用于金属加工的方法和装置制造方法及图纸

本公开涉及用于制造硬化的钣金产品的方法和相应的装置。该方法包括将钣金构件放置在加热站(3)中并通过感应来加热加热站中钣金构件的选定区域。在该过程中，线圈(17)感应出在线圈前侧的前金属层中流动的电流。前金属层的相对端通过在线圈的后侧上运行的低电阻短路装置(23)互连。短路装置包括电阻率低于前金属层的材料。将加热的钣金构件移动到加压站(7)，在这里，钣金构件被加压的同时加热部分被冷却。

METHODS AND EQUIPMENT FOR METAL PROCESSING

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于金属加工的方法和装置
本专利技术涉及一种用于制造硬化钣金产品的方法。本专利技术还涉及一种配置为实施该方法的装置和设备。
技术介绍
进行钣金产品(sheetmetalproduct)的硬化以改变一块钣金构件的冶金特性。传统上，例如，通过在锻造中加热金属并且使用水快速冷却来完成硬化。最近有人建议使用高功率激光对钣金构件进行部分加热。这种处理有一个问题是它们相当慢，因为激光束必须扫过需要加热的整个迹线。当然，这可以通过使用多个激光器在某种程度上得到补救，但成本要高得多。
技术实现思路
因此，本公开的一个目的是提供一种更有效的硬化方法。该目的通过如权利要求1限定的方法来实现。更具体地，提供一种用于制造硬化钣金产品的方法，其包括将钣金构件放置在加热站中，以及通过感应对加热站中的钣金构件的选定区域进行加热。在加热站中，线圈感应出在线圈前侧的前金属层中流动的电流，并且前金属层的第一和第二相对端通过在线圈后侧上运行(run)的短路装置互连。该短路装置包括电阻率低于前金属层的材料。将加热的钣金构件移动到加压站，并在冷却所述加热区域的同时挤压钣金构件。利用这个方法，可同时加热要加热的钣金构件的所有区域，这样可以提供更加高效的过程。此外，加热区域可更快速且以更加均匀的方式冷却，这提供了改善钣金构件的硬化特性。在一个例子中，该例子适用于硬化钢，前金属层可以包括钣金构件，即，在待处理的片(piece)中自身产生发热的电流。在替代实例中，所述前金属层可以包括直接位于所述钣金构件下方的加热层，该钣金构件可与该加热层分离。这样对于处理具有非常低电阻率的钣金是有用的，例如对于铝。嵌入物可以直接位于前金属层下方，通过输送磁流或电流部分地减少前金属层中的热量的产生。这允许在钣金构件上加热任意所需形状的图案。还可以考虑相应的生产装置和相应的加热站。附图说明图1示意性地示出了根据本公开的用于处理钣金材料的装置。图2示出了图1的加热站的操作。图3显示了加工后的钣金构件的示意图。图4示意性地示出了加热站的第一实施例中的层堆叠。图5示意性地示出了加热站的第二实施例中的层堆叠。图6示出了通过钣金下方的嵌入物对钣金构件表面进行的变化加热。具体实施方式图1示意性地示出了根据本公开的用于处理钣金材料的装置1。装置1包括了加热站3、加压站7或压力机、以及输送装置5，设计用于将加热的钣金构件快速地从加热站3输送到加压站7。这可以这样做，使得可以在结束加热的五秒内进行按压。装置1实现了一种用于硬化钣金产品的方法，该方法包括以下步骤。第一，如图1所示，将钣金构件9放置在加热站3中。这可以通过附加的运输装置(未示出)手动或自动完成。如图所示，钣金构件9可以是平的，但这不是必需的。加热站3加热钣金构件的整个表面，或者如图2所示，加热该表面上的图案11。所需的加热量取决于工件9的材料的冶金特性，以及硬化过程的期望结果。例如，如果钢被硬化并且沿着图案11需要具有不同晶体结构的迹线，则可以将图案中的材料加热到例如高于910℃的温度，然后相对快速地冷却。再次参考图1，一旦按后面描述的方式加热完成，将工件9快速移动到压力机或加压站7中，在那里将工件压成偏离先前形状的形状，以及根据需要，可选择地冲压以在工件上提供切口。这个过程不仅重塑了工件9，如果需要的话，而且还冷却了该工件之前加热过的部位，以提供硬化效果。结果如图3所示。硬化的图案11可以有助于为成品件13提供所需的性能，例如由于在所产生的图案11的更硬但更脆的材料，它可以以期望的方式变形。这对于例如汽车产品可能是有用的，其中驾驶员和乘客的安全性要求碰撞的汽车以预定方式变形。再次回到图1，所述输送装置5象征性地示出为一个滚轮。然而，可以使用各种设备将工件9从加热站3运输到加压站7，例如工业机器人等。在一些硬化过程中，可能需要加热结束和发生加压之前的时间很短，通常在5秒内，这对输送装置5提出了要求。图1中的加热站3的图示为向上敞开。但是，与图示的加压站7类似，也可以在加热站3中设置上半部，该上半部压住下半部分。加热站3中的钣金构件9的所选区域的加热通过感应进行，现在将参照图4所示的第一实施例进行描述，图4示出了加热站3的示意性横截面。具体地，使用线圈17，其通过高频(通常在20-50kHz范围内)交流脉冲供电。线圈由低电阻率材料制成，例如铜或铝，并缠绕在线圈载体15上。线圈载体15可以包括具有高电阻率的材料，该材料且具有高的相对磁导率。包括铁磁颗粒的例如SOMALOY的软磁复合材料，是适用于此目的的材料的一个例子，其中利用绝缘塑料材料将铁磁颗粒烧结成所需形状。线圈17和线圈载体15将感应出强电流，其在导电的相邻元件中流动。主电流回路由钣金构件9和短路装置23形成。短路装置23将钣金构件9的相对边缘33、35互连，在该实施例中，钣金构件9形成前金属层。这里的“前”涉及了线圈17的前侧表面和加热要发生的加热站3的表面。前金属层的相对边缘33、35(线圈在其中转动)通过在线圈17的后侧上运行的短路装置23互连。因此，强交流电流将沿图中箭头所示的方向运行，而同样交变的磁场垂直于电流运行。电流将在这个环路中产生热量。然而，如果待加热并构成前金属层的钣金构件9是能允许硬化的钢，并且，短路装置是由如铜或铝制成的，大部分的热量将会在较高电阻率的钣金构件9中产生，该钣金构件9以非常有效的方式被加热。通常，短路装置23可包括电阻率低于前金属层的材料。中间导电层19可以放置在线圈载体15和前金属层9之间。该中间层19可以与相邻层电气/电流绝缘，但是其本身可以是高导电的，例如该中间层19可以由铜或铝制成，并且可以高达几厘米厚。线圈17在中间导电层19的下表面中感应出电流，且由于趋肤效应，这些电流靠近中间层19的表面流动，沿下表面、第一端面、上表面和第二端面返回至下表面，在靠近中间层19的外边界处形成闭环。因此，在中间层19的顶表面中将存在强电流，其有助于通过感应驱动电流通过前金属层9。绝热层21可以放置在下方，通常直接位于前金属层9下方。该层用于减少来自前金属层9的热传导，使得前金属层达到更高的温度。为此目的，可以考虑诸如玻璃，陶瓷组合物(例如包括钇稳定的锆、YSZ)或不同塑料材料(例如KAPTON)的材料。图5示意性地示出了加热站3'的在第二实施例中的一叠层。该叠层用于加热钣金构件9，钣金构件9本身具有非常低的电阻率，例如铝。在该实施例中，提供一个固定的前金属层25，其连接到短路装置23。该连接可以或多或少是永久性的，并且固定层25可以具有与构成图4中的实施例中的组成前金属层的钣金构件9类似的特性，即高导电率，但是仍然低于其中的一个短路装置。因此，在该实施例中，固定层25被加热，并且该热量又被传送到堆叠在固定层25上的钣金构件9。然后，钣金构件9与固定层分离并移动到加压站。例如，这种装置允许铝的硬化。虽然加热不如前面的实施例那样有效，但温度要求可能不高。图6示出了钣金构件9表面上的加热变化。这可以通过直接位于前金属层下面的嵌入物来实现，无论这是如图4中的钣金构件9本身还是如图5中的固定的金属层。因此，嵌入物可以位于下面的绝热层21中的铣削凹槽中。嵌入物可以包括高导电片27，例如铜或铝。或者，可以考虑诸如在线圈载体中使用的具有高相对磁导率的高导磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造硬化钣金产品的方法，其包括以下步骤：‑在加热站(3)中放置钣金构件钣金构件(9)；通过感应来加热加热站中钣金构件的选定区域(11)，其中线圈(17)感应出在线圈前侧的前金属层(9、25)中流动的电流，前金属层的第一(33)和第二(35)相对端通过在线圈(17)的后侧上延伸的短路装置(23)互连，短路装置包括一种材料，该材料的电阻率低于前金属层；将加热的钣金构件移动到加压站(7)；以及在冷却所述加热区域(11)的同时挤压钣金构件(9)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.11 SE 1750017-41.用于制造硬化钣金产品的方法，其包括以下步骤：-在加热站(3)中放置钣金构件钣金构件(9)；通过感应来加热加热站中钣金构件的选定区域(11)，其中线圈(17)感应出在线圈前侧的前金属层(9、25)中流动的电流，前金属层的第一(33)和第二(35)相对端通过在线圈(17)的后侧上延伸的短路装置(23)互连，短路装置包括一种材料，该材料的电阻率低于前金属层；将加热的钣金构件移动到加压站(7)；以及在冷却所述加热区域(11)的同时挤压钣金构件(9)。2.根据权利要求1的方法，其中前金属层包括钣金构件(9)。3.根据权利要求1的方法，其中前金属层包括固定的加热层(25)，该固定加热层位于钣金构件(9)下方，钣金构件可与固定的加热层分离。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，嵌入物直接位于所述前金属层下方，其通过传送磁流或电流部分地减少所述前金属层中的部分中的热量的产生。5.用于制造硬化钣金产品的装置，其包括：-加热站(3)，其配置为接收钣金构件，所述加热站配置为通过感应来加热在所述加热站内的钣金构件的选定区域，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·亚德尔贝克，J·布兰特，
申请(专利权)人：泰克瑞典公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE