专利名称：具有多层结构的被称为夹层板的板材的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多层结构的、被称为夹层板的板材，该板系由以芯联结在一起的两片轧制金属外皮构成的。
工业领域，尤其是汽车工业需要重量轻的材料，如多层型的钢复合材料，该类材料有钢的性能，但密度较低。这些多层材料尤其可用于制造汽车车体部件或废气管部件。
在以两层金属外皮与有机树脂构成的芯结合而成的复合结构方面已申请了很多专利。
如已知的有FR90/06805，它涉及生产有多层结构的、被称为夹层板的板材的工艺，以这种工艺制得的板材由两层金属外皮及聚合物材料制成的芯组成，这种板材的目的在于提供消音防震功能，或改进刚性-重量比。形成这种类型的多层结构提出了结合及焊接的问题。这是因为构成芯部的材料机械性能差，从而使所述材料在拉拔时产生滑移。从焊接的观点看，这种构成芯部的材料不导电，因而在焊接时，厚度方向的导电率方面就产生了问题，甚而在实践时，通过向该材料加导电的填料，如镍球来改善导电性。
FR89/17142也是已知的，它述及一种由低密度的芯连在一起的两层覆盖在外的外皮层所构成的结构，构成芯的材料的刚性比外皮的刚性小，这种芯比如是浸了合成树脂后热成形的柔性的芯。
上述文献中所述的技术可以生产任何表面积和任何形状的、具有夹层结构的复合产品，所述的产品包括特定的机械强度区域或特定的性能，如消声、防震或热性能区域。
按上述文献中的工艺，在将两外皮就位前先形成这种芯，而且外皮层也在组装前形成。
本发明的目的在于通过提供一种具有多层结构的、被称为夹层板的板材来避免上述缺点，所述板材由两层用导电的芯连在一起的轧制的金属外皮构成，该板材的形成，可象在简单的单层板的场合下一样地进行。
本发明的主题是具有多层结构的、被称为夹心板的板材，它由两层用不锈钢丝绵连成一体的轧制金属外皮构成。
本发明其它的特征是-不锈钢丝绵占分隔两外皮的体积的30％-60％；-外皮用选自不锈钢、碳钢、浸镀铝的不锈钢及浸镀铝的碳钢的钢制成；-该钢丝绵是铁素体不锈钢丝绵；-芯和两层外皮通过焊接连在一起；-以电容放电电弧焊进行焊接；-借助粘合剂使两外皮与芯结合；-粘合剂选自酚醛树脂、环氧树脂、含顺丁烯二酐的聚乙烯或聚丙烯。
本发明还涉及一种用于制造具有多层结构的、被称为夹层板的板材的方法，该板材系由用不锈钢丝绵构成的芯连在一起的两层轧制金属外皮构成的，按此方法；-通过延压将两外皮和芯组装起来，从而确定了该多层结构的厚度；-垂直于外皮表面产生电弧，以便在电弧区中，一方面焊接芯内的相互接触的钢丝绵纤维，从而形成一个坚硬的网，而另一方面焊接与两外皮内表面接触的钢丝绵纤维，以保证芯与所述外皮间的连接。
本发明还涉及用于生产包括汽车废气管线在内的应用的管材，其中这种具有多层结构的板材经轧制和焊接，如感应焊接，以便形成具有双层管壁及不锈钢丝绵芯的管材。
下列的陈述及附图将使本发明被更为清楚的理解，而这些陈述及附图均是以非限制性的例子的方式被提供的。
图1展示了符合本发明的、具有多层结构的、横截面的平板。
图2展示了通过使符合本发明的、具有多层结构的平板变形而产生的拉拔后的横截面形状。
图3展示了用符合本发明的具有多层结构的平板生产的管材的横截面。
如于图1所示，符合本发明的，具有多层结构的板材1，一方面由两层金属外皮2，如由奥氏体或铁素体不锈钢构成的，厚度为0.05mm-0.3mm的外皮2，另一方面由不锈钢丝绵的芯3所构成。
厚度约为1mm的芯3由铁素体不锈钢丝绵4构成。钢丝绵4是经刮削、而最好在加工硬化的状态下刮削而获得的，以便提高该结构的机械性能。钢丝绵的股的平均长度为70cm，直径为30-100μm。钢丝绵4的股的直径最好约为60μm。为了防止导致脆断的脆性，该直径必须均匀。
在一应用实施例中，为生产具有多层结构的卷绕板，在生产工艺中采用了延压生产线，其中-为使两钢板平行移动，使卷轴松开，该板材将构成此种结构的外皮；-同时，将构成了芯3的不锈钢丝绵4的片在下板上松开；-为限定厚度，将钢丝绵4的片在两钢板间用压机加压；-可通过焊接或用粘合剂粘接，完成芯3与两外皮间的粘附。
在通过焊接进行的实施例中，通过电容放电，产生垂直于外皮2的表面的电弧，以便在电弧区中，一方面焊接芯中的相互接触的钢丝绵4的纤维，以便形成坚硬的网，另一方面焊接与两外皮2接触的钢丝绵4的纤维，以保证芯3与所述外皮之间的连接。这个应用实施例产生了一种全钢的结构，它与具有如粘结剂粘合的芯的结构相比，可在相当高的温度、如超过500℃的温度下使用。
按照另一种较为便宜的、采用粘合剂粘合的实施方式，使用上述工艺，按该工艺，外皮以连续或间断的方式被涂以环氧树脂类型的粘合剂或涂以陶瓷。如图1中所示，粘合剂5以点状分布在两个外皮2的各个面上。
压制之后，在200℃的平均温度下加热此结构，以便使粘合剂固化。
存在于两外皮2上的粘合剂5可借助重力和毛细作用渗入不锈钢丝绵的片中，以便当该粘合剂已固化时形成坚硬的网。此外，钢丝绵的缠结的纤维还产生具有物理整体性的结构。
按另一种操作方式，还可使金属棉的片浸渍粘合剂，该粘合剂在压制时将湿润两外皮的内面，从而保证它们在所述粘合剂固化时被粘合地结合。
为了通过使构成芯的钢丝绵的股粘合地结合而形成坚硬的网，这种浸渍可单独进行，该粘合剂是流体，而且少量地分布在钢丝绵中。
按另一种操作方式，构成钢丝绵片的不锈钢丝绵股间的自由空间可通过浸渍而充有填充物，这可以是粘合剂，固化的或发泡的材料。于是该不锈钢丝绵在后者于压制前仍为流体或糊状时，就起到了支撑此填料的支撑体的作用。
在一个通过粘合剂粘接所产生的结构的实施方案中，构成外皮和钢芯的材料可以不同。
按本发明，密度为400g/m2的不锈钢芯，比如用间隔开的纤维无序不致密的网构成，在该网中的纤维，由于它们在焊弧放电那一刻是接触的，所以可通过焊接成对地焊在一起，或，按本发明的另一实施方案，用树脂将其成对地相互粘接地粘合。这种结构形成一种框架，它将两外皮或在焊接该组件的过程中，或在将其粘合地粘接的过程中连在一起。
为保证不锈钢丝绵的机械整体性，轧制所述的钢丝绵，从而形成具有所需厚度及所需密度的片。
与已知的结构不同，本发明的多层结构有这样的优点当一部件正在成形时，该部件在因拉拔而变形的区域内产生一个较薄的部份(见图2)，这些较薄的部位保持了该结构的机械性能。这是因为，在拉拔过程中，网状的不锈钢丝绵在该结构变形时被压缩，从而经受得住一定的负荷。比如，在现有技术的蜂窝状芯的情况下，仅有间隔作用的小格在受压时因弯曲和叠合作用而丧失其机械性能。
按本发明，用不锈钢构成的芯3保证了两外皮2之间的导电性，从而可采用点焊或其它任何技术。
在一种汽车排气管领域的应用中，生产比如排气管线的下游管是可能的。
在这种类型的应用方面，如图3所示，粘合剂保证了结构元件在感应焊接生产线上成形管的过程中的结合。当制成管子之后，可不再有钢丝绵4与外皮2的粘合。该管的内壁可事先打孔。
由双管壁和不锈钢芯构成的排气管在其全部长度上消除了震动，从而降低了噪声，而且还有热屏蔽的功能。
结构重量的减轻使车辆燃料消耗下降，从而对环境保护作出了有益的贡献。
权利要求
1．具有多层结构的、被称为夹层板的板材，它由两层被一种芯连接起来的轧制金属外皮构成，其特征为，该芯由不锈钢丝绵构成。
2．权利要求1的板材，其特征为，该钢丝绵占隔开此二层外皮的体积的30-60％。
3．权利要求1和2的板材，其特征为，该外皮由选自不锈钢、碳钢、浸镀铝的不锈钢和浸镀铝的碳钢的钢制成。
4．权利要求1或2的板材，其特征为，该钢丝绵是不锈钢丝绵。
5．权利要求1-4的板材，其特征为，该芯和两层外皮经焊接而连接。
6．权利要求5的板材，其特征为，通过电容放电电弧焊进行此焊接。
7．权利要求1-4的板材，其特征为，借助粘合剂使此两层外皮与该芯结合。
8．权利要求7的板材，其特征为，该粘合剂选自酚醛树脂、环氧树脂及含顺丁烯二酐的聚乙烯或聚丙烯。
9．制备权利要求1-6的、由两层被一种不锈钢丝绵构成的芯连接起来的轧制金属外皮构成的、具有多层结构且被称为夹心板的板材的方法，其特征为-通过压延，将此两层外皮与该芯组装，从而限定该多层结构的厚度；-垂直于该外皮的表面产生电弧，以便在该电弧区中，一方面焊接芯中彼此相互接触的钢丝绵的纤维，从而形成坚硬的网，另一方面焊接与此两层外皮内表面相接触钢丝绵纤维，以便保证该芯与所述外皮间的连接。
10．权利要求1-8的板材的应用，所述的应用包括生产汽车排气管线的管材，其特征为，将该具有多层结构的板材轧制和焊接，如感应焊接，以便形成具有双管壁和不锈钢丝绵芯的管材。
全文摘要
由两层被一种芯连接起来的轧制金属板构成的、具有多层结构且被称为夹层板的板材,其中的芯系由不锈钢丝绵构成。
文档编号B29C43/24GK1212925SQ9811790
公开日1999年4月7日 申请日期1998年8月5日 优先权日1997年8月6日
发明者M·曼特尔 申请人:于西纳公司