Kaltwalzpattieren unter XHV-adäquaten Bedingungen

Das Kaltwalzplattieren ist ein Verfahren der Blechumformung zur Herstellung von Werkstoffverbunden mit zwei oder mehr Fügepartnern. Die mechanische Qualität der so hergestellten Verbunde hängt in erster Linie von der Wahl einer geeigneten Oberflächenvorbehandlung und dem Grad der plastischen Umformung ab. Bereits geringe Verunreinigungen und native Oxidschichten entlang der Kontaktfläche zwischen den Fügepartnern vermindern die Oberflächenaktivität und verhindern die Ausbildung einer mechanisch stabilen Fügezone. Bevor ein Verbund entstehen kann, müssen diese passivierenden Schichten mechanisch aufgebrochen werden, sodass juvenile, reaktive Oberflächen zur Verbunderzeugung in Kontakt gebracht werden können. Aus diesem Grund erfordert das Fügen mittels Kaltwalzplattieren ein sehr hohes Maß an plastischer Umformung und in den meisten Fällen eine Wärmenachbehandlung zum Erreichen ausreichender Endfestigkeiten. Um diese Herausforderung des Verfahrens in der Produktion zu umgehen, wird häufig als Alternative ein energieintensives Warmumformverfahren verwendet, um die notwendige Umformarbeit zu senken. Einen alternativen Ansatz bietet die Fertigung im technischen Vakuum, um eine Reoxidation der Verbundflächen nach einer mechanischen Vorbehandlung zu vermeiden. Dieser Ansatz ist jedoch für die Massenproduktion nicht wirtschaftlich umsetzbar. Vor diesem Hintergrund wird ein neuartiger Weg zur Überwindung der beschriebenen Herausforderungen vorgestellt. Durch den Einsatz einer mit Monosilan dotierten Schutzgasatmosphäre können sowohl die mechanische Vorbehandlung als auch der mechanische Fügeprozesses innerhalb einer XHV (extrem hohes Vakuum) adäquaten Atmosphäre realisiert werden. Es wird gezeigt, dass so die notwendige plastische Verformung für die Verbunderzeugung im Vergleich zu normalen Prozessbedingungen deutlich reduziert wird.