UA120787C2 - Спосіб отримання шаруватої структури - Google Patents

Спосіб отримання шаруватої структури Download PDF

Info

Publication number
UA120787C2
UA120787C2 UAA201801117A UAA201801117A UA120787C2 UA 120787 C2 UA120787 C2 UA 120787C2 UA A201801117 A UAA201801117 A UA A201801117A UA A201801117 A UAA201801117 A UA A201801117A UA 120787 C2 UA120787 C2 UA 120787C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
polymer layer
thickness
layered structure
steel
expressed
Prior art date
Application number
UAA201801117A
Other languages
English (en)
Inventor
Дені Жаке
Дени Жаке
Original Assignee
Арселорміттал
Арселормиттал
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 Арселорміттал, Арселормиттал filed Critical Арселорміттал
Publication of UA120787C2 publication Critical patent/UA120787C2/uk

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/16—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2270/00—Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/51—Elastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/72—Density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/30—Iron, e.g. steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/08—Cars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B62D29/005—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material preformed metal and synthetic material elements being joined together, e.g. by adhesives

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Винахід стосується способу отримання шаруватої структури з двох сталевих поверхонь, розділених полімерним шаром, що включає етапи, на яких: розраховують розміри шаруватої структури з урахуванням мети, що досягається, проводячи при цьому часткові етапи, на яких: визначають задачу, що досягається, за допомогою трьох цільових показників, а саме за допомогою жорсткості при розтягуванні Тс, вираженої в кН/мм, жорсткості при вигині Вс, вираженої в кН/мм, і поверхневої щільності Мс, вираженої в кг/м2, визначають допуск на досягнення цільових показників, визначають шарувату структуру за допомогою п'яти змінних величин, зокрема за допомогою товщини Еа сталевих поверхонь в мм, товщини Ер полімерного шару в мм, дійсного модуля Юнга Yp полімерного шару, дійсної щільності dp полімерного шару і об'ємного вмісту Rp полімерного шару, вираженого в об'ємних відсотках полімерного шару, що містить речовину, ідентифікують поєднання Еа, Ер, Yp, dp і Rp, які дозволяють досягти цільові показники при заданому допуску, звідси виводять по кожній змінній величині робочий діапазон, відбирають сталь і полімерний шар, за якими кожна змінна величина розташовується в діапазоні, який визначили на попередньому етапі, виготовляють відповідну шарувату структуру. 2

Description

Даний винахід стосується шаруватих структур, які містять полімерний шар між двома сталевими поверхнями, і способу їх отримання.
Зниження енергоспоживання автомобілями досягається, зокрема, зменшенням їх ваги.
Сталь, зазвичай вживана для виготовлення як елементів обшивки, так і конструктивних елементів, конкурує з легшими металами, такими, як алюміній, і з композитними матеріалами, такими, як полімери, зміцнені скляними або вуглецевими волокнами.
Шаруваті структури здатні створити альтернативу, проте їх складність утрудняє визначення їх розмірів.
Тому завданням даного винаходу є створення способу отримання шаруватої структури, який спростив би визначення розмірів шаруватої структури з урахуванням мети, що досягалася.
Для цього першим об'єктом винаходу служить спосіб отримання шаруватої структури з двох сталевих поверхонь, розділених між собою шаром полімеру, що включає наступні етапи: - визначення розмірів шаруватої структури з урахуванням мети, що досягається, з проведенням часткових етапів, на яких: - визначають мету, що досягається, за допомогою трьох цільових показників, а саме за допомогою жорсткості при розтягуванні Тс, вираженої в кН/мм, жорсткості при вигині Вс, вираженої в кН/мм, і поверхневої щільності Ме, вираженої в кг/м? - визначають допуск на досягнення цільових показників - визначають шарувату структуру за допомогою п'яти змінних величин, зокрема, товщина Еа сталевих поверхонь в мм, товщину Ер полімерного шару в мм, дійсного модуля Юнга Ур полімерного шару, дійсної щільності др полімерного шару і об'ємного вмісту Кр полімерного шару, вираженого в об'ємних відсотках полімерного шару, що містить матеріал - ідентифікують поєднання Еа, Ер, Мр, Ор і Кр, які дозволяють досягти цільові показники при заданому допуску - звідси виводять для кожної змінної величини робочий діапазон - відбирають сталь і полімерний шар, по яких кожна змінна величина розташовується в діапазоні, який визначили на попередньому етапі - виготовляють відповідну шарувату структуру.
Також спосіб згідно винаходу може включати наступні факультативні ознаки, узяті роздільно
Ко) або в поєднанні: - метою, що досягається, є монолітний металевий матеріал, інший, чим сталь - метою, що досягається, є алюміній - метою, що досягається, є алюміній завтовшки 0,9 мм - метою, що досягається, є алюміній завтовшки 0,8 мм - допуск на досягнення цільових показників складає 10 905, - етап ідентифікації поєднань Еаз, Ер, Мр, др ії Кр, що дозволяють досяїти цільові показники за допомогою заданого допуску, містить етап, на якому створюють поєднання Еа, Ер, Ур, др і Кр - спосіб містить етап графічного аналізу проведених поєднань Еа, Ер, Мр, др і Кр.
Іншим об'єктом винаходу є шарувата структура, що отримується способом згідно винаходу, вживаним для цільового алюмінію завтовшки 0,9 мм при Тс-31,5 Н/мм, Вс-10,2 Н/мм, Ме-2,43 кг/м2 і допуску 10 95, при цьому шарувата структура складається з: - двох сталевих поверхонь товщиною Еа від 0,133 до 0,165 мм - полімерного шару, що розташованого між обома поверхнями і володіє: - товщиною Ер від (-2,5-ЕажО,713) до (-2,5-Еа--0,88) - щільністю др від 0,9 до 1,4 - об'ємним вмістом Кр, що перевищує або рівним 0,2, точно менше 1 - модулем Юнга Хр менше 4000 МПа - об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга Ур, що задовольняє нерівність:
Мер-(0,49-Аре-0,23-Ар--1/(Ур-(1-Вр))) 250 МПа.
Така шарувата структура згідно винаходу може також володіти наступними факультативними ознаками, узятими роздільно або в поєднанні: - товщина Еа сталі складає від 0,141 до 0,158 мм, товщина Ер полімерного шару складає від (-2,5-Еа--0,73) до (-2,5-Еа--0,67) - полімерний шар містить суміш з поліаміду, співполімеру етилену і ненасиченої карбонової кислоти та/або її похідного.
Третім об'єктом винаходу є шарувата структура, що отримується способом по будь-якому з пунктів 1 - 9, вживаним для цільового алюмінію завтовшки 0,8 мм при Тс-28,0 Н/мм, Ве-7,2
Н/мм, Ме-2,16 кг/м: і допуску 10 95, при цьому шарувата структура складається з: - двох сталевих поверхонь товщиною Еа від 0,118 до 0,146 мм бо - полімерного шару, що включеного між обома поверхнями і володіє:
- товщиною Ер від (-2,5-Еа--0,632) до (-2,5-Еа--0,75) - щільністю др від 0,9 до 1,4 - об'ємним вмістом КЕ» зверху або рівним 0,2, точно меншим 1 - модулем Юнга Хр менше 4000 МПа - об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга Ур, що задовольняє нерівність:
Мер-(0,49-Рре--0,23-АВра-1/(ХУр-(1-Вр))) 250 МПа.
Ця шарувата структура згідно винаходу може також містити наступні факультативні ознаки, узяті роздільно або в поєднанні: - товщина Еа сталі складає від 0,126 до 0,140 мм, товщина Ер полімерного шару складає від (-2,5-Еа--0,646) до (-2,5-Еа--0,728) - суміш з поліаміду, співполімеру етилену і ненасиченої карбонової кислоти та/або її похідного.
Інші ознаки і переваги винаходу приводяться нижче в описі.
Визначення розмірів шаруватої структури проводиться перш за все вибором мети, що досягається. Цією метою може служити байдуже або віртуальна мета, охарактеризована тільки цільовими показниками, або конкуруючий продукт, робочі показники якого намагаються відтворити. У другому випадку мета містить як цільові показники цільового конкуруючого матеріалу.
Зокрема, мета, що досягається, охарактеризована трьома цільовими показниками, а саме жорсткістю при розтягуванні Тс в кН/мм, жорсткістю при вигині Вс в кН/мм і поверхневої щільності Ме в кг/м".
Як не обмежуючі приклади, у випадку з алюмінієм як цільовим матеріалом, цільові показники
Те, Вес ії Ме можуть мати відповідно наступні значення: - 31,5 Н/мм, 10,2 Н/мм, 2,43 кг/м? при товщині алюмінію 0,9 мм - 28,0 Н/мм, 7,2 Н/мм, 2,16 кг/м при товщині алюмінію 0,8 мм.
В рамках визначення розмірів шаруватої структури вирішується допуск на досягнення цільових показників. Цей допуск може задаватися в кожному випадку окремо фахівцем з урахуванням критичності цільового показника в даних умовах.
Перше наближення може полягати, наприклад, в допущенні того, що цільові показники
Зо можуть досягатися при більш менш 10 95, переважно при більш менш 5 95.
Потім шарувата структура охарактеризується товщиною Еа сталевих поверхонь в мм, товщиною Ер полімерного шару в мм, власним модулем Юнга Хр полімерного шару, власною щільністю др полімерного шару в МПа і об'ємному вмісті Кр полімерного шару в об'ємних відсотках полімерного шару, що містить матеріал.
Під власним модулем Юнга полімерного шару мається на увазі модуль Юнга полімеру або суміші із утворюючих полімерний шар полімерів, при цьому можливе спінювання полімерного шару виключається.
Під власною щільністю полімерного шару мається на увазі щільність полімеру або суміші із утворюючих полімерний шар полімерів, при цьому можливі наповнювачі і можливе спінювання виключаються з розрахунку щільності.
Об'ємний вміст Кр є функцією можливого спінювання полімерного шару. Отже, у разі відсутності спінювання об'ємний вміст складе 1. Контроль за об'ємним вмістом проходить через контроль за ступенем спінювання. Переважно полімерний шар спінюється, тобто Кр складає точно менше 1. Спінювання створює для шаруватої структури чудовий компроміс між зниженням ваги і механічними властивостями.
Наступний етап полягає в ідентифікації поєднань Еа, Ер, Мр, др і Кр, які дозволяють досягти цільові показники при заданому допуску.
Цей етап може проводитися за допомогою будь-якого способу, відомого середньому фахівцеві.
Як не обмежуючий приклад нижче описаний можливий метод.
Перший етап цього методу полягає в створенні поєднань Еа, Ер, Мр, др і Кр таким чином: - задають модуль Юнга Уа: для першої сталевої поверхні, рівний 210000 МПа - задають розміри першої металевої поверхні, зокрема, ширину Із/-50 мм і довжина І 431-100
ММ
- задають коефіцієнт Пуассона (Роіззоп) маї для першої сталевої поверхні, рівний 0,3, - задають розміри полімерного шару, зокрема, ширину Ір-50 мм і довжина І 6-100 мм, - задають коефіцієнт Пуассона мр для полімерного шару, рівний 0,3, - задають товщину Еаг для другої сталевої поверхні, рівну товщині першої поверхні, - задають модуль Юнга "22 для другої сталевої поверхні, рівний 210000 МПа, 60 - задають розмірність другої сталевої поверхні: ширину 1422-50 мм, довжина І 422-100 мм,
- задають коефіцієнт Пуассона маг для другої сталевої поверхні, рівний 0,3, - змінюють приблизно товщину Езаї першої сталевої поверхні переважний від 0,1 до 0,2 мм для обмеження числа ітерацій, - змінюють приблизно товщину Ер полімерного шару переважний від 0 до 1 мм для обмеження числа ітерацій, - змінюють приблизно дійсний модуль Юнга Хр полімерного шару, - змінюють приблизно об'ємний вміст Рр полімерного шару, - змінюють приблизно власну щільність др полімерного шару, - розраховують квадратичний момент інерції ММа4а:ї першої сталевої поверхні за допомогою відношення:
ММаа1-а:Еві 73/12, - розраховують модуль зрізу ССаїт першої сталевої поверхні за допомогою відношення:
Сісат- Ма(2:(1 мат), - розраховують нейтральне волокно МЕаї для першої сталевої поверхні за допомогою відношення: Ссаї-Еа1/2, - розраховують масу Маї першої сталевої поверхні за допомогою відношення: Ма1-Еа!1: 7,8, - розраховують удаваний модуль Юнга Уаррр полімерного шару за допомогою відношення:
Маррр-Мр-(0,772-Ар"2-(1 - 0,77).Ар--1//Мр-(1-Ар))), - розраховують квадратичний момент інерції ММ4р полімерного шару за допомогою відношення: ММар--Ір-Ер"З/12, - розраховують модуль зрізу (ЗСр полімерного шару за допомогою відношення
Ссв- Уаррр/(251-Ур)), - розраховують нейтральне волокно МЕр полімерного шару за допомогою відношення:
МЕр-Ер/2--Еаї, - розраховують масу Мр полімерного шару за допомогою відношення: Мр--Нр-Ер:Ор, - розраховують квадратичний момент інерції МІМ4а2 для другої сталевої поверхні за допомогою відношення:
ММа4а2-Їа2: Ева2"7З3/1 2, - розраховують модуль зрізу Ссаг для другої сталевої поверхні за допомогою відношення:
Сіса»-- Маг (2:(1 -Маг)), - розраховують нейтральне волокно МЕаг для другої сталевої поверхні за допомогою відношення: МЕаг- Еаг/2--Ер-іЕаі, - розраховують масу Маг: другої сталевої поверхні за допомогою відношення: Маг--Еаг: 7,8, - звідси виводять жорсткість при вигині Вх шаруватої структури за допомогою відношення:
В5-1/І а2"3А48. А) аг/(4.0), де:
Ат(Уа: ММаа1--Елві Ма ачСса-Су2)-(МарроММар--Ер:Маррр-Ір(МЕр- С)372)-- (Ма»-ММаа2-- Еа2- У аг»
Іаг«МЕаг - С)У72),
ОБ-ІвСср(Егі--Еаг)/2--Ер)"2/Ер, при цьому:
С-(Еві- Ма Іа«С1Саї-Ер УаррргІрМЕр-- Еаг: У аг-ТагМЕаг)ДЕаі- Маїс Таз Ер Харрр-Ір--Еаг: Маг-Іаг), - звідси виводять жорсткість при розтягуванні Т5 шаруватої структури за допомогою відношення:
Тва-50/100-(Ма1Еаі--Маррр:Ер-Уа»:Еаг)/1000, - виводять масу Мо шаруватої структури за допомогою відношення:
М5-Ма1ї--Мр--Маг, - порівнюють Те», Ве, Ме з цільовими показниками Тс, Вс і Ме, які були визначені за допомогою заданого допуску.
Отримані результати аналізували з метою ідентифікації поєднань Еа, Ер, Мр, Ор і Кр, що дозволяють досягти цільові показники за допомогою заданого допуску. Ці результати можуть аналізуватися, зокрема, графічно. Як приклад графік може відображати товщину Ер полімерного шару залежно від товщини Еа сталевої поверхні і дійсного модуля Юнга Ур полімерного шару.
Також графік може відображати товщину Ер полімерного шару залежно від товщини Еа сталевої поверхні і об'ємного вмісту Кр полімерного шару.
В ході ідентифікації поєднань Еа, Ер, Мр, др і Вр, що дозволили досягти цільові показники за допомогою заданого допуску, деякі з поєднань можуть бути виключені, оскільки вони були ідентифіковані, як не функціонуючі.
Як приклад слід вказати на шаруваті структури, що мали удаваний модуль Юнга полімерного шару менший 50 МПа. Дійсно при величині нижче за це значення було встановлено, що зміна модуля Юнга в часі стає дуже чутливою до навколишнього середовища.
Зокрема, просочування води або схильність шаруватої структури до впливу температур, близьких до точки плавлення полімерного шару, створює небезпеку початку зрізу шаруватої структури і порушення зчеплення.
Також було встановлено, що об'ємний вміст, що становить менше 0,2, тобто спінювання понад 8095, не дозволяє дося!ти та/або зберегти достатню жорсткість шаруватої структури.
Як приклад можна вивести по цільовому алюмінію завтовшки 0,9 мм при То-31,5 Н/мм,
Вс-10,2 Н/мм, Ме-2,43 кг/м: і допуску 1095 робочий діапазон, що характеризується: - товщиною Еа сталі від 0,133 до 0,165 мм, - товщиною Ер полімерного шару від (-2,5-Еа--0,713) до (-2,5-Еа--0,88), - щільністю др полімерного шару від 0,9 до 1,4, - об'ємним вмістом Кр полімерного шару від 0,2 до 1, - модулем Юнга Хр полімерного шару, меншим 4000 МПа, - об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга Ур, що задовольняє нерівність:
Мер-(0,49-Аре-0,23-Ар--1/(Ур-(1-ВАр))) 2 50 МПа.
Також для цільового алюмінію завтовшки 0,9 мм при Тое-31,5 Н/мм, Ве-10,2 Н/мм, Ме-2,43 кг/м2 і допуску 5 95 визначили робочий діапазон, що характеризується: - товщиною Еа сталі від 0,141 до 0,158 мм, - товщиною Ер полімерного шару від (-2,5-Еа--0,73) до (-2,5-Еа--0,87), - щільністю др полімерного шару від 0,9 до 1,4, - об'ємним вмістом Кр полімерного шару від 0,2 до 1, - модулем Юнга Хр полімерного шару, меншим 4000 МПа, - об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга, що задовольняє нерівність:
Мер-(0,49-Рре--0,23-АВр-1/(МУр-(1-Вр))) 2 50 МПа.
Також для цільового алюмінію завтовшки 0,8 мм при Тс-28,0 Н/мм, Вс-7,2 Н/мм, Ме-2,16 кг/м2 і допуску 10 95 визначили робочий діапазон, що характеризується: - товщиною Еа сталі від 0,118 до 0,146 мм, - товщиною Ер полімерного шару від (-2,5-Еа--0,632) до (-2,5.Еа-0,75), - щільністю др полімерного шару від 0,9 до 1,4, - об'ємним вмістом Кр полімерного шару від 0,2 до 1, - модулем Юнга Хр полімерного шару, меншим 4000 МПа, - об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга, що задовольняє нерівність:
Мер-(0,49-Аре-0,23-Ар--1/(Ур-(1-ВАр))) 2 50 МПа.
Також для цільового алюмінію завтовшки 0,8 мм при Те-28,0 Н/мм, Все-7,2 Н/мм, Ме-2,16 кг/м2 і допуску 10 95 визначили робочий діапазон, що характеризується: - товщиною Еа сталі від 0,126 до 0,140 мм, - товщиною Ер полімерного шару від (-2,5-Еа-0,646) до (-2,5-.Еа--0,728), - щільністю др полімерного шару від 0,9 до 1,4, - об'ємним вмістом Кр полімерного шару від 0,2 до 1, - модулем Юнга Ур полімерного шару, меншим 4000 МПа, - об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга, що задовольняє нерівність:
Мер-(0,49-Рре--0,23-АВр-1/(МУр-(1-Вр))) 2 50 МПа.
Наступний етап полягає у відборі сталі і полімерного шару, по яких кожна змінна величина знаходиться в діапазоні, який визначили на попередньому етапі.
Середній фахівець, якому відомі властивості сталей і полімерів, може без зусиль зробити такий вибір.
Зокрема, при виборі сталі він керується наведеними нижче міркуваннями.
Переважно поверхні утворені сталевою фольгою товщиною Еа від 0,1 до 0,2 мм. При меншій товщині стає складно отримати достатню жорсткість шаруватої структури при вигині. При більшій товщині вага сталевої фольги не дозволяє отримати достатньо полегшену шарувату структуру. Переважно сталева фольга має товщину від 0,118 до 0,165 мм. Ще переважніше сталева фольга має товщину від 0,16 до 0,158 мм.
Вибір марки сталі визначається її призначенням. В області автомобілебудування зазвичай вживаними марками сталі є, зокрема, Е5 (ЕМ 0СО1 - ОСО6), а також марки НЕ (ЕМ Н240ГА -
Н4Іб0Г А). Переважно сталі вибираються з марок ІЕ-Ті. Ці марки володіють тією перевагою, що вони дуже слабо чутливі до дисперсійного тверднення після прожарення (раКе Пагадепіпо), завдяки чому їх можна застосовувати без шкоди на етапі виробництва шаруватої структури, на якому шарувату структуру нагрівають до температури близько 240-250". Крім того такі марки сталі володіють перевагою, що полягає в дуже високій штампованості. бо Такі сталеві поверхні можуть не мати покриття. Як альтернатива вони можуть містити покриття, поліпшуюче їх робочі параметри, зокрема, їх стійкість проти корозії. У тому випадку, коли сталь має покриття, її товщиною Еа вважається товщина сталевої поверхні без покриття, при цьому товщина покриттів не враховується.
Покриття може бути металевим і наноситься гальванічно при зануренні, електроосадженням або ж способом покриття у вакуумі, таким, як осадження в паровій фазі або осадження паровим струменем із звуковою швидкістю. Таке покриття може містити один або декілька металів, вибраних з цинку, алюмінію, магнію і кремнію. Як не обмежуючий приклад можна вказати на покриття з цинку (01), легованого цинку (СА), цинкового сплаву (2пМоО) із вмістом від 0,1 до 10 ваг. 96 магнію, цинкового сплаву із вмістом від 0,1 до 10 ваг. 95 магнію і від 5 до 11 ваг. 95 алюмінію (ПАМ), цинкового сплаву із вмістом 595 ваг. алюмінію (СаїгапФ», цинкового сплаву із вмістом 55 ваг. 95 алюмінію, близько 1,5 ваг. 96 кремнію, решта - цинк і неминучі при виплавці домішки (АЇІнгіпсФ» (заїмаїштеФф», алюмінієвого сплаву із вмістом від 8 до 11 ваг. 95 кремнію і від 2 до 4 ваг. 95 заліза, решта - алюміній і неминучі при виплавці домішки (АїЇн5і» (АІнригв», алюмінієве покриття (Аіириге».
Покриття може також піддаватися операції обробки поверхні або лакування або забарвлення або нанесення масляного покриття. Ці покриття відомі середньому фахівцеві. Він уміє ними користуватися і підбирати в кожному випадку окремо.
Середній фахівець керується також при своєму виборі полімерного шару наступними міркуваннями.
Полімерний шар може складатися з одного полімеру або суміші, що полягає, щонайменше, з двох полімерів (іменованих нижче полімерною сумішшю).
Вибір полімеру або полімерної суміші визначається в принципі умовами, в яких полімер або полімерна суміш знаходитиметься під час виготовлення шаруватої структури та її застосування.
Таким чином переважно вибирають полімер або полімерну суміш: - у яких точка плавлення не перевищує 220-2407"С, що дозволяє їх застосовувати на потокових лініях виробництва шаруватих структур без необхідності в надмірному нагріві, - які зберігають міцність на етапі катафорезу, на якому проводиться виготовлення автомобіля і на якому нанесена на нього фарба обпалюється протягом близько 45 хвилин при температурі до 210760.
Переважно композитний шар володіє здатністю зчеплення з металом, яка достатня для застосування у вигляді моношару, закріпленого безпосередньо на сталевих поверхнях в процесі виробництва шаруватих структур. Як альтернатива полімерний шар може закріплюватися на сталевих поверхнях за допомогою клею або адгезиву, що наносяться на поверхню розділу «полімерний шар/сталева поверхня». Як альтернатива полімерний шар може складатися з одного полімеру, периферичні шари якого володіють хорошою зчіплюваністю з металом.
Згідно варіанту виконання винаходу полімерна суміш містить поліамід, такий, як РАб, РАб-6,
РА11, РА12, РА4-6, РАб-10, РАб-12, щільність і модулі Юнга якого відомі. Переважно полімерна суміш містить поліамід, співполімер етилену і не насичену карбонову кислоту та/або її похідне.
Докладний опис властивостей компонентів такої суміші і спосіб її отримання розкриті в заявці на патент УМО 2005/0142278, на яку тут робиться посилання. Вказані, засновані на поліаміді суміші володіють тією перевагою, що вони зберігають міцність на етапі катафорезу, після формування мають привабливий зовнішній вигляд поверхні і володіють хорошим зчепленням з металом.
Згідно варіанту виконання винаходу полімерна суміш є двофазною і містить в собі: - поліамід з точкою плавлення, по більшій мірі, рівною 2107С, - модифікований поліолефін з карбоксильними групами, властивості реологій якого в розплавленому стані характеризуються пороговим напруженням.
Докладний опис властивостей компонентів такої суміші та спосіб її отримання містяться в заявці на патент УМО 2012/076763, на яку тут робиться посилання.
Така полімерна суміш володіє тією перевагою, що вона добре зберігається на етапі катафорезу при 210"С, при цьому її температура плавлення не перевищує 210"С, що спрощує її застосування і отже виготовлення шаруватої структури.
Полімерний шар може бути спінений.
Присутність газових бульбашок в суміші може бути викликана або добавкою в полімерну суміш розширяльної речовини, або фізичним введенням газових бульбашок в суміш в процесі її застосування.
У разі застосування розширяльної речовини вона водиться переважно в полімер або полімерну суміш під час їх приготування. При виготовленні шаруватої панелі нагрів полімерного шару активує розширяльну речовину, унаслідок чого газ вивільняється з полімеру. Розмір 60 спінювання і, отже, об'ємний вміст Кр контролюються кількістю розширяльної речовини, доданої в полімерний шар. З розширяльних речовин можна вказати як приклад на мікрокульки
Ехрапсеке» що додаються в полімерний шар в кількості декількох вагових відсотків.
Само по собі виготовлення або складання поверхонь і полімерного шару може проводитися будь-яким відомим середньому фахівцеві способом.

Claims (12)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання шаруватої структури з двох сталевих поверхонь, що мають товщину Еа, що становить від 0,118 до 0,165 мм, розділених полімерним шаром, що містить суміш з поліаміду і співполімеру етилену і ненасиченої карбонової кислоти та/або її похідного і має товщину Ер, що знаходиться в діапазоні від (-2,5-ЕанО,632) до (-2,5-ЕанО,88), що включає етапи, на яких: розраховують розміри шаруватої структури з урахуванням задачі, що досягається, проводячи підетапи, на яких: визначають задачу, що досягається, за допомогою трьох цільових показників, а саме за допомогою жорсткості при розтягуванні Тс, вираженої в кН/мм, жорсткості при вигині Вс, вираженої в кН/мм, та поверхневої щільності Мс, вираженої в кг/м, визначають допуск на досягнення цільових показників, визначають шарувату структуру за допомогою п'яти змінних величин, зокрема за допомогою товщини Еа сталевих поверхонь, в мм, товщини Ер полімерного шару, в мм, дійсного модуля Юнга Хр полімерного шару, дійсної щільності др полімерного шару і об'ємного вмісту Кр полімерного шару, вираженого в об'ємних відсотках полімерного шару матеріалу, ідентифікують поєднання Еа, Ер, Мр, др і Кр, які дозволяють досягти цільових показників, що мають заданий допуск, забезпечують дотримання наступних далі нерівностей для вказаних ідентифікованих поєднань: Мер-(0,49-Аре-0,23.Ар--1/(Мр-(1-Ве))) 250 МПа, Вр 20,2, відбирають сталь і полімерний шар, для яких кожна змінна величина знаходиться в діапазоні, визначеному на попередньому етапі, виготовляють відповідну шарувату структуру.
2. Спосіб за п. 1, в якому задачею, що досягається, є монолітний металевий матеріал, інший, ніж сталь.
3. Спосіб за п. 2, в якому задачею, що досягається, є алюміній.
4. Спосіб за п. 3, в якому задачею, що досягається, є алюміній завтовшки 0,9 мм.
5. Спосіб за п. 3, в якому задачею, що досягається, є алюміній завтовшки 0,8 мм.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому допуск на досягнення цільових показників складає 10 95.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому етап ідентифікації поєднань Еа, Ер, Мр, Ор і Кр, які дозволяють досягти цільові показники, що мають заданий допуск, містить етап, на якому формуються поєднання Еа, Ер, Мр, др і Кр.
8. Спосіб за п. 7, який містить етап графічного аналізу сформованих поєднань Еа, Ер, Ур, др і Кр.
9. Шарувата структура, отримана способом за п. 4, що використовується для досягнення шаруватої структури тих же механічних і вагових характеристик, які має цільовий алюміній товщиною 0,9 мм при Тс-31,5 Н/мм, Ве-10,2 Н/мм, Ме-2,43 кг/м: і допуску 10 95, що включає: дві сталеві поверхні товщиною Еа від 0,133 до 0,165 мм, полімерний шар, що містить суміш з поліаміду і співполімеру етилену і ненасиченої карбонової кислоти та/або її похідного, що розміщений між двома поверхнями і характеризується: товщиною Ер від (-2,5-ЕатО,713) до (-2,5-Еа--0,88), щільністю др від 0,9 до 1,4 г/смуУ, об'ємним вмістом Кр, що перевищує або рівний 0,2, точно менший 1, модулем Юнга, меншим 4000 МПа, об'ємним вмістом Кр» і модулем Юнга, що задовольняють нерівність: Мер-(0,49-Аре-0,23. Арі Мр-(1-Ве))) 250 МПа.
10. Шарувата структура за п. 9, в якій товщина Еа сталі складає від 0,141 до 0,158 мм, а товщина Ер полімерного шару складає від (-2,5-Еав0О,73) до (-2,5-Еа--0,87).
11. Шарувата структура, отримана способом за п. 5, що використовується для досягнення шаруватої структури тих же механічних і вагових характеристик, які має цільовий алюміній товщиною 0,8 мм при Те-28,0 Н/мм, Вс-7,2 Н/мм, Ме-2,16 кг/м: і допуску 10 95, що містить: дві сталеві поверхні товщиною Еа від 0,118 до 0,146 мм, полімерний шар, що містить суміш з поліаміду і співполімеру етилену і ненасиченої карбонової бо кислоти і/або її похідного, що розміщений між двома сталевими поверхнями і характеризується:
товщиною Ер від (-2,5-ЕанО,632) до (-2,5-Еа-0,75), щільністю др від 0,9 до 1,4 г/см, об'ємним вмістом Кр, більшим або рівним 0, 2 і точно меншим 1, модулем Юнга Хр, меншим 4000 МПа, об'ємним вмістом Кр і модулем Юнга Ур, що задовольняють нерівність: Мр (0,49-Аре--0,23-Вр-йУр-(1-Ве))) 250 МПа.
12. Шарувата структура за п. 11, в якій товщина Еа сталі складає від 0,126 до 0,140 мм, а товщина Ер полімерного шару складає від (-2,5-Еа--0,646) до (-2,5-Еа--0,728).
UAA201801117A 2015-07-07 2016-07-07 Спосіб отримання шаруватої структури UA120787C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2015/001135 WO2017006143A1 (fr) 2015-07-07 2015-07-07 Procédé de fabrication d'une structure sandwich
PCT/IB2016/000972 WO2017006174A1 (fr) 2015-07-07 2016-07-07 Procédé de fabrication d'une structure sandwich

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA120787C2 true UA120787C2 (uk) 2020-02-10

Family

ID=54015124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201801117A UA120787C2 (uk) 2015-07-07 2016-07-07 Спосіб отримання шаруватої структури

Country Status (16)

Country Link
US (1) US11046054B2 (uk)
EP (1) EP3319793B1 (uk)
JP (1) JP6580246B2 (uk)
KR (1) KR101913084B1 (uk)
CN (1) CN107735249B (uk)
BR (1) BR112017028146B1 (uk)
CA (1) CA2999348C (uk)
ES (1) ES2746133T3 (uk)
HU (1) HUE045246T2 (uk)
MA (1) MA42400B1 (uk)
MX (1) MX2017017123A (uk)
PL (1) PL3319793T3 (uk)
RU (1) RU2669846C1 (uk)
UA (1) UA120787C2 (uk)
WO (2) WO2017006143A1 (uk)
ZA (1) ZA201708640B (uk)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102311351B1 (ko) * 2017-11-14 2021-10-12 한화솔루션 주식회사 폴리아마이드를 이용한 경량 샌드위치 강판 및 이의 제조방법
JP7359179B2 (ja) * 2021-03-15 2023-10-11 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用部品

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4313996A (en) * 1979-05-21 1982-02-02 The Dow Chemical Company Formable metal-plastic-metal structural laminates
US4601941A (en) 1984-09-07 1986-07-22 Shell Oil Company High heat metal-polymer laminate
JP4269007B2 (ja) * 1999-02-05 2009-05-27 矢野 明 ステインレス鋼板と発泡樹脂芯材とを積層した積層複合板及びその製造方法。
JP3585848B2 (ja) 2001-01-05 2004-11-04 株式会社ホクビー 加工肉用乳化液及びそれを用いた加工肉
EP1504892A1 (en) 2003-08-07 2005-02-09 Usinor A metal-polyamide/polyethylene-metal laminate
FR2859943B1 (fr) 2003-09-23 2007-07-13 Rhodia Industrial Yarns Ag Structure composite
DE102007046226A1 (de) 2007-09-26 2009-04-09 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zur Herstellung eines Leichtblechs
JP5176672B2 (ja) * 2008-04-25 2013-04-03 新日鐵住金株式会社 発泡ポリエステル樹脂シート積層鋼板及びその製造方法
WO2012019233A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 The University Of Melbourne Method of manufacturing metal objects with desired structural characteristics
RU2571762C2 (ru) 2010-12-10 2015-12-20 Арселормитталь Инвестигасион И Десаррольо, С.Л. Смесь полимеров, имеющая предел текучести, и ее использование для получения металлополимерных композиционных материалов
DE102011082697B4 (de) * 2011-09-14 2020-04-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Laminat, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
DE102012103332A1 (de) * 2012-04-17 2013-10-17 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum Herstellen großer Leichtbleche
DE102012106206A1 (de) 2012-07-10 2014-01-16 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Sandwichblech und Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
CA2999348A1 (en) 2017-01-12
ES2746133T3 (es) 2020-03-04
KR20180011844A (ko) 2018-02-02
EP3319793B1 (fr) 2019-06-26
MA42400B1 (fr) 2019-09-30
WO2017006143A1 (fr) 2017-01-12
BR112017028146B1 (pt) 2022-04-05
EP3319793A1 (fr) 2018-05-16
JP6580246B2 (ja) 2019-09-25
HUE045246T2 (hu) 2019-12-30
PL3319793T3 (pl) 2019-12-31
JP2018520026A (ja) 2018-07-26
ZA201708640B (en) 2022-03-30
CN107735249A (zh) 2018-02-23
RU2669846C1 (ru) 2018-10-16
BR112017028146A2 (pt) 2018-08-28
US20180200993A1 (en) 2018-07-19
CN107735249B (zh) 2019-06-04
US11046054B2 (en) 2021-06-29
CA2999348C (en) 2020-03-10
KR101913084B1 (ko) 2018-10-29
MA42400A (fr) 2018-05-16
WO2017006174A1 (fr) 2017-01-12
MX2017017123A (es) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9962909B2 (en) Composite materials including regions differing properties, and methods
JP6177861B2 (ja) 成形可能な軽量複合材料系および方法
CA1269605A (en) Thin, deformable composite laminate
KR101050806B1 (ko) 물품의 강화 방법
EP0138557A2 (en) Vibration-damping material
UA120787C2 (uk) Спосіб отримання шаруватої структури
WO2013154877A2 (en) Multilayer polymeric structure
KR101474533B1 (ko) 상온 접합력이 향상된 알루미늄-마그네슘 클래드 판재의 제조방법 및 이에 따라 제조된 알루미늄-마그네슘 클래드 판재
CA2975244C (en) Method for producing coated metal strip
JP2006507947A (ja) サンドイッチ鋼板
JP6298575B2 (ja) アルミニウム−プラスチック複合部品に対するアルミニウム合金またはこの種の合金から作られたアルミニウム平板製品の使用
JP6937891B2 (ja) マグネシウム合金／樹脂複合構造体およびその製造方法
CN106273897B (zh) 一种各向异性聚丙烯板-金属复合材料及其制备方法
Mousa Roll bonding of metal-polymer-metal sandwich composites
JPS62164533A (ja) 金属−ポリプロピレン積層複合体
EP1554115A1 (en) Method for reinforcing an article
JP2001139712A (ja) 多孔質ポリオレフィン成形体
JPS63233830A (ja) 金属・ポリプロピレン・金属積層複合体