DE202004000767U1 - Decorative aluminum or aluminum alloy sheet for e.g. furniture and automobiles, is mechanically- or chemically treated to form metallic pattern of depressions, which is sealed - Google Patents

Abstract

The sheet has strength R mexceeding 180 N/mm 2>and a mechanically- or chemically treated surface with depressions introduced into it, forming a pattern. The surface is decorated with metallic effect. It is chemically-sealed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein dekoratives Blechteil aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung.The invention relates to a decorative sheet metal part made of aluminum and / or an aluminum alloy.

Dessinierte Aluminiumbleche werden seit vielen Jahren von der Anmelderin in über 300 Mustern gefertigt. Diese Dessinbleche verleihen Möbeln, Koffern, Haushaltsgeräten oder Automobilteilen ein dekoratives Aussehen, wobei sich selbst sehr feine Muster infolge der guten Umformbarkeit des verwendeten weichen Aluminiummaterials sauber ausbilden lassen. Zur Anwendung gelangen insbesondere nichtlegierte Reinaluminium-Werkstoffe, da diese gut dessinierbar und gut eloxierbar sind. Diese Werkstoffe weisen jedoch in nachteiliger Weise eine geringe Festigkeit auf. Für Zierteile bei Kraftfahrzeugen wird jedoch beispielsweise eine hohe Kratzfestigkeit und eine hohe Eindrückfestigkeit gefordert.Designed aluminum sheets manufactured by the applicant in over 300 designs for many years. These design sheets lend furniture, suitcases, household appliances or automotive parts have a decorative look, taking itself very fine patterns due to the good formability of the used Let soft aluminum material form properly. For use non-alloyed pure aluminum materials, in particular, these are easy to design and anodize well. These materials however, have a disadvantageous low strength. For trim parts in motor vehicles, for example, there is a high scratch resistance and high crush resistance required.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 23 472 A1 sind Aluminiumverbundbleche mit einer hohen Festigkeit bekannt, die insbesondere als Luftfahrtbleche eingesetzt werden. Diese walzplattierten Verbundbleche bestehen aus einem harten Kernblech, z.B. einer AlCuMg-Legierung. Dieses Kernblech ist mit einer weichen Reinaluminiumlegierung plattiert. Diese Plattierungen dienen dem Korrosionsschutz. In anderen Fällen wird eine Lotplattierung auf dem Kernblech vorgesehen. Die Verwendung und Verarbeitung solcher walzplattierten Verbundbleche zu dekorativen, umgeformten Prägeblechteilen, insbesondere dessinierten Aluminiumblechteilen, ist nicht bekannt.From the German published application DE 198 23 472 A1 aluminum composite sheets with a high strength are known, which are used in particular as aviation sheets. These roll-clad composite sheets consist of a hard core sheet, for example an AlCuMg alloy. This core sheet is clad with a soft, pure aluminum alloy. These claddings serve to protect against corrosion. In other cases, solder plating is provided on the core sheet. The use and processing of such roll-clad composite sheets for decorative, shaped embossed sheet metal parts, in particular patterned aluminum sheet metal parts, is not known.

Aufgabe der Erfindung ist es, dekorative feste Prägebleche zur Verfügung zu stellen, die insbesondere auch den Anforderungen, die an Kraftfahrzeugzierteile gestellt werden, erfüllen.The object of the invention is decorative solid stamping sheets to disposal to make, in particular, the requirements of automotive trim be made to meet.

Diese Aufgabe wird durch ein dekoratives Blechteil gemäß Anspruch 1 erfüllt.This task is accomplished through a decorative sheet metal part according to claim 1 fulfilled.

Das erfindungsgemäße dekorative Blechteil aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung weist eine hohe Festigkeit auf. Diese hohe Zugfestigkeit R_m>180N/mm² wird erreicht, indem das Blechteil aus einem harten Aluminiummaterial hergestellt wird. Dies kann beispielsweise eine AlMgSi-Legierung (6XXX), eine AlZnMg-Legierung (7XXX), eine AlCuMg-Legierung (2XXX) oder eine AlMn-Legierung (3XXX) sein. Da die erfindungsgemäßen Blechteile vorzugsweise als Zierteile eingesetzt werden sollen, werden Bleche aus AlCuMg-Legierungen bzw. AlMn-Legierungen ausschließlich als harte Kernbleche eines walzplattierten Verbundbleches verwendet und mit einer weichen, eloxierbaren Plattierung aus nichtlegiertem Aluminium (1XXX), mit einer dünnen Plattierung aus einer AlMgSi-Legierung (6XXX) oder aus einer AlMg-Legierung (5XXX) versehen.The decorative sheet metal part made of aluminum and / or an aluminum alloy has a high strength. This high tensile strength R _m > 180N / mm ² is achieved by producing the sheet metal part from a hard aluminum material. This can be, for example, an AlMgSi alloy (6XXX), an AlZnMg alloy (7XXX), an AlCuMg alloy (2XXX) or an AlMn alloy (3XXX). Since the sheet metal parts according to the invention are preferably to be used as decorative parts, sheets made of AlCuMg alloys or AlMn alloys are used exclusively as hard core sheets of a roll-clad composite sheet and with a soft, anodizable cladding made of non-alloyed aluminum (1XXX), with a thin cladding from one AlMgSi alloy (6XXX) or made of an AlMg alloy (5XXX).

Die Festigkeit des harten Kernblechs R_m,Kern ist wesentlich größer als die Festigkeit der ein- oder beidseitigen Plattierung R_{m,Plattierung}. Das Verhältnis der Festigkeiten beträgt mindestens R_m,Kern / R_{m,Plattierung} > 1,5 .The strength of the hard core sheet R _{m, core} is much greater than the strength of the one- or both-sided plating R _{m, plating} . The strength ratio is at least R _{m, core} / R _{m, cladding} > 1.5.

Bevorzugt sind jedoch Festigkeitsunterschiede von R_m,Kern / R_{m,Plattierung} > 2 bis 5.However, strength differences of R _{m, core} / R _{m, cladding} > 2 to 5 are preferred.

Die ein- oder beidseitige Plattierung auf dem Kernblech weist eine geringere Dicke als die Dicke des Kernblechs auf. Bei einseitiger Plattierung ist die Dicke der Plattierung nicht größer als 50% der Dicke des Kernbleches, vorzugsweise nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs. Bei zweiseitiger Plattierung ist die Dicke einer Plattierung nicht größer als 30% der Dicke des Kernbleches, vorzugsweise nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs.Single or double sided plating on the core sheet has a smaller thickness than the thickness of the core sheet on. With one-sided plating, the thickness of the plating is not larger than 50% of the thickness of the core sheet, preferably not greater than 5 to 20% of the thickness of the core sheet. With two-sided plating the thickness of a cladding is not greater than 30% of the thickness of the core sheet, preferably not greater than 5 to 20% of the thickness of the core sheet.

Das erfindungsgemäße dekorative Aluminiumblechteil besitzt an mindestens einer Oberfläche mechanisch eingebrachte Vertiefungen, die ein Muster bilden, beispielsweise ein Prägemuster oder ein Dessinmuster.The decorative aluminum sheet part according to the invention has mechanically introduced on at least one surface Wells that form a pattern, such as an embossed pattern or a design pattern.

Das erfindungsgemäße dekorative Aluminiumblechteil kann beispielsweise ein ebenes Blech, eine gebogene Blechlage oder ein dreidimensional geformtes Blechteil sein, dass vielseitig eingesetzt werden kann.The decorative aluminum sheet part according to the invention can, for example, a flat sheet metal, a bent sheet metal layer or be a three-dimensionally shaped sheet metal part that can be used in a variety of ways can.

Das erfindungsgemäße dekorative Blechteil weist eine veredelte und versiegelte Oberfläche auf, die durch verschiedene chemische Oberflächenbehandlungsverfahren erzielt wird, wie beispielsweise chemisches Glänzen, Eloxieren (anodisches Oxidieren), Färben und abschließendes Verdichten. Das Färbeverfahren kann ein Absorbtionsfärben, Reaktionsfärben, elektrolytisches Einfärben oder eine Kombination dieser Verfahren sein. Als Verdichtung kommen alle bekannten Verfahren in Frage, wie beispielsweise Kaltverdichten, Heißdampfverdichten oder eine Kombination dieser. Des Weiteren kann die Oberfläche auch durch eine Nanolackschicht versiegelt werden. Wesentlich bei der Anwendung der Oberflächenbehandlungsverfahren ist, dass das dekorative Blechteil sein metallisch wirkendes Aussehen behält. Je nach Wunsch können des Weiteren Bereiche des eingebrachten Musters blank oder matt erscheinen, in der ursprünglichen Farbe des Aluminiumbleches oder auch eingefärbt.The decorative sheet metal part according to the invention has a refined and sealed surface, which is characterized by different chemical surface treatment processes is achieved, such as chemical shining, anodizing (anodic Oxidize), dyeing and final Compaction. The dyeing process can absorption dyeing, Reaction dyeing, electrolytic coloring or a combination of these methods. Coming as a compaction all known methods in question, such as cold compression, Superheated steam compression or a combination of these. Furthermore, the surface can also sealed with a layer of nano lacquer. Essential to the Application of surface treatment processes is that the decorative sheet metal part has its metallic appearance reserves. Depending on your needs furthermore areas of the introduced pattern appear blank or matt, in the original Color of the aluminum sheet or colored.

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines dekorativen, festen Blechteils wird ein- oder beidseitig in das Ausgangsblech aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung ein Muster mechanisch eingebracht, vorzugsweise durch einen Dessinwalzprozess oder Prägewalzprozess. Da es sich bei einem solchen Verfahrensschritt um einen Kaltumformprozess handelt, muss das Ausgangsblech die notwendige Kaltumformbarkeit aufweisen. Bedarfsweise kann zu diesem Zweck das Ausgangsblech vor dem Eindrücken des Musters einem Glühschritt unterzogen werden. Bei aushärtbaren Aluminiumlegierungen als Material für das Ausgangsblech wird durch Lösungsglühen und anschließende Abschreckung dieses Ziel erreicht, wobei bei Temperaturen von etwa 300°C die beim Kaltwalzen zur Herstellung des Ausgangsblechs entstandenen Versetzungen im Gefüge beseitigt werden und bei weiterem Temperaturanstieg auf Temperaturen von >500°C die Ausscheidungen in Lösung gehen. Die Lösungsglühtemperaturen sind für unterschiedliche Aluminiumlegierungen unterschiedlich hoch. Für eine AlMgSi-Legierung liegt die Lösungsglühtemperatur bei etwa 520°C. Durch anschließende, rasche Abschreckung des Bleches auf Raumtemperatur entsteht ein umformbares, „weiches" Blech. Die Abkühlraten liegen bei 10-500°C/s.In a method for producing a decorative, solid sheet metal part, a pattern is mechanically introduced on one or both sides into the starting sheet made of aluminum and / or an aluminum alloy, preferably by means of a design rolling process or embossing rolling process. Since such a process step is a cold forming process, the starting sheet must have the necessary cold formability. If necessary, the starting sheet can be subjected to an annealing step for this purpose before the pattern is pressed in. In the case of hardenable aluminum alloys as the material for the starting sheet, this goal is achieved by solution annealing and subsequent quenching, the dislocations in the structure which resulted from cold rolling to produce the starting sheet being eliminated at temperatures of about 300 ° C. and at a further temperature As the temperature rises to> 500 ° C, the precipitates go into solution. The solution annealing temperatures are different for different aluminum alloys. For an AlMgSi alloy, the solution annealing temperature is around 520 ° C. Subsequent, rapid quenching of the sheet to room temperature creates a deformable, "soft" sheet. The cooling rates are 10-500 ° C / s.

Wird als Ausgangsblech ein Verbundblech mit einem AlMn-Kernblech eingesetzt, so kann bedarfsweise für dieses nichtaushärtbare AlMn-Legierungsmaterial ein Weichglühschritt erfolgen, bei dem ausschließlich die Versetzungen im Gefüge beseitigt werden.If a composite sheet is used as the starting sheet an AlMn core sheet is used, if necessary for this non-curable AlMn alloy material a soft annealing step in which only the Dislocations in the structure be eliminated.

Die beschriebenen Glühbehandlungen sind bedarfsweise auch nach dem Dessinieren vorzusehen, wenn das Dessinblech keine ausreichende Umformbarkeit für den nachfolgenden Umformschritt aufweist.The annealing treatments described must also be provided after the design if necessary Design sheet does not have sufficient formability for the subsequent forming step.

Wird ein Verbundblech dessiniert, wird das Muster in die dünne Plattierung eingedrückt. Das harte Kernblech bleibt im wesentlichen ohne Einfluß. Zur Erzielung besonderer Oberflächeneffekte wird bei einer besonderen Ausführungsform des Dessinierens die dünne Plattierung durchgedrückt, so dass in bestimmten Bereichen des Musters das Kernblech freigelegt wird. Durch die Verwendung unterschiedlicher Legierungen für das Kernblech und für die Plattierung ergibt sich bei der nachfolgenden Oberflächenbehandlung ein unterschiedliches Aussehen der freigelegten Kernblechbereiche im Muster gegenüber den Musterbereichen, die durch die Plattierung gebildet werden. So kann beispielsweise ein Zusatz an Eisen in der Kernblechlegierung zu einem matten Aussehen dieser Musterbereiche führen, wogegen eine Legierung mit geringem Eisenanteil als Plattierung, diese Musterbereiche glänzend, blank erscheinen lässt.If a composite sheet is designed, the pattern becomes thin Plating pressed in. The hard core sheet remains essentially without influence. To achieve special surface effects is in a special embodiment the thin design Plating pushed through, so that the core sheet is exposed in certain areas of the pattern becomes. By using different alloys for the core sheet and for the plating results from the subsequent surface treatment a different appearance of the exposed core sheet areas in the pattern opposite the pattern areas formed by the plating. For example, an addition of iron in the core sheet alloy lead to a matt appearance of these pattern areas, whereas an alloy with a low iron content as plating, these pattern areas are shiny, bright appears.

Nachdem dem ebenen Aluminiumblech ein Muster eingebracht wurde, folgt als nächster wesentlicher Verfahrensschritt die Umformung zu der gewünschten Blechteilform. Dieses Umformen kann in einem Schritt oder in mehreren Schritten erfolgen, wobei jeweils gleiche oder unterschiedliche Umformverfahren Anwendung finden. Dazu wird vorzugsweise ein entsprechend dimensioniertes ebenes Blechstück vom Dessinwalzstrang abgetrennt und in die Umformvorrichtung eingelegt, oder die Abtrennung erfolgt nach dem Umformen. Bevorzugte Umformverfahren sind Tiefziehen, Biegen oder Hydroformen.After the flat aluminum sheet A sample has been introduced as the next essential process step the transformation to the desired one Sheet metal part shape. This forming can be done in one step or in several Steps take place, the same or different Forming process apply. For this purpose, a corresponding is preferably dimensioned flat piece of sheet metal separated from the pattern roll and inserted into the forming device, or the separation takes place after the forming. Preferred forming process are deep drawing, bending or hydroforming.

Bei mehreren Umfomschritten können eine oder mehrere Zwischenglühungen des Blechteils vorgesehen werden.If there are several steps, one or several intermediate anneals of the sheet metal part are provided.

Das durch die Umformung entstandene Blechteil wird bedarfsweise warm ausgehärtet. Diese Warmaushärtung wird für eine Zeitdauer von 8 Stunden bei 180°C durchgeführt.The sheet metal part created by the forming is cured warm if necessary. This thermosetting is for performed for a period of 8 hours at 180 ° C.

Abschließend erhält das Blechteil die gewünschte, chemische Oberflächenbehandlung, neben den Vorbehandlungen, wie Entfetten, Spülen, Beizen, sind für dekorative Oberflächen insbesondere das chemische oder elektrolytische Glänzen, das Eloxieren (anodisches Oxidieren) und ein oder mehrere Färbeverfahren anwendbar. Beim Färben wird insbesondere die beim Eloxieren entstandene Oxidschicht eingefärbt. Abhängig von der farbgebenden Komponente handelt es sich dabei um ein Absorbtions-, Reaktions- oder um ein elektolytisches Färbeverfahren. Des Weiteren ist eine Kombination der unterschiedlichen Färbeverfahren denkbar.Finally, the sheet metal part receives the desired chemical surface treatment, in addition to pretreatments, such as degreasing, rinsing, pickling, are for decorative surfaces especially chemical or electrolytic shining, anodizing (anodizing) and one or more coloring processes applicable. At the To dye the oxide layer created during anodizing is colored in particular. Depending on the coloring component is an absorption, Reaction or an electrolytic dyeing process. Furthermore a combination of the different staining methods is conceivable.

Für die notwendige Schutzwirkung ist für die ungefärbte oder eingefärbte Oxidschicht eine Verdichtung vorzusehen, dabei werden die Poren der Oxidschicht geschlossen. Es kann sich bei der Verdichtung um eine Kaltverdichtung, Heißdampfverdichtung oder eine Kombination beider Verfahren handeln.For the necessary protective effect is for the undyed or colored oxide layer to provide a compression, the pores of the oxide layer closed. The compression can be a cold compression, Hot vapor compression or a combination of both methods.

In einer Verfahrensvariante wird das vorbehandelte Blechteil mit einer Nanolackschicht versiegelt.In a process variant the pretreated sheet metal part is sealed with a nano lacquer layer.

Als Ergebnis wird ein dekoratives, festes Blechteil der gewünschten Form erhalten. Ein solches Blechteil weist eine gute Kratzfestigkeit und eine hohe Eindrückfestigkeit auf, d.h, besteht den sogenannten Schlüsseltest, der bei Kraftfahrzeugteilen als Prüfverfahren eingesetzt wird. Erstmalig stehen beliebig gefärbte Dessinblechteile in einer breiten Formenvielfalt zur Verfügung, wobei auf eine Vielzahl von bekannter Dessinmuster beim Dessinieren zurückgegriffen werden kann.As a result, a decorative, solid sheet metal part of the desired Get shape. Such a sheet metal part has good scratch resistance and high crush resistance on, that is, passes the so-called key test, which is used for automotive parts test methods is used. For the first time, any colored sheet metal parts are available in one wide variety of shapes available, with a variety of well-known design patterns when designing resorted can be.

Claims (11)

Dekoratives Blechteil aus Aluminium und/ oder einer Aluminiumlegierung, mit einer hohen Festigkeit R_m > 180 N/mm² , mit mindestens einer mechanisch und chemisch behandelten Oberfläche, wobei in diese Oberfläche Vertiefungen eingebracht sind, die ein Muster bilden und wobei die Oberfläche ein dekoratives, metallisch wirkendes Aussehen aufweist und chemisch versiegelt ist.Decorative sheet metal part made of aluminum and / or an aluminum alloy, with a high strength R _m > 180 N / mm ² , with at least one mechanically and chemically treated surface, wherein recesses are formed in this surface, which form a pattern and the surface is a decorative , has a metallic appearance and is chemically sealed. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil aus einer AlMgSi-Legierung (6xxx) oder aus einer AlZnMg-Legierung (7xxx) besteht.Decorative sheet metal part according to claim 1, characterized in that the sheet metal part made of an AlMgSi alloy (6xxx) or of a AlZnMg alloy (7xxx) exists. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil aus einem walzplattierten Verbundblech, nämlich aus einem harten Kernblech und einer beidseitigen weichen Plattierung besteht, wobei die Plattierung eine geringe Dicke als das Kernblech besitzt, vorzugsweise weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 30% der Dicke des Kernblechs ist, besonders bevorzugt weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs ist.Decorative sheet metal part according to claim 1, characterized in that the sheet metal part made of a roll-clad composite sheet, namely a hard core sheet and soft plating on both sides there is, the plating a smaller thickness than the core sheet has, preferably the plating has a thickness that not bigger than Is 30% of the thickness of the core sheet, particularly preferably that Plating a thickness that is not greater than 5 to 20% of the thickness of the core sheet. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil aus einem walzplattierten Verbundblech, nämlich aus einem harten Kernblech und einer einseitigen weichen Plattierung besteht, wobei die Plattierung eine geringe Dicke als das Kernblech besitzt, vorzugsweise weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 50% der Dicke des Kernblechs ist, besonders bevorzugt weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs ist.Decorative sheet metal part according to claim 1, characterized in that the sheet metal part made of a roll-clad composite sheet, namely a hard core sheet and a soft plating on one side there is, the plating a smaller thickness than the core sheet has, preferably the plating has a thickness that not larger than 50% the thickness of the core sheet, the cladding is particularly preferred a thickness that is not greater than Is 5 to 20% of the thickness of the core sheet. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit des Kernblechs R_m,Kern größer ist als die Festigkeit der Plattierung R_{m,Plattierung} , vorzugsweise R_m,Kern / R_{m,Plattierung} > 1,5, besonders bevorzugt ist R_m,Kern / R_{m,Plattierung} > 2 bis 5.Decorative sheet metal part according to claim 3 or 4, characterized in that the strength of the core sheet R _{m, core is} greater than the strength of the plating R _{m, plating} , preferably R _{m, core} / R _{m, plating} > 1.5, is particularly preferred R _{m, core} / R _{m, plating} > 2 to 5. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das harte Kernblech aus einer AlCuMg-Legierung (2xxx) oder aus einer AlMn-Legierung (3xxx) besteht und die weiche Plattierung aus Aluminium (1xxx) oder aus einer AlMgSi-Legierung (6xxx) oder aus einer AlMg-Legierung (5xxx) besteht.Decorative sheet metal part according to one of claims 3 to 5, characterized in that the hard core sheet made of an AlCuMg alloy (2xxx) or an AlMn alloy (3xxx) and the soft Cladding made of aluminum (1xxx) or an AlMgSi alloy (6xxx) or an AlMg alloy (5xxx). Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Oberfläche eingebrachte Muster ein Prägemuster oder ein Dessinmuster ist.Decorative sheet metal part according to one of claims 1 to 6, characterized in that the brought into the surface Pattern an embossed pattern or is a design pattern. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einige Bereiche des Musters metallisch blank und andere Bereiche des Musters metallisch matt erscheinen.Decorative sheet metal part according to claim 7, characterized in that some areas of the pattern are bare metal and other areas of the pattern appear metallic matt. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche chemisch geglänzt und /oder eloxiert und/ oder gefärbt und verdichtet ist.Decorative sheet metal part according to one of claims 1 to 8, characterized in that the surface is chemically polished and / or anodized and / or colored and is compacted. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit einer Nanolackschicht versehen ist.Decorative sheet metal part according to claim 8 or 9, characterized characterized that the surface is provided with a nano lacquer layer. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil ein ebenes Blech oder ein gebogenes Blech oder ein dreidimensional geformtes Blech ist.Decorative sheet metal part according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sheet metal part is a flat sheet or a bent sheet or a three-dimensionally shaped sheet is.