金屬-塑料夾芯板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種金屬-塑料夾芯板，其具有金屬覆蓋板和至少一個設置在覆蓋板 之間的塑料層，該塑料層材料配合地與覆蓋板連接。此外本發明還涉及一種用于制造這類 夾芯板的方法。
【背景技術】
[0002] 輕質結構在機動車制造中具有越來越重要的意義，特別是為了降低機動車的燃料 損耗或者減少C02的排放。用于機動車的重量減輕的已知的措施為在車身結構中取代常規 的鋼板而使用鋁板或者鋼-塑料復合板。
[0003 ]申請人出售品牌為LITEC0R?的鋼-塑料復合板，該鋼-塑料復合板由兩個作為覆 蓋板的薄鋼板和設置在其中間的、由塑料制成的芯層構成。覆蓋板在此例如具有在0.2-0.3mm范圍內的各種厚度，而塑料芯層以大于約0.3mm的厚度形成。由這種夾芯材料制成的 構件大致實現了能夠與鋁板相當的輕重量，但是使成本顯著降低。另外，該夾芯材料的特征 在于非常高的彎曲剛性和翹曲剛性。這類夾芯材料特別是具有常規鋼板的良好的成型性能 并且即使在極端的變形條件下也未表現出脫層的趨勢。
[0004] 用于夾芯材料LITEC0R?的覆蓋板在層壓有塑料層之前進行平整乳制，從而在板 材上設置限定的粗糙度。板材的粗糙度在此根據由夾芯材料預設的后續處理而得出的客戶 需求而調整。通常客戶要求夾芯材料的覆蓋板應具有相對較高的粗糙度，由此使夾芯材料 的兩個表面具有所謂的潤滑油袋，即用于容納夾芯材料的成型過程需要的潤滑油的小凹 口。迄今為止能在各個覆蓋板的表面上產生基本上一致的粗糙度。

【發明內容】

[0005] 由此出發，本發明的目的在于，進一步在其繼續加工性能方面改進開頭所述類型 的夾芯板。另外，本發明的目的還在于，說明一種能夠可靠地制造相應的金屬-塑料夾芯板 的方法。
[0006] 根據本發明的第一教導，上述目的通過具有權利要求1所述特征的金屬-塑料夾芯 板而得以實現。按照本發明的金屬-塑料夾芯板的有利設計方案在引用權利要求1的權利要 求中說明。
[0007] 按照本發明的金屬-塑料夾芯板的特征在于，兩個覆蓋板中的至少一個由金屬板 制成，其表面具有相互不同的粗糙度，其中，平均粗糙度的差值為至少〇.4μπι、優選為至少 0.5um〇
[0008] 本發明基于這樣的構思，即，制造在其上側和下側（外側和內側）上具有不同粗糙 度的覆蓋板，從而可以實現了客戶所期望的夾芯材料外表面粗糙度的優化以及覆蓋板和塑 料層之間的粘附的優化。
[0009] 申請人所進行的試驗已得出，特別是根據一種優選的設計方案當金屬板的各個側 面具有在〇. 25-5μπι、優選0.5-2.5μπι范圍內的平均粗糙度時，在按照本發明的金屬-塑料夾 芯板中可以實現特別好的深沖性能以及抗脫層性能。在此，在金屬板(覆蓋板)稍后與塑料 層相連的側面上，優選設置相對較低的平均粗糙度，從而提高了覆蓋板和塑料層之間的粘 附，而在金屬板稍后背向塑料層的另一側面上，設置符合客戶希望的平均粗糙度，該平均粗 糙度可以大于或者在必要時小于金屬板與塑料層相連的側面的平均粗糙度。覆蓋板的外側 的相對較高的粗糙度有益于金屬-塑料夾芯板有利的深沖性能。相反地，覆蓋板的外側的相 對較小的粗糙度例如有益于滿足視覺的要求，例如為了在汽車的外表面或建筑外觀表面中 實現高質量油漆表面的觀感。
[0010]按照本發明的金屬-塑料夾芯板的一個有利設計方案因此設置為，覆蓋板中的每 一個在其面向塑料層的側面上具有比在其背向塑料層的側面上更低的粗糙度。
[0011] 兩個覆蓋板在其表面的粗糙度方面不僅可以為基本以相同的方式實施而且也可 以在必要時以相互不同的方式實施。因此例如在一個覆蓋板、在層壓過程之后背向塑料層 的側面上設置相對較高的粗糙度，從而提供小凹口，這些小凹口用于容納使深沖變得容易 的潤滑油或用于容納粘合劑，而在第二個覆蓋板中在層壓過程之后背向塑料層的側面上設 置相對較小的粗糙度，從而例如可以滿足在汽車外表面或建筑外觀表面中的視覺要求。
[0012] 相應地，按照本發明的金屬-塑料夾芯板的另一個有利設計方案的特征在于，覆蓋 板背向塑料層的外側具有相互不同的粗糙度，其中，外側的平均粗糙度的差值為至少0.4μ m、優選為至少0.5μηι。
[0013] 按照本發明的金屬-塑料夾芯板的另一個有利設計方案的特征在于，覆蓋板面向 塑料層的內側具有相互不同的粗糙度，其中，內側的平均粗糙度的差值為至少〇.4μπι、優選 為至少0.5μπι。該設計方案特別在以按照本發明設置的粗糙度制造覆蓋板方面是有益的。 [0014]按照本發明的金屬-塑料夾芯板的另一個有利設計方案在于，至少一個覆蓋板由 雙相鋼制成。雙相鋼特別適用于具有高拉伸比例的、用于制造復雜的與強度相關的車身部 件的冷成型過程。冷乳的雙相鋼由于其較高的彎曲強度對于在車身外殼區域中的重量減輕 提供了巨大的潛力。雙相鋼的高硬化性能降低了材料在成型過程中的局部收縮的危險并且 在較低的變形程度下已經能夠促使在成型區域內的部件屈服極限的顯著提高。構件(金屬_ 塑料夾芯板)的最終強度可以通過熱處理、特別是通過烤漆而進行調整或提高。以這種方式 可以實現額外地使強度提高超過30MPa。
[0015] 優選兩個覆蓋板中的至少一個由鋼材制成，該鋼材含有：0.8-2.9重量％的血、 0.1-1.0重量％的31和0.015-2.0重量％的六1。覆蓋層的鋼材例如在熔體分析中具有以下以 重量比（重量％ )表示的化學組成成分：
[0016] 0.08-0.23的C
[0017] 0.40-1.0的Si
[0018] 0.80-2.9的Μη
[0019] 最多 0.085 的 Ρ [0020]最多 0.015 的 S
[0021] 0·015-2.0的Α1
[0022] 最多 0.15 的 Ni+Nb
[0023] 最多 1.40的 Cr+Mo
[0024] 最多 0.20 的 V
[0025] 最多 0.005 的 B
[0026] 剩余鐵和不可避免的雜質。
[0027] 另外，優選這樣制造按照本發明的金屬-塑料夾芯板在制成的構件中位于外側的 覆蓋板，即，其具有在480至1150Mpa范圍內的抗拉強度。由此實現了覆蓋板以及外側板的高 彎曲強度。
[0028]為了提高按照本發明的金屬-塑料夾芯板的壽命，根據本發明的另一個優選的設 計方案，覆蓋板可以至少在其背向塑料層的外側上設置有金屬的防腐蝕保護層。
[0029] 代替由鋼材制成的覆蓋板，按照本發明的金屬-塑料夾芯板也可以具有至少一個 由輕質金屬(例如鋁或鎂)制成的覆蓋板。如果覆蓋板由鋁制成，優選使用5χ ΧΧ類型和6xxx 類型的合金，例如5000或6000。如果覆蓋板相反地由鎂制成，優選使用ΑΖ31和更高類型的合 金以及ΑΜ50類型的合金。
[0030] 按照本發明的金屬-塑料夾芯板的塑料層優選由聚酰胺、聚乙烯制成或者由聚酰 胺-聚乙烯混合物制成。聚乙烯和聚酰胺的特征在于金屬表面涂覆過程中的特別好的可加 工型并且可以例如通過加熱而以簡單的方式活化。由聚酰胺和聚乙烯組成的混合物促進兩 種塑料在一個層中的性能的有利結合。
[0031] 按照本發明的金屬-塑料夾芯板的塑料層的厚度優選在0.1至0.8mm范圍內，而覆 蓋板分別優選具有在〇. 1至〇. 5mm范圍內的厚度。
[0032] 根據本發明的第二教導，上述目的通過具有權利要求10所述特征的方法而得以實 現。按照本發明的方法的有利設計方案在引用權利要求10的權利要求中說明。
[0033] 按照本發明的方法包括以下步驟：
[0034] 提供至少兩個單側覆有塑料的、板狀或帶狀的金屬板，其中至少一個金屬板這樣 形成，即，其表面具有相互不同的粗糙度，其中，平均粗糙度的差值為至少〇.4μπι、優選為至 少0 · 5μηι;
[0035] 為了形成塑料層之間材料配合的連接，在將塑料層相互接合之前，活化至少一個 金屬板的涂覆塑料的側面，其中，塑料層的活化直接由金屬板的涂覆塑料的側面進行；以及 [0036]金屬板以其涂覆塑料的側面相互連接成為夾芯板。
[0037]與目前已知的、其中經金屬層加熱塑料層進行活化的方法不同，在按照本發明的 方法中直接活化塑料層，即，由塑料表面側開始進行活化，由此可以有效地避免對塑料層和 金屬層之間連接產生負面作用。特別是由此可以顯著地降低待連接的半成品在連接過程中 或在之后的時間點上脫層的危險。
【附圖說明】
[0038]隨后結合附圖借助實施例進一步說明本發明。其中：
[0039] 圖1以示意圖示出了用于形成金屬板的平整設備，該金屬板的表面粗糙程度不同；
[0040] 圖2以示意圖示出了用于為金屬板單側覆蓋塑料層的設備;而且
[0041] 圖3以示意圖示出了用于制造按照本發明的金屬-塑料夾芯板的設備。
【具體實施方式】
[0042 ]在圖1中示出了用于使帶狀的金屬板1平整的設備。該金屬板1優選為鋼板，該鋼板 例如具有在ο. 1至ο. 5mm范圍內的厚度。該設備包括具有平整乳輥2a，2b的乳制架，該平整乳 輥限定出了大致小于待平整帶材1的厚度的乳制間隙。通過平整，在金屬帶材1的各個側面 上形成或調整限定的粗糙結構。這兩個平整乳輥2a，2b的每一個為此具有特定的表面結構。 [0043]按照本發明，用于使金屬帶材1平整使用具有不同粗糙程度的表面結構的平整乳 輥2a，2b。例如，上平整乳輥2a具有相對平整的表面結構，而下平整乳輥2b具有相對較粗糙 的表面結構。這在圖la和圖lb中以放大的尺寸在平整乳輥2a，2b的表面區段中示意性地示 出，通過不同大小的半球形或點凸狀的凸起3a，3b表示。在實際中，這些相對較小的凸起3a， 3b也可以具有其他形狀，例如以I形、雙I形、Η形或X形而形成。給進或轉向輥通過4a，4b標 識。
[0044]平整乳輥2a，2b這樣形成，即，由其乳制的金屬帶材la具有粗糙度相互不同的表面 1'1#，其中，兩個帶材表面的平均粗糙度的差值為至少0.4μπι，優選為至少0.5μπι。
[0045] 在平整之前，金屬帶材1優選單側或兩側設置有防腐蝕金屬保護層。為金屬帶材1 涂覆金屬的防腐蝕保護層例如可以通過熱浸鍍層或電解涂層而進行。
[0046] 在平整之后，其側面具有不同粗糙程度的金屬帶材la卷取成為卷材并且臨 時擱置或者直接繼續輸送到用于單側涂覆塑料層lb的設備。這類設備在圖2中示意性地示 出。
[0047]已平整的金屬帶材la在單側涂覆塑料層lb之前首先在一個或多個加工站中進行 預處理。該帶材la例如首先在加工站6中進行堿性脫油和/或清潔。在接下來的加工