專(zhuān)利名稱(chēng)：在形體上加工表面的方法和按該法制成的形體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工諸如薄板，板料等形體表面的方法，以及一種按該法制成的形體。
為了防蝕或只是作為配色對(duì)表面涂上一個(gè)護(hù)層例如涂上配色的漆。還有可能對(duì)表面作人工的氧化處理，這種處理特別是在鋁板上經(jīng)常采用。此外也可用涂上另一種防蝕金屬的涂層來(lái)改變其表面的性質(zhì)。
在大多數(shù)情況下形體的表面在其加工過(guò)程中會(huì)被弄臟，例如因?yàn)楸“迳贤坑幸粋€(gè)含油脂的層，這層油脂是在軋制過(guò)程中涂上的。隨后這層油脂使漆層不能粘好以及人工氧化也做不好，無(wú)論是在空氣中或者是在具有反應(yīng)液的浸漬槽內(nèi)。
通常為了達(dá)到有較好的粘合，要用溶劑來(lái)除去這種稱(chēng)為軋制用的油脂。廢物排除一方面是通過(guò)溶劑的揮發(fā)，而另一方面則因有脂肪溶劑的廢液，這樣使其在處理上總是較為困難而且較為昂貴的。
另一種可以形成良好粘合底面的方法是用噴射例如用沙、玻璃碎片或用噴丸等來(lái)打毛。對(duì)于厚板材用該法一方面可使表面除去油脂，另一方面則可使其加工成具有一定的粗糙度以利于涂漆。對(duì)于厚度不到約2毫米的板料，雖則可按上述方式來(lái)處理其表面，但是由于不可避免地要用噴射物料作劇烈射擊使板料形成壓實(shí)，導(dǎo)致板料凹陷和表面硬化。這種情況一方面出于美學(xué)原因是不希望有的，而另一方面這種壓實(shí)在板料的進(jìn)一步加工過(guò)程中導(dǎo)致不可控制的性質(zhì)改變，特別是對(duì)于那些在噴射處理后要經(jīng)受彎邊，疊折工序的板料就可能形成裂紋或材料破碎。
早就知道，板料表面可以通過(guò)縱向打磨或由交叉打磨、也可用刷擦處理來(lái)打毛，同時(shí)可以除去油脂。用上述方法已能使其表面狀態(tài)達(dá)到具有較好的粘附性，并且和平滑板料相比形成表面擴(kuò)大，但是這仍可用自然的方法或用一種人工方法來(lái)進(jìn)行材料氧化。
要是薄板料經(jīng)受一種稱(chēng)為機(jī)械予處理加工，不壓實(shí)表面上的予加工料，以排除由于凹陷或撓曲延伸形成拉緊，這樣就可以采取這種措施在以后涂上漆層或甚至是氧化層，特別是在粘合不好的彎邊或疊折區(qū)。
由美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US-A-2907151可知，可以借助于旋轉(zhuǎn)刷來(lái)凈化材料表面，或是附加(撒上)研磨劑，并由連續(xù)的軋輥對(duì)以波狀通過(guò)來(lái)輾薄材料。這種工作方式不僅花費(fèi)大，而且在某些應(yīng)用范圍是不可實(shí)施的。此外，材料表面由于采用施加壓力的拉伸輥就不可避免地形成壓實(shí)。
適用于該法的還有美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US-A-3082517，其中撒在兩個(gè)板材之間的磨粒是借助于作用在板面上的軋輥壓力夾入的。
打毛表面還由美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)GB-A-495421中所述的那個(gè)方法提出來(lái)。為了在軟而平滑的鋁板上形成凹痕，壓入一個(gè)較硬的復(fù)蓋織物，以后再除掉。由此形成的表面會(huì)有不可避免的有害的硬化。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種加工諸如實(shí)心板以及薄板等料形體表面的方法，通過(guò)該法，在表面上沒(méi)有明顯的硬化，形成一個(gè)非常適用于以后涂覆工序的粘合底面。另一個(gè)任務(wù)在于，提供一種滿足上述需要的形體。
按照本發(fā)明完成上述任務(wù)的措施是，在形體表面上通過(guò)打磨或刷擦來(lái)形成許多凹槽，隨后將滾花壓入這樣打毛過(guò)的或呈網(wǎng)紋的表面內(nèi)。其中壓痕壓入到凹槽內(nèi)的深度大致相當(dāng)于凹槽的平均深度或稍淺一些，而且其中心大致與一組等距平行直線以相同的或不同的等距值重合呈一定角度設(shè)置的另一組的平行直線交點(diǎn)，這些直線的等距值相當(dāng)于壓痕沿縱向所設(shè)尺寸的約一至五倍。
用所述的方法可達(dá)到令人驚異的效果，借助于緊接在打磨過(guò)程以后的滾花過(guò)程可以取得最適用于涂覆、氧化或粘合的表面結(jié)構(gòu)，對(duì)于薄板料就不會(huì)出現(xiàn)由于表面壓實(shí)而有不利的硬化和因而形成的板料凹陷。
打磨時(shí)，在凹槽之間形成的隆起(高點(diǎn))，由于滾花工具而被整平，這樣即使是很薄的涂層還是可以涂上，這些涂層不會(huì)由于打磨邊棱而斷裂，于是形成腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。這個(gè)由滾花工具尖端擠出的料因有細(xì)小的凹槽就不是被壓入到底板中，而是使這些凹槽有側(cè)向偏移，因此使底板材料甚至不經(jīng)受壓實(shí)，從而也沒(méi)有硬化。在打磨過(guò)程中，由于凹槽表面上的料有部分熔化而形成的平滑表面，因?yàn)闈L花工具尖端的移動(dòng)力而被再次破壞，該力是基本上平行于板料表面作用的，這樣就形成許多細(xì)小的縫隙和皺邊，可使涂層料或氧化介質(zhì)滲入到其內(nèi)并在那里固定。
要是依次進(jìn)行多次滾花過(guò)程，使?jié)L花工具的尖端總是在側(cè)面并按縱向錯(cuò)開(kāi)地作用在料面上，這樣一部分由滾花尖端所擠出的物料也被擠出到由以前滾花尖端形成的凹痕中，從而使縫隙擴(kuò)大。
在壓痕槽間距很小時(shí)，壓痕面的破碎作用加劇，因?yàn)橛珊竺婢o靠的壓痕所擠出的物料繼續(xù)使已有的壓痕面變形，這樣縫隙就擴(kuò)大。
那些在打磨時(shí)形成的表面打毛并沒(méi)有被滾花尖端所整平，而是仍保留在滾花尖端凹坑中。
另一個(gè)在打磨過(guò)程后滾花的優(yōu)點(diǎn)在于，打磨時(shí)經(jīng)有規(guī)則打毛、設(shè)有凹槽的表面由滾花工具來(lái)保持一個(gè)外觀有規(guī)則的圖形，該工具的尖端最好設(shè)置成錐角形的并且配置成在幾何形狀上是均布的。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于表面制備不需用污染環(huán)境的化學(xué)材料，就可以在制備過(guò)程中形成。
在一個(gè)平坦的諸如薄板的基材上設(shè)置滾花尖端，就可以用一個(gè)平滑的圓柱體作為滾花輥，此時(shí)將設(shè)有尖端的板料固定在該圓柱體上，并且在磨損時(shí)可以替換。
借助于一個(gè)所示的實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
其中

圖1表示一個(gè)交叉打磨表面的放大200倍照片，圖2表示同一表面增設(shè)滾花的照片(一個(gè)道次)，其中所示的壓痕嵌入到表面內(nèi)的程度，為表達(dá)清楚作了加深，圖3表示一個(gè)用交叉打磨加工表面的粗糙度曲線圖，沿縱向探測(cè)(測(cè)量長(zhǎng)度對(duì)測(cè)量深度縮小示出)，圖4表示一個(gè)增設(shè)滾花的表面粗糙度曲線圖，圖5表示一種滾花工具的示意圖和一個(gè)滾過(guò)花的形體和圖6表示通過(guò)滾花輥局部橫截面的示意圖和一個(gè)打磨過(guò)的表面，在某一部位由一個(gè)滾花尖端加工。
在圖1中示出一個(gè)用揉曲磨料，例如砂帶作交叉打磨處理過(guò)的表面，沿垂直方向分布的第一打磨道次的凹槽1和沿水平方向分布的第二次在其上磨出的凹槽是清楚可見(jiàn)的。凹槽按照磨料所選的粒度具有不同的深度，這種深度約在0.1毫米以?xún)?nèi)，而寬度約在0.2毫米以?xún)?nèi)，這是由于磨料磨損使其粒度不斷改變引起的。凹槽1和3也可以用一個(gè)尖角來(lái)形成。
在圖2可見(jiàn)的顯示中可以看到一個(gè)深度可調(diào)的滾花工具在第一道次后的壓痕，該壓痕具有按規(guī)則排列的菱形(尖端突出的菱形)。幾乎所有的壓痕5具有大致相同的大小，因而具有相同的深度，這些壓痕決定表面的形象，并使其形成一個(gè)有規(guī)律的結(jié)構(gòu);對(duì)于薄板上壓痕的深度相當(dāng)于或小于凹槽1和3的平均深度。對(duì)于厚的形體，壓痕深度可以超出凹槽的平均深度。凹槽1，3呈90°角分布;也可以使其分布的角度范圍為90°±45°。為了更清楚地顯示壓痕深度，圖2中所示的壓痕5是大于實(shí)際需要的。為能獲得細(xì)網(wǎng)紋壓痕5采用具有相同或不同的尖端結(jié)構(gòu)和尖端配置的多道連續(xù)滾壓的滾花輥，因而可以達(dá)到全面加工表面。滾花尖端可以不用角錐形的，也可設(shè)置成圓錐形的。
在圖3所示的曲線中，該曲線是用一臺(tái)精密測(cè)試有限公司(D-3400格廷根)生產(chǎn)的粗糙度測(cè)定儀縮小記錄的，并且示有一個(gè)表面測(cè)量段，在該測(cè)量段上，因交叉打磨過(guò)程形成的粗糙度是明顯的，可以看出表面的結(jié)構(gòu)。由于交叉打磨使板料表面分成許多交叉的高處2和凹處4。
圖4中接著對(duì)設(shè)有交叉打磨的表面用上述方式的一個(gè)滾花工具作了加工。通過(guò)上述加工過(guò)程用尖端使粗糙深度可以達(dá)到精確的調(diào)整，而基材并不因滾花工具尖端的壓痕而有顯著的變硬。最細(xì)的凹槽和高峰均被消除，這些凹槽和高峰對(duì)再處理來(lái)說(shuō)不能形成最佳的基體，因?yàn)樗扛驳耐苛狭Ｗ硬荒軡B入上述基體。由于高處2和凹處4之間的差別較大，于是在側(cè)面可得到大的表面，從而使其上漆層或氧化層有極好的粘合。這是因?yàn)樵谒纬傻目p隙凹處4的最小寬度大到足以保證涂料或氧化劑能可靠地進(jìn)入。不致于形成不需要的空洞。圖4中所示的壓痕5是采用滾花工具形成的，該工具的尖端約為0.3毫米，相互間隔配置(a＝切向間距，t＝軸向間距)。間距可在0.2至0.4毫米之間選取。當(dāng)然，除用一個(gè)道次外，也可多道次滾花，或是連續(xù)按序地將具有相同的或不同的尖端和壓痕深度的多個(gè)滾花輥滾壓一遍。這樣可得到最佳的擴(kuò)大表面的結(jié)構(gòu)，最好是在以后滾花時(shí)每次不僅沿橫向而且還要沿縱向交叉地放置尖端，以便形成一個(gè)有規(guī)律的圖象。在用多個(gè)道次滾花時(shí)，壓痕相互有影響，而擠出的物料也可偏移到前面形成的壓痕中去。滾花尖端壓入到物料表面的深度相當(dāng)于凹槽1，3的平均深度，也可以大致小于或大于該平均深度，并且取決于物料，物料厚度和表面以及涂覆方式。壓痕5底部的平坦區(qū)是由滾花尖端的輕微展平形成的，以使其磨損減至最小。平坦區(qū)只有在放大100倍時(shí)才能見(jiàn)到。
在圖3和4中縮寫(xiě)符號(hào)的意義為-LT＝粗糙度測(cè)量?jī)x的測(cè)量段-RA＝算出的平均峰谷高度-RE＝算出的下平均峰谷高度-RMAX＝上平均峰谷高度不僅可以制備用上述方式涂覆的金屬表面，而且還可以制備塑料板或板料的塑料表面，例如要在其上粘牢所涂覆的金屬層或金屬鍍層。同時(shí)有利之處是可以在一定情況下加熱要加工的表面和/或滾花輥。
對(duì)于粘合要求不太高的涂層，可以用刷擦來(lái)代替打磨。
下面的實(shí)施例用于進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例(圖5，6)一種厚0.7毫米、平整而沒(méi)有氧化的屋頂銅板用一種瑞士SIA AG公司提供的砂帶以?xún)蓚€(gè)道次縱向打磨，該公司地址為8500弗勞恩菲爾德，砂帶型號(hào)為1920，SIARAL F磨料紙粘在亞麻布上，粒度為80。砂帶相對(duì)于銅板的打磨速度在單位面積壓力相當(dāng)于約0.7巴時(shí)為30米/秒。最大打磨深度為0.3毫米。經(jīng)過(guò)兩次縱向打磨后，表面上就不再有可見(jiàn)的未經(jīng)打磨的部位。現(xiàn)在借助于一個(gè)可以自由移動(dòng)的滾花輥7將眾多的壓痕5壓入到板料9上。此時(shí)采用的滾花輥7由一個(gè)圓柱體Z組成，其直徑D＝42毫米，該圓柱體上裝有一組呈角錐狀、徑向突出的尖端11。尖端11是成行設(shè)置的，其間距t＝0.3毫米，處于一條平行于輥縱軸線的線A上;其相互的切向間距a＝0.3毫米。尖端面與圓柱體Z的交截線L幾乎具有一個(gè)沿切線方向突出尖端的菱形Rb形狀，該菱形兩個(gè)相交的側(cè)面形成一個(gè)β角＝60°。尖端相對(duì)于圓柱體Z的高度h＝0.3毫米，而尖端角α＝90°(參閱圖6)。尖端11的端部是可以弄鈍的(參閱圖4的壓痕)。
通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)并且沿著表面平行地引導(dǎo)上述滾花輥7或其圓柱體Z，以間距為f＝0.1毫米，將尖端11在進(jìn)給速度為10米/秒時(shí)以接觸壓力P＝135牛頓/毫米壓入到板料9的表面中。在表面上形成壓痕5，壓痕5的輪廓Rb呈菱形，其深度附加0.2毫米，菱形長(zhǎng)度l＝0.3毫米，寬度q＝0.2毫米。因此最主要的事是使尖端11壓入到凹槽的側(cè)面，而不是壓入到通過(guò)打磨過(guò)程觸及不到的處于深位的板區(qū)，還由于有移動(dòng)力破壞那些在打磨前因局部熔化而形成的高處2的平整側(cè)面，所以在壓痕上沒(méi)有微觀的縫隙，其寬度在數(shù)量級(jí)上為幾個(gè)百分之一毫米。
作第二道次時(shí)，將滾花輥7放置成，使其尖端11不僅沿橫向而且沿縱向均處于已形成壓痕5之間的中心部位，并將其壓入。由于這種壓入使一部分物料在側(cè)面朝著已形成的緊密相鄰的壓痕5擠壓，致使壓痕面變形。其結(jié)果是擴(kuò)大已有的縫隙。
尖端11在輥7表面上的配置可以這樣來(lái)選擇，使其中心大致與第一組A1，A2，A3等距平行直線以相同的或不同的等距由第二組B1，B2，B3……沿90°±45°設(shè)置的平行直線形成一個(gè)β角交叉點(diǎn)重合，并且這些直線的等距值相當(dāng)于壓痕5沿縱向所設(shè)尺寸的一至五倍。
這樣制作的、涂有保護(hù)漆的薄板9和一般的表面加工相比保證有一個(gè)極好的粘合層，并可經(jīng)受住大的機(jī)械應(yīng)力和大氣影響。
要是不用設(shè)有尖端的滾花輥表面，也可以采用外殼平整的輥。為此將一個(gè)設(shè)有尖端的薄板或類(lèi)似物料環(huán)繞輥的外殼放置并與該輥相連接。這種連接可以在滾花尖端磨損時(shí)套裝一個(gè)新的薄板。
權(quán)利要求
1.機(jī)械加工薄板和板料表面的方法，其特征在于，在表面上通過(guò)打磨來(lái)形成許多凹槽(1，3)，隨后將滾花壓入這樣打毛過(guò)的表面內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，凹槽(1，3)由沿不同方向進(jìn)行交叉打磨形成的。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，通過(guò)用一個(gè)滾花工具(7)的滾花，在薄板表面上形成圓錐形或角錐形的壓痕。
4.按權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在滾花工具(7)的外殼上或一個(gè)套裝在外殼上的基材上，使用滾花尖端(11)，其間距(a，t)，為0.2至0.3毫米。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，壓痕(5)具有的深度是等于或大于凹槽(1，3)的平均深度。
6.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，壓痕(5)是成行地依次形成的，并在其后不僅沿縱向而且沿橫向在當(dāng)中錯(cuò)位形成另一些成行的壓痕。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，滾花由一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的滾花輥(7)來(lái)形成的，該輥具有相互錯(cuò)位設(shè)置的滾花尖端(11)。
8.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，滾花尖端(11)壓入到材料表面中的深度在滾花過(guò)程中是可以調(diào)整的。
9.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，滾花是全面進(jìn)行的。
10.按權(quán)利要求1至9的方法，其特征在于，加工表面和/或滾花工具在滾花前要加熱。
11.按權(quán)利要求1至10的方法，其特征在于，形成的結(jié)構(gòu)圖(圖形)由特別設(shè)置的滾花尖端來(lái)產(chǎn)生。
12.由金屬或塑料構(gòu)成的平面狀形體，具有一個(gè)打毛表面，具有許多基本上平行設(shè)置的、由打磨或刷擦形成的凹槽(1，3)，許多壓痕(5)被壓入到凹槽內(nèi)，其深度大致相當(dāng)于凹槽(1，3)的平均深度或稍淺一些，而且其中心大致與第一組(A1，A2，A3)等距平行直線以相同的或不同的等距值重合呈β角設(shè)置的第二組(B1，B2，B3)的平行直線交點(diǎn)，這些直線的等距值相當(dāng)于壓痕(5)沿縱向所設(shè)尺寸的約一至五倍。
13.由金屬或塑料構(gòu)成的平面狀形體具有一個(gè)網(wǎng)紋，該網(wǎng)紋由許多基本上平行設(shè)置、用刷擦或打磨形成的凹槽(1)和就是這種呈某個(gè)角度在90°±45°范圍內(nèi)設(shè)置的凹槽(3)構(gòu)成，許多壓痕(5)被壓入到上述網(wǎng)紋中，其深度大致相當(dāng)于凹槽(1，3)的平均深度或稍淺一些，而且其中心大致與第一組(A1，A2，A3)等距平行直線以相同的或不同的等距值重合呈一個(gè)角度設(shè)置的第二組(B1，B2，B3)的平行直線交點(diǎn)，這些直線的等距值相當(dāng)于壓痕(5)沿縱向所設(shè)尺寸的約一至五倍。
14.按權(quán)利要求12和13中任一項(xiàng)的形體用于制造一種要在其上涂覆的或用化學(xué)處理要在薄板或板料(9)上形成的保護(hù)層，上述薄板或板料則由金屬或塑料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明在形體上加工表面的方法在于，借助于一個(gè)或多個(gè)滾花輥(7)使壓痕(5)形成到表面上，其中表面在滾花前是通過(guò)打磨或刷擦打毛的。滾花壓痕(5)的深度大致相當(dāng)于例如用打磨打毛的表面平均深度。其未經(jīng)打毛的基材基本上沒(méi)有被滾花所壓實(shí)。
文檔編號(hào)B23P13/02GK1053381SQ9110030
公開(kāi)日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1991年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月17日
發(fā)明者漢斯-于爾根·勞伯 申請(qǐng)人:Hjl計(jì)劃及發(fā)展有限公司