用于胶粘剂连接的铝合金带材制造技术

技术编号:19127164 阅读:11 留言:0更新日期:2018-10-10 08:29
本发明专利技术涉及一种由铝合金制成的、用于提供车辆中的胶粘剂连接的带材。此外,本发明专利技术还涉及用于生产具有至少区域性设置的、为胶粘剂连接所准备的、由铝合金制成的单侧或双侧表面结构的带材的方法以及相应的胶粘剂连接。提供一种为胶粘剂连接而进行优化的、一方面具有为抗老化的胶粘剂连接而进行了优化的表面并且另一方面可过程可靠地并经济地生产的铝合金带材的目的,在用于提供胶粘剂连接的铝合金带材方面这样解决,即该带材至少区域性地具有为胶粘剂连接所准备的表面结构,其中该表面结构具有凹陷,这些凹陷通过使用电化学造粒处理产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于胶粘剂连接的铝合金带材
本专利技术涉及一种铝合金带材和其用于提供胶粘剂连接,尤其车辆中的胶粘剂连接的应用。此外,本专利技术还涉及用于生产具有至少区域性设置的、为胶粘剂连接所准备的、由铝合金制成的单侧或双侧表面结构的带材的方法以及相应的胶粘剂连接。
技术介绍
在汽车工业中,越来越多地使用铝合金板材,以在车辆制造中实现重量节省。用于生产车辆构件的带材和板材通常由AA7xxx型、AA6xxx型、AA5xxx型或AA3xxx型的铝合金制造。其特征在于中等高的至非常高的强度和非常好的改形行为。目前为止,用于车辆的铝合金板材通过在最终道次中压印特殊辊轧形貌而以机械的方式设置有表面结构,以对后续的改形工艺中的摩擦行为产生正面影响。为了在车辆制造中使用铝合金板材,必须将这些板材与其他构件相结合,优选材料配合地接合。作为接合技术可以考虑焊接连接、钎焊连接或者胶粘剂连接。胶粘剂连接的使用对铝合金在车辆制造中的使用起到了决定性的助推作用,因为可以没有大问题地提供铝合金和不同材料之间的材料配合连接。此外有利的还有,胶粘剂连接通常不需要任何高温来进行硬化并且因此在自然硬质的Al材料中,在提供胶粘剂连接时不会连带出现铝中的软化现象。在可硬化的Al材料中,优势在于,在胶粘剂的热硬化过程中,材料中的强度上升。在烤漆步骤中,胶粘剂硬化并且材料中的强度上升。连接通过薄的胶粘剂层提供,该胶粘剂层在硬化后具有粘附和连接特性。附着决定了胶粘剂和金属之间,也就是与金属的界面层上的连接强度,而粘聚描述了胶粘剂本身各个分子之间的结合力。为了达到胶粘剂在可达到的胶粘剂连接保持力方面的潜力,所追求的是,使得附着力,也就是胶粘剂和金属表面之间力比胶粘剂本身的粘聚力更大。但附着力取决于金属表面。因此,对于铝合金的胶粘来说,对例如铝合金带材具有胶粘剂连接的区域的表面预处理就起着关键作用。额外地,在进行了最优的表面预处理时,对胶粘剂的选择当然也决定了之后胶粘剂连接的特性。这些特性可以根据应用来特别选择。有通过聚合、加聚或者缩聚进行硬化的化学硬化胶粘剂,以及物理硬化胶粘剂,例如熔化粘合剂、分散粘合剂、溶剂粘合剂、接触粘合剂或者压敏粘合剂。例如使用环氧化物胶粘剂、环氧化物/聚酰亚胺共混物、聚氨酯胶粘剂、丙烯酸胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂或者硅烷改性聚合物。在选择胶粘剂时,需考虑待连接的材料、应用领域、环境影响、可能的负荷的大小和类型、接合件的刚度、胶粘剂连接的重叠长度以及所需的制造方法。例如划分有结构胶粘剂、隔振胶或者用于焊缝密封的胶粘剂。胶粘剂的抗老化性取决于对铝合金带材的表面处理。不考虑表面结构的压印,当铝合金带材表面未经处理时,存在的问题是,该未处理的表面通常具有被先前的加工步骤所污染的反应惰性氧化物层。胶粘剂虽然也可以浸润该未经处理的表面,并与其建立连接。但是,通过侵入到胶粘剂中的湿气,氧化物从未经处理的铝合金板材的表面上解离并且不再能够用于在该位置提供附着力。由此,尤其在环境负荷下,也就是在潮湿和/或腐蚀性物质的影响之下,胶粘剂连接的强度在总体上慢慢变差。目前为止,例如使用酸洗方法来将铝合金板材受污染的覆盖层去除并且同时例如通过相应的酸洗添加物以转化涂层的形式对表面进行改性。替代性地,也可以通过镀铬产生转化涂层。但如今优选使用无铬制成的转化涂层,例如基于Ti/Zr的转化涂层以提供最优的胶粘剂表面。还已知另一种提供经预处理的铝合金板材表面的方法,在该方法中在板材或带材上形成薄的、经阳极氧化的层,其可以改善胶粘剂连接的粘附特性和持久强度。这种薄层阳极氧化层也可以用作漆的粘附基底。这种薄层阳极氧化处理例如在磷酸、硫酸-磷酸混合物或者热硫酸中进行。这两种方法都是额外的方法步骤,其必须在提供改善改形性的表面特性之外,用在板材或带材上并且由此产生了成本。从美国专利申请US2008/0102404A1中已知,对用于生产平版印刷版载体的铝合金表面进行电化学造粒处理以进行表面粗糙化。与使用直流电的电化学腐蚀不同,电化学造粒处理使用交流电或者脉冲化直流电进行。由此达到了,腐蚀过程重复被中断,并且表面不会被腐蚀得纵深,例如腐蚀出现深的通道,而是仅仅产生表面的凹陷,也就是实现了表面的造粒或粗糙化。
技术实现思路
由此出发,本专利技术的目的在于提供为胶粘剂连接进行了优化的铝合金带材,该铝合金带材一方面具有为抗老化的胶粘剂连接而进行了优化的表面并且另一方面可过程可靠地并经济地生产。同时,给出一种用于由铝合金生产带材或板材的方法和抗老化的胶粘剂连接。根据本专利技术的第一种教导,用于提供胶粘剂连接的铝合金带材方面的目的这样解决,即,使得该带材至少区域性地具有为胶粘剂连接所准备的表面结构,其中该表面结构具有凹陷,这些凹陷通过使用电化学造粒处理产生。对铝合金带材上通过电化学造粒产生的表面结构的研究表明,由于经电化学粗糙化的表面,不仅可以提高胶粘剂和带材之间的附着力,还可以明显改善胶粘剂连接的抗老化性,由此可以不再进行额外的工作步骤。同时,电化学造粒的表面还提供了改善的改形特性,因为铝合金带材表面的凹陷可作为润滑剂凹口,这些润滑凹口显著改善了板材的改形特性,也就是说对带材的摩擦特性产生了正面影响。此外,铝合金带材的表面例如可以具有在辊轧时产生的、最终辊轧步骤的高台形纹理,该纹理中掺杂有通过使用电化学造粒而引入表面的凹陷。通过使用电化学造粒而引入铝合金带材的凹陷具有相比于机械压印法而言大的、封闭的单个空余体积,由此带来的更高的所包围的总空余体积和由此显著更大的突出谷部深度。在先前通过辊轧而引入的表面结构外,如“光面(Mill-finish)”表面结构,该表面还具有凹陷,这些凹陷部分非常突然地从表面下陷并且区域性地具有侧切或者负开口角度。凹陷的这种构型特别是由于通过电化学造粒的生产方法。因此,该表面也与通过阳极氧化或者薄层阳极氧化产生的带材表面明显不同。与薄的、阳极氧化的氧化物薄膜的增料相反,根据本专利技术,将金属从铝合金带材的表面移除。最后,电化学造粒是可在大规模技术中经济地应用的、并且由此适用于大规模生产的方法。铝合金带材或者板材优选具有0.8mm的最小厚度。厚度至少为0.8mm的铝合金带材通常用在车辆制造中并且经过改形工艺,例如深冲,以例如将平整的板材制成应用所需的特殊形状。然后将经过改形的板材与其他构件粘合。在改形之前已经建立了胶粘剂连接并且将板材和构件一同进行改形也是可行的。汽车领域中优选的厚度此外还有1.0至1.5mm或者至2.0mm。但是,也有厚度为最大3mm或者最大4mm的铝板材在改形工艺中进行改形并且用在车辆领域,例如用在底盘应用中或者作为结构件。根据另一个设计方案,带材或板材至少部分地由AA7xxx型,AA6xxx型,AA5xxx型或者AA3xxx型的铝合金,尤其由AA7020,AA7021型,AA7108型,AA6111型,AA6060型,AA6016型,AA6014型,AA6005C型,AA6451型,AA5454型,AA5754型,AA5251型,AA5182型,AA3103型或AA3104型的铝合金构成。此外,优选也可以将AlMg6合金用作带材或板材。最后,使用以上述合金例如作为核心合金的包层复合材料也是可行的。例如,以AA8079铝合金包层的AA6016型或者AA6060型核心本文档来自技高网
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用于胶粘剂连接的铝合金带材

【技术保护点】
1.由铝合金制成的、用于提供胶粘剂连接,尤其车辆中的胶粘剂连接的带材的应用,其特征在于,所述带材至少区域性地具有为胶粘剂连接所准备的表面结构,其中该表面结构具有凹陷,这些凹陷通过使用电化学造粒处理产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.27 EP 16152890.61.由铝合金制成的、用于提供胶粘剂连接,尤其车辆中的胶粘剂连接的带材的应用,其特征在于,所述带材至少区域性地具有为胶粘剂连接所准备的表面结构,其中该表面结构具有凹陷,这些凹陷通过使用电化学造粒处理产生。2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述带材至少部分地由AA7xxx型,AA6xxx型,AA5xxx型或者AA3xxx型的铝合金,尤其由AA7020,AA7021型,AA7108型,AA6111型,AA6060型,AA6014型,AA6016型,AA6005C型,AA6451型,AA5454型,AA5754型,AA5182型,AA5251型,AlMg6,AA3104型,AA3103型的铝合金构成。3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述带材形成用于生产用于车辆的板材,尤其用于生产用于车辆结构应用的板材。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的应用,其特征在于,至少区域性设置的所述表面结构至少设置在带材的一面上或者设置在两面上并且具有1.0μm-6.0μm,优选1.5μm-4.0μm,特别优选2.2μm-4.0μm的突出谷部深度Svk。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的应用,其特征在于,所述带材具有退火状态(“O”)或者固溶退火和淬火状态(“T4”)。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的应用,其特征在于,所述带材具有在电化学造粒之后施加的钝化层。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的应用,其特征在于,所述带材表面的平均粗糙度Sa为0.7μm至1.5μm,特优选0.7μm至1.3μm或者优选0.8μm至1.2μm。8.根据权利要求2至7中任意一项所述带材用于通过裁剪生产一个或多个板材的应用。9.用于生产具有为胶粘剂连接所准备的单面或双面表面结构的带材或板材的方法,其特征在于,使得由铝合金制成的热轧或冷轧带材或板材在辊压之后经过一面或者双面的电化学造粒处理(5),其中通过电化学造粒在由铝合金制成的带材或板材中引入了均匀分布的凹陷,并且所述带材或板材至少部分地由AA7xxx型,AA6xxx型,AA5xxx型或者AA3xxx型的铝合金,尤...

【专利技术属性】
技术研发人员:伯恩哈德·克尼希亨克扬·布林克曼卡特林·埃克哈德赫尔诺特·尼切弗兰克·赫什曼
申请(专利权)人:海德鲁铝业钢材有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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