EP3218142A1 - Verbundwerkstoff, verbundwerkstoffprodukt, verfahren zu deren herstellung und verwendungen dafür - Google Patents

Verbundwerkstoff, verbundwerkstoffprodukt, verfahren zu deren herstellung und verwendungen dafür

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EP3218142A1
EP3218142A1 EP15794835.7A EP15794835A EP3218142A1 EP 3218142 A1 EP3218142 A1 EP 3218142A1 EP 15794835 A EP15794835 A EP 15794835A EP 3218142 A1 EP3218142 A1 EP 3218142A1
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EP
European Patent Office
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metal substrate
composite material
aluminum
aluminum support
plating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15794835.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Klauke
Matthias Mann
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3218142A1 publication Critical patent/EP3218142A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24—Chemical after-treatment
    • C25D11/246—Chemical after-treatment for sealing layers

Definitions

  • the invention relates to a composite material, a composite product, a process for its production and uses thereof.
  • the invention relates to composite materials, in particular layered composite materials, with visually appealing, in particular decorative surfaces, for example for the construction sector, vehicle construction or shipbuilding.
  • Plastics or in the form of metals such as e.g. Aluminum and various steel substrates known.
  • the above-mentioned materials are either sawn, ground and polished, glazed and fired or organic coated or pigmented or anodized or anodized or depending on the choice of the substrate
  • electrochemical / electroplated or coated by physical or chemical vapor deposition are also left in their natural appearance and thus processed completely untreated, such as partially. in the case of stainless steel.
  • Vehicle and shipbuilding industry requires materials that combine as many as possible, preferably all of the following properties:
  • the material surface and the material edges are both a
  • the surface of the material should be colorful in color almost unlimited.
  • the material surface should be scratch-resistant, have durable anti-graffiti or easy-to-clean properties and / or absolute
  • Colored surfaces should be permanently UV and weather resistant.
  • the material should be largely inorganic and, in particular, non-flammable or, in the event of fire, also not to
  • the material should be easy to shape and process mechanically.
  • the material should have a sufficiently high bending and buckling rigidity and a sufficiently high buckling strength and should be included
  • the material should be resistant to temperatures well above 1,000 ° C in case of fire.
  • JP S64-21094 and JP HOl-156496 various methods are known in which an aluminum layer is produced by growth on a steel substrate, which is then anodized. With these methods, however, the desired optical surface quality can not be achieved.
  • the object of the present invention is to provide a material, a material product and a method for their preparation for
  • This object is achieved by a method for producing a composite material or composite product, in which a
  • Aluminum overlay is connected by plating, gluing and / or surface soldering with a metal substrate and in which the aluminum support connected to the metal substrate is anodized.
  • the above-mentioned object is at least partially solved by a composite material, in particular produced by the method described above, with a metal substrate and with an aluminum support connected to the metal substrate by plating, gluing and / or surface soldering, in particular after bonding aluminum edition.
  • the above object is achieved according to the invention at least partially by a composite product, in particular in the form of a structural and / or cladding element, from the composite material described above.
  • a composite product is understood to be a product produced from the described composite material, the structure and shape of which are preferably adapted to the intended intended use.
  • the composite product may in particular be a structural element and / or a cladding element, in particular for the construction sector, vehicle construction or shipbuilding.
  • the composite material or the composite product in the form of a flat product, for example as a tape or sheet metal before.
  • the metal substrate may in particular be a sheet or a strip.
  • the metal substrate is made of metal, preferably one
  • the aluminum support may be, for example, an aluminum foil or an aluminum tape.
  • the aluminum overlay can be bonded to the metal substrate by plating.
  • plating means that the aluminum support and the metal substrate are joined together by pressure and / or temperature influence, for which purpose the aluminum support and possibly the metal substrate are first cleaned, the aluminum support and the metal substrate (and possibly further layers) become arranged flat on top of each other and then become one
  • the metal substrate and the aluminum support arranged thereon are joined together by pressure, for example by means of a pressing or rolling process (so-called roll-plating) and / or by the influence of temperature, for example in a heated press or in an oven connected.
  • pressure for example by means of a pressing or rolling process (so-called roll-plating) and / or by the influence of temperature, for example in a heated press or in an oven connected.
  • Temperature influence can be simultaneous, e.g. in a heated press or with heated rolls, or also successively, e.g. when annealing after a plating rolling.
  • the aluminum overlay can be placed directly on the metal substrate.
  • further layers may also be arranged between the aluminum support and the metal substrate.
  • the metal substrate may first be coated or plated with an intermediate layer before the aluminum overlay is plated.
  • such an interposer and the aluminum overlay may be plated onto the metal substrate in a single plating step. After plating, there is a two- or multilayer composite material.
  • the aluminum overlay can be bonded to the metal by gluing.
  • Aluminum layer applied an adhesive layer and then the aluminum overlay are connected by means of the adhesive layer with the metal substrate.
  • the aluminum overlay can be bonded to the metal substrate by area soldering (solder cladding).
  • solder for example, a solder, in particular a solder foil, a brazing sheet or strip or a solder paste, can be arranged flatly between the aluminum support and the metal substrate. By heating to a temperature above the melting temperature of the solder, the solder can be softened, so that it connects the aluminum support and the metal substrate during re-solidification.
  • the gluing or surface soldering of the aluminum support to the metal substrate has the advantage over plating that these connection methods are cheaper and easier to perform. Furthermore, these are
  • Joining method especially for aluminum overlays of pure Al, in particular with an Al content of at least 99.5 wt .-% advantageous because the plating, in particular annealing after a (roll) cladding can be difficult.
  • Plating the aluminum overlay on the metal substrate is opposite to one
  • the metal substrate can be connected to one or both sides by plating, gluing and / or surface soldering with an aluminum layer.
  • the uncovered metal substrate and possibly also the open side edges of the metal substrate are correspondingly protected against destruction or damage during the anodic oxidation, for example by lacquer, foil or other coverings.
  • Aluminum pad are preferably protected according to the open side edges of the metal substrate.
  • Aluminum pad anodized.
  • the aluminum coating on the anodization which is also referred to as anodic oxidation or anodization, the aluminum coating on the
  • the aluminum support is through
  • Plating connected to the metal substrate, wherein the plating comprises a heat treatment, in particular a diffusion annealing.
  • Heat treatment step for plating can be saved.
  • the plating may include roll cladding and a subsequent heat treatment such as diffusion annealing.
  • a diffusion annealing or homogenization annealing is a diffusion annealing or homogenization annealing.
  • Glow time is maintained at a predetermined annealing temperature
  • the particular glow time or annealing temperature to be selected depends on the particular composition of the metal substrate. However, the diffusion annealing as such is generally known to the person skilled in the art, so that at this point no further explanation is required.
  • the composite material or the composite product, the metal substrate is made of steel, preferably of carbon steel.
  • steel is a relatively inexpensive material, especially unalloyed carbon steel, also referred to as carbon steel or carbon steel.
  • Composite materials are produced, for example, which are particularly suitable for the construction sector or for maritime applications.
  • composite materials can be produced in this way, which satisfy the relevant approval regulations, in particular IM02010 FTP code parts 1, 2 & 3 for the maritime sector (particularly stringent requirements) and / or DIN 4102, fire protection classes A to A2 for the construction sector.
  • composite materials of fire-refined and organically coated steel have the particular disadvantage that they do not fully meet the requirements for non-combustibility according to IMO2010 FTP Code Parts 1, 2 and 3 due to their organic constituents. Furthermore, such tend
  • the composite material or the composite product, the aluminum overlay consists of a
  • Metal band in particular a steel band, and as an aluminum support
  • Composite product is an anodized (or anodized) surface of the aluminum support colored and / or sealed.
  • Anodized aluminum surfaces can be uniformly colored, so that the visual appearance of the
  • Composite material can be adjusted as needed. As an additional protection of the surface or the applied ink layer, the anodized
  • Aluminum surface to be sealed in particular with a heat seal in which the anodized surface is sealed in hot water.
  • the color pigments possibly introduced into the oxide layer are likewise fixed.
  • another lacquer preferably an inorganic lacquer based on sol-gel, can be applied.
  • the coloring of the anodized aluminum surface can also be advantageously achieved by infiltration and subsequent sealing.
  • the metal substrate with the associated aluminum overlay is shaped before the anodization of the aluminum overlay, in particular into the target shape of the composite material to be produced or of the composite product to be produced. Forming before the anodizing can prevent the ceramic aluminum oxide layer formed during the anodization from being damaged during forming by cracks.
  • Anti-corrosion layer may be used in particular zinc, a zinc alloy, magnesium or a magnesium alloy.
  • corrosion protection layer corrosion protection, in particular at the edges of the composite material or composite product, in breakthroughs or damage to the
  • Aluminum pad can be achieved.
  • For the corrosion protection layer is aluminum pad.
  • the corrosion protection layer can optionally serve as a flat solder at the same time.
  • low-melting solder material for example, based on tin, preferably zinc-tin-based used, whereby also the previously described cathodic edge protection can be achieved.
  • a flux can be applied before the plating.
  • the above object is further achieved according to the invention at least partially by the use of the composite material described above or an embodiment of the composite material as a cladding element in the construction sector, in vehicle construction or shipbuilding.
  • the composite materials described above or the composite products produced from these composite materials combine those for them
  • Fig. 1 shows an embodiment of the method for producing a
  • Fig. 1 shows an embodiment of the method for producing a
  • a first step 2 an aluminum support 4 is connected to a metal substrate 6.
  • the bonding can be done by plating, gluing and / or surface soldering.
  • Fig. 1 shows an example of a connection by plating.
  • the aluminum support 4 is arranged on the metal substrate 6 in a first partial step 8.
  • a first partial step 8 between the aluminum support 4 and the metal substrate 6 in addition a
  • Corrosion protection layer 10 of a zinc, aluminum or magnesium alloy arranged.
  • the resulting sandwich structure 12 is then first roll-bonded in a second partial step 13 by means of rollers 14 and then subjected to a heat treatment in a third sub-step 15, so that the individual layers of the sandwich structure 12 are combined by pressure and temperature effect as a result to form a coherent composite material 16 ,
  • the heat treatment in the third partial step 15 may be, for example, a
  • Electrolytic 22 is the surface facing away from the metal substrate 6
  • Alumina layer 26 forms. In this way, a composite material 16 can be produced, which has on the one hand by the metal substrate 6 on good mechanical properties and on the other hand on the connected to the metal substrate 6 and anodized aluminum support 4 on a durable surface with attractive appearance.
  • the anodized surface of the aluminum support 4 can easily be colored.
  • the composite material 16 can be converted if necessary in an intermediate step 28.
  • Embodiments of the composite material or composite product which can be produced in particular with the method shown in Fig. 1.
  • Composites 40, 42, 44 and 46 are shown in Figures 2a-d, each in the form of a multilayer tape or sheet.
  • composite products may also be in other forms, in particular as formed strip or sheet.
  • the composite material 40 in FIG. 2 a comprises a metal substrate 50 made of carbon steel and an aluminum support 52 made of aluminum alloy plated thereon,
  • the aluminum overlay 52 was after the
  • Plating anodized so that it has a layer 54 of ceramic alumina on the surface remote from the metal substrate 50.
  • the composite material 42 in FIG. 2 b differs from the composite material 40 in FIG. 2 a in that the aluminum overlay 52 was not clad on the metal substrate 50, but glued on or-alternatively-soldered flat over. Accordingly, between the aluminum support 52 and the metal substrate 50, a further layer 56 is arranged, which may be either an adhesive layer (with glued aluminum overlay) or a solder layer (with aluminum soldered flat surface).
  • the composite material 44 in FIG. 2 c differs from the composite material 40 in FIG. 2 a in that a corrosion protection layer 58 made of a zinc or magnesium alloy is arranged between the metal substrate 50 and the aluminum support 52.
  • a corrosion protection layer 58 made of a zinc or magnesium alloy is arranged between the metal substrate 50 and the aluminum support 52.
  • the metal substrate 50, the corrosion protection layer 58 and the aluminum overlay 52 were superimposed and joined together (plated) by pressure and / or temperature influence.
  • the composite material 46 in FIG. 2 d differs from the composite material 44 from FIG. 2 a in that the layer 54 of aluminum oxide has been colored, so that
  • Color pigments are incorporated in the aluminum oxide layer.
  • the color pigments can be protected by a seal, in particular heat-sealing.
  • a lacquer or sol-gel can be applied.
  • the alumina layer is preferably sealed, with prior
  • the composites 40, 42, 44 and 46 can, for example, for
  • Composite products such as structural and / or cladding elements, for example in the construction industry, in vehicle construction or shipbuilding, can be used.
  • a process for producing a composite material in particular a
  • Plating a heat treatment in particular comprises a diffusion annealing.
  • Metal substrate made of steel, preferably of carbon steel, in particular of electrolytic, hot-dip, PVD, CVD and / or
  • Aluminum support is an aluminum support made of an aluminum alloy with an Al content of at least 99.5 wt .-% is used.
  • Method according to one of embodiments 1 to 4 wherein a metal strip, in particular a steel strip, and an aluminum strip is used as metal substrate and the metal strip and the aluminum strip are band-shaped by plating, gluing and / or surface soldering connected as a metal substrate.
  • Method according to one of embodiments 1 to 5 wherein an anodized surface of the aluminum support is colored and / or sealed.
  • Method according to one of embodiments 1 to 6 wherein the metal substrate with the associated aluminum overlay before the anodizing of the
  • Aluminum overlay is formed, in particular in the target shape of the composite material to be produced or the produced
  • Aluminum support made of anodizable aluminum alloy according to DIN 17611.
  • Vehicle construction area or in the shipbuilding area Vehicle construction area or in the shipbuilding area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs (16, 40, 42, 44, 46), bei dem eine Aluminiumauflage (4, 52) durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit einem Metallsubstrat (6, 50) verbunden wird und bei dem die mit dem Metallsubstrat (6, 50) verbundene Aluminiumauflage (4, 52) anodisiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Verbundwerkstoff (16, 40, 42, 44, 46) mit einem Metallsubstrat (6, 50) und mit einer durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit dem Metallsubstrat (6, 50) verbundenen und nach dem Verbinden anodisierten Aluminiumauflage (4, 52). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verbundwerkstoffprodukt, insbesondere in Form eines Struktur- und/oder Verkleidungselements, aus dem zuvor beschrieben Verbundwerkstoff (16, 40, 42, 44, 46) sowie Verwendungen für den Verbundwerkstoff (16, 40, 42, 44, 46) bzw. das Verbundwerkstoffprodukt.

Description

Verbundwerkstoff, Verbundwerkstoffprodukt, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendungen dafür
Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff, ein Verbundwerkstoffprodukt, ein Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendungen dafür. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbundwerkstoffe, vor allem Schichtverbundwerkstoffe, mit optisch ansprechenden, insbesondere dekorativen Oberflächen, beispielsweise für den Baubereich, den Fahrzeugbau oder den Schiffsbau.
Im Stand der Technik sind dekorativ und optisch gut aussehende Oberflächen im Innen- und Außenbereich von Gebäuden und Schiffen entweder auf Basis von Nichtmetallen wie metamorphen Gesteinen, keramischen Massen, Holz- und
Kunststoffen oder aber in Form von Metallen wie z.B. Aluminium- und diversen Stahlsubstraten bekannt. Zur optischen Gestaltung werden die oben genannten Werkstoffe je nach Wahl des Substrates entweder gesägt, geschliffen und poliert, glasiert und gebrannt oder aber organisch beschichtet bzw. pigmentiert oder anodisiert bzw. eloxiert oder
elektrochemisch/galvanisch oder durch physikalische bzw. chemische Abscheidung aus der Gasphase beschichtet. Zum Teil werden die Werkstoffe auch in ihrem natürlichen Aussehen belassen und somit völlig unbehandelt verarbeitet, wie teilweise z.B. im Fall von Edelstahl.
Werkstoffe wie metamorphe Gesteine, keramische Massen, Holz, Kunststoff,
Aluminium und C-Stahl sind auf Grund ihrer mechanischen, technischen und chemischen Eigenschaften derart unterschiedlich, dass sie den heutigen technischen und optischen Anforderungen wie im Fassadenbereich, im Geschoss- und
Innenausbau, bei Fahrzeugen usw. in ihrer werkstofftechnischen Zusammensetzung nicht mehr gleichzeitig in jeder Hinsicht gerecht werden können. Nicht zuletzt aufgrund neuer gesetzlicher Bestimmungen werden in der Bau-.
Fahrzeugs- und Schiffbauindustrie Werkstoffe benötigt, die möglichst viele, vorzugsweise sämtliche der folgenden Eigenschaften in sich vereinen:
Die Werkstoffoberfläche und die Werkstoffkanten sollen sowohl einen
vollflächigen Korrosionsschutz bzw. einen ausreichend hohen
Kantenkorrosionsschutz aufweisen.
Die Werkstoffoberfläche soll sich farblich nahezu unbegrenzt kolorieren lassen. Die Werkstoffoberfläche soll kratzunempfindlich sein, dauerhafte Anti-Graffitti- bzw. Easy-to-clean-Eigenschaften aufweisen und/oder absolut
lösemittelbeständig sein.
Farbige Oberflächen sollen dauerhaft UV- und witterungsbeständig sein.
Der Werkstoff soll in Verbindung mit seiner Oberfläche weitgehend anorganisch und insbesondere nicht brennbar sein bzw. im Brandfall auch nicht zur
Rauchbildung neigen.
- Der Werkstoff soll mechanisch gut umform- und verarbeitbar sein.
Der Werkstoff soll je nach Dicke eine ausreichend hohe Biege- und Beulsteifigkeit sowie eine ausreichend hohe Beulfestigkeit aufweisen und soll bei
entsprechender Konstruktion auch selbsttragende Eigenschaften wahrnehmen können.
- Der Werkstoff soll im Brandfall bis weit über 1.000 °C temperaturbeständig sein.
Der Werkstoff soll möglichst zu nahezu 100% recycelbar sein und keine umwelt- oder gesundheitsgefährdenden Stoffe beinhalten.
Aus der CN200940160, der JP S64-21094 und der JP HOl-156496 sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen durch Aufwachsen eine Aluminiumschicht auf einem Stahlsubstrat erzeugt wird, die anschließend anodisiert wird. Mit diesen Verfahren lässt sich die gewünschte optische Oberflächenqualität jedoch nicht erreichen.
Vielmehr bedürfte es hierzu einer Nachbearbeitung der Oberflächen, die zu erhöhten Kosten führen würde.
Mit den zuvor beschriebenen Verfahren aus dem Stand der Technik lassen sich zufriedenstellende Werkstoffe bzw. Werkstoffprodukte, die ausreichende mechanische Eigenschaften und gleichzeitig eine widerstandsfähige und optisch ansprechende Oberfläche aufweisen, nicht oder nur mit erheblichem Aufwand herstellen. Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Werkstoff, ein Werkstoffprodukt und ein Verfahren zu deren Herstellung zur
Verfügung zu stellen, mit denen die oben genannten, gewünschten Eigenschaften besser und kostengünstiger erreicht werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs oder Verbundwerkstoffprodukts, bei dem eine
Aluminiumauflage durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit einem Metallsubstrat verbunden wird und bei dem die mit dem Metallsubstrat verbundene Aluminiumauflage anodisiert wird.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß zumindest teilweise gelöst durch einen Verbundwerkstoff, insbesondere hergestellt mit dem zuvor beschriebenen Verfahren, mit einem Metallsubstrat und mit einer durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit dem Metallsubstrat verbundenen und anodisierten Aluminiumauflage, insbesondere nach dem Verbinden anodisierten Aluminiumauflage.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß zumindest teilweise gelöst durch ein Verbundwerkstoffprodukt, insbesondere in Form eines Struktur- und/oder Verkleidungselements, aus dem zuvor beschriebenen Verbundwerkstoff.
Unter einem Verbundwerkstoffprodukt wird vorliegend ein aus dem beschriebenen Verbundwerkstoff hergestelltes Produkt verstanden, dessen Aufbau und Form vorzugsweise an den geplanten Verwendungszweck angepasst sind. Bei dem Verbundwerkstoffprodukt kann es sich insbesondere um ein Strukturelement und/oder um ein Verkleidungselement handeln, insbesondere für den Baubereich, den Fahrzeugbau oder den Schiffsbau. Vorzugsweise liegt der Verbundwerkstoff bzw. das Verbundwerkstoffprodukt in Form eines Flachprodukts, beispielsweise als Band oder Blech vor.
Bei dem Metallsubstrat kann es sich insbesondere um ein Blech oder ein Band handeln. Das Metallsubstrat besteht aus Metall, vorzugsweise aus einer
Nichtaluminium-Legierung.
Bei der Aluminiumauflage kann es sich beispielsweise um eine Aluminiumfolie oder ein Aluminiumband handeln.
Die Aluminiumauflage kann durch Aufplattieren mit dem Metallsubstrat verbunden werden. Unter„Aufplattieren" wird verstanden, dass die Aluminiumauflage und das Metallsubstrat durch Druck und/oder Temperatureinfluss miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck werden die Aluminiumauflage und ggf. das Metallsubstrat zunächst gereinigt, die Aluminiumauflage und das Metallsubstrat (sowie ggf. weitere Schichten) werden flächig aufeinander angeordnet und werden dann einem
Plattierschritt unterzogen. Während des Plattierschritts werden das Metallsubstrat und die darauf angeordnete Aluminiumauflage (sowie ggf. weitere Schichten) durch Druck, beispielsweise mittels eines Press- oder Walzvorgangs (sog. Walzplattieren) und/oder durch Temperatureinfluss, beispielsweise in einer beheizten Presse oder in einem Ofen, miteinander verbunden. Ein kombinierter Druck- und
Temperatureinfluss kann gleichzeitig, z.B. in einer beheizten Presse oder mit beheizten Walzen, oder auch nacheinander, z.B. bei einer Glühung nach einem Plattierwalzen, angewandt werden.
Für das Aufplattieren kann die Aluminiumauflage direkt auf dem Metallsubstrat angeordnet werden. Alternativ können zwischen der Aluminiumauflage und dem Metallsubstrat auch noch weitere Lagen angeordnet sein. Beispielsweise kann das Metallsubstrat erst mit einer Zwischenlage beschichtet oder plattiert werden, bevor die Aluminiumauflage aufplattiert wird. Alternativ können eine solche Zwischenlage und die Aluminiumauflage in einem einzigen Plattierschritt auf das Metallsubstrat aufplattiert werden. Nach dem Aufplattieren liegt ein zwei- oder auch mehrlagiger Verbundwerkstoff vor.
Alternativ kann die Aluminiumauflage durch Aufkleben mit dem Metall verbunden werden. Zu diesem Zweck können auf das Metallsubstrat und/oder auf die
Aluminiumauflage eine Kleberschicht aufgebracht und dann die Aluminiumauflage mittels der Kleberschicht mit dem Metallsubstrat verbunden werden.
Alternativ kann die Aluminiumauflage durch flächiges Verlöten (Lötplattieren) mit dem Metallsubstrat verbunden werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Lot, insbesondere eine Lotfolie, ein Lotblech oder -band oder eine Lotpaste, flächig zwischen der Aluminiumauflage und dem Metallsubstrat angeordnet werden. Durch eine Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Lots kann das Lot erweicht werden, so dass es die Aluminiumauflage und das Metallsubstrat beim Wiedererstarren miteinander verbindet.
Das Aufkleben bzw. flächige Verlöten der Aluminiumauflage mit dem Metallsubstrat hat gegenüber einem Aufplattieren den Vorteil, dass diese Verbindungsverfahren günstiger und einfacher durchzuführen sind. Weiterhin sind diese
Verbindungsverfahren insbesondere für Aluminiumauflagen aus reinem AI, insbesondere mit einem Al-Gehalt von mindestens 99,5 Gew.-% vorteilhaft, da das Aufplattieren, insbesondere ein Glühen nach einem (Walz-) plattieren schwierig sein kann. Das Aufplattieren der Aluminiumauflage auf das Metallsubstrat hat gegenüber einem
Aufkleben und flächigen Verlöten den Vorteil, dass die hergestellten
Verbundwerkstoffe eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen und die
Oberflächenqualität des Verbundwerkstoffs weniger vom Ausgangsmaterial abhängt. Das Metallsubstrat kann ein- oder auch beidseitig durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit einer Aluminiumlage verbunden werden. Vorzugsweise werden bei einer einseitigen Aluminiumauflage das nicht abgedeckte Metallsubstrat und ggf. auch die offenen Seitenkanten des Metallsubstrats vor einer Zerstörung bzw. Beschädigung bei der anodischen Oxidation entsprechend geschützt, z.B. durch Lack, Folie oder andere Abdeckungen. Bei einer beidseitigen
Aluminiumauflage werden vorzugsweise die offenen Seitenkanten des Metallsubstrats entsprechend geschützt.
Nach dem Verbinden der Aluminiumauflage mit dem Metallsubstrat wird die
Aluminiumauflage anodisiert. Bei der Anodisierung, die auch als anodische Oxidation oder Eloxierung bezeichnet wird, wird die Aluminiumauflage auf der dem
Metallsubstrat abgewandten Seite durch elektrolytische Behandlung oxidiert.
Durch die Kombination des Metallsubstrats mit der Aluminiumauflage wird ein Verbundwerkstoff erzeugt, der einerseits aus einem vorzugsweise kostengünstigeren Substrat wie zum Beispiel Stahl und andererseits aus einer damit verbundenen Aluminiumauflage besteht. Das Material des Metallsubstrats wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es die an den Werkstoff gestellten Festigkeitsanforderungen erfüllt. Das Metallsubstrat muss aber nicht die gewünschten Oberflächeneigenschaften aufweisen; diese werden durch die aufgebrachte Aluminiumauflage erreicht.
Durch die Anodisierung der Aluminiumauflage nach dem Verbinden mit dem Substrat wird eine eloxierte Oberfläche auf der dem Substrat abgewandten Seite der
Aluminiumauflage erzeugt, die optisch ansprechend, relativ unempfindlich und nahezu beliebig einfärbbar ist. Durch die Anodisierung entsteht eine
Aluminiumoxidschicht, die eine hohe Oberflächenhärte und Witterungsbeständigkeit aufweist.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens zur
Herstellung eines Verbundwerkstoffs, des Verbundwerkstoffs und des
Verbundwerkstoffprodukts beschrieben. Die einzelnen Ausführungsformen sind untereinander beliebig kombinierbar. Weiterhin sind die einzelnen Ausführungsformen jeweils sowohl auf das Verfahren, als auch entsprechend auf den Verbundwerkstoff bzw. auf das Verbundwerkstoffprodukt anwendbar.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Aluminiumauflage durch
Aufplattieren mit dem Metallsubstrat verbunden, wobei das Aufplattieren eine Wärmebehandlung, insbesondere eine Diffusionsglühung umfasst.
Wärmebehandlungen werden bei Metallsubstraten häufig eingesetzt, um die gewünschten Gefüge- und Materialeigenschaften zu erhalten. Es wurde erkannt, dass diese Wärmbehandlung auch zum Aufplattieren der Aluminiumauflage auf das Metallsubstrat verwendet werden kann, so dass ein separater
Wärmebehandlungsschritt zum Aufplattieren eingespart werden kann. Beispielsweise kann das Aufplattieren ein Walzplattieren und eine nachfolgende Wärmebehandlung wie ein Diffusionsglühen umfassen. Unter einem Diffusionsglühen oder auch Homogenisierungsglühen wird eine
Wärmebehandlung verstanden, bei der das Metallsubstrat für eine bestimmte
Glühzeit bei einer vorgegebenen Glühtemperatur gehalten wird, um
Gefügeinhomogenitäten im Metallsubstrat zu vermindern. Die jeweils zu wählende Glühzeit bzw. Glühtemperatur hängt von der jeweiligen Zusammensetzung des Metallsubstrats ab. Das Diffusionsglühen als solches ist dem Fachmann jedoch allgemein bekannt, so dass es hierzu an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterungen bedarf.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, des Verbundwerkstoffs bzw. des Verbundwerkstoffprodukts besteht das Metallsubstrat aus Stahl, vorzugsweise aus C- Stahl. Durch die Verwendung von Stahl kann dem Verbundwerkstoff die gewünschte Festigkeit verliehen werden. Gleichzeitig handelt es sich bei Stahl um ein relativ kostengünstiges Material, insbesondere bei unlegiertem Kohlenstoffstahl, der auch als Carbonstahl oder C-Stahl bezeichnet wird.
Vorzugsweise besteht das Metallsubstrat aus elektrolytisch-, feuer-, schmelztauch-, PVD-, CVD- und/oder elektrochemisch/galvanisch-veredeltem C-Stahl. Bei diesen Stählen, insbesondere bei elektrolytisch- und schmelztauchveredelten Stählen handelt es sich um Grundwerkstoffe, die weltweit am Markt in sehr großen Mengen relativ kostengünstig verfügbar sind. Ein solches veredeltes Metallsubstrat in Verbindung mit einer aufplattierten und nachfolgend anodisierten Aluminiumauflage bietet dem Anwender eine ausgesprochen schöne, dekorative, witterungs- und UV-beständige Oberfläche und ein nicht brennbarer Verbundwerkstoff mit all den
mechanisch/technologischen Grundeigenschaften eines Stahlblechs. Auf diese Weise können insgesamt dekorative, witterungsbeständige und kostengünstige
Verbundwerkstoffe erzeugt werden, die beispielsweise besonders für den Baubereich oder für maritime Anwendungen geeignet sind. Insbesondere können auf diese Weise Verbundwerkstoffe erzeugt werden, die den einschlägigen Zulassungsvorschriften, insbesondere IM02010 FTP Code Teile 1, 2 & 3 für den maritimen Bereich (besonders strenge Anforderungen) und/oder DIN 4102, Brandschutzklassen A bis A2 für den Baubereich, genügen.
Verbundwerkstoffe aus feuerveredeltem und organisch beschichtetem Stahl haben demgegenüber insbesondere den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer organischen Bestandteile nicht die Anforderungen an die Nichtbrennbarkeit gemäß IMO2010 FTP Code Teile 1, 2 und 3 uneingeschränkt erfüllen. Desweiteren neigen derartige
Oberflächen zur Rauchbildung und sind darüber hinaus nicht uneingeschränkt lösemittel- und kratzbeständig.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, des Verbundwerkstoffs bzw. des Verbundwerkstoffprodukts besteht die Aluminiumauflage aus einer
Aluminiumlegierung nach DIN 17611 (Anodisch eloxierte Erzeugnisse aus AI), mit einem Al-Gehalt von mindestens 99,5 Gew.-%, vorzugsweise mit AlMglEQ-Qualität. Auf diese Weise lassen sich eine hohe Anodisierungs- bzw. Eloxierqualität und damit eine widerstandsfähige und optisch attraktive Oberfläche erreichen. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird als Metallsubstrat ein
Metallband, insbesondere ein Stahlband, und als Aluminiumauflage ein
Aluminiumband verwendet, und das Metallband und das Aluminiumband werden bandförmig durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten miteinander verbunden. Auf diese Weise lässt sich ein Verbundwerkstoff in kontinuierlicher Weise herstellen. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine anodisierte (bzw. eloxierte) Oberfläche der Aluminiumauflage eingefärbt und/oder versiegelt wird. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verbundwerkstoffs bzw.
Verbundwerkstoffprodukts ist eine anodisierte (bzw. eloxierte) Oberfläche der Aluminiumauflage eingefärbt und/oder versiegelt. Anodisierte Aluminiumoberflächen lassen sich gleichmäßig einfärben, so dass das optische Erscheinungsbild des
Verbundwerkstoffs bedarfsgemäß eingestellt werden kann. Als zusätzlicher Schutz der Oberfläche bzw. der aufgebrachten Farbschicht kann die anodisierte
Aluminiumoberfläche versiegelt werden, insbesondere mit einer Heißversiegelung, bei der die anodisierte Oberfläche in heißem Wasser versiegelt wird. Hierdurch werden die ggf. in die Oxidschicht eingebrachten Farbpigmente ebenfalls fixiert. Zusätzlich oder auch alternativ kann noch ein weiterer Lack, vorzugsweise ein anorganischer Lack auf Sol-Gel-Basis, aufgebracht werden. Das Einfärben der anodisierten Aluminiumoberfläche lässt sich vorteilhaft auch durch Infiltration und anschließender Versiegelung erreichen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Metallsubstrat mit der damit verbundenen Aluminiumauflage vor dem Eloxieren der Aluminiumauflage umgeformt, insbesondere in die Zielform des herzustellenden Verbundwerkstoffs bzw. des herzustellenden Verbundwerkstoffprodukts. Durch das Umformen vor dem Anodisieren kann verhindert werden, dass die beim Anodisieren entstehende keramische Aluminiumoxidschicht beim Umformen durch Risse beschädigt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zwischen dem
Metallsubstrat und der Aluminiumauflage eine Korrosionsschutzschicht angeordnet, insbesondere aus einem unedleren Metall als das Metallsubstrat. Bei einer
entsprechenden Ausführungsform des Verbundwerkstoffs bzw. des
Verbundwerkstoffprodukts ist zwischen dem Metallsubstrat und der damit verbundenen Aluminiumauflage eine Korrosionsschutzschicht angeordnet,
insbesondere aus einem unedleren Metall als das Metallsubstrat. Für die
Korrosionsschutzschicht kann insbesondere Zink, eine Zinklegierung, Magnesium oder einer Magnesiumlegierung verwendet werden. Mit der Korrosionsschutzschicht kann ein Korrosionsschutz insbesondere an den Kanten des Verbundwerkstoffs bzw. Verbundwerkstoffprodukts, bei Durchbrüchen oder bei Beschädigung der
Aluminiumauflage erreicht werden. Für die Korrosionsschutzschicht wird
vorzugsweise ein Metall verwendet, das unedler ist als das Metall des Grundmaterials (Stahl). Auf diese Weise kann ein kathodischer Korrosionsschutz, insbesondere Kantenkorrosionsschutz, erreicht werden.
Die Korrosionsschutzschicht kann optional gleichzeitig als flächiges Lot dienen. Zu diesem Zweck wird für die Korrosionsschutzschicht vorzugsweise ein
niedrigschmelzendes Lotmaterial, beispielsweise auf Zinn-Basis, vorzugsweise auf Zink-Zinn-Basis, verwendet, wodurch ebenfalls der zuvor beschriebene kathodische Kantenschutz erreicht werden kann. Vorzugsweise kann vor der Aufplattierung noch ein Flussmittel aufgetragen werden.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin zumindest teilweise gelöst durch die Verwendung des zuvor beschriebenen Verbundwerkstoffs bzw. eines Ausführungsbeispiels des Verbundwerkstoffs als Verkleidungselement im Baubereich, im Fahrzeugbau oder im Schiffsbau. Insbesondere kommt ein Einsatz im Fassadenbau, im Geschossbau, im Innenausbau oder in Fahrzeugen in Betracht. Die zuvor beschriebenen Verbundwerkstoffe bzw. die aus diesen Verbundwerkstoffen hergestellten Verbundwerkstoffprodukte kombinieren einerseits die für diese
Verwendungen vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Metallsubstrats mit den vorteilhaften Oberflächeneigenschaften der durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit dem Metallsubstrat verbundenen
Aluminiumauflagen. Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens, des Verbundwerkstoffs und des Verbundwerkstoffprodukts werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines
Verbundwerkstoffs bzw. eines Verbundwerkstoffprodukts in schematischer Darstellung und
Fig. 2a-d verschiedene Ausführungsbeispiele des Verbundwerkstoffs in
schematischer Schnittansicht.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines
Verbundwerkstoffs bzw. Verbundwerkstoffprodukts in schematischer Darstellung.
In einem ersten Schritt 2 wird eine Aluminiumauflage 4 mit einem Metallsubstrat 6 verbunden. Das Verbinden kann durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten erfolgen. Fig. 1 zeigt exemplarisch ein Verbinden durch Aufplattieren.
Für das Aufplattieren wird in einem ersten Teilschritt 8 die Aluminiumauflage 4 auf dem Metallsubstrat 6 angeordnet. Im dargestellten Beispiel wird zwischen der Aluminiumauflage 4 und dem Metallsubstrat 6 zusätzlich eine
Korrosionsschutzschicht 10 aus einer Zink-, Aluminium- oder Magnesiumlegierung angeordnet. Die so entstandene Sandwichstruktur 12 wird dann zunächst in einem zweiten Teilschritt 13 mittels Walzen 14 walzplattiert und dann in einem dritten Teilschritt 15 einer Wärmebehandlung unterzogen, so dass die einzelnen Schichten der Sandwichstruktur 12 durch Druck- und Temperatureinwirkung im Ergebnis zu einem zusammenhängenden Verbundwerkstoff 16 zusammengefügt werden. Bei der Wärmebehandlung im dritten Teilschritt 15 kann es sich beispielsweise um ein
Diffusionsglühen in einem Ofen 18 handeln. Die Aluminiumauflage 4 des Verbundwerkstoffs 16 wird dann in einem zweiten Schritt 20 anodisiert. Hierzu kann der Verbundwerkstoff 16, insbesondere die
Aluminiumauflage 4 an einen Pol einer Stromquelle 22 angeschlossen und in ein mit dem anderen Pol der Stromquelle 22 elektrisch leitend verbundenes Elektrolytbad 22 getaucht werden. Durch den Stromfluss über die Aluminiumauflage 4 und das
Elektrolytbad 22 wird die vom Metallsubstrat 6 abgewandte Oberfläche der
Aluminiumauflage 4 anodisiert, so dass sich auf dieser Oberfläche eine
Aluminiumoxidschicht 26 bildet. Auf diese Weise kann ein Verbundwerkstoff 16 hergestellt werden, der einerseits durch das Metallsubstrat 6 über gute mechanische Eigenschaften und andererseits über die mit dem Metallsubstrat 6 verbundene und anodisierte Aluminiumauflage 4 über eine widerstandsfähige Oberfläche mit ansprechender Optik verfügt.
Insbesondere lässt sich die anodisierte Oberfläche der Aluminiumauflage 4 ohne weiteres einfärben.
Zwischen dem ersten Schritt 2 und dem zweiten Schritt 20, d.h. zwischen dem
Verbinden von Aluminiumauflage 4 und Metallsubstrat 6 durch Aufplattieren,
Aufkleben und/oder flächiges Verlöten und dem Anodisieren der Aluminiumauflage 4, kann der Verbundwerkstoff 16 bei Bedarf in einem Zwischenschritt 28 umgeformt werden.
Die Fig. 2a-d zeigen in schematischer Querschnittsansicht verschiedene
Ausführungsbeispiele des Verbundwerkstoffs bzw. Verbundwerkstoffprodukts, die insbesondere mit dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren herstellbar sind. Die
Verbundwerkstoffe 40, 42, 44 und 46 sind in den Fig. 2a-d jeweils in Form eines mehrschichtigen Bands oder Blechs dargestellt. Die Verbundwerkstoffe bzw.
Verbundwerkstoffprodukte können jedoch auch in anderer Form vorliegen, insbesondere als umgeformtes Band oder Blech.
Einander entsprechende Elemente der jeweiligen Verbundwerkstoffe 40, 42, 44 und 46 sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Verbundwerkstoff 40 in Fig. 2a weist ein Metallsubstrat 50 aus C-Stahl und eine darauf aufplattierte Aluminiumauflage 52 aus einer Aluminiumlegierung,
vorzugsweise mit einer Qualität gemäß DIN 17611, beispielsweise mit einem AI-Anteil von mindestens 99,5 Gew.-% auf. Die Aluminiumauflage 52 wurde nach dem
Aufplattieren anodisiert, so dass sie an der dem Metallsubstrat 50 abgewandten Oberfläche eine Schicht 54 aus keramischem Aluminiumoxid aufweist.
Der Verbundwerkstoff 42 in Fig. 2b unterscheidet sich von dem Verbundwerkstoff 40 in Fig. 2a dadurch, dass die Aluminiumauflage 52 auf das Metallsubstrat 50 nicht aufplattiert, sondern aufgeklebt oder - alternativ dazu - flächig aufgelötet wurde. Entsprechend ist zwischen der Aluminiumauflage 52 und dem Metallsubstrat 50 eine weitere Schicht 56 angeordnet, bei der es sich entweder um eine Klebeschicht (bei aufgeklebter Aluminiumauflage) oder um eine Lotschicht (bei flächig verlöteter Aluminiumauflage) handeln kann.
Der Verbundwerkstoff 44 in Fig. 2c unterscheidet sich von dem Verbundwerkstoff 40 in Fig. 2a dadurch, dass zwischen dem Metallsubstrat 50 und der Aluminiumauflage 52 eine Korrosionsschutzschicht 58 aus einer Zink- oder Magnesiumlegierung angeordnet ist. Zur Herstellung des Verbundwerkstoffs 44 wurden das Metallsubstrat 50, die Korrosionsschutzschicht 58 und die Aluminiumauflage 52 übereinandergelegt und durch Druck- und/oder Temperatureinfluss miteinander verbunden (plattiert).
Der Verbundwerkstoff 46 in Fig. 2d unterscheidet sich von dem Verbundwerkstoff 44 aus Fig. 2a dadurch, dass die Schicht 54 aus Aluminiumoxid eingefärbt wurde, so dass
Farbpigmente in die Aluminiumoxidschicht eingebracht sind. Die Farbpigmente können durch eine Versiegelung, insbesondere Heißversiegelung, geschützt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Lack oder Sol-Gel aufgebracht werden. Allgemein wird die Aluminiumoxidschicht vorzugsweise versiegelt, wobei vorher
Farbe in die Aluminiumoxidschicht eingebracht und/oder die Aluminiumoxidschicht nachher lackiert werden kann. Insgesamt lässt sich so ein Verbundwerkstoff 46 herstellen, der eine einerseits optisch ansprechende und andererseits widerstandsfähige Oberfläche aufweist. Die Fig. 2a-d zeigen eine einseitige Beschichtung des Metallsubstrats. In bevorzugten Ausführungsformen erfolgt eine beidseitige, insbesondere symmetrische und/oder gleichartige Beschichtung.
Die Verbundwerkstoffe 40, 42, 44 und 46 können beispielsweise für
Verbundwerkstoffprodukte wie Struktur- und/oder Verkleidungselemente, beispielsweise im Baubereich, im Fahrzeugbau oder im Schiffsbau, verwendet werden.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen 1 bis 15 des Verfahrens, des Verbundwerkstoffs und der Verwendung beschrieben:
1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs, insbesondere eines
Verbundwerkstoffs nach einer der Ausführungsformen 9 bis 13, oder eines Verbundwerkstoffprodukts, insbesondere nach Ausführungsform 13, bei dem eine Aluminiumauflage durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit einem Metallsubstrat verbunden wird und
bei dem die mit dem Metallsubstrat verbundene Aluminiumauflage anodisiert wird.
2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei die Aluminiumauflage durch
Aufplattieren mit dem Metallsubstrat verbunden wird und wobei das
Aufplattieren eine Wärmebehandlung, insbesondere eine Diffusionsglühung umfasst.
3. Verfahren nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei als Metallsubstrat ein
Metallsubstrat aus Stahl, vorzugsweise aus C-Stahl, insbesondere aus elektrolytisch-, schmelztauch-, PVD-, CVD- und/oder
elektrochemisch/galvanisch-veredeltem C-Stahl verwendet wird. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei als
Aluminiumauflage eine Aluminiumauflage aus einer Aluminiumlegierung mit einem Al-Gehalt von mindestens 99,5 Gew.-% verwendet wird. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei als Metallsubstrat ein Metallband, insbesondere ein Stahlband, und als Aluminiumauflage ein Aluminiumband verwendet wird und das Metallband und das Aluminiumband bandförmig durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten miteinander verbunden werden. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei eine eloxierte Oberfläche der Aluminiumauflage eingefärbt und/oder versiegelt wird. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei das Metallsubstrat mit der damit verbundenen Aluminiumauflage vor dem Eloxieren der
Aluminiumauflage umgeformt wird, insbesondere in die Zielform des herzustellenden Verbundwerkstoffs bzw. des herzustellenden
Verbundwerkstoffprodukts. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7, wobei zwischen dem Metallsubstrat und der Aluminiumauflage eine Korrosionsschutzschicht angeordnet wird, insbesondere aus einem unedlerem Metall als das
Metallsubstrat. Verbundwerkstoff, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einer der Ausführungsformen 1 bis 8,
mit einem Metallsubstrat und
mit einer durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit dem Metallsubstrat verbundenen und anodisierten Aluminiumauflage,
insbesondere nach dem Verbinden anodisierten Aluminiumauflage. Verbundwerkstoff nach Ausführungsform 9, wobei das Metallsubstrat aus Stahl, vorzugsweise aus C-Stahl, insbesondere aus elektrolytisch-,
schmelztauch-, PVD-, CVD- und/oder elektrochemisch/galvanisch-veredeltem C-Stahl besteht. Verbundwerkstoff nach Ausführungsform 9 oder 10, wobei die
Aluminiumauflage aus einer eloxierbaren Aluminiumlegierung gemäß DIN 17611 besteht.
Verbundwerkstoff nach einer der Ausführungsformen 9 bis 11, wobei zwischen dem Metallsubstrat und der damit verbundenen Aluminiumauflage eine Korrosionsschutzschicht angeordnet ist, insbesondere aus einem unedleren Metall als das Metallsubstrat.
Verbundwerkstoff nach einer der Ausführungsformen 9 bis 12, wobei eine eloxierte Oberfläche der Aluminiumauflage eingefärbt und/oder versiegelt ist.
Verbundwerkstoffprodukt, insbesondere in Form eines Struktur- und/oder Verkleidungselements, aus einem Verbundwerkstoff nach einer der
Ausführungsformen 9 bis 13.
Verwendung eines Verbundwerkstoffs nach einer der Ausführungsformen 9 bis 13 bzw. eines Verbundwerkstoffprodukts nach Ausführungsform 14 für ein Struktur- und/oder Verkleidungselement im Baubereich, im
Fahrzeugbaubereich oder im Schiffsbaubereich.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs (16, 40, 42, 44, 46), bei dem eine Aluminiumauflage (4, 52) durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit einem Metallsubstrat (6, 50) verbunden wird und bei dem die mit dem Metallsubstrat (6, 50) verbundene Aluminiumauflage (4, 52) anodisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aluminiumauflage (4, 52) durch Aufplattieren mit dem Metallsubstrat (6, 50) verbunden wird, wobei das Aufplattieren eine Wärmebehandlung, insbesondere eine Diffusionsglühung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Metallsubstrat (6, 50) ein Metallsubstrat (6, 50) aus Stahl, vorzugsweise aus C-Stahl, insbesondere aus elektrolytisch-, schmelztauch-, PVD-, CVD- und/oder elektrochemisch/galvanisch-veredeltem C-Stahl verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Aluminiumauflage (4, 52) eine Aluminiumauflage (4, 52) aus einer Aluminiumlegierung mit einem Al-Gehalt von mindestens 99,5 Gew.-%
verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Metallsubstrat (6, 50) ein Metallband, insbesondere ein Stahlband, und als Aluminiumauflage (4, 52) ein Aluminiumband verwendet wird und das Metallband und das Aluminiumband bandförmig durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten miteinander verbunden werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine eloxierte Oberfläche der Aluminiumauflage (4, 52) eingefärbt und/oder versiegelt wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metallsubstrat (6, 50) mit der damit verbundenen Aluminiumauflage (4, 52) vor dem Eloxieren der Aluminiumauflage (4, 52) umgeformt wird, insbesondere in die Zielform des herzustellenden Verbundwerkstoffs (16, 40, 42, 44, 46) bzw. des herzustellenden Verbundwerkstoffprodukts.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Metallsubstrat (6, 50) und der Aluminiumauflage (4, 52) eine Korrosionsschutzschicht (10, 58) angeordnet wird, insbesondere aus einem unedlerem Metall als das Metallsubstrat (6, 50).
9. Verbundwerkstoff (16, 40, 42, 44, 46), insbesondere hergestellt mit einem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
- mit einem Metallsubstrat (6, 50) und
mit einer durch Aufplattieren, Aufkleben und/oder flächiges Verlöten mit dem Metallsubstrat (6, 50) verbundenen und nach dem Verbinden anodisierten Aluminiumauflage (4, 52). 10. Verbundwerkstoff nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metallsubstrat (6, 50) aus Stahl, vorzugsweise aus C-Stahl, insbesondere aus elektrolytisch-, schmelztauch-, PVD-, CVD- und/oder
elektrochemisch/galvanisch-veredeltem C-Stahl besteht.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aluminiumauflage (4, 52) aus einer eloxierbaren Aluminiumlegierung gemäß DIN 17611 besteht.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Metallsubstrat (6, 50) und der damit verbundenen
Aluminiumauflage (4, 52) eine Korrosionsschutzschicht (10, 58) angeordnet ist, insbesondere aus einem unedlerem Metall als das Metallsubstrat (6, 50).
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine eloxierte Oberfläche der Aluminiumauflage (4, 52) eingefärbt und/oder versiegelt ist.
Verbundwerkstoffprodukt, insbesondere in Form eines Struktur- und/oder Verkleidungselements, aus einem Verbundwerkstoff (16, 40, 42, 44, 46) nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
Verwendung eines Verbundwerkstoffs (16, 40, 42, 44, 46) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 bzw. eines Verbundwerkstoffprodukts nach Anspruch 14 für ein Struktur- und/oder Verkleidungselement im Baubereich, im
Fahrzeugbaubereich oder im Schiffsbaubereich.
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