金属-塑料夹芯板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属-塑料夹芯板，其具有金属覆盖板和至少一个设置在覆盖板 之间的塑料层，该塑料层材料配合地与覆盖板连接。此外本发明还涉及一种用于制造这类 夹芯板的方法。
【背景技术】
[0002] 轻质结构在机动车制造中具有越来越重要的意义，特别是为了降低机动车的燃料 损耗或者减少C02的排放。用于机动车的重量减轻的已知的措施为在车身结构中取代常规 的钢板而使用铝板或者钢-塑料复合板。
[0003 ]申请人出售品牌为LITEC0R?的钢-塑料复合板，该钢-塑料复合板由两个作为覆 盖板的薄钢板和设置在其中间的、由塑料制成的芯层构成。覆盖板在此例如具有在0.2-0.3mm范围内的各种厚度，而塑料芯层以大于约0.3mm的厚度形成。由这种夹芯材料制成的 构件大致实现了能够与铝板相当的轻重量，但是使成本显著降低。另外，该夹芯材料的特征 在于非常高的弯曲刚性和翘曲刚性。这类夹芯材料特别是具有常规钢板的良好的成型性能 并且即使在极端的变形条件下也未表现出脱层的趋势。
[0004] 用于夹芯材料LITEC0R?的覆盖板在层压有塑料层之前进行平整乳制，从而在板 材上设置限定的粗糙度。板材的粗糙度在此根据由夹芯材料预设的后续处理而得出的客户 需求而调整。通常客户要求夹芯材料的覆盖板应具有相对较高的粗糙度，由此使夹芯材料 的两个表面具有所谓的润滑油袋，即用于容纳夹芯材料的成型过程需要的润滑油的小凹 口。迄今为止能在各个覆盖板的表面上产生基本上一致的粗糙度。
【发明内容】
[0005] 由此出发，本发明的目的在于，进一步在其继续加工性能方面改进开头所述类型 的夹芯板。另外，本发明的目的还在于，说明一种能够可靠地制造相应的金属-塑料夹芯板 的方法。
[0006] 根据本发明的第一教导，上述目的通过具有权利要求1所述特征的金属-塑料夹芯 板而得以实现。按照本发明的金属-塑料夹芯板的有利设计方案在引用权利要求1的权利要 求中说明。
[0007] 按照本发明的金属-塑料夹芯板的特征在于，两个覆盖板中的至少一个由金属板 制成，其表面具有相互不同的粗糙度，其中，平均粗糙度的差值为至少〇.4μπι、优选为至少 0.5um〇
[0008] 本发明基于这样的构思，即，制造在其上侧和下侧（外侧和内侧）上具有不同粗糙 度的覆盖板，从而可以实现了客户所期望的夹芯材料外表面粗糙度的优化以及覆盖板和塑 料层之间的粘附的优化。
[0009] 申请人所进行的试验已得出，特别是根据一种优选的设计方案当金属板的各个侧 面具有在〇. 25-5μπι、优选0.5-2.5μπι范围内的平均粗糙度时，在按照本发明的金属-塑料夹 芯板中可以实现特别好的深冲性能以及抗脱层性能。在此，在金属板(覆盖板)稍后与塑料 层相连的侧面上，优选设置相对较低的平均粗糙度，从而提高了覆盖板和塑料层之间的粘 附，而在金属板稍后背向塑料层的另一侧面上，设置符合客户希望的平均粗糙度，该平均粗 糙度可以大于或者在必要时小于金属板与塑料层相连的侧面的平均粗糙度。覆盖板的外侧 的相对较高的粗糙度有益于金属-塑料夹芯板有利的深冲性能。相反地，覆盖板的外侧的相 对较小的粗糙度例如有益于满足视觉的要求，例如为了在汽车的外表面或建筑外观表面中 实现高质量油漆表面的观感。
[0010]按照本发明的金属-塑料夹芯板的一个有利设计方案因此设置为，覆盖板中的每 一个在其面向塑料层的侧面上具有比在其背向塑料层的侧面上更低的粗糙度。
[0011] 两个覆盖板在其表面的粗糙度方面不仅可以为基本以相同的方式实施而且也可 以在必要时以相互不同的方式实施。因此例如在一个覆盖板、在层压过程之后背向塑料层 的侧面上设置相对较高的粗糙度，从而提供小凹口，这些小凹口用于容纳使深冲变得容易 的润滑油或用于容纳粘合剂，而在第二个覆盖板中在层压过程之后背向塑料层的侧面上设 置相对较小的粗糙度，从而例如可以满足在汽车外表面或建筑外观表面中的视觉要求。
[0012] 相应地，按照本发明的金属-塑料夹芯板的另一个有利设计方案的特征在于，覆盖 板背向塑料层的外侧具有相互不同的粗糙度，其中，外侧的平均粗糙度的差值为至少0.4μ m、优选为至少0.5μηι。
[0013] 按照本发明的金属-塑料夹芯板的另一个有利设计方案的特征在于，覆盖板面向 塑料层的内侧具有相互不同的粗糙度，其中，内侧的平均粗糙度的差值为至少〇.4μπι、优选 为至少0.5μπι。该设计方案特别在以按照本发明设置的粗糙度制造覆盖板方面是有益的。 [0014]按照本发明的金属-塑料夹芯板的另一个有利设计方案在于，至少一个覆盖板由 双相钢制成。双相钢特别适用于具有高拉伸比例的、用于制造复杂的与强度相关的车身部 件的冷成型过程。冷乳的双相钢由于其较高的弯曲强度对于在车身外壳区域中的重量减轻 提供了巨大的潜力。双相钢的高硬化性能降低了材料在成型过程中的局部收缩的危险并且 在较低的变形程度下已经能够促使在成型区域内的部件屈服极限的显著提高。构件(金属_ 塑料夹芯板)的最终强度可以通过热处理、特别是通过烤漆而进行调整或提高。以这种方式 可以实现额外地使强度提高超过30MPa。
[0015] 优选两个覆盖板中的至少一个由钢材制成，该钢材含有：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。覆盖层的钢材例如在熔体分析中具有以下以 重量比（重量％ )表示的化学组成成分：
[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] 剩余铁和不可避免的杂质。
[0027] 另外，优选这样制造按照本发明的金属-塑料夹芯板在制成的构件中位于外侧的 覆盖板，即，其具有在480至1150Mpa范围内的抗拉强度。由此实现了覆盖板以及外侧板的高 弯曲强度。
[0028]为了提高按照本发明的金属-塑料夹芯板的寿命，根据本发明的另一个优选的设 计方案，覆盖板可以至少在其背向塑料层的外侧上设置有金属的防腐蚀保护层。
[0029] 代替由钢材制成的覆盖板，按照本发明的金属-塑料夹芯板也可以具有至少一个 由轻质金属(例如铝或镁)制成的覆盖板。如果覆盖板由铝制成，优选使用5χ ΧΧ类型和6xxx 类型的合金，例如5000或6000。如果覆盖板相反地由镁制成，优选使用ΑΖ31和更高类型的合 金以及ΑΜ50类型的合金。
[0030] 按照本发明的金属-塑料夹芯板的塑料层优选由聚酰胺、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属表面涂覆过程中的特别好的可加 工型并且可以例如通过加热而以简单的方式活化。由聚酰胺和聚乙烯组成的混合物促进两 种塑料在一个层中的性能的有利结合。
[0031] 按照本发明的金属-塑料夹芯板的塑料层的厚度优选在0.1至0.8mm范围内，而覆 盖板分别优选具有在〇. 1至〇. 5mm范围内的厚度。
[0032] 根据本发明的第二教导，上述目的通过具有权利要求10所述特征的方法而得以实 现。按照本发明的方法的有利设计方案在引用权利要求10的权利要求中说明。
[0033] 按照本发明的方法包括以下步骤：
[0034] 提供至少两个单侧覆有塑料的、板状或带状的金属板，其中至少一个金属板这样 形成，即，其表面具有相互不同的粗糙度，其中，平均粗糙度的差值为至少〇.4μπι、优选为至 少0 · 5μηι;
[0035] 为了形成塑料层之间材料配合的连接，在将塑料层相互接合之前，活化至少一个 金属板的涂覆塑料的侧面，其中，塑料层的活化直接由金属板的涂覆塑料的侧面进行；以及 [0036]金属板以其涂覆塑料的侧面相互连接成为夹芯板。
[0037]与目前已知的、其中经金属层加热塑料层进行活化的方法不同，在按照本发明的 方法中直接活化塑料层，即，由塑料表面侧开始进行活化，由此可以有效地避免对塑料层和 金属层之间连接产生负面作用。特别是由此可以显著地降低待连接的半成品在连接过程中 或在之后的时间点上脱层的危险。
【附图说明】
[0038]随后结合附图借助实施例进一步说明本发明。其中：
[0039] 图1以示意图示出了用于形成金属板的平整设备，该金属板的表面粗糙程度不同；
[0040] 图2以示意图示出了用于为金属板单侧覆盖塑料层的设备;而且
[0041] 图3以示意图示出了用于制造按照本发明的金属-塑料夹芯板的设备。
【具体实施方式】
[0042 ]在图1中示出了用于使带状的金属板1平整的设备。该金属板1优选为钢板，该钢板 例如具有在ο. 1至ο. 5mm范围内的厚度。该设备包括具有平整乳辊2a，2b的乳制架，该平整乳 辊限定出了大致小于待平整带材1的厚度的乳制间隙。通过平整，在金属带材1的各个侧面 上形成或调整限定的粗糙结构。这两个平整乳辊2a，2b的每一个为此具有特定的表面结构。 [0043]按照本发明，用于使金属带材1平整使用具有不同粗糙程度的表面结构的平整乳 辊2a，2b。例如，上平整乳辊2a具有相对平整的表面结构，而下平整乳辊2b具有相对较粗糙 的表面结构。这在图la和图lb中以放大的尺寸在平整乳辊2a，2b的表面区段中示意性地示 出，通过不同大小的半球形或点凸状的凸起3a，3b表示。在实际中，这些相对较小的凸起3a， 3b也可以具有其他形状，例如以I形、双I形、Η形或X形而形成。给进或转向辊通过4a，4b标 识。
[0044]平整乳辊2a，2b这样形成，即，由其乳制的金属带材la具有粗糙度相互不同的表面 1'1#，其中，两个带材表面的平均粗糙度的差值为至少0.4μπι，优选为至少0.5μπι。
[0045] 在平整之前，金属带材1优选单侧或两侧设置有防腐蚀金属保护层。为金属带材1 涂覆金属的防腐蚀保护层例如可以通过热浸镀层或电解涂层而进行。
[0046] 在平整之后，其侧面具有不同粗糙程度的金属带材la卷取成为卷材并且临 时搁置或者直接继续输送到用于单侧涂覆塑料层lb的设备。这类设备在图2中示意性地示 出。
[0047]已平整的金属带材la在单侧涂覆塑料层lb之前首先在一个或多个加工站中进行 预处理。该带材la例如首先在加工站6中进行碱性脱油和/或清洁。在接下来的加工