DE102016201951A1 - Hybrid component and method for producing a hybrid component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridbauteil (12), das teilweise aus Metall und teilweise aus Dielelektrikum ausgebildet ist. Das Hybridbauteil (12) ist insbesondere in Form eines Hybridbauteils (12), eines Kraftfahrzeugs (10) ausgebildet. Die Metallkomponente (14) weist zumindest teilweise eine Metalloxidkeramikstruktur (18) auf, die durch einen Mikro-Arc-Oxidationsprozess entstanden ist. Die Metallkomponente (14) weist vorzugsweise Aluminium, Magnesium und/oder Titan auf. Die Dielektrikumkomponente (16) weist vorzugsweise Kunststoff auf und ist insbesondere aus Kunststoff ausgebildet. Die Metallkomponente (14) und/oder die Dielektrikumkomponente (16) können im Hybridbauteil (12) kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sein. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Hybridbauteils (12), wobei zumindest die Metallkomponente (14) im Mikro-Arc-Oxidationsprozess entsteht.The invention relates to a hybrid component (12) which is formed partly of metal and partly of dielectrics. The hybrid component (12) is designed in particular in the form of a hybrid component (12), a motor vehicle (10). The metal component (14) has at least partially a metal oxide ceramic structure (18), which has been created by a micro-arc oxidation process. The metal component (14) preferably comprises aluminum, magnesium and / or titanium. The dielectric component (16) preferably has plastic and is formed in particular from plastic. The metal component (14) and / or the dielectric component (16) may be non-positively, materially and / or positively connected in the hybrid component (12). The invention further relates to a method for producing a hybrid component (12) described above, wherein at least the metal component (14) is produced in the micro-arc oxidation process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils mit einer Metallkomponente und einer Dielektrikumkomponente. Die Erfindung betrifft weiterhin ein solches Hybridbauteil mit einer Metallkomponente und einer Dielektrikumkomponente.The invention relates to a method for producing a hybrid component with a metal component and a dielectric component. The invention further relates to such a hybrid component with a metal component and a dielectric component.

Bei der Ausbildung von exklusiv anmutenden Zierteilen für dekorative Anwendungen oder von hoch belastbaren Funktionsteilen für funktionale Anwendungen werden zunehmend Hybridbauteile, d. h. Werkstoffverbundbauteile aus Metall, Kunststoff, technischen Keramiken und/oder anderen Materialien eingesetzt. Solche Werkstoffverbundbauteile finden weiterhin Anwendung in vielen Bereichen der Technik. Beispielhaft zu nennen sind dekorative Zierteile und Funktionsteile in Kraftfahrzeugen, Möbeln, Haushaltsgeräten, Werkzeugmaschinen, architektonischen Bauten und anderen Anwendungen.In the design of exclusive decorative trim parts or high performance functional parts for functional applications, hybrid components, i. E. H. Composite components made of metal, plastic, technical ceramics and / or other materials used. Such composite material components continue to find application in many areas of technology. Examples include decorative trim and functional parts in motor vehicles, furniture, household appliances, machine tools, architectural buildings and other applications.

Aus der DE 10 2006 041 928 A1 ist ein Zierteil für dekorative Anwendungen in der Automobilindustrie bekannt geworden. Das bekannte Zierteil besteht aus einem keramischen Werkstoff, der unlösbar über eine elastische Zwischenschicht mit einem thermoplastischen Elastomer verbunden ist. Trotz einiger Vorteile wie hoher Härte und Steifigkeit, hoher Druckfestigkeit, guten Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeiten sowie anspruchsvoller Optik und Haptik weisen auf diese Art ausgebildete Verbundteile mehrere Nachteile auf. Die technischen Keramiken sind nicht duktil, besitzen fertigungstechnisch eingeschränkten Spielraum in der Formgebung und sind nicht großflächig ausbildbar. Aufgrund ihrer Sprödigkeit weisen die bekannten Verbundteile eine Verletzungsgefahr bei Unfällen mit einem Kraftfahrzeug auf.From the DE 10 2006 041 928 A1 a decorative part for decorative applications in the automotive industry has become known. The known trim part consists of a ceramic material which is permanently connected via an elastic intermediate layer with a thermoplastic elastomer. Despite some advantages such as high hardness and stiffness, high compressive strength, good wear and corrosion resistance as well as sophisticated appearance and feel, composite parts formed in this way have several disadvantages. The technical ceramics are not ductile, have limited manufacturing space in the shaping and can not be formed over a large area. Due to their brittleness, the known composite parts on a risk of injury in accidents with a motor vehicle.

Weiterhin ist es bekannt, pulverspritzgegossene Keramikeinlegeteile mit einem Kunststoff zu umspritzen, um ein Kunststoff-Keramik-Hybridbauteil zu fertigen. Problematisch an dieser Technologie ist jedoch die begrenzte thermische Ausdehnung: Bei einer behinderten thermischen Ausdehnung und mechanischen Querdehnungen kann die Keramik durch die lokal sehr hohen Spannungen brechen.Furthermore, it is known to overmold powder injection molded ceramic inserts with a plastic to produce a plastic-ceramic hybrid component. The problem with this technology, however, is the limited thermal expansion: With a limited thermal expansion and mechanical transverse strains, the ceramic can break due to the locally very high voltages.

Die DE 101 45 436 A1 offenbart ein keramisches Zierteil, das durch eine elastische Zwischenschicht mit einer Trägerstruktur verbunden ist.The DE 101 45 436 A1 discloses a ceramic trim member bonded to a support structure by an elastic intermediate layer.

Aus der DE 20 2014 005 241 U1 ist ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil für strukturelle Anwendungen in der Automobilindustrie bekannt geworden. Das bekannte Hybridbauteil besteht aus einem Metallteil mit einer mittels eines Lasers hergestellten strukturierten Oberfläche und einem darauf thermisch aufgeschmolzenen Kunststoffteil. Derartige Kunststoff-Metall-Hybridbauteile können auf einfache Art und Weise hergestellt werden und übertragen vergleichsweise hohe Kräfte. Nachteilig ist bei solchen Verbundbauteilen, dass die Laserstrukturierung zwar einen guten Formschluss zwischen Metallteil und Kunststoffteil ermöglicht, die strukturierte Oberfläche am Metallteil jedoch nur auf die Bereiche eingeschränkt ist, die durch den Laserstrahl erreichbar ist. Die verbleibenden Bereiche des Metallteils bleiben unstrukturiert und gewährleisten dadurch keine gute Verbindung zwischen Metallteil und Kunststoffteil.From the DE 20 2014 005 241 U1 has become known a plastic-metal hybrid component for structural applications in the automotive industry. The known hybrid component consists of a metal part with a structured surface produced by means of a laser and a plastic part thermally fused thereon. Such plastic-metal hybrid components can be produced in a simple manner and transmit relatively high forces. A disadvantage of such composite components that while the laser structuring allows a good fit between the metal part and plastic part, the structured surface is restricted to the metal part only on the areas that can be reached by the laser beam. The remaining areas of the metal part remain unstructured and thus ensure no good connection between metal part and plastic part.

Allgemein kommen Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen in der Automobilindustrie seit vielen Jahren zum Einsatz, beispielweise in Form von dekorativen Bauteilen, die durch das Hinterspritzen von Metallfolien hergestellt werden.In general, plastic-metal hybrid structures have been used in the automotive industry for many years, for example in the form of decorative components, which are produced by the injection-molding of metal foils.

Es besteht somit der Bedarf an einem Werkstoffverbundbauteil, das die Übertragung hoher Kräfte gewährleistet, Kontaktkorrosion verhindert, die aus der Leichtmetall- und Kunststoffverarbeitung bekannte Flexibilität bei der Formgebung erlaubt, das beliebig komplex geometrisch und beliebig großflächig ausgebildet werden kann, je nach Einsatzweck des Werkstoffverbundbauteils leistungsstarke Eigenschaften für die dekorativen und/oder strukturellen und/oder funktionellen Anwendungen bietet und für die Massenfertigung geeignet ist.There is thus a need for a composite material component that ensures the transmission of high forces, prevents contact corrosion, which allows the light metal and plastic processing known flexibility in shaping, which can be arbitrarily complex geometric and arbitrarily large area, depending on the purpose of the composite material component powerful Offers properties for decorative and / or structural and / or functional applications and is suitable for mass production.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Hybridbauteil mit einer Metallkomponente und einer Dielektrikumkomponente bereitzustellen, das hohen Leistungsanforderungen genügt und gleichzeitig in großen Dimensionen sowie flexibel herstellbar ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Hybridbauteils bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a hybrid component with a metal component and a dielectric component which satisfies high performance requirements and at the same time can be manufactured flexibly in large dimensions. The object of the present invention is furthermore to provide a method for producing such a hybrid component.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Hybridbauteil gemäß Patentanspruch 8. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.The object of the invention is achieved by a method for producing a hybrid component according to claim 1 and by a hybrid component according to claim 8. The dependent claims indicate expedient developments.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird somit gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils mit einer Metallkomponente und einer Dielektrikumkomponente, wobei in dem Verfahren eine multifunktionale Metalloxidkeramikstruktur an der Metallkomponente in einem Mikro-Arc-Oxidationsprozess in einer Elektrolytlösung hergestellt wird.The object according to the invention is thus achieved by a method for producing a hybrid component with a metal component and a dielectric component, wherein in the method a multifunctional metal oxide ceramic structure is produced on the metal component in a micro-arc oxidation process in an electrolyte solution.

Beim Mikro-Arc-Oxidationsprozess (MAO), d. h. bei einer plasmaelektrolytischen Oxidation (PEO), handelt es sich um eine elektro-chemische Umwandlung der Oberfläche der Metallkomponente zu einem multifunktionalen, atomaren Metall-Keramik-Verbund, bestehend aus unterschiedlichen Modifikationen von Oxiden sowohl der Metallkomponente als auch anderer chemischer Bestandteile des Elektrolyts, wobei der Metall-Keramik-Verbund nach innen und außen „wächst”. Da die Beschichtung der Metallkomponente durch eine Umwandlung und nicht durch eine Auftragung entsteht, weist die umgewandelte Oberfläche der Metallkomponente exzellente Adhäsion zur Metallkomponente auf. Der Mikro-Arc-Oxidationsprozess wird in einer Elektrolytlösung durchgeführt, die insbesondere Wasser, und vorzugsweise eine verdünnte alkalische Lösung, wie beispielsweise KOH, aufweist. Die Metallkomponente wird elektrisch kontaktiert und eine Spannung zwischen der Metallkomponente und einer Gegenelektrode angelegt. Die Gegenelektrode kann in Form einer Wandung eines Behältnisses ausgebildet sein, in dem der Mikro-Arc-Oxidationsprozess durchgeführt wird. Beim Mikro-Arc-Oxidationsprozess werden Spannungen von typischerweise mehr als 200 Volt angelegt.The micro-arc oxidation process (MAO), ie, a plasma electrolytic oxidation (PEO), is an electro-chemical transformation of the surface of the metal component into a multifunctional metal-ceramic atomic Composite, consisting of different modifications of oxides of both the metal component and other chemical constituents of the electrolyte, wherein the metal-ceramic composite "grows" inwards and outwards. Since the coating of the metal component results from a transformation rather than a deposition, the converted surface of the metal component has excellent adhesion to the metal component. The micro-arc oxidation process is carried out in an electrolyte solution comprising, in particular, water, and preferably a dilute alkaline solution such as KOH. The metal component is electrically contacted and a voltage is applied between the metal component and a counter electrode. The counterelectrode may be in the form of a wall of a container in which the micro-arc oxidation process is carried out. The micro-arc oxidation process applies voltages typically greater than 200 volts.

Ein Mikro-Arc-Oxidationsprozess, der mit Gleichspannung betreiben wird, ist beispielsweise in der CH 690 174 A5 offenbart. Ein Mikro-Arc-Oxidationsprozess, bei dem eine Wechselspannung eingesetzt wird, ist beispielsweise in der GB 2 469 115 A offenbart.A micro-arc oxidation process that will operate with DC voltage, for example, in the CH 690 174 A5 disclosed. A micro-arc oxidation process in which an AC voltage is used is, for example, in US Pat GB 2 469 115 A disclosed.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht nun darin, ein Hybridbauteil herzustellen, das eine Metallkomponente und eine Dielektrikumkomponente aufweist. Die Metallkomponente ist dabei in einem Mikro-Arc-Oxidationsprozess behandelt. Ein solches Hybridbauteil weist eine Verschleißbeständigkeit auf, die größer ist als die Verschleißbeständigkeit von gehärtetem Stahl. Weiterhin weist ein solches Hybridbauteil eine Korrosionsbeständigkeit auf, die größer ist als die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können sehr große Bauteile mit keramischen Eigenschaften hergestellt werden. Beispielsweise kann ein komplettes C-Bauteil für den Kfz-Bereich mit einer Keramikbeschichtung hergestellt werden.The solution according to the invention is now to produce a hybrid component which has a metal component and a dielectric component. The metal component is treated in a micro-arc oxidation process. Such a hybrid component has a wear resistance that is greater than the wear resistance of hardened steel. Furthermore, such a hybrid component has a corrosion resistance greater than the corrosion resistance of stainless steel. By the method according to the invention very large components with ceramic properties can be produced. For example, a complete C-component for the automotive sector can be produced with a ceramic coating.

Durch den Mikro-Arc-Oxidationsprozess entsteht eine Metalloxidkeramikstruktur an der Metallkomponente. In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Metalloxidkeramikstruktur, d. h. das Ergebnis der Durchführung des Mikro-Arc-Oxidationsprozesses an der Metallkomponente, vor dem Verbinden der Metallkomponente mit der Dielektrikumkomponente erstellt. Bei der Durchführung des Mikro-Arc-Oxidationsprozesses an der Metallkomponente können die Oberflächeneigenschaften der Metallkomponente so eingestellt werden, dass eine sehr feste Verbindung der Metalloxidkeramikstruktur mit der Dielektrikumkomponente erstellbar ist. Beispielsweise kann der Mikro-Arc-Oxidationsprozess so optimiert werden, dass eine stabile Klebeverbindung zwischen der Metalloxidkeramikstruktur und der Dielektrikumkomponente herstellbar ist.The micro-arc oxidation process creates a metal oxide ceramic structure on the metal component. In one embodiment of the invention, the metal oxide ceramic structure, i. H. created the result of performing the micro-arc oxidation process on the metal component prior to bonding the metal component to the dielectric component. When performing the micro-arc oxidation process on the metal component, the surface properties of the metal component can be adjusted so that a very strong connection of the metal oxide ceramic structure with the dielectric component can be created. For example, the micro-arc oxidation process can be optimized so that a stable adhesive bond between the metal oxide ceramic structure and the dielectric component can be produced.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann eine Metalloxidkeramikstruktur an der Metallkomponente nach dem Verbinden der Metallkomponente mit der Dielektrikumkomponente erstellt werden. In diesem Fall weist das im Mikro-Arc-Oxidationsprozess behandelte Bauteil bereits eine Metallkomponente und eine Dielektrikumkomponente auf. Da die Dielektrikumkomponente nicht elektrisch leitfähig ist und der Mircro-Arc-Oxidationsprozess unter niedrigen Temperaturen in nicht aggressiven Elektrolyten durchgeführt wird, wird diese im Mikro-Arc-Oxidationsprozess nicht verändert.Alternatively or additionally, a metal oxide ceramic structure may be formed on the metal component after bonding the metal component to the dielectric component. In this case, the component treated in the micro-arc oxidation process already has a metal component and a dielectric component. Since the dielectric component is not electrically conductive and the micro-arc oxidation process is carried out at low temperatures in non-aggressive electrolytes, it is not changed in the micro-arc oxidation process.

Der Mikro-Arc-Oxidationsprozess wird vorzugsweise mit einer Stromdichte von mehr als 36 A/dm2 durchgeführt. Hierdurch kann eine große Bandbreite von Eigenschaften der Metalloxidkeramikstruktur festgelegt werden.The micro-arc oxidation process is preferably carried out with a current density of more than 36 A / dm 2 . As a result, a wide range of properties of the metal oxide ceramic structure can be determined.

Der Mikro-Arc-Oxidationsprozess wird weiter bevorzugt mit mehreren kurzen Spannungspulsen und langen Spannungspulsen durchgeführt, wobei die langen Spannungspulse sinusoidale Form aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass durch diesen Spannungsverlauf eine Metalloxidkeramikstruktur mit signifikant größerer Festigkeit entsteht, dessen weitere Eigenschaften durch eine Variation des Spannungsverlaufs einstellbar sind.The micro-arc oxidation process is more preferably carried out with several short voltage pulses and long voltage pulses, the long voltage pulses having a sinusoidal shape. It has been found that this voltage curve results in a metal oxide ceramic structure with significantly greater strength whose other properties can be adjusted by varying the voltage profile.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird der Micro-Arc-Oxidationsprozess mit einer komplexen Strom-Spannungs-Kennlinie durchgeführt. Hierunter wird erfindungsgemäß eine Kombination der Stromarten (Pulsstrom, Sinusstrom, Pausen), eine Kombination der Strompolungen (anodisch/kathodisch) und/oder eine Kombination der Eigenschaften von Strom und Spannung (Amplitude, Frequenz, Dauer, Phase) verstanden. Die Stromdichte kann 0 A/dm2 bis 50 A/dm2 und die Spannung von 0 V bis 1000 V betragen. Es hat sich herausgestellt, dass durch die vorgenannte komplexe Strom-Spannungs-Kennlinie eine Metalloxidkeramikstruktur mit signifikant besseren Eigenschaften bezüglich Eigenschaften wie Härte und Rauheit entsteht. Diese Eigenschaften sind durch eine Variation der komplexen Strom-Spannungs-Kennlinie einstellbar.In a further preferred embodiment of the invention, the micro-arc oxidation process is carried out with a complex current-voltage characteristic. This is understood according to the invention as a combination of the types of current (pulse current, sine current, pauses), a combination of the current poles (anodic / cathodic) and / or a combination of the properties of current and voltage (amplitude, frequency, duration, phase). The current density may be 0 A / dm 2 to 50 A / dm 2 and the voltage from 0 V to 1000 V. It has been found that the aforementioned complex current-voltage characteristic results in a metal oxide ceramic structure with significantly better properties in terms of properties such as hardness and roughness. These properties can be adjusted by a variation of the complex current-voltage characteristic.

Als Metallkomponente kann eine Leichtmetallkomponente eingesetzt werden, wobei die Leichtmetallkomponente insbesondere Aluminium, Magnesium und/oder Titan aufweist.As the metal component, a light metal component can be used, wherein the light metal component in particular comprises aluminum, magnesium and / or titanium.

Die Metallkomponente kann zumindest teilweise in Form eines Metallschaums und/oder eines Metallgewebes ausgebildet sein.The metal component may be formed at least partially in the form of a metal foam and / or a metal fabric.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Metallkomponente zumindest teilweise durch Auswaschen von Salzkristallen nach dem Gießen der Metallkomponente schwammartig ausgebildet werden. Die Metallkomponente wird vorzugsweise in Form eines porösen Aluminiumgusses ausgebildet. Bei der Herstellung der Metallkomponente kann eine Kokille mit Salzkristallen, insbesondere in Form von Natriumchloridkristallen, befüllt werden. Anschließend wird die Kokille mit einer Leichtmetallkomponentenschmelze, insbesondere mit einer Aluminiumschmelze, befüllt. Danach erfolgt ein Abkühlen der Leichtmetallkomponentenschmelze. Die Salzkristalle werden ausgewaschen. Nach dem Auswaschen kann die Metallkomponente spanend bearbeitet werden. In a further embodiment of the invention, the metal component can be at least partially formed by washing out salt crystals after casting the metal component spongy. The metal component is preferably formed in the form of a porous cast aluminum. In the production of the metal component, a mold can be filled with salt crystals, in particular in the form of sodium chloride crystals. Subsequently, the mold is filled with a light metal component melt, in particular with an aluminum melt. This is followed by cooling of the light metal component melt. The salt crystals are washed out. After washing, the metal component can be machined.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Hybridbauteil mit einer Metallkomponente und einer Dielektrikumkomponente, wobei die Metallkomponente eine Metalloxidkeramikstruktur aufweist, die in einem Mikro-Arc-Oxidationsprozess hergestellt wurde.The object according to the invention is furthermore achieved by a hybrid component having a metal component and a dielectric component, wherein the metal component has a metal oxide ceramic structure that has been produced in a micro-arc oxidation process.

Vorzugsweise ist die Metallkomponente in Form einer Leichtmetallkomponente ausgebildet und weist insbesondere Aluminium, Magnesium und/oder Titan auf.Preferably, the metal component is in the form of a light metal component and in particular comprises aluminum, magnesium and / or titanium.

Die Metallkomponente kann durch Auswaschen von Salzkristallen nach dem Gießen der Metallkomponente zumindest teilweise porös ausgebildet sein.The metal component can be made at least partially porous by washing out salt crystals after the casting of the metal component.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt sowie aus den Patentansprüchen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of several embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which shows details essential to the invention and from the claims.

Die in der Zeichnung gezeigten Merkmale sind derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.The features shown in the drawing are shown such that the features of the invention can be made clearly visible. The various features may be implemented individually for themselves or for a plurality of combinations in variants of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Hybridbauteil; 1 a schematic view of a motor vehicle with a hybrid component according to the invention;

2a eine schematische Ansicht einer Metallkomponente für das Hybridbauteil gemäß 1; 2a a schematic view of a metal component for the hybrid component according to 1 ;

2b eine schematische Ansicht eines Aufbaus für einen Mikro-Arc-Oxidationsprozess mit der Metallkomponente gemäß 2a; 2 B a schematic view of a structure for a micro-arc oxidation process with the metal component according to 2a ;

2c eine schematische Ansicht der Metallkomponente gemäß 2a nach dem Mikro-Arc-Oxidationsprozess gemäß 2b; 2c a schematic view of the metal component according to 2a according to the micro-arc oxidation process according to 2 B ;

2d eine schematische Ansicht des Hybridbauteils gemäß 1; 2d a schematic view of the hybrid component according to 1 ;

3 eine schematische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Hybridbauteils; und 3 a schematic view of another hybrid component according to the invention; and

4 eine schematische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Hybridbauteils. 4 a schematic view of another hybrid component according to the invention.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einem erfindungsgemäßen Hybridbauteil 12. Das erfindungsgemäße Hybridbauteil 12 Ist besonders zu einem Einsatz in einem Kraftfahrzeug 10 geeignet. Das Hybridbauteil 12 kann in Form eines Zierbauteils und/oder eines Funktionsbauteils für das Kraftfahrzeug 10 ausgebildet sein. Das Hybridbauteil 12 weist eine Metallkomponente 14 und eine Dielektrikumkomponente 16 auf. Das Hybridbauteil 12 vereint die Vorzüge von Metall mit den Vorzügen des Dielektrikums. Die Metallkomponente 14 weist an ihrer Oberfläche eine Metalloxidkeramikstruktur 18 auf. Durch die Metalloxidkeramikstruktur 18 wird die Metallkomponente 14 besonders widerstandsfähig und verschleißarm, ohne die negativen Eigenschaften, wie beispielsweise hohe Sprödigkeit, eines massiven Keramikteils aufzuweisen. 1 shows a motor vehicle 10 with a hybrid component according to the invention 12 , The hybrid component according to the invention 12 Is particularly suitable for use in a motor vehicle 10 suitable. The hybrid component 12 can in the form of a trim component and / or a functional component for the motor vehicle 10 be educated. The hybrid component 12 has a metal component 14 and a dielectric component 16 on. The hybrid component 12 combines the benefits of metal with the benefits of dielectric. The metal component 14 has on its surface a metal oxide ceramic structure 18 on. Through the metal oxide ceramic structure 18 becomes the metal component 14 particularly resistant and wear-resistant, without having the negative properties, such as high brittleness, of a solid ceramic part.

2a zeigt die Metallkomponente 14 vor der Herstellung der Metalloxidkeramikstruktur 18 (siehe 1). 2a shows the metal component 14 before the preparation of the metal oxide ceramic structure 18 (please refer 1 ).

2b zeigt die Metallkomponente 14 im Mikro-Arc-Oxidationsprozess. Die Metallkomponente 14 ist dabei in einem Behälter 20 angeordnet, der mit einer Elektrolytlösung 22 befüllt ist. Über eine Elektrode 24 ist die Metallkomponente 14 mit einer Spannung in Bezug auf eine Gegenelektrode 26 beaufschlagbar. Gemäß 2b wird die gesamte Metallkomponente 14 im Mikro-Arc-Oxidationsprozess behandelt. Es ist demgegenüber auch möglich, nur einen Teil der Metallkomponente 14 im Mikro-Arc-Oxidationsprozess zu behandeln. 2 B shows the metal component 14 in the micro-arc oxidation process. The metal component 14 is in a container 20 arranged with an electrolyte solution 22 is filled. About an electrode 24 is the metal component 14 with a voltage with respect to a counter electrode 26 acted upon. According to 2 B becomes the entire metal component 14 treated in the micro-arc oxidation process. It is also possible, only a part of the metal component 14 to treat in the micro-arc oxidation process.

2c zeigt die Metallkomponente 14 nach dem Mikro-Arc-Oxidationsprozess, wobei an der Oberfläche der Metallkomponente 14 die Metalloxidkeramikstruktur 18 ausgebildet worden ist. 2c shows the metal component 14 after the micro-arc oxidation process, taking place on the surface of the metal component 14 the metal oxide ceramic structure 18 has been trained.

2d zeigt das Hybridbauteil 12 mit der Metallkomponente 14 an dessen Oberfläche die Metalloxidkeramikstruktur 18 ausgebildet ist. Die Metallkomponente 14 ist mittelbar über die Metalloxidkeramikstruktur 18 mit der Dielektrikumkomponente 16 verbunden. Die Dielektrikumkomponente 16 kann in Form eines Kunststoffes, eines Glases, einer Keramik oder eines anderen dieelektrischem Materials ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Dielektrikumkomponente 16 aus Kunststoff ausgebildet. Die Dielektrikumkomponente 16 kann an die Metallkomponente 14 unmittelbar und/oder mittelbar über die Metalloxidkeramikstruktur 18 angeklebt sein. Vorzugsweise ist die Dielektrikumkomponente 16 an die Metallkomponente 14 unmittelbar oder mittelbar angespritzt. Durch eine Optimierung des Mikro-Arc-Oxidationsprozesses (siehe 2b) kann die Ädhäsion der Dielektrikumkomponente 16 an die Metalloxidkeramikstruktur 18 optimiert werden. 2d shows the hybrid component 12 with the metal component 14 on its surface the metal oxide ceramic structure 18 is trained. The metal component 14 is indirectly about the Metalloxidkeramikstruktur 18 with the dielectric component 16 connected. The dielectric component 16 may be in the form of a plastic, a glass, a ceramic or other dielectric material. The dielectric component is preferred 16 made of plastic. The dielectric component 16 can be attached to the metal component 14 directly and / or indirectly via the metal oxide ceramic structure 18 be glued on. Preferably, the dielectric component 16 to the metal component 14 injected directly or indirectly. By optimizing the micro-arc oxidation process (see 2 B ), the Ädhäsion the dielectric component 16 to the metal oxide ceramic structure 18 be optimized.

3 zeigt ein weiteres Hybridbauteil 12. Das Hybridbauteil 12 weist eine Metallkomponente 14 mit einer Metalloxidkeramikstruktur 18 auf. Weiterhin weist das Hybridbauteil 12 eine erste Dielektrikumkomponente 16a und eine zweite Dielektrikumkomponente 16b auf. Im vorliegenden Fall wurde der Mikro-Arc-Oxidationsprozess vollzogen, nachdem die Metallkomponente 14 mit den Dielektrikumkomponenten 16a, 16b verbunden wurde. Da an die Grenzflächen zwischen der Metallkomponente 14 und den Dielektrikumkomponenten 16a, 16b keine Elektrolydlösung 22 (siehe 2b) während des Mikro-Arc-Oxidationsprozesses gelangt, ist die Metallkomponente 14 unmittelbar mit den Dielektrikumkomponenten 16a, 16b verbunden. 3 shows another hybrid component 12 , The hybrid component 12 has a metal component 14 with a metal oxide ceramic structure 18 on. Furthermore, the hybrid component 12 a first dielectric component 16a and a second dielectric component 16b on. In the present case, the micro-arc oxidation process was completed after the metal component 14 with the dielectric components 16a . 16b was connected. Because of the interfaces between the metal component 14 and the dielectric components 16a . 16b no electrolysis solution 22 (please refer 2 B ) during the micro-arc oxidation process is the metal component 14 directly with the dielectric components 16a . 16b connected.

Die Metallkomponente 18 kann vorzugsweise Hohlräume aufweisen, von denen aus Gründen der Obersichtlichkeit in 3 lediglich zwei Hohlräume 28a, 28b mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Hohlräume 28a, 28b wurden durch Auswaschen von Salzkristallen nach dem Gießen der Metallkomponente 14 erstellt. Das Hybridbauteil 12 ist dadurch besonders leicht ausgebildet, wobei die Festigkeit des Hybridbauteils 12 durch die Hohlräume 28a, 28b lediglich marginal vermindert wird.The metal component 18 may preferably have cavities, of which, for reasons of clarity in 3 only two cavities 28a . 28b are provided with a reference numeral. The cavities 28a . 28b were prepared by washing out salt crystals after casting the metal component 14 created. The hybrid component 12 This makes it particularly easy, with the strength of the hybrid component 12 through the cavities 28a . 28b is reduced only marginally.

4 zeigt ein weiteres Hybridbauteil 12. Das Hybridbauteil 12 weist eine Dielektrikumkomponente 16 und zwei Metallkomponenten 14a, 14b auf. 4 shows another hybrid component 12 , The hybrid component 12 has a dielectric component 16 and two metal components 14a . 14b on.

Die Dielektrikumkomponente 16 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, kann aber auch aus Metall, insbesondere Stahl, oder einem anderen grundsätzlich elektrisch leitenden Werkstoff bestehen, unter der Voraussetzung, dass die Teilbereiche, die im Micro-Arc-Oxidationsprozess in Kontakt mit Elektrolyt treten, temporär oder dauerhaft dielektrisch maskiert werden.The dielectric component 16 is preferably made of plastic, but may also consist of metal, in particular steel, or another fundamentally electrically conductive material, with the proviso that the subregions that come into contact with electrolyte in the micro-arc oxidation process are masked temporarily or permanently dielectrically ,

Die Metallkomponenten 14a, 14b bestehen vorzugsweise aus unterschiedlichen Leichtmetallen. Beispielsweise kann die erste Metallkomponente 14a aus Titan und die zweite Metallkomponente 14b aus Aluminium ausgebildet sein. Eine oder beide Metallkomponenten 14a, 14b – hier die erste Metallkomponente 14a – kann eine Metalloxidkeramikstruktur 18 aufweisen. Die Metallkomponenten 14a, 14b sind durch Formschluss mit der Dielektrikumkomponente 16a, 16b verbunden.The metal components 14a . 14b are preferably made of different light metals. For example, the first metal component 14a titanium and the second metal component 14b be formed of aluminum. One or both metal components 14a . 14b - here the first metal component 14a - Can a metal oxide ceramic structure 18 exhibit. The metal components 14a . 14b are by positive engagement with the dielectric component 16a . 16b connected.

Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die vorliegende Erfindung zusammenfassend ein Hybridbauteil 12, das teilweise aus Metall und teilweise aus einem Dielektrikum ausgebildet ist. Das Hybridbauteil 12 ist insbesondere in Form eines Hybridbauteils 12 eines Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet. Die Metallkomponente 14, 14a, 14b weist zumindest teilweise eine Metalloxidkeramikstruktur 18 auf, die durch einen Mikro-Arc-Oxidationsprozess entstanden ist. Die Metallkomponente 14, 14a, 14b weist vorzugsweise Aluminium, Magnesium und/oder Titan auf. Die Dielektrikumkomponente 16, 16a, 16b weist vorzugsweise Kunststoff auf und ist insbesondere aus Kunststoff ausgebildet. Die Metallkomponente 14, 14a, 14b und/oder die Dielektrikumkomponente 16, 16a, 16b können im Hybridbauteil 12 kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sein. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Hybridbauteils 12, wobei zumindest die Metallkomponente 14, 14a, 14b im Mikro-Arc-Oxidationsprozess entsteht.Taking a synopsis of all the figures of the drawing, the present invention collectively relates to a hybrid component 12 partially formed of metal and partly of a dielectric. The hybrid component 12 is especially in the form of a hybrid component 12 of a motor vehicle 10 educated. The metal component 14 . 14a . 14b has at least partially a metal oxide ceramic structure 18 resulting from a micro-arc oxidation process. The metal component 14 . 14a . 14b preferably has aluminum, magnesium and / or titanium. The dielectric component 16 . 16a . 16b preferably has plastic and is in particular made of plastic. The metal component 14 . 14a . 14b and / or the dielectric component 16 . 16a . 16b can in the hybrid component 12 be connected non-positively, cohesively and / or positively. The invention further relates to a method for producing a hybrid component described above 12 , wherein at least the metal component 14 . 14a . 14b arises in the micro-arc oxidation process.

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Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils (12) mit einer Metallkomponente (14, 14a, 14b), und einer Dielektrikumkomponente (16, 16a, 16b), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren eine Metalloxidkeramikstruktur (18) an der Metallkomponente (14, 14a, 14b) in einem Mikro-Arc-Oxidationsprozess in einer Elektrolytlösung (22) erstellt wird.Method for producing a hybrid component ( 12 ) with a metal component ( 14 . 14a . 14b ), and a dielectric component ( 16 . 16a . 16b ), characterized in that in the process a metal oxide ceramic structure ( 18 ) on the metal component ( 14 . 14a . 14b ) in a micro-arc oxidation process in an electrolyte solution ( 22 ) is created. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Metalloxidkeramikstruktur (18) an der Metallkomponente (14, 14a, 14b) vor dem Verbinden der Metallkomponente (14, 14a, 14b) mit der Dielektrikum-komponente (16, 16a, 16b) erstellt wird.The method of claim 1, wherein a metal oxide ceramic structure ( 18 ) on the metal component ( 14 . 14a . 14b ) before joining the metal component ( 14 . 14a . 14b ) with the dielectric component ( 16 . 16a . 16b ) is created. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Metalloxidkeramikstruktur (18) an der Metallkomponente (14, 14a, 14b) nach dem Verbinden der Metallkomponente (14, 14a, 14b) mit der Dielektrikumkomponente (16, 16a, 16b) erstellt wird.A method according to claim 1 or 2, wherein a metal oxide ceramic structure ( 18 ) on the metal component ( 14 . 14a . 14b ) after joining the metal component ( 14 . 14a . 14b ) with the dielectric component ( 16 . 16a . 16b ) is created. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mikro-Arc-Oxidationsprozess mit einer Stromdichte von mehr als 36 A/dm2 durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the micro-arc oxidation process is carried out with a current density of more than 36 A / dm 2 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mikro-Arc-Oxidationsprozess mit mehreren kurzen Spannungspulsen und langen Spannungspulsen durchgeführt wird, wobei die langen Spannungspulse sinusoidale Form aufweisen.Method according to one of the preceding claims, in which the micro-arc oxidation process is carried out with a plurality of short voltage pulses and long voltage pulses, the long voltage pulses having a sinusoidal shape. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Metallkomponente (14, 14a, 14b) eine Leichtmetallkomponente eingesetzt wird, wobei die Leichtmetallkomponente, insbesondere Aluminium, Magnesium und/oder Titan aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which as metal component ( 14 . 14a . 14b ), a light metal component is used, wherein the light metal component, in particular aluminum, magnesium and / or titanium. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallkomponente (14, 14a, 14b) zumindest teilweise durch Auswaschen von Salzkristallen nach dem Gießen der Metallkomponente (14, 14a, 14b) schwammartig ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the metal component ( 14 . 14a . 14b ) at least partially by washing out salt crystals after casting the metal component ( 14 . 14a . 14b ) is formed like a sponge. Hybridbauteil (12) mit einer Metallkomponente (14, 14a, 14b) und einer Dielektrikumkomponente (16, 16a, 16b), dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomponente (14, 14a, 14b) eine in einem Mikro-Arc-Oxidationsprozess in einer Elektrolytlösung (22) erstellte Metalloxidkeramikstruktur (18) aufweist.Hybrid component ( 12 ) with a metal component ( 14 . 14a . 14b ) and a dielectric component ( 16 . 16a . 16b ), characterized in that the metal component ( 14 . 14a . 14b ) one in a micro-arc oxidation process in an electrolyte solution ( 22 ) prepared metal oxide ceramic structure ( 18 ) having. Hybridbauteil nach Anspruch 8, bei dem die Metallkomponente (14, 14a, 14b) in Form einer Leichtmetallkomponente ausgebildet ist und insbesondere Aluminium, Magnesium und/oder Titan aufweist.Hybrid component according to claim 8, in which the metal component ( 14 . 14a . 14b ) is in the form of a light metal component and in particular aluminum, magnesium and / or titanium. Hybridbauteil nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Metallkomponente (14, 14a, 14b), insbesondere durch Auswaschen von Salzkristallen nach dem Gießen der Metallkomponente (14, 14a, 14b), zumindest teilweise porös ausgebildet ist.Hybrid component according to claim 8 or 9, in which the metal component ( 14 . 14a . 14b ), in particular by washing out salt crystals after the casting of the metal component ( 14 . 14a . 14b ), at least partially porous.
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