[发明专利]用于胶粘剂连接的铝合金带材

说明书

本发明涉及一种由铝合金制成的、用于提供车辆中的胶粘剂连接的带材。此外，本发明还涉及用于生产具有至少区域性设置的、为胶粘剂连接所准备的、由铝合金制成的单侧或双侧表面结构的带材的方法以及相应的胶粘剂连接。提供一种为胶粘剂连接而进行优化的、一方面具有为抗老化的胶粘剂连接而进行了优化的表面并且另一方面可过程可靠地并经济地生产的铝合金带材的目的，在用于提供胶粘剂连接的铝合金带材方面这样解决，即该带材至少区域性地具有为胶粘剂连接所准备的表面结构，其中该表面结构具有凹陷，这些凹陷通过使用电化学造粒处理产生。

技术领域

本发明涉及一种铝合金带材和其用于提供胶粘剂连接，尤其车辆中的胶粘剂连接的应用。此外，本发明还涉及用于生产具有至少区域性设置的、为胶粘剂连接所准备的、由铝合金制成的单侧或双侧表面结构的带材的方法以及相应的胶粘剂连接。

背景技术

在汽车工业中，越来越多地使用铝合金板材，以在车辆制造中实现重量节省。用于生产车辆构件的带材和板材通常由AA7xxx型、AA6xxx型、AA5xxx型或AA3xxx型的铝合金制造。其特征在于中等高的至非常高的强度和非常好的改形行为。目前为止，用于车辆的铝合金板材通过在最终道次中压印特殊辊轧形貌而以机械的方式设置有表面结构，以对后续的改形工艺中的摩擦行为产生正面影响。

为了在车辆制造中使用铝合金板材，必须将这些板材与其他构件相结合，优选材料配合地接合。作为接合技术可以考虑焊接连接、钎焊连接或者胶粘剂连接。胶粘剂连接的使用对铝合金在车辆制造中的使用起到了决定性的助推作用，因为可以没有大问题地提供铝合金和不同材料之间的材料配合连接。此外有利的还有，胶粘剂连接通常不需要任何高温来进行硬化并且因此在自然硬质的Al材料中，在提供胶粘剂连接时不会连带出现铝中的软化现象。在可硬化的Al材料中，优势在于，在胶粘剂的热硬化过程中，材料中的强度上升。在烤漆步骤中，胶粘剂硬化并且材料中的强度上升。连接通过薄的胶粘剂层提供，该胶粘剂层在硬化后具有粘附和连接特性。附着决定了胶粘剂和金属之间，也就是与金属的界面层上的连接强度，而粘聚描述了胶粘剂本身各个分子之间的结合力。为了达到胶粘剂在可达到的胶粘剂连接保持力方面的潜力，所追求的是，使得附着力，也就是胶粘剂和金属表面之间力比胶粘剂本身的粘聚力更大。但附着力取决于金属表面。因此，对于铝合金的胶粘来说，对例如铝合金带材具有胶粘剂连接的区域的表面预处理就起着关键作用。

额外地，在进行了最优的表面预处理时，对胶粘剂的选择当然也决定了之后胶粘剂连接的特性。这些特性可以根据应用来特别选择。有通过聚合、加聚或者缩聚进行硬化的化学硬化胶粘剂，以及物理硬化胶粘剂，例如熔化粘合剂、分散粘合剂、溶剂粘合剂、接触粘合剂或者压敏粘合剂。例如使用环氧化物胶粘剂、环氧化物/聚酰亚胺共混物、聚氨酯胶粘剂、丙烯酸胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂或者硅烷改性聚合物。在选择胶粘剂时，需考虑待连接的材料、应用领域、环境影响、可能的负荷的大小和类型、接合件的刚度、胶粘剂连接的重叠长度以及所需的制造方法。例如划分有结构胶粘剂、隔振胶或者用于焊缝密封的胶粘剂。

胶粘剂的抗老化性取决于对铝合金带材的表面处理。不考虑表面结构的压印，当铝合金带材表面未经处理时，存在的问题是，该未处理的表面通常具有被先前的加工步骤所污染的反应惰性氧化物层。胶粘剂虽然也可以浸润该未经处理的表面，并与其建立连接。但是，通过侵入到胶粘剂中的湿气，氧化物从未经处理的铝合金板材的表面上解离并且不再能够用于在该位置提供附着力。由此，尤其在环境负荷下，也就是在潮湿和/或腐蚀性物质的影响之下，胶粘剂连接的强度在总体上慢慢变差。

目前为止，例如使用酸洗方法来将铝合金板材受污染的覆盖层去除并且同时例如通过相应的酸洗添加物以转化涂层的形式对表面进行改性。替代性地，也可以通过镀铬产生转化涂层。但如今优选使用无铬制成的转化涂层，例如基于Ti/Zr的转化涂层以提供最优的胶粘剂表面。还已知另一种提供经预处理的铝合金板材表面的方法，在该方法中在板材或带材上形成薄的、经阳极氧化的层，其可以改善胶粘剂连接的粘附特性和持久强度。这种薄层阳极氧化层也可以用作漆的粘附基底。这种薄层阳极氧化处理例如在磷酸、硫酸-磷酸混合物或者热硫酸中进行。