DE102012222739A1 - Method for manufacturing component composite for motor car applications, involves modifying contact surface of component by chemical or physical treatment or by coating before or after formation of surface structure - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen erfindungsgemäßen Bauteilverbund. The invention relates to a method for producing a component composite according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a composite component according to the invention.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass weitere Möglichkeiten zur Beeinflussung bzw. Veränderung der ersten Kontaktoberfläche angegeben werden, so dass diese gegenüber einer reinen Strukturierung mittels einer elektromagnetischen Strahlenquelle verbesserte Eigenschaften aufweist. Unter verbesserten Eigenschaften werden dabei insbesondere verbesserte Korrosionseigenschaften und/oder verbesserte Haftbedingungen zwischen den beiden Bauteilen bzw. zwischen den beiden Kontaktoberflächen verstanden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die erste Kontaktoberfläche am ersten Bauteil vor oder nach dem Ausbilden der Oberflächenstruktur durch eine chemische oder physikalische Behandlung, oder durch eine Beschichtung modifiziert wird. Im Gegensatz zum erwähnten Stand der Technik ist daher nicht erforderlich, beispielsweise ein bestimmtes Prozessgas während der Erzeugung der Oberflächenstruktur zu verwenden, um eine modifizierte Kontaktoberfläche auszubilden. Insbesondere soll die Modifikation der Oberfläche, an der die Oberflächenstruktur ausgebildet wird, vor oder nach der Ausbildung der Oberflächenstruktur stattfinden. Durch die zeitliche Entkopplung der Ausbildung der Oberflächenstruktur und der Oberflächenmodifikation lassen sich prozess- und herstellungstechnische Vorteile erzielen, die sich in einer verbesserten Haftung und/oder sonstigen verbesserten Eigenschaften, wie einer verbesserten Dichtheit oder einer besseren Korrosionsbeständigkeit äußern. Eine Veränderung der Oberfläche des ersten Bauteils vor dem Ausbilden der Oberflächenstruktur hat insbesondere den Vorteil, dass die Oberflächenstruktur hinsichtlich ihrer geometrischen Dimensionierung durch den chemischen oder physikalischen Behandlungsschritt in der Regel nicht beeinflusst wird. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Bearbeitung des Bauteils nach dem Ausbilden der Oberflächenstruktur erfolgt. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a method for producing a component composite according to the preamble of claim 1 such that further possibilities for influencing or changing the first contact surface are given, so that these compared to a pure structuring Having improved properties by means of an electromagnetic radiation source. In this context, improved properties are understood in particular to be improved corrosion properties and / or improved adhesion conditions between the two components or between the two contact surfaces. This object is achieved in a method for producing a component composite with the features of claim 1, characterized in that the first contact surface is modified on the first component before or after the formation of the surface structure by a chemical or physical treatment, or by a coating. In contrast to the cited prior art, therefore, it is not necessary, for example, to use a specific process gas during the generation of the surface structure in order to form a modified contact surface. In particular, the modification of the surface on which the surface structure is formed should take place before or after the formation of the surface structure. Due to the temporal decoupling of the formation of the surface structure and the surface modification process and manufacturing advantages can be achieved, which manifest themselves in improved adhesion and / or other improved properties, such as improved tightness or better corrosion resistance. A change in the surface of the first component before the formation of the surface structure has the particular advantage that the surface structure is generally not influenced by the chemical or physical treatment step with regard to its geometric dimensioning. Alternatively, however, it can also be provided that the machining of the component takes place after the formation of the surface structure.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Bauteilverbunds sind in den Unteransprüchen angeführt.Advantageous developments of the method according to the invention for producing a component composite are given in the subclaims.
In einer ersten konkreten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens wird vorgeschlagen, dass die erste Kontaktoberfläche durch Beizen behandelt wird. Durch das Beizen lässt sich insbesondere eine Korrosionsschutzoberfläche ausbilden. In der Praxis wird dabei nur mit stark verdünnten Beizlösungen gearbeitet, da durch das Beizen, für den bevorzugten Fall, dass das Beizen nach dem Ausbilden der Oberflächenstruktur erfolgt, die Nanostruktur der Oberflächenstruktur nicht zerstört werden soll. Beispielsweise können Aluminiumoberflächen durch Beizen in verdünnter Schwefelsäure durch Bildung von Al2O3 oder die Oberflächen von Kupferlegierungen durch Beizen mit Peroxodisulfat-Lösungen (Bildung von Cu2O) gegen Korrosion behandelt werden.In a first concrete embodiment of the manufacturing method according to the invention, it is proposed that the first contact surface is treated by pickling. By pickling can be formed in particular a corrosion protection surface. In practice, only highly diluted pickling solutions are used, since pickling, for the preferred case that pickling takes place after formation of the surface structure, is not intended to destroy the nanostructure of the surface structure. For example, aluminum surfaces can be treated by pickling in dilute sulfuric acid to form Al 2 O 3 or the surfaces of copper alloys by pickling with peroxodisulfate solutions (formation of Cu 2 O) against corrosion.
In alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass die Behandlung durch einen Adsorptions- oder Abscheidungsvorgang von Bestandteilen insbesondere einer Benetzungs- oder Haftvermittlersubstanz oder eines Korrosionsschutzmittels erfolgt. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass durch vom ersten Bauteil unterschiedliche Substanzen bzw. Materialien eine gezielte Beeinflussung der Eigenschaften der ersten Kontaktoberfläche erzielt wird. In an alternative or additional embodiment of the method according to the invention, it may be provided that the treatment is carried out by an adsorption or deposition process of constituents, in particular a wetting or adhesion promoter substance or a corrosion inhibitor. In other words, this means that a targeted influencing of the properties of the first contact surface is achieved by substances or materials different from the first component.
Das zweite Bauteil wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise durch Anspritzen eines verflüssigten Kunststoffs auf die Kontaktoberfläche des ersten Bauteils ausgebildet. The second component is in the context of the invention preferably by injection molding a liquefied plastic formed on the contact surface of the first component.
Die Erfindung umfasst auch einen Bauteilverbund unter Anwendung eines erfindungsgemäßen Herstellverfahrens. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in der modifizierten ersten Kontaktoberfläche durch einen Adsorptions- oder Abscheidungsvorgang eingelagerte oder abgeschiedene Bestandteile insbesondere einer Benetzungs- oder Haftvermittlersubstanz oder eines Korrosionsschutzmittels vorhanden sind.The invention also encompasses a component composite using a production method according to the invention. It is preferably provided that in the modified first contact surface by an adsorption or deposition process embedded or deposited components in particular a wetting or adhesion promoter substance or a corrosion inhibitor are present.
Bei der Ausbildung einer Korrosionsschutzoberfläche ist es bevorzugt, dass diese eine Dicke von einigen Nanometern aufweist. When forming a corrosion protection surface, it is preferred that it has a thickness of a few nanometers.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Kontaktoberfläche mit einer Beschichtung versehen ist. In diesem Fall ist die Beschichtung vorzugsweise auf der dem ersten Bauteil zugewandten Seite der ersten Kontaktoberfläche angeordnet, wobei die Dicke der Beschichtung geringer ist als die Dicke der Oberflächenstruktur. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass während der Ausbildung der Oberflächenstruktur die Dampf- oder Plasmaphase über der Oberfläche Elemente sowohl der Beschichtung als auch des ersten Bauteils enthält. Bei der Kondensation bildet sich eine neue ein- oder mehrphasige Oberflächenschicht mit einer Mikro-/Nanostruktur aus, die beispielsweise gegenüber eine unbeschichteten Oberfläche einen verbesserten Schutz gegen Korrosion aufweist. Je nach Substrat und Material der Beschichtung kann auf der Bauteiloberfläche eine Mikro-/Nanostruktur als Legierung, intermetallische Verbindung, Keramik, Glas oder Emaille gebildet werden. However, it can also be provided that the first contact surface is provided with a coating. In this case, the coating is preferably arranged on the side of the first contact surface facing the first component, the thickness of the coating being smaller than the thickness of the surface structure. Such a design has the advantage that during the formation of the surface structure, the vapor or plasma phase above the surface contains elements of both the coating and the first component. During the condensation, a new mono- or multiphase surface layer with a micro / nanostructure is formed which, for example, has improved protection against corrosion compared to an uncoated surface. Depending on the substrate and material of the coating, a micro / nanostructure can be formed on the component surface as an alloy, intermetallic compound, ceramic, glass or enamel.
In alternativer Ausgestaltung der Beschichtung kann es vorgesehen sein, dass die Beschichtung auf der dem ersten Bauteil zugewandten Seite der ersten Kontaktoberfläche angeordnet ist, und dass die Dicke der Beschichtung größer ist als die Dicke der Oberflächenstruktur. In diesem Fall bleibt nach der Ausbildung der Oberflächenstruktur die Oberfläche des unterhalb der Beschichtung angeordneten ersten Bauteils unverändert bzw. unbeeinflusst. Auf diese Weise bleibt beispielsweise bei vernickelten Kupferwerkstoffen die Korrosionsbeständigkeit erhalten. Die zweite Kontaktoberfläche (des zweiten Bauteils) haftet nach dem Überspritzen auf der Oberflächenstruktur des Nickels und dieses wiederum auf dem Kupferwerkstoff. In an alternative embodiment of the coating, it can be provided that the coating is arranged on the side of the first contact surface facing the first component, and that the thickness of the coating is greater than the thickness of the surface structure. In this case, after the formation of the surface structure, the surface of the first component arranged below the coating remains unchanged or unaffected. In this way, for example, the corrosion resistance is retained in nickel-plated copper materials. The second contact surface (of the second component) adheres after overmolding on the surface structure of the nickel and this in turn on the copper material.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in: This shows in:
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.
In der
Wie eine derartige Oberflächenstruktur
Das zweite Bauteil
Erfindungswesentlich ist, dass die erste Kontaktoberfläche
Hierzu wird auf die
Es kann auch vorgesehen sein, dass auf das erste Bauteil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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