[发明专利]呈板材或带材形式的三子层复合材料、具有该复合材料的构件及其用途

说明书

本发明涉及一种呈板材或带材形式的三子层的复合材料，其具有在复合材料上形成中间子层的第一核心层，其具有第一钢材料，复合材料还具有第二包覆层，其具有与第一钢材料不同的第二钢材料，并且复合材料还具有第三包覆层，其具有与第一钢材料不同的第三钢材料，其中，第二和第三包覆层以轧制包覆方式设置在核心层的相互对置的侧上，并且构成复合材料上的两个靠外的子层，其中，核心层的第一钢材料的核心层厚度在复合材料的宽度上变化，其中，核心层的第一钢材料在复合材料的整个宽度上连贯地延伸并且是能模压淬火的，其中，包覆层的第二和/或第三钢材料在包覆层厚度方面反向地跟随核心层厚度的变化并且具有相比第一钢材料更小的碳含量。

技术领域

本发明涉及一种呈板材或带材形式的三子层的复合材料，该复合材料具有在复合材料上形成中间子层的第一核心层，第一核心层具有第一钢材料，并且该复合材料包括具有第二包覆层，第二包覆层具有与第一钢材料不同的第二钢材料，并且该复合材料具有第三包覆层，第三包覆层具有与第一钢材料不同的第三钢材料，其中，第二包覆层和第三包覆层以轧制包覆方式设置在核心层的相互对置的侧上，并且构成复合材料上的靠外的两个子层，其中，在复合材料的厚度保持不变的情况下，核心层的第一钢材料的核心层厚度在复合材料的宽度上变化。

背景技术

为了提供在其宽度上具有不同的机械特性和/或技术特性的三子层的复合材料，由现有技术(DE10258824B2、EP2613896B1)公知的是，在复合材料的核心层的宽度上交替地设置有不同的钢材料，从而让至少核心层的钢材料的核心层厚度在复合材料的宽度上变化。为此将各种不同的钢带并排布置，这些钢带被设置在两个子包覆层之间并且通过共同的轧制包覆工艺而接合起来。子包覆层可以具有与核心的钢带不同的钢合金。事实证明不利的是，尽管通过轧制包覆进行了接合，但是在核心层中可能在邻接的钢材料之间出现不期望的弱连接。这就可能导致这种复合材料的机械负荷能力不如人意。这类复合材料因此不适合或者仅有限地适合用于车辆结构、尤其是车身结构。

通过合适地选择钢材料中的合金，并且/或者通过轧制包覆时的窄的工艺窗口，可以尝试着弥补这些缺点，然而因此却会增加这种复合材料的生产成本或者还有可能降低它的普遍适用性。

此外，由现有技术(DE102014114365A1)中还公知有五子层的复合材料，它们在由强度高的钢材料制成的核心层和由强度低的钢材料制成的靠外的包覆层之间均具有由多种强度不同的钢材料制成的中间层。这类五子层的复合材料在轧制包覆时耗费比较大因此成本高。同样地，它在进一步的使用中在模压淬火时需要窄的工艺窗口，这对复合材料的处理有不利的影响。

发明内容

因此，本发明的任务是，改变通过轧制包覆制成的具有开头所述类型的变化的核心层厚度的三子层的复合材料，使得该复合材料因为它的高机械负荷能力而可靠地适用于车辆结构。

本发明通过以下方式解决所设任务，即，核心层的第一钢材料在复合材料的整个宽度上连贯延伸并且是能模压淬火的，其中，包覆层的第二和/或第三钢材料在包覆层厚度方面反向地跟随核心层厚度的变化，以及具有相比第一钢材料更小的碳含量。

如果核心层的第一钢材料在复合材料的整个宽度上连贯地延伸，并且是能模压淬火，于是就可以在核心层内提供如下区，这个区以核心弦(Kernsehne)的方式能够确保复合材料具有至少一个机械负荷能力的最低限度。根据本发明的复合材料因此能够可靠地满足对于车辆结构的构件所需的机械负荷能力。因为此外这种能模压淬火的核心弦本身排除了例如在现有技术中在并排设置的钢材料的碰触面上出现的牢固度降低的复合体，所以可以毫无疑虑地让这种复合材料也经历轧制包覆，只要为此包覆层的第二和/或第三钢材料在包覆层厚度方面反向地跟随核心层厚度的变化并且具有相比第一钢材料更低的碳含量。通过后者还可以调节这种复合材料的可延展性，这对于复合材料的应用多样化来说可能是必须的。此外，因为第二和/或第三钢材料的反向跟随的厚度补偿，所以可以确保复合材料的厚度保持不变，这能够对复合材料的进一步的造型流程产生有利的影响。尤其是这可以在模压淬火或加压淬火时基于在复合材料的宽度上基本上相同的弹性模量确保了能重复制作的构件。