用于制造金属多层复合材料,尤其是带状多层复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及通过轧制包覆和轧制至少两次减薄厚层的方式生产多层复合材料，在多层复合材料上和/或在多层复合材料中具有薄金属层。薄金属层尽可能没有非金属杂质。层和金属体之间的界面几乎没有氧化物。在扩散退火之后产生的固溶体层可以在最终产品中有目的地以薄的方式形成。

【技术实现步骤摘要】
用于制造金属多层复合材料，尤其是带状多层复合材料的方法
本专利技术涉及多层复合材料，尤其是金属带状多层复合材料的制造，在这种金属带材-多层复合材料的正面和/或背面上或者在这种多层复合材料中具有至少一个厚度≤10μm的金属层。本专利技术采用包覆法，尤其是厚层包覆法替代目前常规的薄层包覆法，其中通过轧制包覆和轧制至少两次减薄至少一个层，尤其是与目前的方法相比的"厚"层来进行。依赖于生产方法，可能出现与具有随后的扩散退火法的目前的包覆方法相比更薄的固溶体层。
技术介绍
按照很多化学和物理方法制造金属层，尤其是金属物体上的所谓的薄金属层。所谓的薄层是在纳米范围或微米范围的层。在本专利技术的意义上的薄层优选是厚度小于10微米，优选在0.5～10微米范围内的那些。此类层(视其组成和表面轮廓而定)具有例如美学或者工业上的功能；其例如可以用来保护芯材。在相对厚的金属带材上制备薄金属层(层厚比为10:1及更小)基本上是现有技术中已知的技术。凡是在载体带材上产生薄金属表面层之处，均可按照当前的现有技术逐一和业已产生所述表面层作为薄层，尤其是在产生层的时间点就已具有期望的最终厚度的薄层。已知用于产生薄金属表面层的方法例如有a)电镀b)无电(化学)镀层c)热浸镀d)CVD/PVD。这些方法的区别在于可用所述方法产生的层的厚度以及在于所产生的层的性质和结构。这些包覆方法的缺陷是在已经接近最终尺寸的载体上进行包覆。因此要制作、净化、活化和包覆相应大小的表面。因此这些包覆方法复杂而且成本不菲。现有技术的缺点通过薄层包覆法，尤其是通过电镀制成的层并非没有孔隙。因此必须在一道附加工序中对经薄层包覆、尤其经电镀包覆的金属带材进行后轧制。芯材(也就是负载包层的金属带材的材料)比较容易沿着孔壁扩散透过覆盖层。取决于沉积的材料而定，为了得到一致的层，需要最低限度的厚度。在用镍进行电镀包覆的情况下，最低限度的厚度为约3μm。如果没有清除或还原氧化物，以及没有在保护气体下或者在真空中进行包覆，则用于包覆的金属带材具有连续的氧化层。由于该氧化层，在待包覆的金属带材和待镀覆的层之间产生接触电阻。如果将经包覆的金属带材用于传导电流，则必须消除该接触电阻。通过薄层包覆法，尤其是通过电镀制成的层对于后来的大幅度的形变而言没有足够的附着力。因此必须对经薄层包覆或电镀包覆的金属带材进行扩散退火，以便增强结合力。当随后例如通过深冲使得复合体变形时，这尤其是必然的。在退火时，氧化层本身保持完整，但是通常在待包覆的金属带材与待镀覆的层之间产生的扩散层中形成不期望的固溶体。这种由于扩散退火而产生的固溶体层消耗经镀覆的层的物质，并因此降低其保护功能。
技术实现思路
本专利技术的任务本专利技术的任务在于，研发一种在金属带材的正面和/或背面上和/或在金属带材中的金属层，尤其是所谓的薄金属层的制造方法。-通过该方法在包覆工艺过程中使得更少的表面氧化物和其它金属杂质夹带到复合体之中-通过该方法可以限制由于热处理产生的固溶体区域的厚度，和-该方法与薄层包覆法相比在经济上是有利的。解决途径所述任务根据本专利技术由此得以解决，在制造生产金属多层复合材料，尤其是带状金属多层复合材料的方法中，将厚度为40～750微米的、由至少一种第一金属构成的至少一种原始金属带材与由至少一种优选不同于第一金属的第二金属构成的至少一种另外的金属带材堆叠成多层叠堆，所述叠堆的总厚度在2mm～15mm的范围内，尤其在5～10mm范围内，和通过轧制包覆法使所述多层叠堆的各个层相互结合，然后在至少一个轧制轧道中通过轧制继续减薄所产生的多层复合材料。在此，在优选实施方式中通过轧制包覆和轧制在至少一个轧制轧道中将复合材料中的至少一种原始金属带材减薄至0.5～10微米厚度或者甚至更薄。本专利技术的主要方面在于，首先制造多层叠堆，其中将每个后来的薄层(小于10微米)首先各自以相对厚的层(大于10微米)与至少一种另外的金属带材堆叠在一起，尤其是其中所述的至少一种另外的金属带材与形成所述各个后来的薄层的原始金属带材相比厚至少10倍，优选100倍以上。这样的多层叠堆例如通过将多个金属带材合并在一起而产生，所述金属带材从各个带材卷筒上，尤其在回拉力或制动力作用下展开。这些金属带材中的至少一个形成至少一个以上所述的原始金属带材，而这些金属带材中的至少一个形成以上所述的另外的金属带材。对起初呈松散状态的多层叠堆进行轧制包覆，并在此第一次使厚度减薄，例如仅减薄结合所需的程度，例如减薄60％。由此产生多层复合材料，其与最初的多层叠堆相比已经降低了厚度，以及这时在至少一个轧制轧道中、任选地在多个轧制轧道中通过轧制将其继续减薄。因此，根据本专利技术进行至少两次厚度减薄，并且根据本专利技术这样进行，使得在根据本专利技术制成的多层复合材料中的至少一个原始金属带材具有小于等于10微米的厚度，尤其具有0.5微米～10微米的厚度。优选地，通过在轧制包覆之后的轧制在至少一个轧制轧道中实现至少50％的减薄率，更优选实现至少75％的减薄率，且特别优选实现至少85％的减薄率。因而，在本专利技术说明书中，多层叠堆表示在复合之前未结合的进入辊间隙之中的带材，和所述多层复合材料表示在辊间隙中结合之后的这些带材。多层叠堆的厚度应理解为多层叠堆的所有金属带材的总厚度。原始金属带材构成与另外的金属带材(例如芯带)结合的层材料。随着厚度减薄，减薄的多层复合材料的面积必然增大：例如当6mm厚度的带状多层复合材料被减薄96％时，面积就会变大25倍。当经过包覆和随后的轧制减薄的层的面积增大时，各个阶段的减薄度按照以下关系倍增：如果通过包覆将原始多层叠堆的厚度d减薄到0.4d，也就是使用0.6(～60％)的减薄度r，则所产生的多层复合材料的面积就会增大至2.5倍[1/(1-0.6)]。每次进一步减薄均产生"1-减薄度"的倒数的乘数。在继续减薄90％的情况下，则总减薄度为96％，因此总面积增大为原始面积的25倍。在根据本专利技术的生产具有根据本专利技术的"薄"层的多层复合材料时系统地利用了该效应。这由此实现，-尽可能高地选择至少一种另外的金属带材的厚度-在尽可能小的面积上进行贵的包覆过程，因为大面积的包覆相对昂贵。包覆应当通过轧制包覆法进行，因为轧制包覆是唯一的方法，其中在包覆时就已发生大幅度减薄，从而出现面积增大-将至少一个另外的金属带材和至少一个形成期望的层的原始金属带材一起减薄，从而不必以高的成本单独进行一个层的减薄-通过包覆和轧制进行减薄，使得面积相应增大，其中通常通过生产效率特别高的方法，即带材轧制实现主要的减薄。关于方法的经济性重要的是，可以在包覆之后立即采用高的速度(例如在使用四辊机座或者六辊机座时)和/或减薄度(例如在使用森吉米尔(Sendzimir)机座时)进行轧制。所提出的方法的效率和经济效应就在于这些效果的组合。尽管轧制包覆与产生薄层的更便宜方法相比是一种包覆单位面积较昂贵的方法，但是如果减薄系数以及因此通过减薄引起的包覆面积增大足够大的话，则与通过轧制减薄结合在经济上是有利的。上述方法的加工速度大致如下：方法速度米/分钟包覆10-30电镀120-200轧制达到1,000能够使根据本专利技术的方法经济的减薄系数通常使得中间退火成为必要，因此根据本专利技术可以计划所述中间退火，例如在轧制包覆之后进行扩散退火，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产金属多层复合材料尤其是带状多层复合材料的方法，其特征在于，将厚度为40微米至750微米的、由至少一种第一金属构成的至少一种原始金属带材与由至少一种各自优选不同于第一金属的第二金属构成的至少一种另外的金属带材堆叠成多层叠堆，所述叠堆的总厚度在2mm至15mm范围内，尤其在5至7mm范围内，和通过轧制包覆法使所述多层叠堆的各个层相互结合，然后在至少一个轧制轧道中通过轧制继续减薄所产生的多层复合材料，其中将复合材料中的至少一种原始金属带材减薄至各自0.5至10微米的厚度。

【技术特征摘要】
2012.05.07 DE 102012008816.71.生产金属带状多层复合材料的方法，其特征在于，将厚度为40微米至750微米的、由至少一种第一金属构成的至少一种原始金属带材与由至少一种各自不同于第一金属的第二金属构成的至少一种另外的金属带材堆叠成多层叠堆，所述叠堆的总厚度在2mm至15mm范围内，其中所述至少一种另外的金属带材与形成所述各个后来的薄层的原始金属带材相比厚至少10倍，和对起初呈松散状态的多层叠堆进行轧制包覆，并在此第一次使厚度减薄使所述多层叠堆的各个层相互结合所需的程度，然后在至少一个轧制轧道中通过轧制继续减薄所产生的多层复合材料，其中将复合材料中的至少一种原始金属带材减薄至各自0.5至10微米的厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叠堆的总厚度在在5至7mm范围内。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，轧制包覆过程包括用来改进多层复合材料层间附着力的扩散退火处理步骤，和通过在至少一个轧制轧道中轧制将原始金属带材和另一种金属带材之间产生的各扩散层的厚度减薄。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将由至少一种金属构成的至少一个单独的原始金属带材堆叠到单独的另外的金属带材的正面和/或背面上形成多层叠堆。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，另外的金属带材的厚度在5至10mm范围内，并且单个原始金属带材的厚度在另外的金属带材厚度的0.8-10％范围内。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一种原始金属带材是在其上或在其中包覆至少一种金属层的金属带材。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了避免磨损原始金属带材，通过另外的层保护所述原始金属带材，在包覆和进一步的轧制过程中通过磨损作用至少部分地去除所述的另外的层。8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了避免磨损多层堆叠的设置在外侧的原始金属带材，通过另外的层保护所述原始金属带材，在包覆和进一步的轧制过程中通过磨损作用至少部分地去除所述的另外的层。9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了避免磨损原始金属带材，通过另外的层保护所述原始金属带材，在包覆和进一步的轧制过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·施图斯，
申请(专利权)人：伯恩哈德·施图斯，
类型：发明
国别省市：