KR20200020834A - 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200020834A
KR20200020834A KR1020207001567A KR20207001567A KR20200020834A KR 20200020834 A KR20200020834 A KR 20200020834A KR 1020207001567 A KR1020207001567 A KR 1020207001567A KR 20207001567 A KR20207001567 A KR 20207001567A KR 20200020834 A KR20200020834 A KR 20200020834A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sheet
edge
wedge
thickness
section
Prior art date
Application number
KR1020207001567A
Other languages
English (en)
Inventor
랄프 마들러
다닐 쉰들러
레 후 바오
미카엘 슈크하르트
Original Assignee
도두코 솔루션즈 게엠베하
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 도두코 솔루션즈 게엠베하 filed Critical 도두코 솔루션즈 게엠베하
Publication of KR20200020834A publication Critical patent/KR20200020834A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • B23K20/2333Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer one layer being aluminium, magnesium or beryllium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004Filling of continuous seams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/017Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of aluminium or an aluminium alloy, another layer being formed of an alloy based on a non ferrous metal other than aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18Sheet panels
    • B23K2101/185Tailored blanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12Copper or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18Dissimilar materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법이 개시되는데, 여기서, 제1 금속의 제1 시트(1)와 제1 금속보다 낮은 강도를 갖는 제2 금속의 제2 시트(2)가 에지 영역에서 중첩되는 방식으로 서로의 위에 배치되고, 이어서 압연에 의해 결합된다. 본 발명에 따르면, 제1 시트(1)는 단면으로 쐐기형 에지를 갖고, 제2 시트(2)는 그의 에지가 쐐기형 에지로 형성된 제1 시트(1)의 측면(3) 상에 위치되고, 여기서, 제1 시트(1)의 쐐기형 에지로 형성된 측면(3)은 제1 시트(1)의 상기 측면(3) 상에 위치된 제2 시트(2)의 에지의 측면(4)보다 큰 폭을 가지며, 위치된 이후에, 시트들(1, 2)은 압연으로 결합된다.

Description

금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법
본 발명은, WO 2015/043951 A1에 개시된 바와 같이, 청구항 제1항의 전제부에 개시된 구성들을 갖는, 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하는 방법에 기초한다.
전기 산업에서, 무겁고 값비싼 구리를 가볍고 비용-효율이 높은 알루미늄으로 대체해야 할 때, 예를 들어, 구리와 알루미늄으로 만들어진 중첩 복합재가 사용된다.
이러한 중첩 재료 복합체를 제조하는 데에 있어서의 문제점은, 두 시트 사이의 접착이다. 이 문제점은 구리 또는 알루미늄과 같은 금속들에서 특히 두드러지는데, 산화 층들과 같은 패시베이션 표면 층들이 그들의 표면 상에서 매우 빨리 형성되기 때문이다. 이들은, 본딩 가능한 결합 파트너들의 금속 원자들 사이에서의 접촉을 방해하거나 지연시킨다.
본 발명의 목적은, 중첩 복합재의 제조에 사용되는 시트들 사이의 접착성이 개선될 수 있는 방법을 제시하는 것이다.
이러한 목적은, 제1항에 개시된 구성들을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 개선들은 종속항의 청구 대상이다.
본 발명에 따른, 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하는 방법에 있어서, 제1 재료의 제1 시트 및 제1 재료보다 낮은 강도 특히 낮은 항복점(yield point)을 갖는 제2 재료의 제2 시트가 에지 영역에서 중첩하여 서로의 상부 상에 놓여지고, 그런 다음에 압연으로 결합된다. 여기서, 제1 시트는, 예를 들어 밀링 또는 연마와 같은 시트의 제거 가공(ablative machining)에 의해서 형성될 수 있는, 단면으로 쐐기형 에지를 갖는다. 또한, 제2 시트는 제2 시트의 에지가 쐐기형 에지로 형성된 제1 시트의 측면에 맞대어(against) 위치되고, 이어서 압연에 의해 결합된다. 제1 시트의 쐐기형 에지로 형성된 측면은, 제1 시트에 결합된 제2 시트의 에지의 측면보다 큰 폭을 가지므로, 후속 압연 작업 동안에 제2 시트의 에지 영역이 제1 시트보다 더 심하게 변형된다.
여기서, 제2 시트의 에지가, 쐐기형 에지로 형성된 제1 시트의 경사진 측면에 맞대어 위치된다는 것이 중요하다. 따라서, 제2 시트는 제1 시트의 에지 영역에 형성된 단차(step) 또는 오목부(recess) 상에 있지 않고, 쐐기형 에지의 경사진 측면에 놓인다.
시트들의 관련된 측면들에 대한 본 발명의 구성은, 압연 공정 동안에, 두 재료 사이의 전단 응력 및 압축 응력의 증가를 일으키며, 이에 따라, 효과적인 압축 응력의 결과로서, 한편으로는 2개의 시트의 재료에서의 전단에 기인하여 그리고 다른 한편으로는 결합 가능한 금속 원자들의 결합 영역 내로의 향상된 압출에 기인하여, 에지 영역의 국부 변형이 증가한다. 특히, 압연 공정은 표면적의 상당한 증가를 발생시키고 따라서 두 시트의 에지 영역에서 산화 층들 또는 다른 패시베이션 및 피복 층들의 균열을 발생시킨다.
제2 시트의 에지 영역은 압연 동안에 제1 시트의 쐐기형 에지에 걸쳐(over) 소성 변형된다. 초기의 상대적으로 좁은 제2 시트의 측면은 2개의 인접한 측면들이 동일한 크기가 될 때까지 넓혀진다. 초기의 상대적으로 좁은 측면의 폭이 압연 공정에 의해 증가함에 따라, 이 측면 상의 임의의 산화물 또는 다른 피복 층들이 찢겨져서, 그 아래의 금속이 표면으로 나와서 제1 시트와 접촉하게 된다. 또한, 압연 공정 동안에, 제2 시트의 에지 영역의 재료는 제1 시트의 쐐기형 측면에 맞대어 압축되어서, 말하자면, 쐐기형 측면 상으로 흐른다. 존재할 수 있는 제1 시트의 임의의 패시베이션 층은 측면 상에서 찢겨서서, 패시베이션 층들 아래의 제1 시트의 금속이 제2 시트의 금속과 접촉하여 양호한 접착성으로 결합을 이룰 수 있다.
WO 2015/043951 A1에 공지된 방법과 비교하여, 이것은 두 시트 사이의 개선된 결합을 가져온다. 이것은, WO 2015/043951 A1에 공지된 방법에서, 제2 시트가 경사진 측면 상에 배치되지 않고 측면의 단차 상에 위치된다는 사실에 기인한다. 따라서, 본 발명의 방법에 의해, 더 높은 정도의 변형이 달성된다.
제1 시트의 쐐기형 에지로 형성된 측면은 바람직하게는, 제2 시트의 측면 폭보다 적어도 2배의 폭을 갖는다. 여기서 측면의 폭은 그(in question) 시트의 전면에서 후면까지 측정되어야 한다. 측면의 폭은 시트의 전면 상의 에지와 시트의 후면 상의 인접한 에지 사이의 거리에 해당한다.
제1 시트의 쐐기형 에지의 측면의 폭이 더 클수록, 일반적으로, 쐐기가 더 평평하게 형성된다. 제2 시트의 측면이 시트의 전면 및 후면에 직각을 이루어서 시트의 두께에 부합하는 경우, 제2 시트의 측면의 폭은 최소이다. 측면이 시트의 전면 또는 후면에 대해 더 경사질수록, 측면의 폭은 더 커진다.
가장 간단한 경우로, 제2 시트의 관련된 측면은, 측면의 폭이 시트 두께에 부합하여 최소가 되도록, 시트의 전면 및 후면에 직각일 수 있다. 하지만, 제2 시트의 측면을 약간 확대함으로써, 즉, 약간 경사지게 함으로써, 더 나은 결과를 달성할 수도 있다. 그 다음, 제2 시트는, 시트 두께가 제1 시트의 쐐기형 에지 상에 위치하게 되는 전방 에지로부터 에지 영역의 후방 에지로 감소하는, 에지 영역을 갖는다. 여기서, 단면으로 볼 때, 제2 시트의 최대 두께의 1/4 이하이고 바람직하게는 제2 시트의 최대 두께의 1/5 내지 1/20 이하인 길이에 걸쳐, 시트의 평면에서 측정되는 길이에 걸쳐, 제2 시트의 단면이 테이퍼지는 것이 바람직하다. 측면은, 예를 들어, 제1 시트의 측면을 향하는 제2 시트의 전면에 대해, 80° 내지 89°, 특히 86° 내지 89°의 각도를 이룰 수 있다. 하지만, 측면은 평탄 표면으로 설계될 필요는 없고, 예를 들어 곡면일 수도 있고, 또는 복수의 평탄 표면들로써 구성될 수도 있다.
본 발명의 유리한 개선에서, 제1 시트의 쐐기형 에지의 측면이 제1 시트의 두께의 2배 이상의 폭을 갖도록 제공된다. 측면은 예를 들어 제1 시트의 두께의 2배 내지 4배의 폭을 가질 수 있다.
제1 시트의 쐐기형 에지로 형성된 측면은, 제1 시트의 후면과 함께 예각을, 예를 들어 10° 내지 30°, 특히 15° 내지 20°의 각도를 이루는(enclose), 평탄 표면일 수 있다. 하지만, 이러한 쐐기의 엔드 섹션에서, 강한 재료의 두께와 연한 재료의 두께 사이의 비가 점점 덜 유리해져서(favourable) 강한 금속이 점점 덜 변형되기 때문에, 그러한 형상은 최적이 아니다. 따라서, 본 발명의 유리한 개선은, 쐐기형 에지가 쐐기의 팁(tip)에서 시작점으로부터 말단으로 단면으로 감소하는 두께를 갖도록 하는 것이며, 여기서 엔드 섹션의 두께는 엔드 섹션에 인접한 메인 섹션의 두께보다 단위 길이 당 더 빨리 감소한다. 이는, 예를 들어 제1 시트의 후면과 측면 사이의 에지를 뭉툭하게 함으로써, 달성될 수 있다. 단면에서 볼 수 있듯이, 쐐기의 팁이 뭉툭하다.
제1 시트의 쐐기형 에지의 측면은 곡면으로 성형될 수 있다. 적합한 측면을 생성하는 간단한 방법은 그것을 복수의 평탄 표면으로 경계짓는(bound) 것이다. 예를 들어, 측면의 메인 섹션은, 제1 시트의 후면에 대해 10° 내지 30°, 특히 15° 내지 25°의 각도를 이루는 제1 평탄 표면에 의해 경계지어질(bound) 수 있고, 인접한 엔드 섹션은 가파른 하강 곡선에 의해 또는 표면, 예를 들어 제1 시트의 후면에 대해 25° 내지 50°, 특히 35° 내지 45°의 각도를 이루는 표면에 의해, 경계지어질 수 있다. 메인 섹션에 인접한 영역에서, 엔드 섹션이 초기에 메인 섹션보다 약간 더 가파르게 경사지는 경우, 예를 들어, 그것이 제1 시트의 후면에 대해 35° 내지 45°의 각도를 이루고 엔드 섹션의 말단에서만 시트의 후면에 대해 더 큰 각도를 이루는 경우가, 유리하다.
메인 섹션에서 쐐기형 에지의 두께는 바람직하게는 적어도 3/5 만큼, 예를 들어 60% 내지 90% 만큼, 특히 70% 내지 80% 만큼 감소된다. 예를 들어, 메인 섹션에 대한 각각의 접선은 시트의 평면에 대해 30° 이하의 각도를 이룰 수 있다. 그런 다음에 측면의 엔드 섹션에 대한 접선은 시트의 평면에 대해 더 큰 각도들, 예를 들어 40° 이상의 각도들을 이룬다. 엔드 섹션에 접하는 각도는 시트의 평면에 대하여 쐐기의 팁까지, 바람직하게는 예를 들어 35° 이상, 바람직하게는 35° 내지 45°의 값으로 증가한다.
본 발명의 또 하나의 유리한 개선에서, 제2 시트는, 제1 시트의 최대 두께의 절반보다 큰, 예를 들어 제1 시트의 최대 두께의 55% 내지 50%, 특히 70% 내지 90%인 두께를 갖는 에지의 지점에서, 제1 시트의 쐐기형 에지 상에 위치된다. 이 지점은, 두 시트가 평행하게 배향될 때 제1 시트가 제2 시트와 접촉하게 되는, 지점 또는 선으로 정의된다. 놀랍게도, 제2 시트를 시트 두께의 절반이 접촉 지점의 전방에 있고 절반이 후방에 있도록 제1 시트의 에지 상에 배치하는 것은 이상적이지 않다. 접촉 지점으로부터 쐐기형 에지의 팁까지의 거리가 쐐기형 에지의 베이스까지의 거리보다 더 크도록 제2 시트가 배치되는 경우, 더 나은 결과를 얻을 수 있게 된다. 여기서, 제2 시트는, 제2 시트가 쐐기형 에지의 시작 지점과 중첩하도록, 제1 시트 상에 위치될 수 있다. 하지만, - 단면에서 볼 수 있듯이 - 압연 공정이 시작되기 전에 제1 시트의 쐐기형 에지의 초기 영역이 제2 시트와 중첩되지 않은 경우에 종종 더 나은 결과를 달성할 수 있는데, 예를 들어 제2 시트와 중첩하지 않은 이 초기 영역은 제1 시트의 두께의 1/5 내지 1/2, 특히 제1 시트의 두께의 2/5 내지 1/2의 폭을 가질 수 있다.
제1 시트는 예를 들어 구리 또는 구리계 합금으로 구성될 수 있다. 제2 시트는 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 구성될 수 있다. 알루미늄은 구리보다 강도가 훨씬 낮으므로, 압연 공정에 의해 구리보다 훨씬 쉽게 소성 변형된다.
본 발명의 추가의 유리한 개선에서, 제조된 중첩 복합재의 두께는 압연 공정 전의 제1 시트의 두께의 60%를 초과하지 않도록 제공된다. 중첩 복합재의 두께는, 예를 들어 압연 공정 전의 제1 시트의 두께의 절반 이하, 특히 30% 내지 40%일 수 있다. 따라서, 시트들은 압연 공정 동안 심각하게 소성 변형되며, 이는 중첩된 에지 영역에서의 우수한 접착성에 유리하다.
사용된 시트들은 바람직하게는 그들의 제조 공차 내에서 동일한 두께를 갖는다. 하지만, 두께가 서로 다른 시트들을 사용하는 것도 가능하다. 일반적으로, 제1 시트의 두께가 제2 시트의 두께의 2배 내지 절반이면 문제가 없다. 하지만, 바람직하게는, 두 시트의 두께는 서로로부터 단지 20% 이하로 상이하다.
본 발명의 추가적인 세부 사항들 및 장점들은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 예에서 설명된다.
도 1은 중첩 복합재를 제조하기 위한 금속 시트들의 개략도를 도시한다.
도 2는 압연 전의 도 1에 도시된 시트들을 도시한다.
도 3은 도 1의 세부를 도시한다.
도 4는 중첩 복합재의 단면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 세부를 도시한다.
도 1은, 도 4에 도시된 중첩 복합재를 만드는, 예를 들어 구리 또는 구리계 합금으로 만들어진 2개의 제1 시트들(1), 및 제2 시트(2)를 도시한다. 도시된 예에서, 제1 시트들(1) 및 제2 시트(2)는 제조 공차 내에서 동일한 두께를 갖는다. 하지만, 시트들(1 및 2)은 또한 서로 다른 두께들일 수 있으며, 예를 들어, 서로 20% 만큼 다른 두께를 가질 수 있다.
도 1의 제1 시트들(1) 중 하나가 도 3에 상세히 도시되어 있다. 제1 시트(1)는 폭(bF1)의 쐐기형 에지를 갖는다. 이 쐐기형 에지는 경사진 측면(side surface)(3)을 형성하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 시트(2)는 그의 에지가 상기 경사진 측면과 맞대어 위치된다. 제1 시트(1)의 측면(3)의 폭은 대응하는 측면(4)의 폭보다 크다. 도시된 예에서, 측면(3)의 폭은 측면(4)의 폭의 2배 이상이다.
쐐기형 에지 영역의 폭(bF1) 및 호 길이로서 측정된 측면(3)의 폭은 제1 시트(1)의 두께의 2배를 초과한다. 쐐기의 팁으로부터 측정된 쐐기형 에지의 폭은, 시트 두께의 2배보다도 상당히 클 수 있다. 하지만, 시트 두께의 4배를 초과하는 폭은 일반적으로 장점이 없다.
도 3의 단면도에서, 쐐기형 에지 영역은 뭉툭한 팁을 갖는다. 다시 말해서, 쐐기형 에지 영역에서 시트(1)의 두께는, 쐐기형 에지 영역의 폭의 대부분을 차지하는 메인 섹션에서보다 팁에 인접한 엔드 섹션에서 더 빠르게 감소한다.
측면(3)은 볼록할 수 있는데, 다시 말하면, 중공 또는 들어간 곳(indentations)이 없다. 도시된 예에서, 쐐기형 에지 영역에서 제1 시트(1)의 두께의 감소는 완전히 단조롭다(strictly monotonic).
도시된 설계 예에서, 메인 섹션의 측면은 금속 시트의 평면에 대해, 10° 내지 30°, 특히 15° 내지 25°일 수 있으며, 예를 들어 도 3에서 대략 20°인 각도(α1)를 이루는 평면이다. 엔드 섹션에서, 측면은 예를 들어, 처음에는 각도(β1)로 이어서 각도(γ1)로, 더 경사질 수 있다. 각도(β1)는 예를 들어 25° 내지 50°, 바람직하게는 35° 내지 45°일 수 있고, 도시된 예에서는 40°이다. 각도(γ1)는 각도(β1)보다 큰데, 예를 들어 45° 내지 80°, 특히 55° 내지 65°이며, 도시된 예에서는 60°이다.
도시된 예에서, 측면(3)은 평평한 서브-표면들(planar sub-surfaces)에 의해 형성된다. 하지만, 측면(3)은 설계상 만곡될 수도 있다. 따라서, 더 일반적으로, 측면의 형상은, 단면으로 볼 때, 메인 섹션의 측면(3)에 대한 각각의 접선이 금속 시트의 평면에 대해 최대 30°, 바람직하게는 최대 20°의 각도를 이루며, 반면에, 엔드 섹션의 접선이 금속 시트의 평면에 대해 적어도 30° 바람직하게는 적어도 35° 예를 들어 40° 이상의 각도를 이룬다라고 개시될 수 있다. 접선이 엔드 섹션 상에서 시트의 평면에 대해 이루는 각도는, 팁으로 가면서 예를 들어 50° 이상의 값으로 증가한다. 예를 들어, 엔드 섹션의 제1 부분에서, 각각의 접선은 시트의 평면에 대해, 50° 미만, 예를 들어 35° 내지 45°의 각도를 이루고, 두께는 값(hβ1)에서 값(hγ1)으로 감소할 수 있다. 이 두께로부터, 각각의 접선은 시트의 평면에 대해 50° 초과, 예를 들어 55° 내지 80°의 각도를 이룬다. 예를 들어, 값(hβ1)은 제1 시트(1)의 최대 두께의 10% 내지 40%, 특히 20% 내지 30%일 수 있고, 값(hγ1)은 5% 내지 15%, 특히 5% 내지 10%일 수 있다.
메인 섹션은 엔드 섹션에 바로 인접할 수 있다. 하지만, 메인 섹션과 엔드 섹션 사이에 천이 섹션이 있을 수도 있다.
메인 섹션에서, 에지 섹션의 두께는 3/5 이상만큼, 예를 들어 60% 내지 90% 만큼, 특히 70% 내지 80% 만큼 감소된다. 메인 섹션은 적어도 제1 시트(1)의 최대 두께만큼 큰 폭을 갖는다. 메인 섹션은 바람직하게는 제1 시트(1)의 최대 두께의 적어도 1.5배인 폭을 갖는다. 엔드 섹션은, 즉, 예를 들어 메인 섹션의 폭의 1/5 내지 1/7인 폭을 갖는다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 시트(1)의 쐐기형 에지로 형성된 측면(3)은 제2 시트(2)의 에지의 측면(4)의 적어도 2배 만큼 넓으며, 제2 시트의 에지의 측면은 제1 시트(1)의 이 측면(3)에 맞대어 위치된다. 측면(4)은 경사져 있다. 제2 시트(2)는, 제2 시트(2)가 제1 시트(1)에 맞대어진 지점으로부터 테이퍼진다. 다시 말하면, 제2 시트(2)는, 단면으로 보면, 제1 시트의 쐐기형 에지 상에 위치된 에지로부터 테이퍼진 에지를 갖는다. 예를 들어, 단면에서 볼 수 있는 바와 같이, 에지는, 시트의 평면에서 측정된, 제2 시트의 최대 두께의 1/4 이하인 길이에 걸쳐, 바람직하게는 제2 시트의 최대 두께의 1/5 내지 1/20인 길이에 걸쳐, 테이퍼질 수 있다. 따라서, 제2 시트(2)의 에지 영역은 좁아지고, 제2 시트(2)의 두께는 시트(2)의 두께의 1/5 내지 1/20인 폭에 걸쳐서 0으로 감소된다.
측면(4)은, 예를 들어 시트의 평면에 대해 80° 내지 89°, 예를 들어 86° 내지 89°의 각도를 이루는 평탄 표면일 수 있다. 하지만, 측면(4)은 만곡될 수도 있다.
도 2는 시트들(1, 2)이 어떻게 함께 위치되는지를 도시한다. 제2 시트(2)는 제1 시트(1)의 쐐기형 에지 상에, 바람직하게는 에지가 제1 시트(1)의 최대 두께의 절반 초과 예를 들어 70% 내지 90%인 두께를 갖는 지점에, 위치된다. 도 2에서, 제2 시트(2)는, 시트(1)의 두께가 제1 시트(1)의 최대 두께의 85% 내지 90%인 지점에서 제1 시트(1)의 측면(3)과 접촉한다.
시트들(1, 2)이 도 2에 도시된 바와 같이 서로에 맞대어 놓여진 후, 그것들은 압연에 의해 함께 결합되어 도 4에 도시된 중첩 복합재(overlapping composite material)를 형성한다. 이에 의해 시트들(1, 2)은 심하게 변형되어, 복합재는 압연 전의 제1 시트(1)의 최대 두께의 전형적으로 3/5 이하인 두께를 갖는다. 도시된 예에서, 복합재는 제1 시트(1)의 원래 두께의 40% 미만인 두께를 갖는다.
압연 동안에, 제2 시트(2)의 에지 영역은 제1 시트(1)의 에지 영역의 윤곽에 일치하도록 특히 심하게 변형된다. 도 5는, 완성된 중첩 복합재에서의 제1 시트(1)와 제2 시트(2) 사이의 연결 구역을 개략적으로 도시한다.
개시된 방법을 실행하기 전에, 시트들(1, 2)은 탈지 및 세정된다. 그런 다음에, 시트들(1, 2)은, 정의된 재료 상태와 일치하도록, 특히 더 중실의 재료(more solid material)의 경우에 정의된 재료 상태와 일치하도록, 어닐링될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 시트들(1, 2)은 또한 본 방법을 실행하기 전에 브러싱(brush)될 수 있다.

Claims (15)

  1. 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하는 방법으로서,
    제1 금속으로 만들어진 제1 시트(1)와 상기 제1 금속보다 강도가 낮은 제2 금속으로 만들어진 제2 시트(2)가 에지 영역에서 중첩하는 방식으로 서로의 상부 상부에 위치되고, 그 다음 압연으로 결합되고,
    상기 제1 시트(1)는 단면으로 쐐기형 에지를 가지며, 상기 제1 시트(1)의 상기 쐐기형 에지로 형성된 측면(3)은 상기 제1 시트(1)에 결합되는 상기 제2 시트(2)의 에지의 측면(4)보다 큰 폭을 갖고,
    상기 제2 시트(2)는 그의 에지가, 상기 쐐기형 에지로 형성된 상기 제1 시트(1)의 경사진 측면(3) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쐐기형 에지는, 상기 쐐기형 에지 영역의 폭의 주요부를 구성하는 메인 섹션 및 에지 섹션을 갖고,
    상기 메인 섹션의 두께는 상기 에지 섹션의 두께보다 단위 길이당 더 천천히 감소하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에지 섹션은 상기 메인 섹션의 폭의 1/5 내지 1/20의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    단면으로, 상기 메인 섹션에 대한 각각의 접선(tangent)은 제1 시트(1)의 평면에 대해, 30° 이하의 각도(α1)를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 섹션에 대한 각각의 접선은 상기 제1 시트(1)의 상기 평면에 대해, 90° 미만, 바람직하게는 55° 내지 80°의 각도(γ1)를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시트(1)의 상기 쐐기형 에지로 형성된 상기 측면(3)은, 상기 제1 시트(1)의 상기 측면(3) 상에 위치된 상기 제2 시트(2)의 상기 에지의 상기 측면(4)의 폭의 적어도 2배인 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시트(2)는, 상기 제1 시트(1)의 상기 쐐기형 에지 상에 소정 위치에 위치되고,
    상기 위치는, 상기 에지가, 상기 제1 시트(1)의 최대 두께의 적어도 절반, 바람직하게는 상기 제1 시트(1)의 상기 최대 두께의 60% 내지 90%, 보다 바람직하게는 상기 제1 시트의 상기 최대 두께의 70% 내지 90%인 두께를 갖는 위치인 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시트(2)는, 단면으로 볼 때, 상기 제1 시트의 상기 쐐기형 에지 상에 위치된 상기 에지로부터 시작하여 테이퍼진 에지를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법. 시트(1).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 에지는, 단면으로, 상기 시트의 상기 평면에서 측정되는 상기 제2 시트(2)의 상기 최대 두께의 1/4 이하의 길이에 걸쳐, 바람직하게는 상기 제2 시트(2)의 상기 최대 두께의 1/5 내지 1/20인 길이에 걸쳐, 테이퍼진 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시트(1)의 상기 측면(3)은 볼록한 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시트(1)의 상기 쐐기형 에지는 상기 제1 시트(1)의 전면에서 후면으로 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시트(1)는 구리 또는 구리계 합금으로 만들어진 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시트(2)는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 만들어진 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합재는, 압연 전의 상기 제1 시트(1)의 상기 최대 두께의 60% 내지 30%, 바람직하게는 60% 내지 40%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시트(1)의 상기 최대 두께는, 상기 제2 시트(2)의 상기 최대 두께와 최대 2배 만큼, 바람직하게는 최대 20% 만큼, 상이한 것을 특징으로 하는, 방법.
KR1020207001567A 2017-08-28 2018-08-23 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법 KR20200020834A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017119677.3 2017-08-28
DE102017119677.3A DE102017119677A1 (de) 2017-08-28 2017-08-28 Verfahren zum Herstellen eines Überlapp-Verbundmaterials aus Blech
PCT/EP2018/072739 WO2019042855A1 (de) 2017-08-28 2018-08-23 Verfahren zum herstellen eines überlapp-verbundmaterials aus blech

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200020834A true KR20200020834A (ko) 2020-02-26

Family

ID=63364069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207001567A KR20200020834A (ko) 2017-08-28 2018-08-23 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11511369B2 (ko)
EP (1) EP3676044A1 (ko)
JP (1) JP6916958B2 (ko)
KR (1) KR20200020834A (ko)
CN (1) CN111050972A (ko)
DE (1) DE102017119677A1 (ko)
MX (1) MX2019015658A (ko)
WO (1) WO2019042855A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7425781B2 (ja) * 2021-12-16 2024-01-31 株式会社東芝 異種金属の接合方法、および接合装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3313911A (en) * 1964-06-09 1967-04-11 Melvin M Seelofff Method of joining metal sheet and strip
GB1035439A (en) * 1964-08-22 1966-07-06 Taylor Winfield Corp Method of joining metal sheet or strip by resistance welding
US3301994A (en) * 1964-10-09 1967-01-31 Taylor Winfield Corp Method of joining metal sheet or strip
JPS59209491A (ja) * 1983-05-11 1984-11-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続式熱間圧延方法
JPS60177981A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 Hitachi Cable Ltd エツジレイ及びスル−レイクラツド材の製造方法
JPH04200907A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼材の熱間接合方法
CH683402A5 (de) * 1991-04-09 1994-03-15 Elpatronic Ag Verfahren zum Nahtschweissen von Blechzuschnitten.
US5234154A (en) * 1991-04-26 1993-08-10 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for joining hot strips
KR100415639B1 (ko) * 1996-12-24 2004-04-03 주식회사 포스코 열간압연재의접합방법
US6427904B1 (en) * 1999-01-29 2002-08-06 Clad Metals Llc Bonding of dissimilar metals
DE10149183C2 (de) * 2001-10-04 2003-08-28 Thyssen Krupp Automotive Ag Verfahren zur Herstellung von Kanten- oder stirnseitig miteinander verbundenen Blechen und stirnseitig miteinander verbundene Bleche
DE10237763B4 (de) * 2002-08-17 2006-01-12 Schott Ag Verfahren zur Herstellung unlösbarer stoffschlüssiger Verbindungen von Bauteilen aus oxid-dispergierten-(ODS)-metallischen Werkstoffen durch Verschweißen und durch das Verfahren hergestellte Bauteile
JP4780664B2 (ja) * 2006-05-30 2011-09-28 株式会社Neomaxマテリアル 複合金属板及びその製造方法
CN102395443A (zh) * 2009-04-15 2012-03-28 本田技研工业株式会社 铝合金部件的焊接接头
CN102421561B (zh) * 2009-05-29 2013-03-27 株式会社新王材料 复合板
DE102010027604A1 (de) * 2009-08-12 2011-02-17 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Edelmetallblechen
JP5254493B2 (ja) * 2010-02-25 2013-08-07 テクニカル・マテリアルズ・インコーポレイテッド 固相接合を用いて異種材間に横並び金属結合を生成する方法及びこれにより製造された製品
JP2014136251A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Hitachi Metals Ltd 前駆体及び電極端子接続体の製造方法
JP2015013306A (ja) * 2013-07-05 2015-01-22 株式会社河合楽器製作所 接合板材の製造方法
DE102013219404A1 (de) 2013-09-26 2015-03-26 Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Bändern und Streifen aus zwei metallischen Materialien

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019042855A1 (de) 2019-03-07
JP2020531288A (ja) 2020-11-05
DE102017119677A1 (de) 2019-02-28
EP3676044A1 (de) 2020-07-08
US20200189023A1 (en) 2020-06-18
US11511369B2 (en) 2022-11-29
MX2019015658A (es) 2020-07-14
CN111050972A (zh) 2020-04-21
JP6916958B2 (ja) 2021-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7922067B2 (en) Tailor welded blank assembly and method
KR101760450B1 (ko) 고상 결합을 이용하여 이종 재료 사이에 수평 금속 접합을 생성하는 방법 및 그에 의해 제조되는 제조물
EP1388390A1 (en) Structural body joined by friction stir welding
CN105636718B (zh) 钢板的冲裁用工具和冲裁方法
RU2005105933A (ru) Композитное металлическое изделие и способ его изготовления
KR101032241B1 (ko) 맞대기 접합부의 제작 방법, 맞대기 접합부, 굽힘 부재의제작 방법 및 마찰 교반 접합 방법
KR20100016533A (ko) 서로에 대해 평행하게 배열된 복수의 와이어들을 포함하는 스트립 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 제조된 스트립
KR20200020834A (ko) 금속 시트로 중첩 복합재를 제조하기 위한 방법
KR102036297B1 (ko) 압연 클래드 알루미늄 가공품의 제조 방법, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 그 용도
RU2315697C2 (ru) Биметалл повышенной прочности и способ его изготовления
EP3558554B1 (en) A connection tube and its method of manufacturing
FR2850304A1 (fr) Procede et dispositif pour la fabrication d'un flan variant en epaisseur au moins dans une zone
EP1649993A1 (en) Procedure for manufacturing non-flat structures with a metallic external surface and the structure obtained thereby
Senge et al. Evaluation of interlocking bond strength between structured 1.0338 steel sheets and high pressure die cast AlMg5Si2
WO2001002663A1 (fr) Structure de poutre et procede de realisation de telles structures
EP3419798B1 (en) Method of folding metal blank made of high-strenght material without cracks
CN107921523A (zh) 用于自冲铆钉扣状件成形件的表面设计
JPH06508794A (ja) 拡散接合アルミニウム構造体の超塑性変形
CA2197154A1 (en) Composite section of two different metals, in particular for use as a conductor rail, and process for the manufacture thereof
RU2762696C1 (ru) Способ получения слоистого проката
US3789497A (en) Method of producing composite metal article
RU2574948C1 (ru) Способ производства биметаллического проката на основе низкоуглеродистой стали и алюминиевого сплава
JPH07270306A (ja) クラッド鋼板の接合強度評価方法
JPS58151978A (ja) 複合線材製造装置
JP2015093313A (ja) アルミニウム押出形材の突合せ溶接接合方法及び鉄道車両用構体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right