通过金属片材制造交叠复合材料的方法技术

本发明专利技术描述了一种通过金属片材制造交叠复合材料的方法，其中，使第一金属制成的第一片材和第二金属制成的第二片材在边缘区域中以交叠的方式彼此叠置，然后通过滚压连接在一起，该第二金属的强度低于第一金属的强度。根据本发明专利技术，提出了第一片材(1)在截面中具有楔形边缘，第二片材(2)的边缘定位在第一片材的由楔形边缘形成的侧表面(3)上，其中，由第一片材(1)的楔形边缘形成的侧表面(3)的宽度大于第二片材(2)的定位在第一片材(1)的上述侧表面(3)上的边缘的侧表面(4)，在定位之后，片材(1,2)通过滚压连接在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过金属片材制造交叠复合材料的方法
本专利技术基于具有权利要求1的前序部分所述的特征的通过金属片材制造交叠复合材料的方法。
技术介绍
从现有技术，例如WO2015/043951A1中已知了本专利技术的通过金属片材制造交叠复合材料的方法。例如，在电气工业中，当必须将较重且昂贵的铜部分地替换为较轻且更具成本效益的铝时，会使用由铜和铝制成的交叠复合材料。这种交叠复合材料的生产中的一个问题在于两个片材之间的粘合。该问题对于诸如铜或铝的金属尤其明显，因为会在其表面上非常迅速地形成诸如氧化物层的钝化表面层。这些层会干扰或阻碍能够结合的连接配对物的金属原子之间的接触。本专利技术的目的在于提出一种可以改善在交叠复合材料的生产中所使用的片材之间的粘合性的方法。
技术实现思路
该目的可通过具有权利要求1中所述的特征的方法来实现。本专利技术的有利改进是从属权利要求的主要内容。在根据本专利技术的通过金属片材制造交叠复合材料的方法中，第一材料的第一片材和第二材料的第二片材在边缘区域中彼此交叠，然后通过滚压而连接，其中，该第二材料的强度低于第一材料的强度，尤其是第二材料的屈服点低于第一材料的屈服点。在这里，第一片材在截面中具有楔形边缘，其例如可通过片材的烧蚀加工形成，例如通过铣削或磨削形成。然后，将第二片材定位成使其边缘抵在第一片材的由楔形边缘形成的侧表面上，此后通过滚压进行连接。由第一片材的楔形边缘形成的侧表面的宽度大于与第一片材相连的第二片材的边缘的侧表面，从而在随后的滚压操作期间，第二片材的边缘区域能比第一片材更加剧烈地变形。这里重要的是，第二片材的边缘定位在第一片材的由其楔形边缘形成的倾斜的侧表面上。由此，第二片材不处于形成在第一片材的边缘区域中的台阶或凹槽上，而是处于楔形边缘的倾斜的侧表面上。片材的相关侧表面的创造性构造导致在滚压加工期间两个材料之间的剪切应力和压缩应力的增加，因此一方面由于两个片材之间的剪切、另一方面由于可结合的金属原子因有效的压缩应力而被更好地挤压到结合区中而导致边缘区域的局部变形增加。特别地，滚压加工实现了表面积的显著增加，并因此使得两个片材的边缘区域中的氧化物层或其他钝化层和覆盖层破裂。在于第一片材的楔形边缘上滚压的期间，第二片材的边缘区域塑性地变形。第二片材的最初相对较窄的侧表面变宽，直到两个相邻侧面的尺寸相同。当通过滚压加工使最初相对较窄的侧表面的宽度增大时，该侧表面上的任何氧化层或其他覆盖层均会被撕开，从而使下面的金属到表面上来并与第一片材相接触。另外，在滚压加工期间，第二片材的边缘区域的材料被压在第一片材的楔形侧表面上，并且可以说是流动到该楔形侧表面上。第一片材的可能存在的任何钝化层均在该侧面上撕开，从而第一板材的位于钝化层之下的金属能与第二板材的金属接触，并可形成具有良好粘合力的接合点。与从WO2015/043951A1中已知的方法相比，这导致了两个片材之间的改进的接合点。这归因于，在从WO2015/043951A1中已知的方法中，第二片材未定位在倾斜的侧表面上，而是定位在侧表面的台阶上。因此，通过本专利技术的方法可以实现较高程度的变形。由第一片材的楔形边缘形成的侧表面的宽度优选地至少为第二片材的侧表面的宽度的两倍。在这里，侧表面的宽度是从所讨论的片材的前表面到其后表面来测量的。侧表面的宽度对应于片材的前表面的边缘与该片材的后表面的相邻边缘之间的距离。通常，第一片材的楔形边缘的侧表面的宽度越大，就会形成越平坦的边缘。如果第二片材的侧表面与该片材的前表面和后表面成直角，那么第二片材的侧表面的宽度最小，并由此与片材的宽度相对应。侧表面相对于片材的前表面或后表面越倾斜，侧表面的宽度就越大。在最简单的情况下，第二片材的相关的侧表面可相对于该片材的前表面和后表面成直角，从而该侧表面的宽度对应于片材的厚度，并且是最小的。然而，更好的结果可通过略微增大第二片材的侧表面、也就是使其略微倾斜来实现。由此，第二片材具有这样的边缘区域，其中该片材的厚度从定位在第一片材的楔形边缘上的前边缘到该边缘区域的后边缘减小。在这里优选的是，从截面中看，第二片材的边缘在片材的平面中测量的不超过第二片材的最大厚度的四分之一的长度上逐渐变薄，优选地在第二片材的最大厚度的五分之一到二十分之一之间的长度上逐渐变薄。例如，该侧表面与第二片材的朝向第一片材的侧表面的前表面之间的角度在80°到89°之间，尤其是在86°到89°之间。然而，该侧表面并不必须设计为平面的，而是例如也可以是曲面的，或者可包含多个平面。在本专利技术的一个有利的改进方案中，提出了第一片材的楔形边缘的侧表面的宽度超过第一片材的厚度的两倍。例如，该侧表面的宽度可以是第一片材的厚度的两倍到四倍。由第一片材的楔形边缘形成的侧表面可以是平面，其与第一片材的后表面一起包围形成锐角，例如为在10°到30°之间的角，尤其是在15°到25°之间的角。然而，这种形状不是最佳的，因为在这种楔形的端部段中，较硬的材料的厚度与较软的材料的厚度之间的比值会越来越小，由此较硬的材料的变形会越来越小。因此，本专利技术的一个有利的改进方案提出了，在截面中，楔形边缘的厚度从楔形的开始点到尖端处的端部而减小，其中，端部段中的厚度比与该端部段相邻的主体段中的厚度在每单位长度上减小得更快。这例如可通过使第一片材的后表面与侧表面之间的边角钝化来实现。如截面中所示，楔形的尖端因此而钝化。第一片材的楔形边缘的侧表面可成形为弯曲表面。一种形成适当的侧表面的简单方式为通过多个平面来对其进行限定。例如，侧表面的主体段可由第一平面所限定，该第一平面与第一片材的后表面之间的角度在10°到30°之间，尤其是在15°到25°之间，而相邻的端部段可由陡峭的下降曲面所限定，或者由例如与第一片材的后表面之间的角度在25°到50°之间、尤其是在35°到45°之间的面所限定。有利的是，在与主体段相邻的区域中，端部段开始仅比主体段倾斜得略微更陡峭，例如其与第一片材的后表面之间的角度在35°到45°之间，并且仅在端部段的末端处，与片材的后表面之间具有更大的角度。在主体段中的楔形边缘的厚度优选地至少减小五分之三，例如减小60％到90％，尤其是减小70％到80％。例如，主体段的每条切线与片材的平面之间的角度均为30°或更小。另外，侧表面的端部段的切线与片材的平面之间的角度更大，例如为40°或更大。端部段的切线与片材的平面之间的角度优选地朝向楔形的尖端而增加，例如增加到35°或更大，优选地在35°到45°之间。在本专利技术的另一有利的改进方案中，第二片材在楔形边缘的厚度超过第一片材的最大厚度的一半、例如在第一片材的最大厚度的55％到90％之间、尤其是在70％到90％之间的位置处定位在第一片材的楔形边缘上。该位置由当两个片材平行定向时第一片材与第二片材接触的点或线所限定。出乎意料的是，并不希望将第二片材放置到第一片材的边缘上而使得片材厚度的一半在接触位置之前、一半在接触位置之后。如果第二片材定位成使得从接触位置到楔形边缘的尖端之间的距离大于从接触位置到楔形边缘的基部之间的距离，可得到更好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过金属片材制造交叠复合材料的方法，其中，/n使由第一金属制成的第一片材(1)和由第二金属制成的第二片材(2)在边缘区域中以交叠的方式彼此叠置，然后通过滚压连接在一起，所述第二金属的强度低于所述第一金属的强度，其中，/n所述第一片材(1)在截面中具有楔形边缘，由所述第一片材(1)的楔形边缘形成的侧表面(3)的宽度大于与所述第一片材(1)相连的所述第二片材(2)的边缘的侧表面(4)的宽度，/n其特征在于，/n所述第二片材(2)的边缘定位在所述第一片材(1)的由所述楔形边缘形成的倾斜的侧表面(3)上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170828 DE 102017119677.31.一种通过金属片材制造交叠复合材料的方法，其中，
使由第一金属制成的第一片材(1)和由第二金属制成的第二片材(2)在边缘区域中以交叠的方式彼此叠置，然后通过滚压连接在一起，所述第二金属的强度低于所述第一金属的强度，其中，
所述第一片材(1)在截面中具有楔形边缘，由所述第一片材(1)的楔形边缘形成的侧表面(3)的宽度大于与所述第一片材(1)相连的所述第二片材(2)的边缘的侧表面(4)的宽度，
其特征在于，
所述第二片材(2)的边缘定位在所述第一片材(1)的由所述楔形边缘形成的倾斜的侧表面(3)上。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述楔形边缘具有构成楔形边缘区域的宽度的主要部分的主体段，以及端部段，其中，所述主体段的厚度与所述端部段的厚度相比在每单位长度上减小得更慢。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述端部段的宽度在所述主体段的宽度的五分之一到二十分之一之间。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在截面中，所述主体段的每条切线与所述第一片材(1)的平面之间的角度(α1)不超过30°。


5.根据权利要求2到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述端部段的每条切线与所述第一片材(1)的平面之间的角度(γ1)小于90°，优选地在55°到80°之间。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由所述第一片材(1)的楔形边缘形成的侧表面(3)的宽度至少为定位在所述第一片材(1)的所述侧表面(3)上的所述第二片材(2)的边缘的侧表面(4)的宽度的两倍。


7...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·梅德乐，丹尼尔·辛德勒，勒胡·包，迈克尔·舒克哈德特，
申请(专利权)人：多杜科解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE