轧制包覆铝工件的制造方法、轧制包覆铝工件及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造乳制包覆的铝工件的方法。另外，本发明还涉及一种乳制包覆的铝工件，该铝工件具有由铝合金组成的芯和至少一层在铝工件一侧上、由包层材料组成的包层。最后，本发明还涉及这类乳制包覆的铝工件的应用。
【背景技术】
[0002]现有技术中已知一系列用于在铝带或铝板上覆有包层的方法。
[0003]在乳制包覆中制成由包层材料组成的板并放置在芯锭上。随后将板和芯锭热乳成为复合材料。但是，以该方法只能够产生整个面覆盖的包层，该包层的每一层分别具有单一的厚度和合金组成。目前还没有仅部分覆盖的包覆或包层，该包层在芯锭的宽度或长度上有针对性地具有不同的厚度或者由多种不同组分的合金构成，因为在此可能会导致辊隙中极度不对称的受力关系，从而可能产生不均匀或弯曲的产品或甚至可能损坏乳制机架。
[0004]在铸造包层中，包层直接在芯锭的铸造过程中铸造在其上。即芯锭直接作为复合材料而成型。以该方法也只能够产生具有单一的厚度并由单一的合金组成的、整个面覆盖的包层，因为否则的话乳制锭、即具有覆盖层的芯锭可能具有不平的、甚至阶梯状的乳制表面。
[0005]另一种包层覆盖的可能性在于使用钎焊膏，在铝带或铝板的加工过程中机械式或手动式地通过细管涂覆该钎焊膏。该方法的缺点在于，在工件的钎焊之前必须无残留地除去钎焊膏的载体，例如通过蒸发，但是特别是在封闭的结构中由于通风不足这一点是有困难的。另外，该钎焊膏只能在非常窄的区域中涂覆而且也只能粗略地通过膏体的量或通过组分来控制钎焊层厚度。
[0006]另一个替代方案在于使用钎焊箔，但是该钎焊箔相当昂贵。另外，该钎焊箔通常必须以高成本的方式手动地覆在工件上。此外，钎焊箔仅适于较大的材料厚度，因为否则的话钎焊箔可能非常薄并极其难以加工。在非常小的区域内使用钎焊箔在技术上是几乎不能控制的。
[0007]除此之外，现有技术中还已知其他、较少使用的方法，比如爆炸包覆法、冷乳包覆法或其他类似的方法。但是，所有这些方法都是复杂且昂贵的。另外，以这些方法结合热乳带只能在表面上形成具有单一的厚度和合金组成的、整个面覆盖的包层。
[0008]另外，DE600 06 567 T2公开了一件式铝合金结构的制造，其中，将嵌入物嵌入开槽的芯体中并随后通过热乳而与芯体连接。由此避免了在该结构的边缘上的接合痕迹。
[0009]通过大多数上述的方法，特别是通过常用的热乳包覆法，只能在整个带材上形成整个面覆盖的包层。而其他方法非常复杂并且不具有经济性。
[0010]在许多应用中整个面覆盖的包层并不需要而且常常甚至是不利的。
[0011]例如，仅在由带材或板材制成的构件的特定区域中才需要钎焊层。但是如果该带材和由其制成的构件受到方法限制而整个面地涂覆有钎料，比钎焊所需要更多的钎料会在钎焊点上融合，从而可能引起腐蚀或者其他不希望的效果。整个面覆盖的钎焊层另外还可以弓I起无意地焊接两个紧密相邻排布的构件。
[0012]另外，许多钎焊层没有芯合金贵重并因此更易受腐蚀。由此通过腐蚀可以引起增高的材料损失。另外，与未包层的表面区域相比，像钎焊层这样的包层通常具有视觉美观性较低的表面。此外，由AlSi合金构成钎焊层通常具有较大的Si析出，Si析出在带材的成型过程中产生负面的作用，因为其可以导致裂缝并减小断裂延伸率。
【发明内容】
[0013]在该背景下，本发明的目的在于，提供一种经济的用于制造乳制包覆的铝工件的方法以及一种相应的乳制包覆的铝工件，该铝工件具有部分覆盖的包层。本发明的另一个目的在于提高包层设计的灵活性，特别是关于包层的不同的厚度或合金组分的设计。
[0014]按照本发明通过用于制造乳制包覆铝工件的方法至少部分地实现了上述目的，其中，准备有铝合金构成的芯锭和至少一个由一种包层材料构成的包层件，其中，在芯锭中和/或在芯锭上的覆盖层中引入至少一个凹槽，其中，将包层件嵌入该凹槽中而且在包层件嵌入之后热乳芯锭。
[0015]通过该方法可以制成乳制包覆的铝工件，该铝工件具有部分覆盖的包层，即与整个面覆盖的包层相反，该包层仅延伸经过铝工件表面的一部分。因此，该方法特别是一种用于制造具有至少一个包层的乳制包覆的铝工件的方法，该包层延伸经过铝工件一侧的部分区域。
[0016]另外还以此实现了，仅以包层功能所需要的量和/或在所需位置上将用于包层的包层材料覆在铝工件上。在钎料包覆的情况下，例如包层以钎焊铝工件所需要的量而涂覆，从而可以避免过量的钎料腐蚀。另外，通过该方法可以实现均匀的包层厚度，因为减少或甚至避免了通过乳制所引起的包层厚度的减小。以这种方式也可以减少废料。
[0017]铝工件在此以及在以下应理解为铝带或铝板。另外，铝工件的概念也包含由这类带材或板材制成的本成品或产品。
[0018]根据本发明准备有铝合金构成的芯锭。针对该目的而经常使用的铝合金的例子有:AA (铝业协会)3xxx，特别是 AA 3003、AA 3005、AA 3103、AA 3105 和 AA 6xxx,特别是AA 6063，以及它们各自的改进类型。芯锭例如通过硬模铸造而成型。芯锭的乳制表面、SP其上侧面和下侧面优选为乳制而准备、特别是铣削。
[0019]在该方法中所使用的芯锭优选具有300至700mm的厚度和/或500至3000mm的宽度和/或3000至8000mm的长度。
[0020]随后，在芯锭中和/或在芯锭上的覆盖层中引入一个凹槽。该凹槽例如可以是通过铣削而得到。如果芯锭已经具有一个覆盖层，例如包层，那么凹槽也可以引入该覆盖层中。假如凹槽的深度超过覆盖层的厚度，那么该凹槽既可以引入到覆盖层中也可以引入到位于其下的芯锭中。
[0021]凹槽的深度、长度和宽度优选与待嵌入的包层件的尺寸相适应。该凹槽优选在芯锭的纵向上引入，即凹槽的纵向延伸优选基本上是沿着芯锭的纵向。该凹槽原则上可以具有任意的形状。凹槽的形状应理解为在芯锭表面的平面中或在芯锭上的覆盖层中的凹槽的形状。就方法技术上而言，接合处的矩形形状是优选的，其中矩形的长边优选基本上沿芯锭的纵向延伸。
[0022]凹槽现理解为芯锭表面中的凹陷或芯锭上的覆盖层中的凹陷，包层件能够嵌入该凹槽。为此，凹槽优选具有凹槽底部，通过至少一个凹槽侧壁在至少一个方向上、优选在凹槽的两个彼此相对的侧面上侧面地界定出该凹槽底部。凹槽底部例如可以平面并且平行于芯锭表面地形成。但是，凹槽底部可以是倾斜地、阶梯式地、波状地或以其他任意方式成形。优选在两个彼此相对的侧面上通过凹槽侧壁侧面地界定该凹槽底部。在一个延伸方向上，特别是在凹槽纵向延伸上，凹槽可以单侧或两侧连续地形成(即在该方向上没有一个界定凹槽的凹槽壁)或者偏离芯锭边缘单侧或两侧地形成，即在该方向上具有单侧或双侧的凹槽壁。该凹槽优选延伸经过芯锭的整个长度。该凹槽也可以替代性地延伸经过芯锭长度的一部分。
[0023]根据该方法准备有包层材料构成的包层件。该包层件例如可以从由包层材料构成的板料上通过隔锯和/或铣削而制成。这类板料例如可以通过割锯或热乳而提供。包层材料是一种至少有一个特性区别于芯锭的材料。包层材料的例子有:钎料包层材料，比如AlSi合金、特别是AA 4045, AA 4047, AA 4343, AA 4004或AA 4104，防腐蚀包层材料，比如AA 1050或AA 7072，或者用于更好的光学外观的包层材料，比如AA 1050或AA 3003。
[0024]优选凹槽或包层件所具有的宽度(即在芯锭的横向上的范围)为至少1mm、优选至少3mm、更优选至少5mm、特别是至少10mm。凹槽的宽度或包层件的宽度为优选等于或小于芯锭宽度的95%，优选小于芯锭宽度的90%，特别是小于芯锭宽度的85%。
[0025]凹槽的宽度或包层件的宽度优选与具体应用相适应。因此，凹槽的宽度或包层件的宽度特别是为芯锭宽度的最大80%、最大70%、最大60%、最大50%、最大40%、最大30%、最大20%或甚至最大10%。
[0026]另外凹槽优选具有的深度为芯锭厚度或芯锭和覆盖层的总厚度的至少1%、优选至少3%以及更优选最高30%。包层件优选具有的厚度为芯锭厚度或芯锭和覆盖层的总厚度的至少