DE102004010763A1 - composite component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil, das eine Blechstruktur (4) aufweist, um die zumindest teilweise eine Leichtmetallstruktur (6) umgossen ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Blechstruktur (4) in einem Umgussbereich (8) mit der Leichtmetallstruktur (6) eine Eisenaluminid aufweisende Grundschicht (10) umfasst. Ferner ist diese Grundschicht (10) mit einer weiteren aluminiumhaltigen Zwischenschicht (12) versehen, die eine Haftschicht zur umgegossenen Leichtmetallschicht (6) bildet.The invention relates to a composite component which has a sheet-metal structure (4) around which at least partially a light-metal structure (6) is encapsulated. The invention is characterized in that the sheet metal structure (4) in an encapsulation region (8) with the light metal structure (6) comprises a base layer (10) comprising iron aluminide. Furthermore, this base layer (10) is provided with a further aluminum-containing intermediate layer (12), which forms an adhesive layer to the recast light metal layer (6).
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbundbauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das eine Blechstruktur und eine Leichtmetallstruktur umfasst.The The invention relates to a composite component according to the preamble of Claim 1, which has a sheet metal structure and a light metal structure includes.
Moderne Leichtbaustrukturen insbesondere im Automobilbau erfordern es bisweilen, dass zur Befriedigung der höchsten Festigkeitsanforderungen in Verbindung mit einer maß-gebenden Gewichtsreduzierung eines Bauteils, Bauteilverbunde eingesetzt werden. Hierbei ist eine Vielzahl von verschiedenen Materialpaarungen denkbar und zweckmäßig.modern Lightweight structures, especially in the automotive industry, sometimes require that to the satisfaction of the highest Strength requirements in conjunction with a definitive Weight reduction of a component, component composites are used. Here, a variety of different material combinations is conceivable and appropriate.
Die
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verbundbauteil darzustellen, das eine Blechstruktur umfasst, an die eine Leichtmetallstruktur angegossen ist, wobei die Anbindung zwi schen der Leichtmetallstruktur und der Blechstruktur gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden soll.The The object of the invention is to represent a composite component, which comprises a sheet metal structure to which a light metal structure is cast, the connection between tween the light metal structure and the sheet metal structure opposite to be improved in the prior art.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verbundbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution The task consists in a composite component with the features of Patent claim 1.
Das Verbundbauteil nach Anspruch 1 weist eine Blech-struktur auf, an die eine Leichtmetallstruktur angegossen ist, so dass die Leichtmetallstruktur die Blechstruktur zumindest teilweise umschließt, wobei die Blechstruktur in einem Umgussbereich mit der Leichtmetallstruktur eine Grundschicht aufweist, die ein Eisenaluminid umfasst. Das Einsenaluminid ist eine intermetallische Phase zwischen Eisen und Aluminium und lässt sich ganz allgemein durch die chemische Bezeichnung FexAly beschreiben.The composite component according to claim 1 has a sheet-metal structure, to which a light metal structure is cast, so that the light metal structure at least partially surrounds the sheet metal structure, wherein the sheet metal structure has in a Umgussbereich with the light metal structure a base layer comprising an iron aluminide. The one-side aluminide is an intermetallic phase between iron and aluminum and can generally be described by the chemical name Fe x Al y .
Auf diese Grundschicht ist wiederum eine aluminiumhaltige Zwischenschicht aufgebracht, die wiederum eine Haftschicht zu der hierauf umgossenen Leichtmetallstruktur bildet.On This base layer is again an aluminum-containing intermediate layer applied, which in turn is an adhesive layer to the encapsulated thereon Alloy structure forms.
Der erfindungsgemäße Aufbau von Schichten zwischen der Blechstruktur und der Leichtmetallstruktur führt zu einer guten Anbindung zwischen der Gussstruktur und der Blechstruktur. Die Eisenaluminid aufweisende Grundschicht wirkt hierbei haftvermittelnd zur darauf folgenden aluminiumhaltigen Zwischenschicht, wobei diese aluminiumhaltige Zwischenschicht wiederum haftvermittelnd zur Leichtmetallstruktur wirkt.Of the inventive structure of layers between the sheet metal structure and the light metal structure leads to a good connection between the cast structure and the sheet metal structure. The primer layer containing iron aluminides acts to promote adhesion to the subsequent aluminum-containing intermediate layer, these aluminum-containing intermediate layer in turn adhesion-promoting to the light metal structure acts.
Unter einer Blechstruktur wird hierbei eine kalt oder warm gewalzte, eine rollprofilierte oder eine stranggepresste Metallstruktur verstanden. Die Metallstruktur kann sowohl offen als auch geschlossen ausgestaltet sein. Die Blechstruktur kann grundsätzlich als Stahlblech, als Aluminiumblech oder auch als Magnesiumblech ausgestaltet sein.Under a sheet metal structure here is a cold or hot rolled, a roll-profiled or an extruded metal structure understood. The metal structure can be designed both open and closed be. The sheet metal structure can basically be used as sheet steel, as Aluminum sheet or designed as magnesium sheet.
Das Angießen der Leichtmetallstruktur an die Blechstruktur kann grundsätzlich durch alle gängigen Gießverfahren erfolgen. Eine gute Verbindung zwischen der Blechstruktur und der Leichtmetallstruktur stellt sich bei der Anwendung eines Druckgussverfahrens ein. Unter Druckguss wird hierbei jegliches Gießverfahren von Leichtmetallen verstanden, bei den unter erhöhtem Druck flüssiges Gießmetall in eine Gießform gepresst wird. Hierunter fallen der klassische Druckguss, das Squeeze-Casting, Thixocasting oder der Niederdruckguss.The Pour the light metal structure to the sheet metal structure can in principle all common ones casting process respectively. A good connection between the sheet metal structure and the Alloy structure arises in the application of a die-casting process one. Under pressure casting here is any casting of light metals understood, among those under increased Pressure liquid casting metal in a mold is pressed. These include classic die casting, squeeze casting, thixocasting or low pressure casting.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist eine Oberfläche der Blechstruktur in. einem Grenzbereich mit dem Umgussbereich einer Isolierungsschicht auf. Diese Isolierungsschicht ist so ausgestaltet, dass sie in Form eines Streifens entlang des Grenzbereiches zwischen der Blechstruktur und der Umgussstruktur verläuft und entlang dieses Verlaufes teilweise von der Leichtmetallstruktur überdeckt ist. Die Isolierungsschicht stellt an einer äußeren Oberfläche eine Isolierung zwischen der Blechstruktur und der Leichtmetallstruktur dar und verhindert so eine Kontaktkorrosion zwischen den beiden Strukturen, die in der Regel aus unterschiedlichen Metallen bestehen und somit ein unterschiedliches elektrochemisches Potenzial aufweisen.In an embodiment of the invention has a surface of the Sheet metal structure in. A border area with the Umgussbereich a Insulation layer on. This insulation layer is designed that they are in the form of a strip along the border area between the sheet metal structure and the Umgussstruktur runs and along this course partially covered by the light metal structure. The insulation layer makes one on an outer surface Insulation between the sheet metal structure and the light metal structure and thus prevents contact corrosion between the two structures, which usually consist of different metals and thus have a different electrochemical potential.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Eisenaluminid aufweisende Grundschicht relativ dünn ist. Sie sollte dünner als 50 μm sein, da sie sonst versprödet und zum Abplatzen neigt. Besonders bevorzugt ist die Eisenaluminid aufweisende Grundschicht dünner als 10 μm.It has proved to be advantageous when the Eisenaluminid having primer layer is relatively thin. She should be thinner than Be 50 μm, otherwise it will embrittle you and tends to flake off. Particularly preferred is the iron aluminide having thinner base layer thinner than 10 μm.
Es hat sich ergeben, dass die aluminiumhaltige Zwischenschicht in Form einer Aluminium-Zinn- und/oder einer Alumini um-Zink-Legierung ausgestaltet ist. Hierbei kann die Aluminium-Zinn- beziehungsweise Aluminium-Zink-Legierung gegebenenfalls weitere zweckmäßige Legierungselemente umfassen. Derartige Legierungen sind besonders gut haftvermittelnd und korrosionshemmend.It has shown that the aluminum-containing intermediate layer in the form an aluminum-tin and / or an aluminum um-zinc alloy designed is. Here, the aluminum-tin or aluminum-zinc alloy optionally further appropriate alloying elements include. Such alloys are particularly good adhesion and corrosion inhibiting.
Zur weiteren Verbesserung der Haftung zwischen der aluminiumhaltigen Zwischenschicht und der Leichtmetallstruktur hat es sich ergeben, dass eine Aufrauung der aluminiumhaltigen Zwischenschicht geeignet ist. Diese Aufrauung kann durch eine mechanische oder chemische Behandlung erfolgen.To further improve the adhesion between the aluminum-containing intermediate layer and The light metal structure has shown that a roughening of the aluminum-containing intermediate layer is suitable. This roughening can be done by a mechanical or chemical treatment.
Das Verbundbauteil kann in vielerlei Gestalt Anwendung finden. Einerseits können Karosseriebauteile einer Fahrzeugkarosserie in Form des erfindungsgemäßen Bauteiles ausgestaltet werden, ferner können Tragrahmenstrukturen beispielsweise ein Integralträger oder Aggregatestrukturen wie eine Ölwanne durch das Verbundbauteil dargestellt sein.The Composite component can be found in many forms application. On the one hand can Body parts of a vehicle body in the form of the component according to the invention can be configured, furthermore Support frame structures, for example, an integral support or Aggregate structures like an oil pan be represented by the composite component.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind anhand der folgenden Figuren näher beschrieben.advantageous Embodiments of the invention are based on the following figures described in more detail.
Dabei zeigen:there demonstrate:
In
Die
Die
Zwischenschicht
In
einem Grenzbereich
In
Zur
Herstellung eines Verbundbauteils
In
einem weiteren Verfahrensschritt kann die Oberfläche der Zwischenschicht
Im
Weiteren wird nun im Grenzbereich
Anschließend wird
die so präparierte
Blechstruktur in ein Druckgießwerkzeug
In
einem Formhohlraum
Dadurch,
dass die Zwischenschicht
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