DE2135444B2 - Process for the production of porous, lightweight molded bodies based on light metal - Google Patents

Process for the production of porous, lightweight molded bodies based on light metal

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DE2135444B2 DE2135444A DE2135444A DE2135444B2 DE 2135444 B2 DE2135444 B2 DE 2135444B2 DE 2135444 A DE2135444 A DE 2135444A DE 2135444 A DE2135444 A DE 2135444A DE 2135444 B2 DE2135444 B2 DE 2135444B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung poröser leichtgewichtiger Formkörper auf Leichtmetallbasis mit eingelagerten Hohlkugeln, die aus einer Grundkomponente aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung bestehen.The invention relates to a method for producing porous, lightweight molded bodies Light metal base with embedded hollow balls, which consist of a basic component made of aluminum, a Aluminum alloy or a magnesium alloy exist.

In den letzten Jahren entstand ein Bedarf an ultraleichtgewichtigen Metallmaterialien für die Verwendung in Trennwänden, schalldichten Wänden und als thermisches Isoliermaterial, welches in Hochhäusern oder als Baumaterial für Flugzeuge, Automobile oder andere Fahrzeuge Verwendung fand. Zur Befriedigung dieses Bedarfes wurden bereits Leichtmetalle, z. B. durch Gas geschäumte Leichtmetalle, geschäumte Kunststoffe, die mit Leichtmetall überzogen waren, vorgeschlagen. Die geschäumten Metalle haben jedoch den NachteiL daß sie eine schlechte Festigkeit aufweisen, und hinsichtlich ihrer thermischen Isolationseigenschaften unbefriedigend sind, da sie durchgehende, miteinander verbundene Schaumporen enthalten.In recent years, there has been a need for ultralight metal materials for use in partitions, soundproof walls, and as thermal insulation material used in high-rise buildings or as a building material for aircraft, automobiles, or other vehicles. To meet this need, light metals such. B. gas-foamed light metals, foamed plastics that were coated with light metal, proposed. However, the foamed metals have the disadvantage that they have poor strength and are unsatisfactory with regard to their thermal insulation properties, since they contain continuous, interconnected foam pores.

Bei den mit Metall überzogenen geschäumten Kunststoffen ergibt sich der Nachteil, daß sie in ihren Wärmebeständigkeitseigenschaften unbefriedigend sind, da ihr Kunststoffträger leicht einer thermischen Zersetzung unterliegt.The metal-coated foamed plastics have the disadvantage that they are in their Heat resistance properties are unsatisfactory because their plastic backing is easily a thermal Subject to decomposition.

Es ist daher Hauptaufgabe der Erfindung, auf wirtschaftliche Weise ultra-leichtgewichtige poröse Fonnkörper auf Leichtmetallbasis mit eingelagerten Hohlkugeln zu schaffen, die ausgezeichnete Festigkeitsund Wärmebeständigkeitseigenschaften besitzen und weiterhin auch gute thermische Isolations- und schalldämmende Eigenschaften aufweisen.It is therefore the main object of the invention to provide ultra-light weight porous molded bodies in an economical manner on a light metal basis with embedded hollow balls to create the excellent strength and Have heat resistance properties and continue to have good thermal insulation and soundproofing properties Have properties.

Es wurde nunmehr gefunden, daß solche poröse, leichtgewichtige Formkörper auf Leichtmetallbasis mit eingelagerten Hohlkugeln, die für diesen Zweck geeignet sind, durch ein Verfahren erhalten werden können, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß Pulver aus Aluminium, einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung mit Mikrohohlkugeln, gegebenenfalls unter Beifügung eines wärmeaushärtenden Bindemittels, in einer solchen Weise gemischt wird, daß die Oberfläche der Mikrohohlkugeln mit dem Pulver überzogen wird und dann die Mischung druckgesintert wird.It has now been found that such porous, lightweight molded bodies are based on light metal with embedded hollow spheres, which are suitable for this purpose, can be obtained by a process can that is characterized in that powder made of aluminum, an aluminum or a magnesium alloy with hollow microspheres, if necessary with the addition of a thermosetting binder, is mixed in such a way that the surface of the hollow microspheres with the powder is coated and then the mixture is pressure sintered.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene poröse leichtgewichtige Formkörper weist dabei ein Gefüge auf, das ähnlich einer sogenannten synthaktischen Form ist, worin die wärmebeständigen hohlen Mikrokugeln homogen in einer durchgehenden Phase des Metalls oder der Legierung verteilt sind.The porous lightweight molded body obtained by the process according to the invention has it has a structure that is similar to a so-called synthetic form, in which the heat-resistant hollow microspheres distributed homogeneously in a continuous phase of the metal or alloy are.

Der leichtgewichtige Formkörper auf Leichtmetallbasis mit eingelagerten Hohlkugeln besitzt somit nicht nur eine außerordentlich hohe spezifische Druckfestigkeit (Druckfestigkeit pro Raumgewicht), sondern ist auch hinsichtlich der Wärmeisolations- und schallschluckenden Eigenschaften ausgezeichnet und besitzt darüber hinaus auch die Eigenschaft undurchlässig zu sein.The lightweight molded body based on light metal with embedded hollow spheres therefore not only has an extremely high specific compressive strength (Compressive strength per volume weight), but is also in terms of thermal insulation and excellent sound-absorbing properties and also has the property impermeable to be.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren als Grundmaterial verwendeten Metalle umfassen, wie bereits erwähnt, Aluminium sowie Legierungen auf Aluminium- oder Magnesiumbasis. Im Falle von Legierungen kann das Aluminium oder Magnesium vorzugsweise darin in einer Menge von wenigstens 7O"/o enthalten sein. Die Legierungen auf Aluminiumbasis umfassen Aluminium-Magnesium, Aluminium-Silizium, Aluminium-Mangan, Aluminium-Kupfer, Aluminium-Silizium-Magnesium und Aluminium-Magnesium-Mangan, während die Legierungen auf Magnesiumbasis solche umfassen, die beispielsweise eine geringe Menge Aluminium, Zink, Mangan und/oder Silizium enthalten.The metals used as base material in the method according to the invention include, as already mentioned mentioned, aluminum and alloys based on aluminum or magnesium. In the case of alloys the aluminum or magnesium may preferably therein in an amount of at least 70 "/ o be included. The aluminum-based alloys include aluminum-magnesium, aluminum-silicon, Aluminum-manganese, aluminum-copper, aluminum-silicon-magnesium and aluminum-magnesium-manganese, while the magnesium-based alloys include those such as a Contains small amounts of aluminum, zinc, manganese and / or silicon.

Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Mikrohohlkugeln, die mit dem Metall vermischt werden, handelt es sich um ein Material, welches der Sintertemperatur der verwendeten pulverförmigen Metalle, die im allgemeinen über etwa 5000C liegt, widersteht. Solche Mikrohohlkugeln haben beispielsweise einen Durchmesser von max. 2 mm, eine Teilchendichte von max. 1 g/cm3 und eine hydrostatische Druckfestigkeit von wenigstensThe used in the inventive process the hollow microspheres, which are mixed with the metal, is a material which can withstand the sintering temperature of the powdered metals used, which is generally above about 500 0 C. Such hollow microspheres have, for example, a maximum diameter of 2 mm, a particle density of maximum 1 g / cm 3 and a hydrostatic compressive strength of at least

1,0 kg/cm2, und sie bestehen vorzugsweise aus einem kohlenstoffhaltigen Material, wie Kohlenstoff oder Graphit, aus einem keramischen Material, wie einem harten Glas, natürlichem Glas, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder aus einem Metall, wie Kupfer, Nickel oder Eisen.1.0 kg / cm 2 , and they are preferably made of a carbonaceous material such as carbon or graphite, a ceramic material such as a hard glass, natural glass, silicon dioxide, aluminum oxide or a metal such as copper, nickel or iron.

Solche hohlen Mikrokugeln und ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der eigenen deutschen Patentanmeldung P 2126 262.4 beschrieben.Such hollow microspheres and a method for their production are described in our own German patent application P 2126 262.4 described.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Mikrohohlkugeln nach einer Aktivierung ihrer Oberfläche mit dem Pulver gemischt.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the hollow microspheres mixed with the powder after activation of their surface.

Für das Mischen des Metalls mit den hohlen Mikrokugeln sind eine Vielzahl von Mitteln anwendbar. Wenn das verwendete Metall in Form von feinen Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 μπι oder weniger vorliegt, wird das Metall mit den hohlen Mikrokugeln mittels eines gewöhnlichen Mischers trocken gemischt. Besonders vorteilhaft für diese Behandlung sind beispielsweise V-förmige Mühlen, Schwingmühlen, Vibrationsmühlen, konische Mühlen, Kneter und Henshelmischer.A variety of means can be used to mix the metal with the hollow microspheres. When the metal used is in the form of fine particles with an average particle size of 100 μπι or less is present, the metal dry mixed with the hollow microspheres by means of an ordinary mixer. Particularly beneficial for this treatment are for example V-shaped mills, oscillating mills, vibration mills, conical mills, kneaders and Henshelm mixers.

Die Oberfläche der hohlen Mikrokugeln kann — wie vorstehend bereits erwähnt — vor der Mischbehandlung aktiviert werden, um die Haftung mit dem Metall zu verbessern und eine Verbesserung der Qualität der Endprodukte zu erreichen. Für eine solche Aktivierung ist die Behandlung mit einem Metallsalz-Flußmittel geeignet. Die Behandlungstemperatur ist nicht kritisch, sie wird jedoch gewöhnlich bei einer Temperatur unter 400° C ausgeführt. Metallsalze, die für diese Behandlung brauchbar sind, umfassen Chloride oder Fluoride der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und des Aluminiums, worunter ZnCl2, NaF/AlF3, ZnCl,/NaCl, AlF3/NaF/KCl/NaCl die besonders bevorzugten sind. Diese Metallsalze können in Form einer Mischung aus zwei oder mehr mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder in Form einer Lösung in einem Lösungsmittel, wie Wasser oder einem Alkohol, verwendet werden. Wenn die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hohlen Mikrokugeln aus einer nichtmetallischen Substanz zusammengesetzt sind, kann die Aktivierungsbehandlung mit Hilfe eines elektrischen oder chemischen Uberziehens der Oberfläche der Hohlkugeln mit Kupfer oder Nickel ausgeführt werden, und falls gewünscht, kann die vorstehend erwähnte Aktivierungsbehandlung auch auf die überzogene Oberfläche angewendet werden.As already mentioned above, the surface of the hollow microspheres can be activated before the mixing treatment in order to improve the adhesion with the metal and to achieve an improvement in the quality of the end products. Treatment with a metal salt flux is suitable for such activation. The treatment temperature is not critical, but it is usually carried out at a temperature below 400 ° C. Metal salts which are useful for this treatment include chlorides or fluorides of alkali metals, alkaline earth metals and aluminum, of which ZnCl 2 , NaF / AlF 3 , ZnCl, / NaCl, AlF 3 / NaF / KCl / NaCl are particularly preferred. These metal salts can be used in the form of a mixture of two or more having a low melting point or in the form of a solution in a solvent such as water or an alcohol. When the hollow microspheres used in the method of the present invention are composed of a non-metallic substance, the activation treatment can be carried out by electrically or chemically plating the surface of the hollow spheres with copper or nickel, and if desired, the aforementioned activation treatment can also be applied to the plated surface be applied.

Das Mischungsverhältnis zwischen dem Metall und den hohlen Mikrokugeln hängt von der angestrebten Festigkeit und Dichte der ausgeformten Gegenstände oder von der Natur der verwendeten hohlen Mikrokugeln ab. Das Metall wird jedoch zumindest in einer Menge verwendet, die notwendig ist, um die Zwischenräume zwischen den hohlen Mikrokugeln auszufüllen, die in dem während der Sinterbehandlung der Mischung gebildeten zusammengesetzten Material in einer dichtesten Packung vorliegen. Es wurde gefunden, daß ein Volumenverhältnis von Metall zu Hohlkugeln von wenigstens 15 zu 85 notwendig ist, um die in den ausgeformten Gegenständen erstrebte Festigkeit zu erzielen.The mixing ratio between the metal and the hollow microspheres depends on the desired one Strength and density of the molded objects or the nature of the hollow microspheres used away. However, the metal is used at least in an amount that is necessary to create the spaces to be filled between the hollow microspheres that were in the during the sintering treatment the composite material formed of the mixture are in the closest packing. It was found, that a volume ratio of metal to hollow spheres of at least 15 to 85 is necessary, in order to achieve the desired strength in the molded objects.

Eine Variante der Erfindung umfaßt weiterhin die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine Mischung des Metalls und der hohlen Mikrokugeln, in die weiterhin ein wärmeaushärtendes Bindemittel einverleibt ist Durch die Verwendung eines solchen wärmeaushärtenden Bindemittels wird erreicht, daß das Metall mit den hohlen Mikrokugeln so gemischt wird, daß die Oberfläche der Mikrokugeln mit dem Metall überzogen ist. Die Mischung wird erhitzt, um ein Härten des Bindemittels zu erreichen und wird dann gesintert. Die erfindungsgemäß verwendeten wänneaushärtenden Bindemittel umfassen organische, anorganische oder organometallische Verbindungen, die leicht bei Temperaturen im Bereich von gewöhnlicher Temperatur bis etwa 350° C härten. Die organischen Verbindungen umfassen wärmeaushärtende Harze, wie Siliconharze, Phenolharze, Furfurol- und Furfurylalkoholharze, Epoxyharze und ungesättigte Polyesterharze. Als anorganische Verbindungen werden vorteilhaft verwendet: hydratisiertes Kaliumsilikat, hydratisiertes Lithiumsilikat, niedere Polymere des Äthylsilikats. Als Organometallverbindungen werden vorzugsweise niedere Polymere der Alkyltitanate, Aluminiumalkoxide usw. verwendet. Diese wänneaushärtenden Bindemittel werden vorzugsweise in Abhängigkeit von der Art oer die hohlen Mikrokugeln bildenden Materialien ausgewählt. So werden beispielsweise die organischen Verbindungen vorzugsweise dann verwendet, wenn die hohlen Mikrokugeln aus einem kohlenstoffhaltigen Material zusammengesetzt sind; die anorganischen Verbindungen werden vorzugsweise verwendet, wenn die hohlen Mikrokugeln aus einem keramischen Material zusammengesetzt sind, und die Organometallverbindungen werden vorzugsweise verwendet, wenn die hohlen Mikrokugeln aus einem Metall bestehen. Die wärmeaushärtenden Bindemittel werden in einer solchen Menge verwendet, daß dann, wenn die Mischung unter Druck ausgeformt ist, durch Erhitzen gehärtet und dann gesintert wird, die Struktur des ausgeformten Gegenstandes beibehalten werden kann. In diesem Falle ist darauf zu achten, daß ein Überschuß des Bindemittels eine nachteilige Beeinflussung der Festigkeit und des Aussehens des erstrebten ausgeformten Gegenstandes bewirken kann. Die Menge des Bindemittels wird im allgemeinen so ausgewählt, daß sie im Bereich von 2 bis 15 Volumprozent, bezogen auf eine Mischung des Metalls und der Mikrokugeln, liegt. Wenn das Bindemittel mit dem Metall und den hohlen Mikrokugeln zusammengemischt wird, so kann eine flüchtige verdampfbare Flüssigkeit zugegeben werden, um das Mischen dieser Materialien und das Ausformen dieser Mischung unter Druck zu erleichtern, und so die Packungsdichte zu vergrößern. Als solch eine Flüssigkeit können gewöhnliche organische Lösungsmittel, wie aliphatische Kohlenwasserstoffe, Alkyläther, Alkylester und Alkohole verwendet werden, wenn das Bindemittel eine organische Verbindung oder eine Organometallverbindung ist. Bei einem anorganischen Bindemittel werden Wasser und Alkohole vorzugsweise verwendet. Diese flüchtigen Flüssigkeiten werden in der anschließenden Erhitzungsstufe entfernt. Die erhaltene Mischung aus dem Metall und den hohlen Mikrokugeln oder die Mischung aus dem Metall, den hohlen Mikrokugeln und dem wärmeaushärtenden Bindemittel wird dann der Ausformung unter Druck und dem Sintern unterworfen.A variant of the invention also includes the use of the method according to the invention a mixture of the metal and the hollow microspheres, which continues to contain a thermosetting Binder is incorporated by using such a thermosetting binder achieves that the metal is mixed with the hollow microspheres so that the surface of the microspheres is covered with the metal. The mixture is heated to cause the binder to harden and is then sintered. According to the invention The thermosetting binders used include organic, inorganic or organometallic Compounds easily at temperatures ranging from ordinary temperature to harden about 350 ° C. The organic compounds include thermosetting resins such as silicone resins, Phenolic resins, furfurol and furfuryl alcohol resins, epoxy resins and unsaturated polyester resins. As inorganic Compounds are advantageously used: hydrated potassium silicate, hydrated lithium silicate, ethyl silicate lower polymers. The organometallic compounds are preferably lower Polymers of the alkyl titanates, aluminum alkoxides, etc. are used. These thermosetting binders are preferably used depending on the kind of materials constituting the hollow microspheres selected. For example, the organic compounds are preferably used when the hollow microspheres are composed of a carbonaceous material; the inorganic Compounds are preferably used when the hollow microspheres are made of a ceramic Material are composed, and the organometallic compounds are preferably used when the hollow microspheres are made of a metal. The thermosetting binders are used in such an amount that when the mixture is molded under pressure, through Heating is hardened and then sintered, the structure of the molded article can be maintained can. In this case, care must be taken that an excess of the binder has an adverse effect the strength and appearance of the desired molded article. The amount of binder is generally selected to be in the range of 2 to 15 percent by volume, based on a mixture of the metal and the microspheres. If the binder with When the metal and the hollow microspheres are mixed together, a volatile vaporizable Liquid can be added to the mixing of these materials and the shaping of this mixture under pressure, and thus increase the packing density. As such a liquid you can common organic solvents such as aliphatic hydrocarbons, alkyl ethers, alkyl esters and alcohols can be used when the binder is an organic compound or an organometallic compound is. In the case of an inorganic binder, water and alcohols are preferred used. These volatile liquids are removed in the subsequent heating stage. The received Mixture of the metal and the hollow microspheres or the mixture of the metal that hollow microspheres and the thermosetting binder is then molded under pressure and subjected to sintering.

Dabei ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung zum Drucksintern zu verwenden, die mit einer äußeren oder inneren Heizvorrichtung versehen ist. Der zur Einwirkung kommende Druck liegt vorzugsweise imIt is advantageous to use a device for pressure sintering that has an external or internal heater is provided. The pressure applied is preferably in

Bereich von 10 bis 200 kg/cm*. Wenn die hohlen und eine Höhe von 150 mm und war mit Argon ge-Mikrokugeln jedoch eine geringere hydrostatische füllt. Die Mischung wurde durch 30 Minuten dauern-Druckfestigkeit besitzen, ist es wünschenswert, einen des Erhitzen auf 700 bis 7^0 C unter einem Preßentsprechend niedrigeren Druck anzuwenden, um ein druck von 50 kg/cms gesintert. Die scheinbare Dichte Zusammenbrechen der hohlen Mikrokugeln zu ver- - der erhaltenen porösen Formkörper betrug 1,2 g/cm»; hindern Das Volumen der ai die Formapparatur sie besaßen eine ausgezeichnete Festigkeit trotz ihres gegebenen Mischung schrumpft, wenn die Mischung sehr leichten Gewichtes. Die Druckfestigkeit und der erhitzt wird. Es ist daher notwendig, den Heißpreß- Modul der Druckelastizität betrugen 492 kg/cm2 bzw. druck dauernd nachzuregeln. Die Preßlorm wird 21100 kg/cma.
durch Hochfrequenz erhitzt, indem äußere Wärme io Beispiel 2
zugeführt wird oder indem direkt Elektrizität in die ν -Mischung in der Preßform geleitet oder eine Ent- Die gleichen kohlenstoffhaltigen hohlen Mikroladung durchgeführt wird, wenn eine innere Er- kugeln, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind, wurden hitzung vorgenommen wird. Im Falle einer inneren mit einer gesättigten Lösung von Zinkchlorid in Erhitzung werden keramische oder kohlenstoffhaltige Aceton 30 Minuten lang bei Raumtemperatur beMaterialien als Preßform verwendet. l5 handelt, unter vermindertem Druck getrocknet, mitRange from 10 to 200 kg / cm *. If the hollow and a height of 150 mm and was filled with argon ge microspheres, however, a lower hydrostatic filling. The mixture was sintered by 30 minutes lasting compressive strength, it is desirable to apply one of heating to 700 to 7 ^ 0 C under a pressing correspondingly lower pressure to a pressure of 50 kg / cms. The apparent density of the collapse of the hollow microspheres to damage the porous moldings obtained was 1.2 g / cm 2; The volume of ai the molding equipment they possessed excellent strength despite their given mixture shrinks when the mixture is very light weight. The compressive strength and that is heated. It is therefore necessary to continuously readjust the hot press modulus of compressive elasticity to 492 kg / cm 2 or pressure. The Presslorm is 21100 kg / cm a .
heated by high frequency by external heat io Example 2
is supplied or by electricity directly into the ν - passed mixture in the mold, or a decision is performed, the same carbonaceous hollow microspheres charge when an inner ER- bullets, such as are described in Example 1, overheating were is made. In the case of an internal heated with a saturated solution of zinc chloride, ceramic or carbonaceous acetone is used as a press mold for 30 minutes at room temperature. l5 acts, dried under reduced pressure, with

Wenn die zu sinternde Mischung aus einem Metall, Aluminiumpulver in ähnlicher Weise, wie es in Beihohlen Mikrokugeln und einem wärmeaushärtenden spiel 1 beschrieben ist, gemischt und gesintert. In Bindemittel zusammengesetzt ist, wird sie in eine diesem Falle wurde ein Formkörper mit ausgezeichgewöhnliche Metallform gegeben und bei erhöhter neter Festigkeit und einer scheinbaren Dichte von Temperatur unter einem Druck von 10 bis 200 kg/cm2 90 1,2 g/cm3 durch 30 Minuten dauerndes Erhitzen auf druckgesintert. Zur Erzielung eines Aushärtens kann 700 bis 750° C unter einem Formdruck von 50 kg/cm··; das Erhitzen entweder bei einer konstanten Tempe- erhalten. Die Druckfestigkeit und der Modul der ratur erfolgen oder aber durch graduelle Erhöhung Druckelastizität betrugen 506 kg/cm2 bzw. 22 820 der Temperatur, ausgehend von gewöhnlicher Tem- kg/rm2.
peratur. *5 R " ' e 1 3When the mixture to be sintered is made of a metal, aluminum powder in a similar manner as described in case microspheres and a thermosetting game 1, mixed and sintered. Composed in binder, it is placed in this case a shaped body with excellent metal shape and with increased neter strength and an apparent density of temperature under a pressure of 10 to 200 kg / cm 2 90 1.2 g / cm 3 by 30 Heating to pressure sintered for minutes. To achieve curing, 700 to 750 ° C under a molding pressure of 50 kg / cm ··; heating either at a constant temperature. The compressive strength and the modulus of temperature, or through a gradual increase in compressive elasticity, were 506 kg / cm 2 or 22 820 of the temperature, starting from the usual temperature kg / rm 2 .
temperature. * 5 R "'e 1 3

Die Sinterbehandlung wird gewöhnlich durch 5- bis e ι s ρ ιThe sintering treatment is usually carried out by 5- to e ι s ρ ι

60minütiges Erhitzen des Gegenstandes auf eine 5,5 g harte hohle Mikrokugeln aus Glas mit einemHeat the article for 60 minutes on a 5.5 g hard hollow glass microsphere with a

Temperatur oberhalb von 500° C, vorzugsweise 700 mittleren Durchmesser von etwa 60 μΐη, einer Schütt-Temperature above 500 ° C, preferably 700 mean diameter of about 60 μΐη, a bulk

bis 1000° C, durchgeführt. Wenn die hohien Mikro- dichte von 0,21 g/cm3, einer Teilchendichte vonup to 1000 ° C. When the high microdensity of 0.21 g / cm 3 , a particle density of

kugeln aus einem kohlenstoffhaltigen Material zu- 3° 0.42 g/cni3 und einer hydrostatischen Druckfestigkeitballs made of a carbonaceous material with 3 ° 0.42 g / cni 3 and a hydrostatic compressive strength

sammengesetzt sind, so wird die Sinterbehandlung von 40 kg/cm2 wurden 20 Minuten lang bei 350° Care composed, the sintering treatment of 40 kg / cm 2 was carried out at 350 ° C for 20 minutes

vorzugsweise in einer Atmosphäre aus Argon, Wasser- mit einer geschmolzenen Mischung von Zinkchloridpreferably in an atmosphere of argon, water with a molten mixture of zinc chloride

stoff oder Helium durchgeführt. und Natriumchlorid (Gewichtsverhältnis 80 : 20) be-substance or helium. and sodium chloride (weight ratio 80:20)

Diese Sinterbehandlung ergibt einen porösen, handelt, um die Oberfläche der Teilchen zu aktileichtgewichtigen Formkörper, in dem die hohlen 35 vieren, und dann in einem kleinen Henshel-Mischer Mikrokugeln homogen in dem Basismetall verteilt homogen mit 28 g kugelförmigem Aluminiumpulver sind, welches eine durchgehende Phase bildet. Da der mit einem mittleren Durchmesser von 35 μΐη und Zwischenraum zwischen den dispergierten hohlen 14 g schuppenförmigem Aluminiumpulver mit einem Mikrokugeln kompakt mit Metall ausgefüllt ist, ist mittleren Durchmesser von 20 μηι in ähnlicher Weise, die Metallzusammensetzung extrem leichtgewichtig 40 wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, gemischt,
auf Grund der Porosität und weist eine ausgezeich- Die Mischung wurde durch 30 Minuten dauerndes nete Festigkeit, Wärmeisolation und Schalldämmung Erhitzen auf 700 bis 750° C unter einem Formdruck auf. Die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper von 40 kg/cm2 in ähnlicher Weise, wie es in Beisind daher, wie vorstehend bereits beschrieben, nicht spiel 1 beschrieben ist, gesintert, und es wurde ein nur für Trennwände, Schalldämmung und Wärme- leichtgewichtiger Formkörper mit einer scheinbaren isolation in Hochhäusern, sondern auch als Bau- Dichte von 1,55 g/cms und einer ausgezeichneten material für Flugzeuge, Automobile und andere Festigkeit erhalten. Die Druckfestigkeit und der Fahrzeuge in einer großen Vielzahl von Anwendungs- Modul der Druckelastizität betrugen 429 kg/cm2 bzw. bereichen brauchbar. 17 500 kg/cm2.This sintering treatment results in a porous, acting to actile-light-weight shaped body in which the surface of the particles is formed, in which the hollow 35 fours, and then in a small Henshel mixer, microspheres homogeneously distributed in the base metal are homogeneous with 28 g of spherical aluminum powder, which is a continuous phase forms. Since the with an average diameter of 35 μm and space between the dispersed hollow 14 g of flaky aluminum powder with a microsphere is compactly filled with metal, the average diameter of 20 μm is similarly, the metal composition is extremely lightweight 40 as described in Example 1 , mixed,
Due to the porosity and has an excellent The mixture was heated to 700 to 750 ° C under a molding pressure by heating for 30 minutes. The moldings produced according to the invention of 40 kg / cm 2 in a manner similar to that described in Beisind, as already described above, not game 1, sintered, and it was a lightweight moldings only for partition walls, sound insulation and heat with an apparent insulation in high-rise buildings, but also as a construction density of 1.55 g / cm s and an excellent material for aircraft, automobiles and other strength properties. The compressive strength and the vehicles in a wide variety of application modulus of compressive elasticity were 429 kg / cm 2 and range, respectively. 17,500 kg / cm 2 .

An Hand der nachfolgenden Beispiele wird die 5° .Using the following examples, the 5 °.

Erfindung noch weiter erläutert. Beispiel 4Invention explained further. Example 4

R . -I1 Die gleichen kohlenstoffhaltigen hohlen Teilchen, R. -I 1 The same carbonaceous hollow particles,

eispie 1 die in Beispiel 1 Anwendung fanden, wurden miteispie 1 used in Example 1 were used with

Unter Verwendung eines kleinen Henshel-Mischers Hilfe eines nachstehend im einzelnen beschriebenen wurden in Argonatmosphäre 3,9 g kohlenstoffhaltiger 55 Verfahrens mit einer 1 μπι dicken Kupferschicht überhohler Mikrokugeln mit einem mittleren Durchmesser zogen, wodurch hohle Mikrokugeln mit einer Schüttvon 100 μηι, einer Schüttdichte von 0,12 g/cm3 und dichte von 0,28 g/cm3 und einer Teilchendichte von einer hydrostatischen Druckfestigkeit von etwa 0,44 g/cm3 entstanden.Using a small Henshel mixer means of a described in detail below were coated in an argon atmosphere, 3.9 g of carbon-55 process with a 1 μπι thick copper layer over hollow microspheres having an average diameter μηι whereby hollow microspheres having a Schüttvon 100, a bulk density of 0 , 12 g / cm 3 and density of 0.28 g / cm 3 and a particle density with a hydrostatic compressive strength of about 0.44 g / cm 3 .

50 kg/cm2 homogen mit 28 g kugelförmigem Alumi- Die Herstellung der mit einer Kupferschicht überniumpulver mit einem mittleren Durchmesser von ° zogenen Mikrokugeln erfolgte in einem Vierstufen-35 μπι mit weitgehend oxidfreier Oberfläche und 14 g verfahren:
schuppenförmigem Aluminiumpulver mit einem mittleren Durchmesser von 20 μηι mit weitgehend oxid- 1. Vorbehandlungsstufe50 kg / cm 2 homogeneous with 28 g of spherical aluminum - The production of the microspheres drawn with a copper layer of superium powder with an average diameter of ° was carried out in a four-stage 35 μm process with a largely oxide-free surface and 14 g process:
flaky aluminum powder with an average diameter of 20 μm with largely oxide 1st pretreatment stage

freier Oberfläche gemischt. Die Mischung wurde un- 10 Gewichtsteile der gleichen in Beispiel 1 vermittelbar darauf in eine kleine Heißpresse gegeben, 5 wendeten kohlenstoffhaltigen Hohlkugeln wurdje mit einer Hochfrequenz-Heizung versehen war. den in 400 Gewichtsteile einer Lösung aus Der Probenraum hatte einen Durchmesser von 30 mm 75 Volumteilen konzentrierter Schwefelsäuremixed free surface. The mixture was placed in a small hot press, 10 parts by weight of the same as in Example 1, 5 turned carbon-containing hollow spheres were each provided with a high-frequency heater. den in 400 parts by weight of a solution from The sample space had a diameter of 30 mm 75 parts by volume of concentrated sulfuric acid

und 25 Volumteilen konzentrierter Salpetersäure gegeben und dann bei Raumtemperatur 5 Minuten lang geschüttelt. Anschließend wurden die Hohlkugeln von der Lösung abgetrennt, mit wäßrigem Ammoniak und anschließend mit reinem Wasser gewaschen.and 25 parts by volume of concentrated nitric acid and then at room temperature for 5 minutes long shaken. The hollow spheres were then separated from the solution with aqueous ammonia and then washed with pure water.

Die so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Hohlkugeln hatten eine benetzbare Oberfläche.The carbon-containing hollow spheres obtained in this way had a wettable surface.

2. Sensibilisierungsstufe2nd level of awareness

Die so vorbehandelten Hohlkugeln wurden in eine Lösung von 800 Gewichtsteilen einer wäßrigen, 1% SnCl2 und 1,5 °/o HCl entstandenen Lösung und 200 Gewichtsteilen Aceton gegeben und dann 5 Minuten lang bei Raumtemperatur geschüttelt.The hollow spheres pretreated in this way were placed in a solution of 800 parts by weight of an aqueous 1% SnCl 2 and 1.5% HCl solution and 200 parts by weight of acetone and then shaken for 5 minutes at room temperature.

Die Hohlkugeln wurden dann von der Lösung abgetrennt und mit reinem Wasser gewaschen.The hollow spheres were then separated from the solution and washed with pure water.

3. Aktivierungsstufe3. Activation level

Die so sensibilisierten Hohlkugeln wurden in eine Lösung aus 800 Gewichtsteilen einer 0,05°« PdCl2 und 0,35 °/o HQ enthaltenden Lösung und 200 Gewichtsteilen Aceton gegeben und bei Raumtemperatur 5 Minuten lang geschüttelt.
Anschließend wurden die Hohlkugeln von der Lösung abgetrennt und mit reinem Wasser gewaschen. The hollow spheres sensitized in this way were placed in a solution of 800 parts by weight of a solution containing 0.05% PdCl 2 and 0.35% HQ and 200 parts by weight acetone and shaken at room temperature for 5 minutes.
The hollow spheres were then separated from the solution and washed with pure water.

4. Plattierungsstufe4th plating stage

Die so aktivierten Hohlkugeln wurden in eine Lösung aus 800 Gewichtsteilen einer wäßrigen 1,36 «/ο CuSO4-SH2O, 3,1% Rochelle-Salz, 1,5°/« HCHO und NaOH in der notwendigen Menge enthaltenden Lösung, um den pH-Wert auf 13 einzustellen, und 200 Gewichtsteilen Methanol gegeben und dann 15 Minuten lang bei Raumtemperatur geschüttelt. Anschließend wurden die Hohlkugeln aus der Lösung abgetrennt, mit reinem Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet.The hollow spheres activated in this way were poured into a solution of 800 parts by weight of an aqueous solution containing 1.36 % CuSO 4 -SH 2 O, 3.1% Rochelle salt, 1.5% HCHO and NaOH in the required amount, to adjust the pH to 13, and added 200 parts by weight of methanol and then shaken for 15 minutes at room temperature. The hollow spheres were then separated from the solution, washed with pure water and dried in vacuo.

Die so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Hohlkugeln waren mit einer Kupferschicht von etwa 1 μηι Dicke überzogen.The carbon-containing hollow spheres obtained in this way had a copper layer approximately 1 μm thick overdrawn.

Die Mikrohohlkugeln wurden weiterhin mit einer geschmolzenen Mischung von Natriumfluorid und Aluminiumfluorid (Gewichtsverhältnis 36:64) behandelt, um ihre Oberfläche zu aktivieren. 42 g AIumiiiiumpellets von 0,7 mm Durchmesser mit einer Reinheit von über 99,9°, 0 wurden zugemischt, und die Mischung wurde in einen 200-ml-Autoklav aus rostfreiem Stahl gegeben und unter Rühren mit einem aluminiumüberzogenen Rührer erhitzt, um das Aluminium zu schmelzen. Nach dem Schmelzen wurden 10 g der hohlen Mikrokugeln zugegeben, und das Erhitzen wurde unter kräftigem Rühren 30 Minuten lang bei der Schmelztemperatur fortgesetzt. Die Mischung wurde dann langsam unter 200° C abgekühlt und aus dem Autoklav entnommen; die hohlen Mikrokugeln waren gleichmäßig mit Aluminium überzogen.The hollow microspheres were further coated with a molten mixture of sodium fluoride and Treated aluminum fluoride (weight ratio 36:64), to activate their surface. 42 g aluminum pellets 0.7 mm in diameter with a purity of over 99.9 °, 0 were added, and the Mixture was placed in a 200 ml stainless steel autoclave and stirred with a aluminum coated stirrer heated to melt the aluminum. After melting were 10 g of the hollow microspheres were added and heating was continued with vigorous stirring for 30 minutes continued long at the melting temperature. The mixture was then slowly cooled below 200 ° C and removed from the autoclave; the hollow microspheres were evenly coated with aluminum.

Diese Hohlkugeln wurden in eine Graphitform gegeben, die einen zylindrischen Querschnitt von 12 mm Durchmesser und eine Höhe von 50 mm aufwies und bei der Boden und Deckel mit Graphitscheiben abgedeckt waren. Die Form wurde zwischen einander gegenüberliegenden Kolben angeordnet, und Gleichstrom von 5 Volt und 2000 Ampere sowie Hochfrequenzstrom von 5 Volt, 300 Ampere und 1000 Hz wurden unter einem Druck vor 70 kg/cm2 hindurchgeleitet. Der heißgepreßte porös« Formkörper hatte eine scheinbare Dichte von 1,35 g cms und eine ausgezeichnete Festigkeit. Die Druckfestigkeit und der Modul der Druckelastizität betru gen 548 kg/cm* bzw. 23 800 kg/cm2.These hollow spheres were placed in a graphite mold which had a cylindrical cross section of 12 mm in diameter and a height of 50 mm and in which the bottom and lid were covered with graphite disks. The mold was placed between opposing pistons, and direct current of 5 volts and 2000 amps and high frequency currents of 5 volts, 300 amperes and 1000 Hz were passed under a pressure of 70 kg / cm 2 . The hot-pressed porous molded body had an apparent density of 1.35 g cm · sec and excellent strength. The compressive strength and the modulus of compressive elasticity were 548 kg / cm * and 23,800 kg / cm 2, respectively.

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Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung poröser, leichtgewichtiger Formkörper auf Leichtmetallbasis mit eingelagerten Hohlkugeln, dadurch gekennzeichnet, daß Pulver aus Aluminium, einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung mit Mikrohohlkugeln, gegebenenfalls unter Beifügung eines wärmeaushärtenden Bindemittels, in einer solchen Weise gemischt wird, daß die Oberfläche der Mikrohohlkugeln mit dem Pulver überzogen wird und dann die Mischung druckgesintert wird.1. A process for the production of porous, lightweight molded bodies based on light metal with embedded hollow spheres, characterized in that powder of aluminum, an Al uminium or a magnesium alloy with hollow microspheres, optionally with the addition of a thermosetting binder, is mixed in such a way that the surface the hollow microspheres is coated with the powder and then the mixture is pressure sintered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrohohlkugeln nach einer Aktivierung ihrer Oberfläche mit dem Pulver gemischt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that the hollow microspheres are mixed with the powder after activation of their surface. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung während der Drucksinterung mit einem Druck von 10 bis 200 kg/cm2 gepreßt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture is pressed with a pressure of 10 to 200 kg / cm 2 during the pressure sintering. 4. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auf eine Mischung mit Mikrohohlkugeln aus Kohlenstoff, Graphit, hartem Glas, natürlichem Glas, Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Kupfer, Nickel oder Eisen.4. Application of the method according to one of claims 1 to 3 to a mixture with hollow microspheres made of carbon, graphite, hard glass, natural glass, silicon dioxide, aluminum oxide, Copper, nickel or iron. 5. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf eine Mischung mit einem wärmeaushärtenden Bindemittel aus der Gruppe wärmeaushärtender Harze, wie Siliconharze, Phenolharze, Furfurylaldehydharze und Furfurylalkoholharze, Epoxydharze und ungesättigte Polyesterharze oder aus hydratisiertem Kaliumsüicat, hydratisiertem Lithiumsilicat, Niederpolymeren des Äthylsilicats; Niederpolymeren der Alkyltitanate oder Aluminiumalkoxyde.5. Use according to any one of claims 1 to 4 to a mixture with a thermosetting Binders from the group of thermosetting resins, such as silicone resins, phenolic resins, Furfurylaldehyde resins and furfuryl alcohol resins, epoxy resins and unsaturated polyester resins or from hydrated potassium silicate, hydrated Lithium silicate, low polymers of ethyl silicate; Lower polymers of the alkyl titanates or Aluminum alkoxides. 6. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf eine Mischung mit einem Volumenverhältnis zwischen Metall- bzw. Legierungspulver *o und Mikrohohlkugeln von mindestens 15 : 85.6. Use according to one of claims 1 to 5 to a mixture with a volume ratio between metal or alloy powder * o and hollow microspheres of at least 15:85. 7. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf eine Mischung mit höchstens 15 Volumprozent wärmeaushärtendem Bindemittel, bezogen auf den Anteil von Metall- bzw. Legierungspulver und Mikrohohlkugeln zusammen.7. Application according to one of claims 1 to 6 to a mixture with a maximum of 15 percent by volume thermosetting binder, based on the proportion of metal or alloy powder and hollow microspheres together.
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