设置有定制的表面纹理的金属基材以及用于在金属基材上施加这样的纹理的方法技术

本发明专利技术涉及一种设置有表面纹理的金属基材，其中在所述金属基材的预定的表面区域之上设置不同的纹理图案并且针对要由所述金属基材制成的产品的预定的表面特性定制不同的纹理图案，以及涉及一种用于在所述金属基材上施加这样的表面纹理的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】设置有定制的表面纹理的金属基材以及用于在金属基材上施加这样的纹理的方法
本专利技术涉及一种设置有定制的表面纹理的金属基材，其中针对要由所述金属基材制成的产品的预定的表面特性定制所述表面纹理，以及涉及一种用于在金属基材上施加这样的定制的纹理的方法。
技术介绍
在(涂覆的)金属带材的精加工中，对金属带材进行调平和/或平整轧制。利用调平控制所述带材的形状和形式，以及利用平整轧制通过延长所述带材而改善所述金属带材的机械特性。带材的表面质量在外观，表面纹理以及表面功能(功能性)方面也得到改善。利用平整轧制步骤，可以将纹理从工作辊转移至带材的表面以获得某种功能，比如但不限于金属带材的外观，油漆的更好的附着，摩擦学特性以及改善的成形特性。根据最终用户(例如汽车工业中的最终用户)的要求完成所述金属带材的纹理化。利用这种已知的方法将预定的纹理施加于钢带材上，并且纹理化的钢带材被作为半制成品交付至最终用户以用于某一通用用途，例如用于汽车工业中的外蒙皮表面。通用用途纹理并未被针对半制成品上的特定的位置最佳地定制，所述特定的位置例如为其中应当优化外观的暴露于汽车车身的外蒙皮上的带材区域以及其中应当由优化的摩擦学特性控制内缩的边缘。半制成扁平产品在最终用户处变形为变形部件也局部地影响表面纹理，在所述表面纹理处以不同的伸长率发生变形。在这里，已知的平整轧制方法的局限在于，带材上的表面纹理的定制受到工作辊上的表面区域以及纹理从辊至带材上的粗糙度转移效率的限制，所述粗糙度转移效率也受钢带材等级的影响。代替使用纹理辊将纹理施加至金属带材，还可以通过激光纹理化施加这样的纹理。在WO20217125497中公开一种用于精加工钢带材的方法，其中纹理被施加至运动的钢带材的表面，并且其中：-将单个激光束或多个激光束引导于运动的钢带材的表面处，以及-控制所述单个激光束或所述多个激光束以在所述运动的钢带材的表面上施加预定的纹理图案。为了能够在运动的金属带材上施加纹理图案，使用一个或多个激光束，所述激光束可以为修改钢带材表面的脉冲激光束或连续波激光束。在使用脉冲激光源的情况下，优选地使用纳秒级、皮秒级或飞秒级的脉冲持续时间，以获得在μm范围内的良好的限定的纹理，而其余的带材或涂层不会受到热影响或者至少不会受到明显的热影响。利用这种已知的激光纹理化方法，将预定的纹理施加于钢带材上，并且将纹理化的钢带材作为半制成品交付至最终用户以用于某一通用用途，例如用于汽车工业中的外蒙皮表面。由于通用用途纹理并未被针对带材上的每一个功能区域最佳地定制，因此在整个施加范围内可能存在明显的差异。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种金属基材，所述金属基材带有针对预定的表面特性定制的纹理。本专利技术的另一个目的是提供一种金属基材，其中在预定的表面区域上施加纹理。本专利技术的另一个目的是提供一种带有纹理的金属基材，其中所述纹理对应于要由所述金属基材制成的产品的预定的表面特性。本专利技术的另一个目的是提供一种在金属基材上施加针对预定的表面特性定制的纹理的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种在预定的表面区域之上施加不同的纹理的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种以成本有效的方式施加针对预定的表面特性定制的纹理的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种如权利要求1-7中所限定的产品以及一种如权利要求8-17中所限定的方法。通过提供一种设置有表面纹理的金属基材来实现本专利技术的一个或多个目的，其中在所述金属基材的预定的表面区域之上设置不同的纹理图案，其中针对要由所述金属基材制成的产品的预定的表面特性定制所述纹理图案。通过提供一种带有针对要由金属基材制成的产品的表面特性定制的纹理的金属基材，与由带有单一的均匀的纹理的金属基材制成的相同的产品相比，可以显著地改善产品的质量。这对于应当在整个表面区域之上具有高质量的精加工(这适用于例如汽车和大型家用电器的大多数消费产品的外部)的成型产品特别地重要。它对于工业产品也很重要，在所述工业产品中，不仅关系到产品的精加工的质量，而且关系到产品的外部或内部表面或部分应当具有的特殊特性。为了清楚起见，术语“产品”和“部件”被可互换地使用并且可以意味着任何中间产品以及最终产品。根据另一个方面，规定，针对一组特性中的一个或多个特性对所施加的纹理图案进行优化，所述一组特性包括：上漆特性，视觉外观特性，摩擦特性，耐刮擦特性，防粘特性，排斥特性。术语上漆特性应当被理解为包括上漆外观以及上漆附着。上漆特性的最重要的特征是粗糙度(Ra)，峰值计数(RPc)以及波纹度(Wa)。这组特性中的另一个特征与在施加油漆时产品或更确切地说产品的不同的部分所处的位置有关。对于在施加油漆时处于竖直的或剧烈倾斜的位置中的那些部分，存在所施加的油漆流挂的风险。可以通过在那些位置处调整纹理(通常通过减小形成纹理的凹槽或凹坑之间的距离)来降低或防止这种风险。术语凹槽或凹坑被可互换地使用并且包括任何形状的凹槽或凹坑。上漆外观还包含比如光泽和反射以及其中的变化的方面。例如，可以使食品包装或车身的表面局部地更有光泽，而在其它地方更无光泽。这样，即使整个部件被以相同的颜色涂敷，也可以将“镜”集成于表面上或者可以使文本或标示可见。视觉外观特性包含比如用于未涂敷的基材(比如用于某些包装用途的金属基材)的图案、光泽、反射、钝度的特性。所述摩擦特性包含摩擦的降低，摩擦的增加和摩擦的稳定，以及所有相关方面，比如粘模(galling)、润滑和磨损。通过减小在变化的运行条件(比如变化的接触压力和/或变化的滑动速度和/或变化的润滑条件)下的摩擦变化而实现摩擦的稳定。摩擦的稳定在成形操作中是重要的，以控制成形操作期间的材料流动以及降低在部件的成形期间可能发生的粘模的风险。通常，表面纹理适于在预期处于临界条件的位置处(例如在应力集中处)的成形操作。摩擦特性还影响冲床中的材料的流动。因此，通过局部地调节钢基材上的纹理，并且因此调节摩擦特性，可以针对通常承受高应力和增加的撕裂风险的临界区域设计并且改善冲床中的材料流动。冲压性能特性包含粘模，刮擦形成以及工具污染，并且与摩擦特性密切地相关。低的摩擦通常降低粘模和工具污染的风险。而且，纹理影响表面磨损机制并且可以减少粘模和工具污染。其它特性涉及耐刮擦特性，抗粘特性，排斥特性以及此外反射特性，这些特性都可以通过调整纹理来实现或改善。为了降低某些区域中的表面上的刮擦的风险，可以通过提供更粗糙的表面纹理来改善耐刮擦特性，所述更粗糙的表面纹理使这样的缺陷不那么明显。这样的区域的一个示例为车门中的门把手的凹槽，在这里很可能发生来自指甲和车钥匙的刮擦。可以定制纹理以提供表面的自清洁/防污特性，这基本上涉及纹理化的表面的可湿性特性。例如，在用于建筑物的镀层上，可以通过提供部分地重叠的且深的凹坑以使得保留柱状结构而产生防水纹理(荷叶效应)，以显著地降低表面的可湿性。还可以针对触摸感知优化纹理图案。例如，在预期消费者提升包裹或触摸车门的位置处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置有表面纹理的金属基材，其特征在于，在所述金属基材的表面区域上设置不同的纹理图案，其中所述纹理图案包括凹坑，所述凹坑具有在25-120μm的范围内的直径，在2-12μm的范围内的深度以及在每平方毫米100至10000的范围内的密度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180316 EP 18162277.01.一种设置有表面纹理的金属基材，其特征在于，在所述金属基材的表面区域上设置不同的纹理图案，其中所述纹理图案包括凹坑，所述凹坑具有在25-120μm的范围内的直径，在2-12μm的范围内的深度以及在每平方毫米100至10000的范围内的密度。


2.根据权利要求1所述的金属基材，其特征在于，针对一组特性中的一个或多个特性对所述纹理图案进行优化，所述一组特性包括：上漆特性，视觉外观特性，摩擦特性，耐刮擦特性，防粘特性，排斥特性。


3.根据权利要求1或2所述的金属基材，其特征在于，在纹理图案之间施加过渡纹理图案以提供纹理图案之间的过渡。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的金属基材，其特征在于，所述凹坑之间的间距沿预定的方向是不同的。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的金属基材，其特征在于，所述纹理图案具有在0.2-3μm的范围内的粗糙度Ra，在每厘米30-190的范围内的峰值计数RPc以及至多0.35μm的波纹度。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的金属基材，其特征在于，所述金属基材设置有参考点，并且所施加的纹理图案相对于所述参考点定位。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的金属基材，其特征在于，所述金属基材为坯料或带材。


8.一种用于在金属基材上施加表面纹理的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
-收集关于要由所述金属基材制成的产品的尺寸、形状、成形操作以及预定的表面特性的数据，
-在所述金属基材上施加一个或多个纹理图案，其中基于所收集的数据施加所述纹理图案，以使得所述产品具有预定的表面特性。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，针对一组特性中的一个或多个特性对所述纹理图...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·巴尔特，J·博特玛，D·T·A·马修，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL