KR20050085209A - 금속 샌드위치판 - Google Patents

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빠스꺌 드리에
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Abstract

본 발명은 가공 및 용접 공정에 적절하고 고온에 뛰어난 저항성을 나타내는 샌드위치형 금속판(2)에 관한 것으로서, 녹는점 Tf를 가지는 두 금속판 외장(1,1')과 녹는점 Tf와 같거나 또는 다른 녹는점 Tc를 가지는 금속 코어(4)를 포함하며, 상기 코어(4)는 각 외장(1,1')의 밀도보다 낮은 밀도를 가지고 상기 코어(4)와 각 외장(1,1')은 Tf 및 Tc보다 낮은 녹는점 Tm을 가지는 금속 결합제(3,3')에 의해 서로 결합된다. 본 발명은 또한 상기 샌드위치형 금속판(2)을 제조하는 방법 및 자동차 생산에서 그것의 용도에 관한 것이다.

Description

금속 샌드위치판{METALLIC SANDWICH SHEET}
본 발명은 두 금속판 외장(facings)과 금속 코어(metal core)를 포함하며, 가공 및 용접 공정에 적합하고 고온에 뛰어난 저항성을 나타내는 샌드위치판과 이를 제조하는 방법 및 자동차의 부품 생산에 대한 그 사용방법에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 금속판에 대한 샌드위치판의 주요 장점은 미리 정해진 기계적 강도를 지닌 부품의 생산에서 이룰 수 있는 무게 경감에 있다; 이 장점은 자동차에서 특히 연료 소비를 줄일 수 있기 때문에 매우 중요하다.
자동차 부품 제조를 위해 사용되는 샌드위치판은 예를 들어 신장하고, 굽히고 주름을 잡음으로써 이루어지는 용접 및 가공 요건 뿐만 아니라 온도 저항 요건도 갖추어야 한다. 이것은 선행하는 내식(anticorrosion) 처리를 포함하는 판의 도색 공정 동안, 상기 판은 적용된 여러가지 코팅층의 가열건조 및/또는 교차결합을 하기에 충분하도록 일반적으로 140 내지 220 ℃에서 20 내지 30분 동안 가공되기 때문이다.
이러한 목적을 위하여, 열가소성 폴리머 섬유의 연속적인 직물 그물을 포함하는 폴리머에 기초한 층에 의하여 형성된 코어에 의해 결합되는 두 금속판 외장을 포함하는 샌드위치판은 공지되어 있다. 상기 폴리머에 기초한 층은 상기 그물에 스며들어 외장에 접착하게 하는 열경화성 폴리머 물질을 함유한다. 이러한 판은 좋은 가공성(formability)과 좋은 온도 저항성을 나타낸다.
그러나, 이러한 판들은 직물 그물이 균일하지 않기 때문에 샌드위치판의 두께의 변동과 금속판 외장에 대한 상기 그물의 접착의 결함과 같은 단점을 가진다. 그러나, 무엇보다도, 폴리머를 포함하는 이런 형태의 샌드위치판은 용접할 수가 없거나 또는 독성 연기를 방출하여 용접하기가 쉽지 않아 자동차의 부품의 제조에 적합하지 않다.
이러한 결점 외에도, 이러한 복합 샌드위치판의 제조 방법은 미리 내장된 그물을 금속판 외장에 접착시키는 단계가 매우 느리기 때문에 수용할 만한 생산 수준이 달성되지 않게 된다.
스틸울(steel wool)로 만들어진 코어에 의해 결합되는 두 금속 외장으로 구성되는 샌드위치판은 특허 FR 2 767 088에 공지되어 있다. 상기 스틸울은 축전기-방전 아크 용접(capacitor-discharge arc welding)에 의해 금속 외장에 결합된다. 일반적으로 이런 전체가 강철인 샌드위치판은 완벽하게 용접될 수 있고 160℃ 보다 높은 온도에서 잘 견딜 수 있다. 그러나, 이러한 판을 제조하는 방법은 스틸울을 금속 외장에 용접하기 위하여 1300℃ 보다 높은 온도에서 모든 조립체를 용접해야 하기 때문에 공장 규모에서는 실행될 수 없다. 또한, 이 온도에서는 강철의 구조가 변하게 되며, 이는 만약 강철 외장 및 스틸울의 기계적 특성과 가공성을 유지하기를 원한다면 바람직하지 않다.
도 1은 본 발명에 따른 판의 단면도이다.
따라서 본 발명의 목적은 이러한 결점을 해결하고, 고온에 좋은 저항성과 좋은 외형을 나타내는 가공할 수 있고 용접할 수 있는 샌드위치판 및 실행하기 쉬운 상기 판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명의 대상은 가공 및 용접 공정에 적합하고 고온에 뛰어난 저항성을 나타내는 샌드위치판으로, 녹는점 Tf를 가지는 두 금속판 외장; 및 녹는점 Tf와 같거나 또는 다른 녹는점 Tc를 가지는 금속 코어를 포함하며, 상기 코어는 각 외장의 밀도보다 낮은 밀도를 가지고, 상기 코어와 각 외장은 Tc 및 Tf보다 낮은 녹는점 Tm을 가지는 금속 결합제에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 샌드위치판은 또한 다음의 특징들을 가질 수 있다:
- 상기 금속 코어는 두 금속판 외장 사이 부피의 10 내지 80%를차지한다;
- 상기 금속 코어는 두 금속판 외장 사이 부피의 20 내지 60%를 차지한다;
- 상기 코어는 금속울(metal wool), 니트금속직물(knitted metal fabric), 직조금속직물(woven metal fabric), 금속 발포체(metal foam) 또는 금속 스펀지(metal sponge)로 구성된다;
- 상기 코어는 강철로 형성된다;
- 상기 금속판 외장은 강철로 형성된다; 그리고
- 상기 금속판 외장과 금속 코어는 강철로 형성되고, 상기 금속 결합제는 주석 및 주석 합금, 아연 및 아연 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 대상은 녹는점 Tf를 가지는 두 개의 금속판 외장을 포함하고, 상기 두 금속판 외장은 녹는점 Tf와 같거나 또는 다른 녹는점 Tc를 가지는 금속 코어에 의해 결합되며, 상기 코어는 각 외장의 밀도보다 낮은 밀도를 가지는, 가공 및 용접 공정에 적절하고 고온에 뛰어난 저항성을 나타내는 샌드위치판을 제조하는 방법으로서,
- 상기 금속판 외장의 녹는점 Tf보다 낮고 상기 금속 코어의 녹는점 Tc보다 낮은 녹는점 Tcoat를 가지는 금속 코팅으로 적어도 일면이 미리 코팅된 두 금속판 외장 사이에 상기 코어를 삽입하는 단계,
- 상기 금속 코어가 각 금속판 외장에 접착되도록, 금속 코어가 삽입된 두 개의 금속판 외장으로 형성된 조립체를 소정의 속도 및 시간 조건하에서 금속 코팅의 녹는점 Tcoat - 50℃ 내지 Tcoat + 200℃ 사이의 온도 T에서 가열하는 단계; 및
- 상기 조립체를 냉각하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 샌드위치판을 제조하는 방법은 또한 다음의 특징들을 가질 수 있다:
- 상기 가열 및 냉각 단계 사이에, 금속판 외장과 금속 코어로 형성된 조립체에 압력을 가하며, 상기 압력은 금속 코어의 구조를 손상시키지 않도록 조정된다;
- 상기 금속판 외장과 금속 코어로 형성된 조립체는 유도(induction)에 의해 가열된다;
- 상기 각 금속판 외장의 금속 코팅의 두께는 5 내지 350㎛이다;
- 상기 각 금속판 외장의 금속 코팅의 두께는 20 내지 80㎛이다;
- 상기 금속판 외장과 금속 코어로 형성된 조립체가 가열되는 속도는 30 ℃/s 보다 크거나 같다;
- 상기 금속판 외장과 금속 코어로 형성된 조립체가 가열되는 시간은 15s보다 짧다;
- 상기 코팅의 녹는점 Tcoat은 금속판 외장의 녹는점 Tf의 0.9배보다 낮고, 금속 코어의 녹는점 Tc의 0.9배보다 낮다;
- 각 금속판 외장의 내부면은 주석 및 주석 합금, 아연 및 아연 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금에서 선택된 액체 금속 용액에서 용융도금(hot dipping)하여 코팅된다;
- 상기 금속판 외장은 강철로 형성된다;
- 상기 금속 코어의 밀도는 각 금속판 외장의 밀도보다 작다;
- 상기 코어는 금속울, 니트금속직물, 직조금속직물, 금속 발포체 또는 금속 스펀지로 구성된다; 그리고
- 상기 두 금속판 외장 중 적어도 하나의 외부면은 코팅으로 도포되며, 상기 코팅의 녹는점 Te는 두 외장 각각의 내부면을 덮는 금속 코팅의 녹는점 Tcoat + 200℃ 보다 높다.
본 발명의 대상은 또한 상기 샌드위치판을 가공 및 도색된 후 열처리되는 자동차 동체 부품의 생산에 사용하는 방법이다.
본 발명의 대상은 또한 160 ℃ 이상의 온도에서 열처리되어 생산된 상기 부품이다.
본 발명의 특징과 장점은 첨가된 도면을 참조한 비한정적 실시예를 통한 다음의 설명에 의하여 더 명확해 질 것이다.
본 발명은 금속판 외장과 금속 코어를 접착하기 위한 결합 요소로 상기 코어와 마주하도록 배치되는 금속판 외장의 내부면을 코팅하는 금속층을 사용하는 것으로 구성된다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 샌드위치판(2)의 각 외장(1,1')은 녹는점이 Tf이고, 두께가 예컨대 0.1mm 내지 2mm, 바람직하게는 0.2mm 내지 0.5mm 인 금속판으로 구성된다. 바람직하게는, 알루미늄판보다 우수한 기계적 특성을 가지고 더 쉽게 신장될 수 있는 강철판이 선택될 수 있다. 강철의 유형은 샌드위치판(2)이 사용되는 적용분야에 따라 선택된다. 따라서, 예를 들어, 후드나 도어를 제조하기 위해서는 탄소강이 선택되고 배기 라인 파이프를 제조하기 위해서는 스테인레스강이 선택된다.
본 발명에 따른 샌드위치판(2)의 금속 코어(4)는 각 외장(1,1')의 녹는점 Tf와 같거나 다른 녹는점 Tc를 가지고, 판(2)을 가볍게 하기 위하여 외장(1,1')의 밀도보다 낮은 밀도를 가진다.
바람직한 실시예에서, 상기 코어(4)는 금속울, 니트금속직물, 직조금속직물, 금속 발포체 또는 금속 스펀지로 구성된다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 코어는 두 금속판 외장(1,1') 사이 부피의 10 내지 80%, 바람직하게는 20 내지 60%를 차지하고, 0.5 내지 2mm의 두께를 가진다.
외장 사이 부피의 80% 보다 큰 경우, 샌드위치판(2)의 무게 경감은 불충분하다.
외장 사이 부피의 10% 보다 적은 경우, 코어(4)는 취약해지고 샌드위치판(2)을 가공하는 동안 부서질 위험이 있다.
외장 사이 부피의 20 내지 60% 인 경우, 코어(4)는 무게 경감과 강도 사이에서 바람직한 균형을 이룬다.
금속 코어(4)의 소재는 바람직하게는 탄소강 또는 스테인레스강과 같은 강철이다. 이는 예컨대 알루미늄보다 더 우수한 가공성을 나타내기 때문이다.
스틸울(steel wool)은 구조의 기계적 특성을 향상시키기 위하여 바람직하게는 가공경화(work-hardened) 상태에서 깍아 형성된다. 스틸울 가닥은 평균 길이가 70cm 이고 직경은 50 내지 500㎛로 다양하다. 바람직하게는, 스틸울 가닥의 직경은 약 200㎛이다. 상기 직경은 파손을 초래할 수 있는 약화를 방지하기 위하여 일정하여야 한다.
니트금속직물은 10 내지 50㎛ 사이의 직경을 가진 복수의 강철실을 서로 엮어 형성된다.
직조금속직물은 10 내지 50㎛ 사이의 직경을 가진 하나 이상의 강철실을 짜 맞추어 형성된다.
코어(4)와 각 외장(1,1') 사이의 접착은 각 외장의 녹는점 Tf 보다 낮고 코어의 녹는점 Tc 보다 낮은 녹는점 Tm을 가지는 금속 결합제(3,3')에 의하여 제공된다.
코어(4)와 두 금속판 외장(1,1')이 강철로 형성되는 경우, 금속 결합제(3,3')는 주석 및 주석 합금, 아연 및 아연 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 중에서 선택된다.
상기 금속 결합제는 불연속층 형태 또는 바람직하게는 코어와 두 외장 사이의 가능한 최상의 접착을 제공하기 위하여 연속층 형태일 수 있다.
따라서, 샌드위치판을 제조하기에 앞서, 두 금속판 외장의 각 내부면은 금속판의 녹는점 Tf보다 낮고 금속 코어의 녹는점 Tc보다 낮은 녹는점 Tcoat을 갖는 금속 코팅으로 코팅하여, 용융된 상태의 금속 코팅이 금속 코어를 결합시킨다. 이는 접착에 의해 금속판 외장과 금속 코어를 결합하기 위하여, 여기서 충전 금속으로 작용하는 금속 코팅의 녹는점 Tcoat은 금속판의 녹는점 Tf보다 낮고 금속 코어의 녹는점 Tc보다 낮아서, 코어 물질 및 금속판 외장 물질이 녹기 전에 코팅 물질이 잘 녹아야 하기 때문이다.
바람직하게는, 과도하게 오랜 시간 동안의 가열에 의한 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)가 용융되는 위험을 방지하기 위하여, 두 금속판 외장(1.1')의 각 내부면은, 바람직하게는 녹는점 Tcoat이 금속판의 녹는점 Tf의 0.9배 보다 낮고 금속 코어의 녹는점 Tc의 0.9배 보다 낮은 금속 코팅으로 코팅된다.
일 실시예로서, 금속 코어를 가진 두 금속판 외장을 포함하는 샌드위치판을 형성하기 위하여, 외장은 아래의 물질에서 선택된 금속 코팅으로 적어도 일면이 코팅된다:
- 주석: 녹는점 230 ℃;
- 아연: 녹는점 420 ℃;
- 아연합금, 예를 들어 알루미늄 약 5 wt%를 포함하는 아연-알루미늄 합금: 녹는점 381 ℃ : 및
- 알루미늄과 그 합금, 예를 들어 철 2 내지 4 wt%를 포함하는 알루미늄-철 합금: 녹는점 약 660 ℃, 철 2 내지 4 wt.%를 포함하거나 철 5 내지 11 wt.%를 포함하는 알루미늄-실리콘 합금: 녹는점 약 680 ℃.
전기 도금, 진공 침적 또는 바람직하게는 용융상태의 코팅 물질의 액체 용액에서 용융도금 함으로써, 5 내지 350 ㎛ 두께의 금속 코팅이 두 금속판 외장(1,1') 각각의 코어와 마주하게될 내부면에 침적된다.
만약 금속 코팅의 두께가 5 ㎛ 보다 얇다면, 접착 중 코팅이 코어(4)에 불충분하게 주입(impregnation)되고, 따라서 금속판 외장(1,1')과 코어(4) 사이의 접착은 불충분하여 샌드위치판은 얇은 조각으로 갈라질 위험이 있다.
반면, 외장의 내부면의 코팅의 두께가 350 ㎛ 보다 두껍우면, 추가 비용이 들고 코어(4)와 외장(1,1') 사이의 접착도 향상시키지 못한다.
바람직하게는, 금속 코팅의 두께가 20 내지 80 ㎛인 수준에서, 외장(1,1')과 코어(4) 사이의 접착은 샌드위치판(2)이 벤딩과 같은 심한 가공 공정 후에도 얇게 갈라지지 않을 만큼 충분하다.
샌드위치판(2)를 제조하기 위한 방법은 다음과 같다:
- 금속 코어(4)가 두 금속판 외장(1,1') 사이에 삽입된다. 외장(1,1')의 내부면은 미리 코팅되어 있으며, 상기 외장(1,1')의 이러한 코팅된 내부면이 코어(4)와 마주하도록 삽입된다;
- 금속 코어(4)가 삽입된 두 금속판 외장(1,1')에 의하여 형성된 전체 조립체는 금속 코팅 물질을 녹이기 위하여, 금속 코팅의 녹는점 Tcoat - 50 ℃ 내지 Tcoat + 200 ℃ 사이의 온도 T로, 바람직하게는 30 ℃/s 보다 낮지 않은 가열 속도로, 바람직하게는 15s 보다 짧은 시간 동안 가열된다; 그리고
- 상기 조립체는 냉각된다.
금속 코팅 물질이 연화되거나 녹으면, 금속 코어(4) 표면에 주입되어 외장(1,1')을 금속 코어(4)에 접착하며, 따라서 외장(1.1')/코어(4) 조립체의 기계적 접착이 가능하게 한다. 연화되거나 녹은 금속 물질은 표면에 위치하는 코어(4)의 울, 직조직물 또는 니트직물을 구성하는 금속 가닥에 스며든다. 만약 두 외장(1,1')과 코어(4)로 형성된 조립체가 금속 코팅의 녹는점 Tcoat - 50 ℃ 보다 낮은 온도 T로 가열되면, 코팅 물질은 충분히 연화되지 않고 코어(4) 물질에 스며들지 않는다. 이 온도 수준에서, 외장(1,1')과 코어(4)를 접착하는 것은 불가능하고 샌드위치판(2)은 형성될 수 없다.
만약 상기 조립체가 금속 코팅의 녹는점 Tcoat + 200℃ 보다 높은 온도 T로 가열된다면, 코팅 물질은 비등할(boiling) 위험이 있다. 코팅 물질 일부는 샌드위치판(2)을 빠져 나갈 것이고, 외장의 자유단에서 방울을 형성할 것이다. 이는 코팅을 균일하지 않게 하고 따라서 코어(4)에 대한 외장(1,1')의 우수한 접착을 막는다.
조립체를 코팅 물질의 녹는점 + 50℃와 코팅 물질의 녹는점 + 100℃ 사이의 온도 T로 가열하는 것은 연속 박리 현상(delamination)이나 코팅 물질의 유출의 위험이 없이 금속 코팅 물질의 용융과 외장(1,1')에 대한 코어(4)의 우수한 접착을 보장한다.
만약 가열 속도가 30℃/s 보다 작다면, 코팅 물질을 완전히 연화하거나 녹이기 위하여 15s 보다 더 오래 가열 온도 Tcoat를 유지할 필요가 있으며, 이는 생산성을 떨어뜨린다.
가열 시간이 15s 보다 긴 경우, 울, 직조직물, 니트직물, 발포체 또는 스펀지로 구성된 금속 코어는 코팅 물질 일부을 흡수하기 시작하고 이는 코어(4)와 외장(1,1')간의 접착 품질을 저하시킨다.
바람직하게는, 가열 시간은 3s 보다 짧다.
외장(1,1')과 코어(4)로 형성된 조립체를 가열하여 결과적으로 외장(1,1')에 도포된 금속 코팅을 연화하거나 녹이기 위하여, 예를 들어 인덕터(inductor)와 같은 적어도 하나의 가열원이 조립체의 어느 일면에 전체 너비를 따라 배치한다.
다른 실시예에 따르면, 외장(1,1')과 코어(4)로 형성된 조립체는 두 개의 가열된 롤러 사이에서 압착되어 가열될 수 있다.
외장(1,1')과 코어(4)의 접착을 개선하기 위하여, 샌드위치판(2)에 압력이 적용될 수 있으며, 상기 압력은 코어(4)의 구조에 손상을 입히지 않고 외장(1,1')을 변형시키지 않을 정도로 조정된다. 샌드위치판(2)에 적용되는 압력은 예를 들어 금속울이나 니트금속직물이 부서지지 않고 그 기계적 특성을 유지할 수 있도록 충분히 낮게 유지 되어야 한다.
이러한 압력은 카렌더링 롤(calendering rolls)에 의하여, 외장(1,1')/코어(4) 조립체의 어느 일면에 유체를 살포함으로써, 또는 달리 외장(1,1')/코어(4) 조립체가 자화된 롤러를 통과하도록 함으로써 적용될 수 있다.
상기 기술된 본 발명에 따른 실시예들은 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
따라서, 샌드위치판을 제조하기에 앞서, 두 금속 외장(1,1')의 적어도 하나의 외부면을, 두 외장(1,1') 각각의 내부면을 코팅하는 금속 코팅의 녹는점 Tcoat + 200℃ 보다 높은 녹는점 Te를 갖는 금속 코팅으로 코팅하는 것도 가능하다. 외부면이 코팅된 외장(1,1')을 사용하는 경우, 사용된 금속 코팅은 두 외장 사이에 금속 코어(4)가 삽입되어 형성된 조립체가 가열될 때 녹지 않도록 하여야 한다.
일반적으로, 외장(1,1')의 내부면이 아연층으로 코팅되는 경우 외장(1,1')의 외부면은 알루미늄-철 또는 알루미늄-실리콘층으로 코팅된다.
그러나, 대개 금속판 외장(1,1')은 샌드위치판이 제조되기 전에 내부면만 코팅될 것이고, 외장(1,1')의 외부면은 샌드위치판(2)이 제조된 후에 예를 들어 전기 도금으로 코팅될 것이다.
본 발명에 따른 샌드위치판(2)의 가공은 바람직하게는 드로잉(drawing), 벤딩(bending), 프로파일링(profiling)에 의하여 실행된다. 코어(4)가 예를 들어 강철과 같은 우수한 연성을 나타내는 금속으로 구성될 때, 본 발명에 따른 샌드위치판(2)은 심한 드로잉 및/또는 벤딩 및/또는 프로파일링 상태를 견딜 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 샌드위치판(2)은 예를 들어 후드, 도어 또는 배기 가스 파이프와 같은 자동차 본체 부품을 생산하는데 사용될 수 있다.
상기 부품들은 특히 밖으로 드러나는 부품인 경우 도색되고 열처리된다.
도색 작업에 앞서, 샌드위치판(2)은 전기 이동(cataphoretic) 유형의 내식 전처리를 거칠 수 있다. 그 후 페인트의 도색은 파우더를 침적(정전의, 유동상(fluidized bed) 등)하거나, 용액 상태의 액체 페인트 또는 용융된 폴리머 층을 살포하거나 코팅하여 실행된다. 마지막으로, 샌드위치판(2)은 내식 전처리를 경화하거나 페인트를 고착시키는 단계 중 일반적으로 도달하는 온도인 160℃, 바람직하게는 180℃ 보다 높은 온도로 처리된다.
상기 과정을 거쳐 얻어진 샌드위치판(2)은 두 금속 외장 사이에 금속 울을 용접하여 형성된 샌드위치판과 비교하여 다음의 장점을 가진다:
- 보다 적은 에너지 소비 제조 공정;
- 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)의 구조의 변형이 없다. 이는 본 발명에 따른 샌드위치판(2)의 바람직한 실시예에서, 금속판 외장(1,1')이 강철로 만들어지는 경우, 금속 코어(4)에 대한 강철 외장의 접착은 700℃이상의 온도에서는 실행되지 않기 때문이다. 이 온도 수준에서는 강철의 미세구조는 변형되지 않고 모든 특성이 보존된다. 예를 들어, 이중 위상(dual-phage) 강철은 그 구조를 유지한다. 종래기술에 따르면, 1300℃ 온도에서 접착하여 금속 외장( 및 예를 들어 만약 강철로 구성된 경우 금속 코어)을 녹이게 되고, 냉각하는 동안 강철은 그 구조와 기계적 특성을 상실할 위험이 있다. 예를 들어 1300℃에서 가열된 이중 위상 강철은 냉각될 때 단단하면서 쉽게 부서져 신장될 수 없는 마텐자이트(martensite)로 변형된다.
또한, 본 발명에 따른 샌드위치판은 폴리머를 포함하는 코어로 구성된 샌드위치판과 비교하여 다음의 장점이 있다:
- 휘발성 유기 화합물의 방출이 없는, 뛰어난 접착성(weldability);
- 박리 위험 없이 예를 들어 벤딩, 드로잉 또는 프로파일링과 같은 여러가지 기술을 사용한 뛰어난 가공성(formability);
- 상기 샌드위치판이 전기이동(cataphoresis)에 의해 처리되도록 하는, 특히 200℃보다 높은 고온에 대한 뛰어난 저항성; 및
- 뛰어난 재활용성(recycleability).
온도 저항성 및 가공의 용이성 외에, 본 발명에 따른 샌드위치판은 다음의 장점을 가진다:
- 판의 강성(stiffness)과 상기 판을 가공함으로써 생산되는 부품의 강성에 의한 우수한 기계적 특성;
- 특히 피로 저항성 및 내충격성과 같은 가공된 부품의 우수한 기계적 특성; 및
- 가공 후에도 판의 우수한 표면 형상.

Claims (23)

  1. - 녹는점 Tf를 가지는 두 개의 금속판 외장(1,1'); 및
    - 녹는점 Tf와 같거나 또는 다른 녹는점 Tc를 가지는 금속 코어(4);를 포함하는 가공 및 용접 공정에 적합하고 고온에 뛰어난 저항성을 나타내는 샌드위치판(2)에 있어서,
    상기 코어(4)는 각 외장(1,1')의 밀도보다 낮은 밀도를 가지고, 상기 코어(4)와 각 외장(1,1')은 Tc 및 Tf보다 낮은 녹는점 Tm을 가지는 금속 결합제(3,3')에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 코어(4)는 두 개의 금속판 외장(1,1') 사이 부피의 10 내지 80% 를 차지하는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속 코어(4)는 두 개의 금속판 외장(1,1') 사이 부피의 20 내지 60% 를 차지하는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어(4)는 금속울, 니트금속직물, 직조금속직물, 금속 발포체 또는 금속 스펀지로 구성되는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어(4)는 강철로 형성되는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속판 외장(1,1')은 강철로 형성되는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)는 강철로 형성되고, 상기 금속 결합제(3,3')는 주석 및 주석 합금, 아연 및 아연 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 샌드위치판(2).
  8. 녹는점 Tf를 가지는 두 개의 금속판 외장(1,1')을 포함하고, 상기 두 금속판 외장은 녹는점 Tf와 같거나 또는 다른 녹는점 Tc를 가지는 금속 코어(4)에 의해 결합되며, 상기 코어(4)는 각 외장(1,1')의 밀도보다 낮은 밀도를 가지는, 가공 및 용접 공정에 적절하고 고온에 뛰어난 저항성을 나타내는 샌드위치판(2)을 제조하는 방법에 있어서,
    - 상기 금속판 외장의 녹는점 Tf보다 낮고 상기 금속 코어의 녹는점 Tc보다 낮은 녹는점 Tcoat를 가지는 금속 코팅으로 적어도 일면이 미리 코팅된 두 금속판 외장(1,1') 사이에 상기 코어(4)를 삽입하는 단계로서, 이에 의하여 상기 외장(1,1')의 코팅된 면이 상기 코어(4)와 마주하게 되는 단계,
    - 상기 금속 코어(4)가 각 금속판 외장(1,1')에 접착되도록, 금속 코어(4)가 삽입된 두 개의 금속판 외장(1,1')으로 형성된 조립체를 소정의 속도 및 시간 조건하에서 금속 코팅의 녹는점 Tcoat - 50℃ 내지 Tcoat + 200℃ 사이의 온도 T에서 가열하는 단계; 및
    - 상기 조립체를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열 및 냉각 단계 사이에, 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)로 형성된 조립체에 압력을 가하며, 상기 압력은 금속 코어(4)의 구조를 손상시키지 않도록 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)로 형성된 조립체는 유도(induction)에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 금속판 외장(1,1')의 금속 코팅의 두께는 5 내지 350㎛ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 금속판 외장(1,1')의 금속 코팅의 두께는 20 내지 80㎛ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)로 형성된 조립체가 가열되는 속도는 30 ℃/s보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속판 외장(1,1')과 금속 코어(4)로 형성된 조립체가 가열되는 시간은 15s보다 짧은 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅의 녹는점 Tcoat은 금속판 외장의 녹는점 Tf의 0.9배보다 낮고, 금속 코어의 녹는점 Tc의 0.9배보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제8항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 금속판 외장(1,1')의 내부면은 주석 및 주석 합금, 아연 및 아연 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금에서 선택된 액체 금속 용액에서 용융도금하여 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속판 외장(1,1')은 강철로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제8항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 코어(4)의 밀도는 각 금속판 외장(1,1')의 밀도보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 코어(4)는 금속울, 니트금속직물, 직조금속직물, 금속 발포체 또는 금속 스펀지로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제8항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 두 금속판 외장(1,1') 중 적어도 하나의 외부면은 코팅으로 도포되며, 상기 코팅의 녹는점 Te는 두 외장(1,1') 각각의 내부면을 덮는 금속 코팅의 녹는점 Tcoat + 200℃ 보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제8항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 샌드위치판.
  22. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 제21항에 따른 샌드위치판(2)을 가공 및 도색된 후 열처리되는 자동차 동체 부품의 생산에 사용하는 방법.
  23. 160 ℃ 이상의 온도에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 제22항의 방법에 따라 생산된 부품.
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