CN101952114B - 由具有最优化的涂装附着性的钢构成的多层式复合件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多层式复合件(1)，其包括多个相互连接的钢合金层(2、3、4、5、6)，具有至少一个由软的、能良好变形的钢合金构成的核心层(2)以及至少一个设置在所述核心层上的、由超高强度的钢合金构成的钢合金层(3、4)。提供一种特征同时在于高的强度以及非常良好的外表面质量和非常良好的涂装附着性的多层式复合件的目的这样实现，即在超高强度的钢合金层上设有至少一个由软的、能良好变形的钢合金构成的外部的钢合金层(5、6)，并且总厚度最大为2.0mm，其中，所述核心层的厚度至少等于所述复合件的总厚度的30％。所述核心层可由DC03型钢构成，超高强度的层可由马氏体钢构成并且外部的层可由HX160YD品质的IF钢构成。

Description

由具有最优化的涂装附着性的钢构成的多层式复合件
技术领域
本发明涉及一种多层式复合件。此外，本发明还涉及一种由所述复合件制造的构件。
背景技术
为了创造钢或钢合金的其他的应用可能性，对板材、半成品和构件提出越来越高的要求。然而，板材的由此产生的各特性越来越相互矛盾。例如，由于板材厚度减小和重量降低，要求使用较高和超高强度的钢。然而，它们具有差的可成型性并且通常也具有降低的表面质量，使得它们不可能用作涂装的外表面部件。例如由德国专利文献DE10 2005 006 606已知一种用于电镀钢带的方法，以得到钢带的特定的、借助唯一的材料不能得到的特性组合。通过由超高强度的钢合金构成的抗磨损的外部的层与由软的、能良好变形的钢合金构成的核心层的组合可以实现如此制造的复合件的良好的抗磨损性以及良好的可变形性。但该已知的电镀的钢板部分地不满足车辆构造中的要求。例如，除了非常高的强度值外，用作外表面的半成品或构件在成型之后还必须具有非常良好的表面特性和非常良好的涂装附着性。虽然可以借助超高强度的钢得到高的强度值，但这些钢的表面特性在变型之后不是最佳的。
发明内容
由此出发，本发明的目的在于，提供一种多层式复合件，该复合件的特征同时在于高的强度以及非常良好的外表面质量和非常良好的涂装附着性。此外，本发明的目的还在于，提出一种由所述复合件制造的构件。
根据本发明的第一教导，以上所述的目的通过同类型的复合件这样来实现，即，所述多层式复合件包括多个相互连接的钢合金层，具有至少一个核心层、至少一个设置在所述核心层上的、由超高强度的钢合金构成的钢合金层和至少一个在超高强度的钢合金层上的外部的钢合金层，其特征在于，所述核心层由软的、能良好变形的钢合金构成，所述外部的钢合金层由软的、能良好变形的钢合金构成，并且总厚度最大为2.0mm，其中，所述核心层的厚度至少等于所述复合件的总厚度的30％。
内部的核心层连同设置在该核心层上的由超高强度的钢合金构成的层一方面引起良好的成型特性，另一方面引起即使在厚度小的情况下也非常高的强度值。
现在，所述至少一个由软的、能良好变形的钢合金构成的外部的层确保复合件的外部的层的表面质量得以改善，因为软的、能良好变形的钢合金相对于超高强度的钢合金通常具有更好的表面质量。因此，根据本发明的多层式复合件可理想地适合于用作机动车构造中的外表面部件，因为它一方面由于超高强度的钢合金层而具有必需的强度，另一方面通过由软的、能良好变形的钢合金构成的外部的层使得表面质量能最优化。软的、能良好变形的钢合金的特征例如在于，其屈服极限低于300MPa并且同时断裂延伸率A80＞20％。作为超高强度的钢合金尤其指屈服极限高于300MPa的钢合金，其断裂延伸率A80＜35％。
依照根据本发明的复合件的第一构型，在核心层的两侧上设置有至少一个超高强度的层，其中优选在两个超高强度的层上设有由软的、能良好变形的钢合金构成的外部的层。首先，带有在两侧的由超高强度的钢合金构成的层的、由软的能良好变形的钢合金构成的核心层的嵌入使得可显著地提高复合件的强度。此外，如果在两个超高强度的层上设置由软的、能良好变形的钢合金构成的外部的层，则可以在非常高的强度值的情况下同时使复合件的弯曲性能和表面质量最优化。在复合件的各钢合金层的该布置结构中特别有利的是，超高强度的钢合金层不设置在外部的层中，从而可以避免临界的弯曲半径。
超高强度的钢合金的碳含量优选最高为1.0重量％、特别优选最高为0.25重量％。高于1.0重量％的碳含量会使超高强度的钢合金层变脆，从而限制其可成型性。因为随着碳含量的增加，变形力几乎正比地增大，所以根据一特别优选的实施形式超高强度的钢合金层具有最高为0.25重量％的碳含量。对于根据本发明的复合件的成型必需的、减小的变形力允许经济地加工和制造成型的复合件。
根据本发明的另一构型，可这样提供经济的复合件，即核心层的厚度至少等于复合件的总厚度的30％，因为对于软的、能良好变形的核心层可使用经济的钢合金。
依照根据本发明的复合件的下一个有利的构型，这样实现良好的可变形性以及同时非常良好的强度，即核心层的厚度最多等于复合件的总厚度的80％。复合件的强度值原则上可通过超高强度的钢合金层的厚度来调节。
由于根据本发明的复合件的在可变形性和可达到的强度值方面非常良好的特性，有利的是，总厚度最大为2.0mm、尤其是最大为1.0mm、优选最大为0.7mm。根据对可变形性和强度的要求，可以借助根据本发明的复合件显著地减轻重量，而无需忍受在所期望的强度特性和变形特性方面的损失。因此，具有所述总厚度的根据本发明的复合件尤其是非常好地适合于轻质结构方案。
如果依照根据本发明的复合件的下一个构型复合件的层结构关于核心层对称，则根据本发明的复合件在成型时表现得如同单层的板材一样。但也可以想到设置非对称的层结构，以便例如使复合件有针对性地匹配于用于相应应用目的的应力负荷状态。
依照根据本发明的复合件的下一个构型，复合件具有金属的和/或有机的涂层。所述涂层例如可以设置在一侧或者两侧。复合件例如可以是热镀锌的或者是电镀锌的。但也可以使用铝基涂层以及可使用漆作为涂层。根据本发明的复合件由于软的外部的钢合金层能实现具有良好表面特性的非常好的涂层。
根据本发明的第二教导，以上所述的目的借助由根据本发明的复合件通过复合件的成型制造的构件来实现。关于根据本发明的构件的优点参考对根据本发明的复合件的优点的描述。
依照根据本发明的构件的第一构型，该构件是机动车的结构构件或者外表面部件。如上所述，由根据本发明的复合件制造的构件在成型之后也将高的强度值与同时良好的表面特性相结合。就此而言，由于所制造的构件的出色的表面质量，该构件可特别好地用作外表面部件以及例如事后被涂装。因此在应用中产生非常良好的外部的涂装层。由于良好的可变形性以及非常高的强度值，该构件还优选是结构构件，例如侧面碰撞支撑、B柱、座椅横向支撑或底板。所有所述的结构构件在高强度特性的情况下要求在重量小时的良好的可变形性。根据本发明的构件可以毫无问题地满足这些要求。
在此，存在多种可能性来设计和改进根据本发明的多层式、复合件和根据本发明的构件。对此，还参考结合附图对实施例的说明。
附图说明
在附图中：
图1示出根据本发明的复合件的一个实施例的横剖视图，以及
图2示出示意性示出屈服极限在根据本发明的复合件的横剖面上的分布(Verlauf)。
具体实施方式
图1现在以横剖视图示出根据本发明的多层式复合件1的一个实施例，该复合件具有一个核心层2和设置在核心层上的、由超高强度的合金构成的层3、4以及外部的层5、6。
如已经所述的，核心层2由厚度例如为0.25mm的、软的、能良好变形的钢合金层构成。尤其是可以将例如屈服极限小于260MPa以及断裂延伸率A80＞30％的、所有能良好深冲的和经济的钢合金用于核心层。这些钢合金是特别经济的。例如，可以将屈服极限为160MPa并且断裂延伸率A80大于50％的、DC03型钢合金用于核心层2。然而，所述软的、能良好变形的钢合金仅仅是可用于根据本发明的复合件的核心层2的钢合金的一个例子。
在软的、能良好变形的核心层2两侧设置有超高强度的钢合金层3、4。这些钢合金层例如可以由屈服极限约为900MPa并且断裂延伸率约为5％的、根据标准prEN10036HDT1200M的马氏体钢构成。在根据本发明的复合件1的本实施例中，超高强度的钢合金层3、4的厚度为0.075mm。由于极其高的强度特性，超高强度的钢合金层3、4的厚度基本上决定根据本发明的复合件的强度特性。外部的钢合金层5、6又优选由HX160YD品质(根据EN标准)的微合金化IF钢构成，该IF钢具有特别良好的屈服特性和深冲特性，并且同时能被良好地镀锌和/或涂装。在本实施例中，外部的钢合金层具有0.05mm的厚度，其中，其屈服极限为120MPa以及断裂延伸率(A80)约为38％。根据本发明的复合件1的该实施例的总厚度就此而言为0.5mm，其中核心层比例为50％。本实施例的结构关于核心层2对称。但该结构根据应用的要求也可以是非对称的。根据本发明的复合件的、在图1中所示的实施例尤其适合用于制造机动车的外表面部件，因为它尤其是也具有特别良好的抗翘曲强度。
现在在图2中定性地在复合件1的厚度上标出各个钢合金层的相应的屈服极限2’、3’、4’、5’和6’。可以清楚地看出，超高强度的钢合金层3、4具有非常高的屈服极限3’、4’，从而所示实施例的复合件总体上具有高于300MPa的有效的屈服极限，同时在总厚度上具有良好的能变形性。

Claims (11)

1.多层式复合件(1)，该复合件包括多个相互连接的钢合金层(2、3、4、5、6)，具有至少一个核心层(2)、至少一个设置在所述核心层上的、由超高强度的钢合金构成的钢合金层(3、4)和至少一个在超高强度的钢合金层上的外部的钢合金层(5、6)，其特征在于，所述核心层(2)由软的、能良好变形的钢合金构成，所述外部的钢合金层(5、6)由软的、能良好变形的钢合金构成，并且总厚度最大为2.0mm，其中，所述核心层的厚度至少等于所述复合件的总厚度的30％。
2.根据权利要求1所述的复合件，其特征在于，在所述核心层(2)的两侧上设置有至少一个超高强度的钢合金层(3、4)，其中在两个超高强度的钢合金层(3、4)上设有由软的、能良好变形的钢合金构成的外部的钢合金层(5、6)。
3.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述超高强度的钢合金的碳含量最高为1.0重量％。
4.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述核心层(2)的厚度最多等于所述复合件的总厚度的80％。
5.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述总厚度最大为1.0mm。
6.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述复合件(1)的层结构关于所述核心层对称。
7.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述复合件(1)具有金属的和/或有机的涂层。
8.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述超高强度的钢合金的碳含量最高为0.25重量％。
9.根据权利要求1或2所述的复合件，其特征在于，所述总厚度最大为0.7mm。
10.由根据权利要求1至9中任一项所述的复合件通过所述复合件的成型制造的构件。
11.根据权利要求10所述的构件，其特征在于，所述构件是机动车的结构构件或者外表面部件。
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