % , vorzugsweise maximal 90 1, insbesondere maximal 85 % der Gesamtfläche der Seite des Aluminiumwerkstücks ein. Auf diese Weise wird erreicht, dass mindestens ein Anteil von 5 % oder mehr der Seite des Aluminiumwerkstücks unplattiert ist. Auf diese Weise können die Eigenschaften des
Aluminiumwerkstücks, insbesondere hinsichtlich
Korrosionsbeständigkeit, Lötfähigkeit, optischer Erscheinung etc. lokal unterschiedlich gewählt werden. Der Anteil des Teilbereichs an der Gesamtfläche der Seite des Werkstücks wird bevorzugt anwendungsspezifisch angepasst . Der
Teilbereich kann daher beispielsweise auch nur maximal 80 % , maximal 70 % , maximal 60 1, maximal 50 %, maximal 40 %, maximal 30 , maximal 20 % oder sogar nur maximal 10 % der Gesamtfläche der Seite einnehmen .
Wird das walzplattierte Aluminiumwerkstück mit dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt, so ist bei dem Verfahren der prozentuale Anteil der Breite der Nut an der
Kernbarrenbreite vorzugsweise gleich oder geringer als der
prozentuale Anteil des Teilbereichs der Plattierschicht des hergestellten Aluminiumwerkstücks an der Gesamtfläche der entsprechenden Seite des Aluminiumwerkstücks . Insbesondere kann das Herstellungsverfahren einen Besäumungs schritt umfassen, bei dem ein unplattierter Anteil des beim
Warmwalzen hergestellten Werkstücks als Besäumschrott entfernt wird.
Beträgt die Nutbreite bei der Herstellung beispielsweise maximal 85 % der Kernbarrenbreite, so kann der Teilbereich der Plattierschicht beispielsweise maximal 95 % der
Gesamtfläche der entsprechenden Seite des hergestellten
Aluminiumwerkstücks betragen, wenn ein unplattierter Anteil des Werkstücks von beispielsweise 10 als Besäumschrott entfernt wird.
Bei einer Ausführungsform des walzplattierten
Aluminiumwerkstücks weist der Teilbereich der Seite des
Aluminiumwerkstücks , über den sich die mindestens eine
Plattierschicht des Aluminiumwerkstücks erstreckt, eine Größe von gleich oder weniger als 50 -° , vorzugsweise gleich oder weniger als 40 %. , insbesondere gleich oder weniger als 25 % der Gesamtfläche der Seite des Aluminiumwerkstücks auf.
Vorzugsweise weist der Teilbereich mindestens in einer
Erstreckungsrichtung eine Größe von gleich oder weniger als
50 - , vorzugsweise gleich oder weniger als 40 % , insbesondere gleich oder weniger als 25 l der Größe des
Aluminiumwerkstücks in dieser Erstreckungsrichtung auf. Handelt es sich bei dem Aluminiumwerkstück um ein
Aluminiumband oder um ein Aluminiumblech, so weist der
Teilbereich, über den sich eine Plattierschicht des
Aluminiumwerkstücks erstreckt, vorzugsweise eine Breite von gleich oder weniger als 50 % , vorzugsweise gleich oder weniger als 40 %, insbesondere gleich oder weniger als 25 % der Breite des Aluminiumbands bzw. des Aluminiumblechs auf.
Auf die zuvor beschriebenen Weisen kann ein
Aluminiumwerkstück bereitgestellt werden, bei dem die Größe und/oder die Anordnung der Plattierschicht an die jeweilige Anwendung angepasst ist, für die das Aluminiumwerkstück vorgesehen ist. Insbesondere können negative Folgen bei der Verarbeitung der walzplattierten Aluminiumwerkstücke z.B. aufgrund eines Überschusses an Plattiermaterial vermieden werden. Weist das walzplattierte Aluminiumwerkstück eine Mehrzahl von Plattierschichten auf, die sich jeweils über einen
Teilbereich einer Seite des Aluminiumwerkstücks erstrecken, so weist vorzugsweise jeder dieser Teilbereiche eine Größe von gleich oder weniger als 50 % , vorzugsweise gleich oder weniger als 40 % , insbesondere gleich oder weniger als 25 % der Gesamtfläche der betreffenden Seite des
Aluminiumwerkstücks auf. Bei einem Aluminiumband oder einem Aluminiumblech als Aluminiumwerkstück weist vorzugsweise entsprechend jeder Teilbereich, über den sich jeweils eine Plattierschicht des Aluminiumwerkstücks erstreckt, eine
Breite von gleich oder weniger als 50 %, vorzugsweise gleich oder weniger als 40 1, insbesondere gleich oder weniger als 25 1 der Breite des Aluminiumbands bzw. des Aluminiumblechs auf .
In einer Ausführungsform des Verfahrens besteht die
mindestens eine Plattierschicht aus einer Lotlegierung,
vorzugsweise aus einer Legierung vom Typ ÄA 4xxx. Auf diese Weise wird ein waizplattiertes Aluminiumwerkstück zur
Verfügung gestellt, bei dem die Größe und/oder die Anordnung des durch die Plattierschicht bereitgestellten Lotwerkstoffs an die jeweilige Löfanwendung angepasst werden können.
Eine weitere Ausführungsform des Äluminiumwerkstücks ist dadurch gegeben, dass das Aluminiumwerkstück mindestens ei e Lötstelle zum Löten des Äluminiumwerkstücks aufweist, die Piattierschicht eine Lotplattierschicht ist und der
Teilbereich, über den sich die Plattierschicht erstreckt, an die Lage der mindestens einen Lötstelle angepasst ist.
Hierdurch liegt die Lotplattierschicht nur im, Bereich der Lötstellen vor, so dass ein Überschuss an Lotmaterial oder eine Loterosion abseits der Lötstellen verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Äluminiumwerkstücks weist das Aluminiumwerkstück auf einer Seite eine erste
Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff und eine zweite Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff auf , wobei sich die erste Plattierschicht nur über einen ersten Teilbereich und die zweite Plattierschicht nur über einen zweiten
Teilbereich der Seite des Äluminiumwerkstücks erstrecken. Auf diese Weise können verschiedene Bereiche der Oberfläche des Äluminiumwerkstücks durch die Plattierschicht mit
verschiedenen Funktionen versehen werden. Der erste
Teilbereich und der zweite Teilbereich können einander überlappen, übereinstimmen oder disjunkt sein. Bei einer Überlappung bzw. Übereinstimmung der Teilbereiche ist
beispielsweise eine (zumindest teilweise) mehrschichtige Plattierung möglich.
In einer weiteren Ausführungsform des Äluminiumwerkstücks bestehen die erste Plattierschicht aus einem ersten
Plattierwerkstoff und die zweite Plattierschicht aus einem zweiten, von dem ersten Plattierwerkstoff verschiedenen
Plattwerkstoff. Auf diese Weise wird ein Aluminiumwerkstück bereitgestellt, welches Plattierschichten mit verschiedenen Eigenschaften aufweist. Beispielsweise kann es sich bei den Plattierwerkstoffen um Plattwerkstoffe mit verschiedenen optischen Eigenschaften oder mit verschiedenen funktionalen Eigenschaften handein. Zum Beispiel kann es sich bei dem ersten Plattierwerkstoff um eine Lotlegierung und bei dem zweiten Plattwerkstoff um eine korrosionsbeständige Legierung handeln . Die zuvor beschriebene Aufgabe wird zumindest teilweise erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch die Verwendung eines der zuvor beschriebenen walzplattierten Aluminiumwerkstücke zur Herstellung eines gelöteten Werkstücks, insbesondere eines Faltrohrs. Die beschriebenen walzplattierten
Aluminiumwerkstücke können teilflächige Lotplattierschichten an den vorgesehenen Lötstellen aufweisen, so dass die für das Löten erforderliche Lotmenge bereit gestellt werden kann, ohne dass ein Lotüberschuss besteht oder die vollständige Fläche lotplattiert werden muss .
Ein zuvor beschriebenes walzplattiertes Aluminiumwerkstück eignet sich insbesondere zur Herstellung eines Faltrohrs. Dazu kann das Aluminiumwerkstück beispielsweise eine
Lotplattierschicht in den Teilbereichen aufweisen, in denen das aus dem Aluminiumwerkstück geformte Faltrohr gelötet werden soll, d.h. beispielsweise an den Fußpunkten der Flügel eines Faltrohrs vom B-Typ. Weiterhin kann das
Aluminiumwerkstück in den Teilbereichen, welche beim Faltrohr den Innenraum bilden, eine korrosionsbeständige
Plattierschicht aufgebracht werden.
Aus einem zuvor beschriebenen plattierten Aluminiumwerkstück kann beispielsweise ein einteiliges Mehrkammerfaltrohr
hergestellt werden, wobei das Aluminiumwerkstück eine
Lotplattierschicht nur in den Teilbereichen aufweist, in denen eine Außen- bzw. Innenverlötung des Mehrkammerfaltrohrs notwendig ist. Dadurch kann insbesondere auch vermieden werden, dass es in anderen Bereichen zu einer
Wanddickenreduktion durch eine Lotplattierschicht kommt.
Im Folgenden werden noch weitere Ausführungsformen 1 bis 9 des Verfahrens sowie weitere Ausführungs formen 10 bis 14 des walzplattierten Aluminiumwerkstücks und eine Ausführungsform 15 der Verwendung beschrieben:
Verfahren zur Herstellung eines walzplattierten
Aluminiumwerkstücks, bei dem ein Kernbarren aus einer Aluminiumlegierung und mindestens ein Plattierstück aus einem Plattierwerkstoff bereitgestellt werden, bei dem in den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren aufgebrachte Schicht mindestens eine Nut eingebracht wird, bei dem das Plattierstück in die Nut eingelegt wird und bei dem der Kernbarren nach dem Einlegen des PlattierStücks warmgewalzt wird.
Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei das
Plattierstück aus einer Lotlegierung besteht.
Verfahren nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei das
Plattierstück passgenau an die Form der Nut angepasst ist. Verfahren nach einer der Ausführungs formen 1 bis 3, wobei die Dicke des Plattierstücks der Tiefe der Nut entspricht , Verfahren nach einer der Ausführungs formen 1 bis 4, wobei das Plattierstück und der Kernbarren einen
unterschiedlichen Umformwiderstand aufweisen, wobei die Dicke des Plattierstücks bevorzugt größer ist als die Tiefe der Nut, wenn das Plattierstück einen geringeren Umformwiderstand aufweist als der Kernbarren, und/oder wobei die Dicke des Plattierstücks weiter bevorzugt kleiner ist als die Tiefe der Nut, wenn das
Plattierstück einen größeren Umformwiderstand aufweist als der Kernbarren. Verfahren nach einer der Ausführungs formen 1 bis 5, wobei das in die Nut eingelegte Plattierstück von den Längskanten des Kernbarrens beabstandet ist,
vorzugsweise mit einem Abstand von mindestens 2 cm, insbesondere von mindestens 5 cm. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, bei dem ein erstes Plattierstück aus einem Plattierwerkstoff und ein zweites Plattierstück aus einem
Plattierwerkstoff bereitgestellt werden, bei dem in den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren
aufgebrachte Schicht mindestens eine erste Nut
eingebracht wird, bei dem. das erste Plattierstück in die
erste Nut eingelegt wird, bei dem das zweite
Plattierstück in die erste oder in eine zweite, in den Kernbarren und/oder in eine auf den Kernbarren
aufgebrachte Schicht eingebrachte Nut eingelegt wird, und bei dem der Kernbarren nach dem Einlegen des ersten und zweiten Plattierstücks warmgewalzt wird.
Verfahren nach Ausführungsform 7, wobei das erste
Plattierstück aus einem ersten Plattierwerkstoff und das zweite Plattierstück aus einem zweiten, von dem ersten Plattierwerkstoff verschiedenen Plattierwerkstoff bestehen .
Verfahren nach Ausführungsform 7 oder 8, wobei das erste Plattierstück eine erste Dicke und das zweite
Plattierstück eine zweite, von der ersten Dicke
verschiedene Dicke aufweisen.
Walzplattiertes Aluminiumwerkstück, insbesondere
hergestellt mit einem Verfahren nach einer der
Ausführungsformen 1 bis 9, mit einem Kern aus einer Aluminiumlegierung und mit mindestens einer
Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff auf einer Seite des Aluminiumwerkstücks, wobei die Plattierschicht sich nur über einen Teilbereich der Seite des
Aluminiumwerkstücks erstreckt.
Aluminiumwerkstück nach Ausführungsform 10, wobei der Teilbereich maximal 95 , vorzugsweise maximal 90 %, insbesondere maximal 85 % der Gesamtfläche der Seite einnimmt .
12. Aluminiumwerkstück nach Ausführungsform 10 oder 11, wobei das Aluminiumwerkstück mindestens eine Lötstelle zum Löten des Aluminiumwerkstücks aufweist, die
Plattierschicht eine Lotplattierschicht ist und der Teilbereich, über den sich die Plattierschicht
erstreckt, an die Lage der mindestens einen Lötstelle angepasst ist.
13. Aluminiumwerkstück nach einer der Äusführungsformen 10 bis 12, wobei das Äluminiumwerkstück auf einer Seite eine erste Plattierschicht aus einem Plattierwerkstoff und eine zweite Plattierschicht aus einem
Plattierwerkstoff aufweist und sich die erste
Plattierschicht nur über einen ersten Teilbereich und die zweite Plattierschicht nur über einen zweiten
Teilbereich der Seite des Aluminiumwerkstücks
erstrecken .
14. Aluminiumwerkstück nach Ausfuhrungsform 13, wobei die erste Plattierschicht aus einem ersten Plattierwerkstoff und die zweite Plattierschicht aus einem zweiten, von dem ersten Plattierwerkstoff verschiedenen
Plattierwerkstoff bestehen.
15. Verwendung eines walzplattierten Aluminiumwerkstücks
nach einer der Ausführungsformen 10 bis 14 zur
Herstellung eines gelöteten Werkstücks, insbesondere eines Faltrohrs.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
In der Zeichnung zeigen
Fig. la ) -d ) ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines walzplattierten
Aluminiumwerkstücks und des walzplattierten Aluminiumwerkstücks ,
Fig. 2a) -b) einen Kernbarren mit Plattierstücken sowie ein daraus hergestelltes walzplattiertes
Aluminiumwerkstück als zweites
Ausführungsbeispiel des Verfahrens und des wal zplattierten Alumi iumwerkstücks , Fig.. 3a) -b) einen Kernbarren mit einer auf diesen
aufgebrachten Schicht und mit Plattierstücken sowie ein daraus hergestelltes walzplattiertes Aluminiumwerkstück als drittes
Aus ührungsbeispiel des Verfahrens und des walzplattierten Aluminiumwerkstücks,
Fig. 4a) -b) ein walzplattiertes Aluminiumwerkstück sowie ein aus diesem hergestelltes einteiliges
Mehrkammerfai rohrs als viertes
Ausführungsbeispiel des walzplattierten
Aluminiumwerkstücks sowie als
Ausführungsbeispiel der Verwendung und
Fig. 5a) -b) ein walzplattiertes Aluminiumwerkstück sowie ein aus diesem hergestelltes einteiliges
Mehrkammerfal trohrs vom B-Typ als fünftes Ausführungsbeispiel des walzplattierten
Aluminiumwerkstücks sowie als
Ausführungsbeispiel der Verwendung.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Dazu zeigen die Teilfiguren la)-ld) einen
Kernbarren bzw. ein daraus hergestelltes Aluminiumwerkstück zu verschiedenen Zeitpunkten des Verfahrens. Die Figuren la ) - Id) zeigen jeweils eine Aufsicht und einen Querschnitt
(entlang der in der Aufsicht eingezeichneten Schnittlinie in Fig. la) .
Fig. la) zeigt einen für das Verfahren bereitgestellten
Kernbarren 2 aus einer Aluminiumlegierung. In den Kernbarren 2 wird eine im vorliegenden Beispiel beidseitig durchlaufende Nut 4 eingefräst. In Fig. 1b) weist die Nut 4 eine
rechteckige Form auf. Alternativ sind jedoch auch andere Formen und/oder eine ein- oder beidseitig abgesetzte Nut denkbar . Für das Verfahren wird weiterhin ein Plattierstück 6 aus einem Plattierwerkstoff bereitgestellt, beispielsweise durch Sägen aus einer Platte aus Plattierwerkstoff, und wie in Fig. 1c) dargestellt in die Nut 4 eingelegt. Das
Plattierstücks 6 ist passgenau an die Form der Nut 4
angepasst , d.h. das Plattierstück 6 ist ebenfalls rechteckig und die Länge und Breite des Plattierstücks 6 stimmen im Wesentlichen mit der Länge und Breite der Nut 4 überein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stimmt zudem die Dicke des Plattierstücks 6 mit der Tiefe der Nut 4 überein. Das
Plattierstück 6 füllt daher die Nut 4 vollständig aus.
Der Kernbarren 2 mit dem In die Nut 4 eingelegten Plattierstück 6 wird anschließend zu dem in Fig. Id)
dargestellten Aluminiumwerkstück 7 warmgewalzt. Durch das Warmwalzen wird das Plattierstück 6 auf den Kernbarren 2 plattiert, d.h. mit diesem Stoff-, kraft- und/oder
formschlüssig verbunden. Das Aluminiumwerkstück 7 weist damit einen Kern 8 aus einer Aluminiumlegierung und eine
teilflächige PlattierSchicht 10 auf. Fig. 2 zeigt ein zweites Äusführungsbeispiel des Verfahrens und des walzplattierten Aluminiumwerkstücks.
In Fig. 2a) ist ein Kernbarren 22 aus einer
Aluminiumlegierung im Querschnitt quer zur Längserstreckung des Kernbarrens 22 dargestellt. In den Kernbarren 22 wurden
Nuten 24a-e eingefräst, in die Plattierstücke 26a-f eingelegt wurden. Anschließend wurde der Kernbarren 22 mit den
Plattierstücken 26a-f zu dem in Fig. 2b) ebenfalls im
Querschnitt dargestellten Aluminiumwerkstück 27 warmgewalzt. Das Aluminiumwerkstück 27 weist einen Kern 28 aus einer
Aluminiumlegierung und den Plattierstücken 26a-f
entsprechende teilflächige Plattierschichten 30a-f auf.
Die Nuten 24a,c,d,e und die Plattierstücke 26a,d,e,f sind so bemessen, dass die Plattierstücke jeweils passgenau in die entsprechenden Nuten passen. Die Nut 24b und die
Plattierstücke 26b, c sind so bemessen, dass beide
Plattierstücke nebeneinander in die Nut passen. Weiterhin weisen die Nuten 24a, b dieselbe Tiefe auf, so dass
gleichdicke Plattierschichten 30a, b, c erzeugt werden. Die
Nuten 24c, d, e weisen ebenfalls dieselbe Tiefe auf, die jedoch
größer ist als die Tiefe der Nuten 24a, b. Dadurch können dickere Plattierschichten 30d, e, f hergestellt werden.
Das Plattierstück 26d weist einen ähnlichen Uniformwiderstand auf wie der Kernbarren 22, während das Plattierstück 26e einen geringeren und das Plattierstück 26f einen größeren Umformwiderstand als der Kernbarren 22 aufweisen. Wegen der unterschiedlichen Umformwiderstände erfährt beim Warmwalzen das Plattierstück 26e mit dem geringeren Umformwidertand eine größere und das Plattierstück 26f mit dem größeren
Umformwiderstand eine geringere Dickenreduzierung als der Kernbarren 22. Um beim Alumi iumwerkstück 27 dennoch eine im Wesentlichen ebene Oberfläche zu erhalten und um beim
Walzprozess VerSpannungen zu reduzieren, wird die Dicke des Plattierstücks 26e größer und die Dicke des Plattierstücks 26f kleiner als die Tiefe der Nut gewählt. In Fig. 2b sind die Dicken der aus diesen Plattierstücken 26d,e,f
resultierenden Plattierschichten 30d , , f ähnlich groß
dargestellt, sie können jedoch abhängig vom Material des Plattierstücks bzw. des Kerns 28 auch unterschiedlich groß oder unterschiedlich geformt sein.
Die Plattierstücke 26a-f können grundsätzlich aus demselben Plattierwerkstoff oder aus verschiedenen Plattierwerkstoffen bestehen. Durch die Wahl der Plattierwerkstoffe für die einzelnen Plattierstücke 26a-f können die Eigenschaften des Aluminiumwerkstücks 27 bedarfsgemäß eingestellt werden.
Insbesondere kann ein Aluminiumwerkstück 27 mit lokal unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden. So kann als Beispiel das Plattierstück 26a aus einem
Lotplattiermaterial bestehen, um eine lokale
Lotplattierschicht 30a herzustellen. Die Plattierstücke 26b-c
können unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen, beispielsweise matt und glänzend, um so einen optischen
Effekt der Plattierschichten 30fa-c zu erzielen. Als
Plattierstück 26d kann beispielsweise eine
korrosionsbeständige Legierung verwendet werden, um lokal eine korrosionsbeständige Plattierschicht 30d
bereitzustellen. Die Kombinationsmöglichkeiten der
verschiedenen Plattierwerkstoffe und Plattierschichtdicken sowie der Plattierschichtanzahl und der
Plattierschichtanordnung sind grundsätzlich nicht beschränkt.
Fig. 3 zeigt ein drittes Äusführungsbeispiel des Verfahrens und des walzplattierten Aluminiumwerkstücks . Die Darstellung entspricht der Darstellung in Fig. 2.
Der in Fig. 3a dargestellte Kernbarren 42 unterscheidet sich vom Kernbarren 22 in Fig. 2a dadurch, dass auf den Kernbarren
42 noch eine Schicht 43 aufgebracht wurde. Bei dieser Schicht
43 kann es sich um eine vollflächige Plattierschicht handeln, die zum Beispiel in einem ersten Warmwalzgang auf den
Kernbarren 42 plattiert wurde . Alternativ kann die Schicht 43 auch auf den Kernbarren geklebt oder gelötet sein.
In die Schicht 43 und/oder in den Kernbarren 42 wurden Nuten 44a-i eingebracht. Die Tiefe der Nuten 44a-d ist dabei geringer als die Dicke der Schicht 43, so dass die Nuten effektiv nur in die Schicht 43 eingebracht wurden. Die Tiefe der Nuten 4 c-e ist demgegenüber größer als die dicke der Schicht 43, so dass die Nuten sowohl in die Schicht 43, als auch zum Teil in den Kernbarren 42 eingebracht wurden.
In die Nuten 44a-e wurden Piattierstücke 46a-f eingelegt. Durch Warmwalzen des Kernbarrens 42 mit der Schicht 43 und den Piattierstücken 46a-f wurde das in Fig. 3b dargestellte Aluminiumwerkstück 47 hergestellt. Dieses weist einen Kern 58 aus einer Aluminiumlegierung, den Plattierstücken 6a-f entsprechende Plattierschichten 50a-f und eine - bis auf den Bereich der Plattierschichten 50d-f - im Wesentlichen
vollflächige Plattierschicht 49 auf. Die Plattierschichten 50a-c liegen über der Plattierschicht 49, so dass sich hier eine Mehrfachplattierung ergibt. Diese wird auch als Multicladding bezeichnet.
Fig.4 zeigt ein walzplattiertes Aluminiumwerkstück sowie ein aus diesem hergestelltes einteiliges Mehrkairanerfaltrohr als viertes Äusführungsbeispiel des walzplattierten
Aluminiumwerkstücks sowie als Ausführungsbeispiel der
Verwendung . Das in Fig . 4a im Querschnitt quer zur Längserstreckung dargestellte Aluminiumwerkstück 62 weist einen Kern 64 aus einer Aluminiumlegierung sowie erste Plattierschichten 66 -d aus einem ersten Plattierwerkstoff und zweite
Plattierschichten 68a-c aus einem zweiten Plattierwerkstoff auf. Bei dem ersten Plattierwerkstoff handelt es sich um Lotplattierschichten, während es sich bei dem zweiten
Plattierwerkstoff um eine korrosionsbeständige Legierung handelt. Das Aluminiumwerkstück 62 kann beispielsweise mit einer der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt worden sein.
Durch Umformen des Aluminiumwerkstücks 62 wurde das in
Fig. 4b im Querschnitt dargestellte Mehrkammerfaltrohr 70 hergestellt . Die Lage der ersten Plattierschichten 66a-d des Aluminiumwerkstücks 62, d.h. der Lotplattierschichten, ist dabei gerade so, dass sie beim Mehrkammerfaltrohr 70 in den Fügebereichen 72a-b, insbesondere im Fußpunkt des
Fügebereichs 72b, liegen. Dadurch kann das Mehrkammerfaltrohr 70 in den Fügebereichen 72a-b verlötet werden. Die zweiten Plattierschichten 68a-c, d.h. die korrosionsbeständigen
Plattierschichten, sind demgegenüber so angeordnet, dass sie die Innenquerschnitte 74a-b des Mehrkammerfaltrohrs 70 auskleiden. Dadurch wird die Korrosionsbeständigkeit des Mehrkammerfaltrohrs 70 gegenüber den durch die
Innenguerschnitte 74a-b geführten Medien erhöht.
Fig.5 zeigt ein walzplattiertes Aluminiumwerkstück sowie ein aus diesem hergestelltes einteiliges Mehrkammerfaltrohr vom B-Typ als fünftes Ausführungsbeispiel des walzplattierten Aluminiumwerkstücks sowie als Ausführungsbeispiel der
Verwendung.
Das in Fig. 5a im Querschnitt quer zur Längserstreckung dargestellte Aluminiumwerkstück 82 weist einen Kern 84 aus einer Aluminiumlegierung sowie Plattierschichten 86, 88 aus einem Lotplattierwerkstoff auf, Die teilflächige
Plattierschicht 86 ist auf der einen und die vollflächige Plattierschicht 88 auf der anderen Seite des Kerns 84
angeordnet. Das Aluminiumwerkstück 82 kann beispielsweise mit einer der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt worden sein.
Durch Umformen des Aluminiumwerkstücks 82 wurde das in
Fig. 5b im Querschnitt dargestellte Mehrkammerfaltrohr 90 vom B-Typ hergestellt. Die Lage der Plattierschicht 86 des
Aluminiumwerkstücks 82 ist dabei gerade so, dass sie beim Mehrkammerfalt rohr 90 im Fügebereich 92 an den Fußpunkten der Flügel 94a-b liegen. Dadurch können die Fußpunkte der Flügel 94a-b innen an der gegenüberliegenden Wand angelötet werden, ohne dass es hierzu einer vollflächigen LotbeSchichtung im Inneren oder dem Aufbringen einer Lotpaste bedarf. Weiterhin können die Flügel 94a-b durch die Plattierschicht 88 flächig an ihren Seitenflächen miteinander verlötet werden.
Mit einem Aluminiumwerkstück wie dem Aluminiumwerkstück 62 oder dem Aluminiumwerkstück 82 , das durch die zum Teil verschiedenartigen Plattierschichten 66a-d und 68a-c bzw. 86 lokal unterschiedliche Oberflächeneigenschaften aufweist, können damit in wirtschaftlicher Weise verbesserte
Werkstücke, wie beispielsweise das Mehrkamme faltrohr 70 oder das Mehrkammerfaltrohr 90 hergestellt werden.