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Verfahren zur Herstellung von Metallschaumkörpern Die Erfindung betrifft
ein Verfahren, das eine rasche und billige Herstellung von Metallschaumkörpern ermöglicht.
Es ist schon früher vorgeschlagen worden, Metallschaumkörper herzustellen. Bei einem
in den USA.-Patentschriften 2 434 775 und 2 553 016 angegebenen Verfahren werden
für die Herstellung von Metallschaumkörpern Metallgemische verwendet, die ein oder
mehrere schwerflüchtige Metalle und ein leichtflüchtiges Metall enthalten; bei den
angegebenen Mischungen sind Zink, Quecksilber und Cadmium die leichtflüchtigen Metalle.
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Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mischt man dagegen
intensiv einen in der Hitze unter Gasbildung zerfallenden Stoff in ein geschmolzenes
Metall ein, erhitzt die Mischung, so daß Metallschaum gebildet wird, und kühlt dann
die Mischung, so daß ein Metallschaumkörper erhalten wird. Dieses Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, daß die intensive Vermischung des geschmolzenen Metalls
mit einem geeigneten gasbildenden Stoff in einem ersten Raum während so kurzer Zeit
oder bei so hohem Druck oder bei so niedriger Temperatur vorgenommen wird, daß noch
keine wesentliche Gasbildung auftritt, worauf die Mischung in eine zweite Anordnung
überführt wird, in der durch entsprechende Verweildauer oder Druckerniedrigung oder
Temperaturerhöhung die eigentliche Schaumbildung vor sich geht, wonach anschließend
rasch gekühlt wird.
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Die Erfindung wird im einzelnen mit Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben,
in der F i g. 1 einen Schnitt durch einen Block von Metallschaum gemäß der Erfindung
zeigt, F i g. 2 ein Querschnitt einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist,
F i g. 3 ein Längsschnitt einer anderen Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist und F i g. 4 einen Querschnitt des Düsenendes der Vorrichtung nach
Fig. 3 mit einer Induktionserhitzungsschlinge zeigt.
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Der Block oder Körper 10 gemäß F i g. 1 besteht im wesentlichen aus
Metall 11 mit darin verteilten Blasen 12 eines Gases, wobei der Block kleine Teilchen
13 eines festen Stoffes, vorzugsweise eines Metalls, enthält. Während diese kleinen
Teilchen, wie in der Zeichnung gezeigt, vorzugsweise makroskopische Größe haben,
können sie in gewissen Fällen in molekularer Größe dispergiert sein, so daß sie
ein homogener Teil des Grundmetalls werden.
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Bei der Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein fester
Stoff, der sich bei Erhitzung unter Gasbildung zersetzt, mit einem geschmolzenen
Metall in der Weise gemischt, daß der feste Stoff durch das Metall benetzt wird.
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Das Mischen kann bei einer Temperatur ausgeführt werden, die unter
der Zersetzungstemperatur des gasbildenden festen Stoffes liegt, in welchem Fall
entweder die Temperatur erhöht oder der Druck in der Anlage herabgesetzt wird, damit
Gas frei wird und Schäumung auftritt, oder der Stoff wird in dem geschmolzenen Metall
bei einer Temperatur gemahlen, bei der Zersetzung eintritt. Der erhaltene Schaum
von geschmolzenem Metall wird rasch abgekühlt, ehe der Schaum wieder zergeht, wodurch
man festen Metallschaum mit geschlossenen Zellen, wie in F i g. 1 gezeigt, erhält.
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Es ist wünschenswert, daß der gasbildende Stoff bei einer Temperatur
zerfällt, die mit dem Schmelzpunkt des Grundmetalls zusammenfällt oder ihn nur etwas
übersteigt, damit der Schaum rasch zum Erstarren gebracht werden kann, ehe er wieder
zergehen kann. Dies kann man durch geeignete Wahl des gasbildenden Stoffes und des
Metalls erzielen oder durch Einstellung des Drucks. Eine Maßnahme zur Erzielung
dieses Resultats besteht darin, daß der gasbildende Stoff einem Metall zugesetzt
wird, welches bei einer Temperatur unter der Zerfallstemperatur des Stoffes schmilzt,
daß der Stoff mit dem geschmolzenen Metall gemahlen wird, um eine enge Berührung
mit dem geschmolzenen Metall und Benetzung durch dieses zu ei-zielen, und daß der
Mischung ein anderes
geschmolzenes, mit der Mischung verträgliches
Metall zugesetzt wird, dessen Schmelzpunkt etwas über der Zerfallstemperatur des
festen Stoffes liegt, wodurch bei der Vermischung der geschmolzenen Bestandteile
Zerfall und Schäumung bei einer Temperatur eintreten, die nur unbedeutend über der
Erstarrungstemperatur der geschmolzenen Mischung liegt. Ein anderes Verfahrens besteht
darin, daß der Gasbildner einem geschmolzenen Metall unter solchem Druck zersetzt
wird, daß kein Zerfall eintritt, daß die Temperatur nur etwas über der Erstarrungstemperatur
gehalten wird, und daß der Druck danach entlastet wird.
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Der gasbildende Stoff ist vorzugsweise eine durch Erhitzung zersetzbare
Verbindung, die ein Metall solcher Art enthält, daß es sich mit dem Metall, dem
der Gasbildner zugesetzt ist, legiert, wodurch beim Zerfall des Stoffes in Gas und
Metall das Letztere sich mit dem Grundmetall legiert. Diese Legierungswirkung beschleunigt
den Zerfall und führt zu schnellerer Bildung des Metallschaums; außerdem kann sie
zu einer Erstarrung oder Härtung der Schaumwände führen, was deren vorzeitigem Zusammensinken
entgegenwirkt.
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Hervorragende Ergebnisse erzielt man durch Mischung des Hydrid-Schmelzmetall-Gemisches
mit dem zweiten Schmelzmetall, ohne daß das Hydrid-Schmelzmetall-Gemisch Gelegenheit
zum Erstarren erhält, ehe es dem anderen Schmelzmetall zugesetzt wird. Dieses Mischen
der beiden Substanzen ohne vorhergehende Erhärtung des Hydridgemisches ergibt ein
feineres Gefüge der Schaumlegierung, als es sonst erhältlich wäre. Man kann auf
diese Weise auch ohne Schwierigkeit einen Gehalt von 25 % oder mehr Hydrid in dem
Metall erzielen.
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Es ist wichtig, daß der gasbildende Stoff dazu gebracht wird, das
Grundmetall, dem er zugesetzt wird, zu benetzen. Es hat sich gezeigt, daß diese
Benetzungswirkung durch Mahlen des gasbildenden Stoffes in dem geschmolzenen Metall
zu erzielen ist. Die Leichtigkeit, mit der die Benetzung erzielt wird, ist auch
abhängig von der Wahl des gasbildenden Stoffes und des geschmolzenen Metalls, dem
er zugesetzt wird. Gute Benetzung und besonders gute Eigenschaften bezüglich der
Festigkeit und geringen Dichte der hergestellten Metallschaumerzeugnisse wurden
z. B. durch Einmahlen von pulverförmigem Titanhydrid (TiHz) in geschmolzenes Aluminium,
Magnesium oder Aluminium-Magnesium-Legierungen erzielt und ebenso durch Einmahlen
von Zirkoniumhydrid (ZrH,) in Aluminium-Magnesium-Legierungen mit Gehalten von 93
0/0 Aluminium bis 80 % Magnesium. Die Verwendung von Titan- oder Zirkoniumhydriden
mit Aluminium-Magnesium im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat weiterhin
den Vorteil, daß die Kornstruktur der Legierung verbessert wird. Es war sogar möglich,
100%iges Aluminium in Schaumform zu überführen, wie im Beispiel 1I1, unten gezeigt
wird, und in gleicher Weise 100%iges Magnesium. Für das letzgenannte Metall ist
eine neutrale Atmosphäre von größter Bedeutung zur Verhinderung der Entzündung.
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Man kann andere Gasbildner und andere Metalle verwenden, wobei jedoch
in gewissen Fällen nachdrücklicheres Mahlen notwendig sein kann, um die zur Erzielung
guter Ergebnisse notwendige Benetzung zustande zu bringen: auch können Druckänderungen
erforderlich sein zur Erzielung der bevorzugten schnellen Zersetzung bei Temperaturen
nahe dem Schmelzpunkt des Grundmetalls. Man kann z. B. Bariumhydrid, Lithiumhydrid
oder Lithiumaluminiumhydrid als Gasbildner verwenden, indem man einfach den Druck
erhöht, um die Zersetzung zu verhindern, ehe das Metall, dem das Hydrid zugesetzt
wurde, geschmolzen ist. So kann man pulverförmiges Lithiumaluminiumhydrid einer
eutektischen Aluminium-Magnesium-Legierung zusetzten und es darin bei einem Druck
von 10 Atmosphären mahlen, während die Temperatur etwas über dem Erstarrungspunkt
gehalten wird, worauf dann der Druck abgelassen wird zur Herbeiführung einer schnellen
Zersetzung des Hydrids und plötzlicher Schaumbildung. Man muß sich der Tatsache
bewußt sein, daß die Zersetzung auch einem Zeitfaktor unterworfen ist, so daß bei
schnellem Arbeiten auch ohne Druckregelung ein gasbildendes Mittel zur Erzielung
von Schaum angewandt werden kann, während die Arbeitstemperatur bis zu 350° C oder
mehr über der Temperatur liegt, bei der die Zersetzung beginnt. Dies ist von Bedeutung
wenn man die Verwendung der folgenden verschiedenen Gasbildner zum Zweck der Schaumerzeugung
erwägt:
| Zersetzungspunkt |
| Aluminiumsulfat . . . . . . . . . . . . . . . . 770° C |
| Calciumcarbonat ..... . . . . . . . . . . . 825° C |
| Zinksulfat...................... 740° C |
| Bariumhydroxyd . . . . . . . . . . . . . . . . l00° C |
| Kupferphthalocyanin ....... etwa 425° C |
| Polymethylsiloxan . . . . . . . . . . etwa 450° C |
| o-Tolylphosphat . . . . . . . . . . . etwa 420° C |
| Alizarin .................. über 430` C |
| Tetraphenylmethan . . . . . . . . . über 435° C |
| Chrysen ............ » ..... über 450° C |
| Picen ..................... über 450° C |
| Di-2-naphthylamin . . . . . . . . . über 470° C |
| Oxamid .. . . . . . . . . . . . . . . . . ...... 4l9°
C |
| 1-Methylharnsäure . . . . . . . . . . . . . . 400° C |
| Natriumbenzolsulfonat . . . . . . . . . . 450° C |
| Indanthren ......... ........... 470° C |
Andere Gasbildner außer Metallhydriden und den anderen oben aufgezählten Stoffern
sind anwendbar, vorzugsweise solche, die ohne Schwierigkeit das Grundmetall benetzen
und die sich bei normalem Atmosphärendruck und einer Temperatur die nur einige wenige
Grade über dem Schmelzpunkt des Metalls liegt, zersetzen, wobei jedoch, wie oben
hervorgehoben, auch Verbindungen mit höheren Zersetzungstemperaturen verwendet werden
können. Beispiele anderer geeigneter gasbildender Verbindungen sind Kupferphthalocyanin,
organische Sifiziumderivate und andere Siliziumverbindungen, die in der Hitze zerfallen.
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Die Menge des gasbildenden Stoffes kann sehr verschieden sein, je
nach dem gewünschten Grad der Schäumung und Dichte des Enderzeugnisses. Leichtmetallschaum
mit besonders zufriedenstellenden Eigenschaften in bezug auf hohe Festigkeit und
geringe Dichte wurde unter Verwendung von 8 bis 10% Hydrid, bezogen auf das Gewicht
des Grundmetalls, hergestellt. Man kann jedoch Schaummetall mit 0,5 % Hydrid und
weniger herstellen. Im allgemeinen ist es nicht zweckmäßig, mehr als 50 % Hydrid
zu verwenden, und schon bei über 25% ist die Festigkeit
des Erzeugnisses
bedeutend geringer, wobei sich außerdem eine gewisse Sprödigkeit geltend macht.
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Die Temperatur des geschmolzenen Metalls wird während des Mischens
und der Zersetzung des Hydrids vorzugsweise in der Nähe des Erstarrungspunktes gehalten,
da eine höhere Temperatur schnellere und kräftigere Kühlung zum Erstarren des geschmolzenen
Schaumes vor dem Entweichen des Gases erfordern würde und weil mit höherer Temperatur
der Zerfall des Hydrids immer schneller erfolgt, wodurch die Gefahr nicht gleichmäßiger
und allzu großer Gasräume hervorgerufen wird.
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Der Gasbildner wird dem geschmolzenen Metall vorzugsweise in Pulverform
zugesetzt. Die Teilchengröße ist nicht besonders bedeutungsvoll, abgesehen davon,
daß kleinere Teilchen dank der größeren Oberfläche große Zerfallsgeschwindigkeit
verursachen. Kleine Teilchen ergeben auch kleine Metallteilchen, die leichter in
dem Grundmetall zu dispergieren und, soweit sie darin löslich sind, zu lösen sind.
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Das Mahlen des festen Gasbildners in dem geschmolzenen Metall kann
in verschiedener Weise erfolgen. Man kann eine Stahlwalze verwenden, die auf die
Temperatur des umgebenden geschmolzenen Metalls, das den festen Gasbildner enthält,
erwärmt ist. Das Material kann in einer Kugelmühle behandelt werden um die gewünschte
Mahlwirkung und dadurch bedingte Benetzung des Gasbildners mit dem geschmolzenen
Metall zu erzielen. Der Ausdruck »Mahlen« wird in der Beschreibung und in den Patentansprüchen
in seiner weitesten Bedeutung gebraucht, und er umfaßt jede Art von Reibewirkung
unter bedeutendem Druck. Die Benetzung des festen Gasbildners mit dem geschmolzenen
Metall kann auch auf andere Weise erfolgen, durch nachdrückliches Mischen, Mischen
mit großer Geschwindigkeit u. dgl.
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Der Umfang der Erfindung soll nicht durch irgendwelche theoretische
Erwägungen eingeschränkt werden, aber die folgende Theorie scheint den tatsächlichen
Verhältnissen zu entsprechen. Durch das Mahlen des gasbildenden festen Stoffes,
z. B. eines Metallhydrids, in dem geschmolzenen Metall findet eine Benetzung des
Hydrids durch das Schmelzmetall statt, wodurch das Hydrid ungefähr in der gleichen
Weise dispergiert wird wie Pigment in Farbe.
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Bei Erhitzung des Hydrids auf seine Zerfallstemperatur tritt eine
hastige Bildung von Gas auf, die besonders schnell verläuft, wenn das Metall des
Hydrids so beschaffen ist, daß es sich mit dem anderen Metall legiert; hierbei tritt
eine scheinbare Erhöhung der Zähflüssigkeit auf, ähnlich wie sich die scheinbare
Zähflüssigkeit von Sahne bei deren Schlagen erhöht. Diese scheinbare Erhöhung der
Zähflüssigkeit ist dem eingeschlossenen Gas zuzuschreiben, das einen geschmolzenen
Metallschaum erzeugt, der beim Abkühlen der feste Metallschaum gemäß der Erfindung
wird.
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Der geschmolzene Schaum kann in Formen gefüllt und in verschiedenartigen
Gestalten gegossen werden, vorzugsweise wird der Schaum jedoch erst in der Form
erzeugt. Platten aus Metallschaum können dadurch hergestellt werden, daß eine im
voraus gemischte Masse aus benetztem Hydrid und geschmolzenem Metall auf ein in
Bewegung befindliches erhitztes Band aufgebracht oder durch eine Folge von erhitzten
Walzen hindurchgeführt wird, wodurch Zersetzung des Hydrids und Bildung einer Schaumplatte
erzielt wird, welch letztere dann zur Bildung der festen Metallschaumplatte gekühlt
wird.
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Der feste Metallschaum kann ganz verschiedene Eigenschaften bezüglich
Festigkeit und scheinbarer Wichte haben, je nach dem verwendeten Metalltyp und der
Größe und Anzahl der Gasblasen, die wiederum von der Menge des Gasbildners, der
Zersetzungstemperatur und der Geschwindigkeit der Abkühlung des geschmolzenen Schaumes
abhängen. Die Gasblasen oder -zellen können einen Durchmesser haben, der zwischen
1,6 mm oder weniger und 25,4 mm oder mehr liegt. Mit leichten Metallen ist es ohne
weiteres möglich, scheinbare Wichten von weniger als Eins zu erzielen.
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Die erfindungsgemäßen Metallschaumkörper sind besonders anwendbar
für die Herstellung von Booten, Lebensrettungsgeräten und anderen festen Gegenständen
mit geringerem Gewicht.
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Die Erfindung wird in folgenden Beispielen näher erläutert.
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Beispiel I Pulverförmiges TiH2 mit solcher Feinheit, daß der größte
Teil des Pulvers durch ein Sieb mit linearer Maschenweite von 0,044 mm hindurchgeht,
wurde einer geschmolzenen Legierung aus 80 Gewichtsprozent Aluminium und 20 Gewichtsprozent
Magnesium bei einer Temperatur von 600° C zugesetzt, wobei ein Gemisch mit 10 Gewichtsprozent
TiH2 gebildet wurde. Das pulverförmige TiH2 wurde mit Hilfe eines erhitzten Stahlstößels
in die geschmolzene Legierung eingemahlen, und die Mischung wurde auf der Temperatur
von 600° C gehalten. Hierdurch wurde ein geschmolzener Schaum gebildet der in eine
Form gegossen wurde, um dort abzukühlen und zu erstarren. Das erhaltene Erzeugnis
war ein Metallkörper mit geschlossenen Zellen, bestehend aus einer Dispersion von
Wasserstoffblasen mit etwa 6 mm Durchmesser in einem festen Grundmetall von Aluminium-Magnesium-Legierung,
die sehr kleine Teilchen von dispergiertem Titanmetall enthielt, welche an den Berührungsflächen
mit der Aluminium-Magnesium-Legierung legiert waren.
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Beispiel 1I 60g pulverisiertes Zirkoniumhydrid wurden in 60g einer
eutektischen Legierung von Magnesium und Zink mit niedrigem Schmelzpunkt von 341'C
eingemahlen. Dieses Gemisch, das das gemahlene und benetzte Zirkoniumhydrid enthielt,
durfte erkalten und erstarren. 5 g des Gemisches wurden darauf mit 50 g einer geschmolzenen
Legierung aus 90% Aluminium und 10% Magnesium bei einer Temperatur von ungefähr
650°C gemischt. Das Gemisch schmolz unmittelbar und dispergierte sich schnell in
der Aluminium-Magnesium-Legierung. Es erfolgte eine kräftige Wasserstoffentwicklung,
wodurch ein geschmolzener Metallschaum gebildet wurde, der unmittelbar, ehe der
Schaum zergehen konnte, zur Bildung eines festen Metallschaums abgekühlt wurde.
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Beispiel III 8 % pulverförmiges Zirkoniumhydrid (95 % gingen durch
ein Sieb mit linearer Maschenweite von 0,044 mm hindurch) wurden in 92 % geschmolzenes
Aluminium
von hoher Reinheit 99,75 °/o) bei 670° C eingemahlen. Die Mischung wurde auf dieser
Temperatur gehalten, bis durch Zersetzung des Hydrids der größtmögliche Rauminhalt
erreicht worden war (ungefähr 30 Sekunden), worauf Abschreckung erfolgte. Das Erzeugnis
war ein fester Schaum mit einem durchschnittlichen Zellendurchmesser von 6,5 bis
9,5 mm.
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Die vorstehenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung von Metallkörpern
mit einer scheinbaren Wichte von weniger als Eins. Solche Körper können mit Verwendung
von Magnesium, Aluminium, Lithium oder Mischungen davon als Hauptbestandteil des
Materials hergestellt werden. Andere Metalle oder größere Anteile anderer Metalle
können zusammen mit den leichten Metallen oder statt dieser verwendet werden, um
schwerere Metallschaumkörper herzustellen.
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Das Verfahren kann mit verschiedenen Metallen ausgeführt werden, es
hat sich jedoch besonders bewährt beim Einmahlen eines Schwermetallhydrids, z. B.
Zirkoniumhydrid oder Titanhydrid, in eine geschmolzene eutektische Legierung von
Magnesium und Aluminium (54,6 Gewichtsprozent Magnesium, 45,4 Gewichtsprozent Aluminium,
Schmelzpunkt 463° C) bei einer Temperatur unter der Zerfallstemperatur des Hydrides,
z. B. unter 600° C, und nachfolgender Mischung des geschmolzenen Materials mit geschmolzenem
Aluminium bei einer Temperatur über der Zerfallstemperatur des Hydrides, z. B. 700°
C, oder Abkühlung des Gemisches aus Eutektikum und Hydrid und dessen Zermahlen in
feste Teilchen.
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Gemäß F i g. 2 ist der Apparat 21 zum Mischen und Spritzpressen mit
einer Schneckenschraube 22 zur Verschiebung des Gemisches zum einen Ende des Apparates
hin versehen. Die Schraube 22 wird von einer Welle 23 angetrieben, die ihrerseits
durch nicht gezeigte Antriebsmittel getrieben wird, die hinreichend weit von dem
Apparat entfernt angebracht sind, um nicht überhitzt zu werden. Geschmolzenes Aluminium
wird unter Druck durch das Rohr 24 in den Apparat eingeführt. Das Eutektikum und
das Hydrid werden durch Rohre 28, 29 in eine zylindrische Mahlvorrichtung eingeführt.
Die Mahlvorrichtung besteht aus einer Kammer 25, in die ein massiver Kern 26 mit
Antriebswelle 27 eingepaßt ist. Der Kern 26 kann mit schmalen, schraubenförmigen
Rillen zum Vorschub des Gemisches versehen sein. Der Kern 26 ist leicht kegelförmig,
so daß der Zwischenraum zu der Wand der Kammer 25 an dem Ende nahe den Zufuhrrohren
28, 29 größer ist, während der Zwischenraum an dem der Spritzpreßvorrichtung zugewandten
Ende sehr klein ist.
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Sowohl das Eutektikum als auch das Hydrid können durch die Rohre 28
und 29 unter Druck zugeführt werden, wobei es sich um Schraubendruck bezüglich des
Hydrides und um hydrostatischen Druck. Luftdruck oder Schraubendruck bezüglich des
Eutektikums handeln kann; jede andere Vorrichtung zur Zufuhr unter bedeutendem Druck
ist anwendbar. Wenn der umlaufende Kern gewellt oder mit einer schraubenförmigen
Rille versehen ist, ist Druck jedoch nicht erforderlich. Das Eutektikum und das
schaumbildende Mittel werden gründlich gemischt und i alsdann durch das Verbindungsrohr
30 in die Spritzpreßvorrichtung eingeführt, wo sie mit dem Hauptstrom von Aluminium
gemischt werden. Die Temperatur in der Spritzpreßvorrichtung ist höher als die des
Gemisches aus Eutektikum und Schäummittel, wodurch Schaumbildung entweder während
der Bewegung des Materials auf die Düse 31 der Spritzpreßvorrichtung zu auftritt
oder unmittelbar nach dem Verlassen der Spritzpreßvorrichtung entweder durch Druckentlastung
oder Hilfserhitzung, beispielsweise Widerstandserhitzung, Induktionserhitzung od.
dgl. Die Temperatur in der Spritzpreßvorrichtung wird über dem Schmelzpunkt des
Aluminiums gehalten, und die Temperatur des Hydridschaumbildnergemisches oberhalb
des Schmelzpunktes des als Träger für das Hydrid verwendeten eutektischen oder Legierungsmaterials,
aber bedeutend unter der Temperatur, bei der Schaumbildung mit dem speziell angewandten
Schäummittel beginnt.
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Für ein ununterbrochenes Verfahren zur Herstellung von Platten, Streifen
od. dgl. aus einem im wesentlichen aus Aluminium bestehenden Schaum kann der Apparat
gemäß F i g. 3 und 4 gebraucht werden.
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Durch das Rohr 41 gemäß F i g. 3 wird der Maschine ein Strom von geschmolzenem
Aluminium zugeführt, während diese mit Hilfe von hier nicht gezeigten Erhitzungsvorrichtungen
auf einer Temperatur von 700° C gehalten wird. Eine Schnecke 42
wird über
eine Welle 44 durch einen Antrieb 43 in Umlauf gesetzt. Die Welle ist hinreichend
lang, um einer Überhitzung des Antriebs 43 durch die arbeitenden Teile vorzubeugen.
Das durch das Rohr 41
zugeführte Aluminium wird mit einer Suspension von Titanhydrid
und/oder Zirkoniumhydrid in einer Aluminium-Magnesium-Legierung, wie oben-- -beschrieben,
gemischt, es ist jedoch auch möglich, eine Suspension dieser Hydride in reinem Aluminium
zustande zu bringen und sie in dieser Form zu verwenden, dadurch, daß ein geeigneter
Wasserstoffüberdruck (über 1,05 kg/cm'=) während des Mischvorganges aufrechterhalten
wird. Aus Zweckmäßigkeitsgründen verwendet man vorzugsweise eine Aluminium-Magnesium-Mischung
mit einem Schmelzpunkt unter 600° C.
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Das geschmolzene Gemisch aus Aluminium-Magnesium und Hydrid kann der
Vorrichtung mit Hilfe eines Kolbens zugeführt oder hydrostatisch eingepreßt werden;
vorzugsweise geschieht jedoch die Zufuhr mit Hilfe einer Hilfsschraube 45 aus einem
Trichter 46. Die Schraube 45 wird durch eine von dem Antrieb 48 ausgehende
Welle 47 angetrieben.
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Zur Erzielung des Schäumens können zwei verschiedene Verfahren angewandt
werden. Man kann den Antrieb unter hydrostatischem Druck in der Weise vornehmen,
daß in der Maschine ein geeigneter Wasserstoffdruck von über 1,05 kg/cm2 aufrechterhalten
wird. In diesem Fall erfolgt so gut wie keine Schaumbildung innerhalb der Maschine;
dagegen tritt die Schaumbildung ein, sobald das Gemisch aus der Maschine austritt
und der Druck entlastet wird. An der Austrittstelle kann eine Düse 49 mit der für
den austretenden Schaum gewünschten Form angebracht sein. Der Schaum kann alsdann
auf einem nicht gezeigten beweglichen Stahlband oder einer anderen Transportvorrichtung
aufgefangen werden, und die Transportvorrichtung kann mit Reglungsmitteln versehen
werden zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Druckes oder einer gewünschten Temperatur
im Hinblick auf die bestmögliche Kühlgeschwindigkeit für die im einzelnen Fall angewandte
Legierung.
Bei der anderen Ausführungsform kann man bei niedrigerem
Druck oder ohne Druck arbeiten und den Apparat bei der niedrigsten Temperatur betreiben,
bei der noch keine Gefahr für ein Erstarren des Metalles irgendwo in der Anlage
auftritt. Hierbei erfolgt ein bewisses anfängliches Schäumen in dem Metall, wodurch
das Leitvermögen der Metallmasse so weit herabgesetzt wird, daß wirkungsvolle Induktionserhitzung
ermöglicht wird. Das Metall, in dem die erste Schaumbildung stattfindet, geht durch
die Düse 49 und durch einte in F i g. 4 gezeigte Induktionserhitzungsschlinge 50
ab. Hierdurch wird die Temperatur des Metalles soweit erhöht, daß kräftiges Schäumen
auftritt, worauf der Schaum mit irgendwelchen geeigneten und bekannten Mitteln weitergeführt
wird. Die gleiche Wirkung kann mit anderen Erhitzungsverfahren erzielt werden, z.
B. mit elektrischer oder elektromagnetischer Erhitzung sowie Widerstandserhitzung.