EP1397223A2 - Herstellung von metallschäumen - Google Patents

Herstellung von metallschäumen

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EP1397223A2
EP1397223A2 EP02740540A EP02740540A EP1397223A2 EP 1397223 A2 EP1397223 A2 EP 1397223A2 EP 02740540 A EP02740540 A EP 02740540A EP 02740540 A EP02740540 A EP 02740540A EP 1397223 A2 EP1397223 A2 EP 1397223A2
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EP
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metal
metals
weight
viiib
blowing
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EP02740540A
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Wilfried Knott
Andreas Weier
Dagmar Windbiel
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Evonik Goldschmidt GmbH
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TH Goldschmidt AG
Goldschmidt GmbH
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Publication date
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1103—Making porous workpieces or articles with particular physical characteristics
    • B22F3/1112—Making porous workpieces or articles with particular physical characteristics comprising hollow spheres or hollow fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1125—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers involving a foaming process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
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    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1134—Inorganic fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • C22C1/083—Foaming process in molten metal other than by powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method for producing structure-controlled metal foams and the foam-shaped metal bodies obtained in this way.
  • DE 197 44 300 A deals with the production and use of porous light metal parts or light metal alloy parts, the bodies pressed from a powder mixture (light metal or aluminum alloy and blowing agent) in a heatable closed vessel with inlet and outlet opening to temperatures above the decomposition temperature of the blowing agent and / or melting temperature of the metal or alloy.
  • JP 03017236 A describes a process for producing metallic articles with cavities by dissolving gases in a molten metal and then the foaming process by sudden initiates pressure reduction. Cooling the melt stabilizes the foam thus obtained.
  • WO 92/21457 teaches the production of Al foam or Al alloy foam by blowing gas under the surface of a molten metal, with abrasives such.
  • metallic foams are obtained with the controlled release of propellant gases by first melting the metals at temperatures below the decomposition temperature of the propellant used. Subsequent dispersion of the blowing agent in the molten metal and heating of the matrix above the temperature then required to release blowing gases establishes a metal foam.
  • Foam aluminum is obtained after infiltration of molten aluminum into a porous filler by removing it from the solidified metal (Zhuzao Bianjibu (1997) (2) 1-4; ZHUZET, ISSN: 1001-4977).
  • DE 195 01 508 A deals with a component for the chassis of a motor vehicle, which consists of die-cast aluminum and has a cavity profile, inside of which there is a core made of aluminum foam.
  • the integrated aluminum foam core is opened beforehand produced by powder metallurgy, then fixed to the inner wall of a casting tool and then with the die casting process
  • the infiltration technique in which the porous filler has to be laboriously removed from the foam matrix, must also be assessed from this aspect.
  • the dissolving or blowing in of propellant gases in metal melts is not suitable for the production of near-net shape workpieces, since a system consisting of the melt with occluded gas bubbles is not sufficiently stable in time to be processed in shaping tools.
  • the mechanical properties of metal foams are essentially - apart from the selection of the metal or alloy used - structurally determined.
  • the coupled processes taking place in the manufacture of porous metal bodies often do not produce the desired result of a uniform metal foam with dimensions comparable to globular cells, particularly in the method based on the use of chemical blowing agents.
  • isotropy of the spatial density which could be desired for the later function of the metal foam in numerous structural components, is not achieved.
  • irregularities are observed in the form of thickened zones in the metal body (for example pronounced foot and / or edge zone formation and / or also connected cavities which result from the combination of individual gas bubbles resulting from cell membrane destruction). The occurrence of such irregularities can also be an indicator of a relatively inefficient use of propellants.
  • the object of the present invention is to find a technically usable method for targeted structure control in the metal foams produced with chemical blowing agents. Linked to this, it is important to improve the use of blowing agents (for example a metal hydride).
  • a first embodiment for achieving the aforementioned object therefore consists in a process for producing metal foams, which is characterized in that metals from groups IB to VIIIB of the periodic table of the elements are added before and / or during foam formation.
  • metals from groups IB-VIIIB of the Periodic Table of the Elements in particular as an addition to hydride-loaded systems, have a morphology-controlling effect and the Increase blowing agent efficiency significantly.
  • the added metals of groups IB to VIIIB of the periodic table of the elements can be applied both individually and in the form of a mixture of several metals.
  • the method according to the invention therefore provides for the matrix consisting of light metal or light metal alloy and hydride propellant to be expanded with small amounts of titanium, copper, iron, vanadium and mixtures thereof.
  • the metallic additives are particularly preferred in amounts of from 0.001% by weight to 1% by weight, particularly preferably from 0.01% by weight to 0.1% by weight, based on the metal to be foamed, in particular on the foaming light metal used.
  • a particularly preferred blowing agent in the sense of the present invention is magnesium hydride, in particular autocatalytically produced magnesium hydride, the production of which is known from the literature.
  • this magnesium hydride is commercially available from the applicant under the name Tego Magnan®.
  • the amount of blowing agent can be varied within the usual limits of 0.1% by weight to 5% by weight, preferably from 0.25% by weight to 2% by weight.
  • the use of the observed phenomenon ensures the production of very regular foam structures and ensures the reproducibility of morphologically uniform metal foams, which is required under application-technical aspects.
  • the application of the method according to the invention can be used for
  • Foaming process help to suppress the process of cell membrane destruction. Evaluation criteria for the qualitative assessment of plastic foams as well as metal foams are, in addition to the visually recognizable homogeneity, the expansion achieved and the associated final density of the porous metal body.
  • the compacts were placed in a graphite crucible Heating rate of 300 ° C / min. foamed freely.
  • the foam bodies were rapidly cooled 30 seconds after the start of the foaming process.
  • Example 2 Analogously to Example 1, 500 g of aluminum powder with 1% by weight of Tego Magnan (magnesium hydride), based on the amount of aluminum powder, 0.1% by weight of titanium powder, based on the amount of aluminum powder and 0.01% by weight of vanadium powder , based on the amount of aluminum powder. This mixture was compacted as described above. The degree of compaction of the cylindrical compacts thus obtained was 94 to 96%.
  • Tego Magnan magnesium hydride
  • Example 2 Analogously to Example 1, 500 g of aluminum powder, 1% by weight of Tego Magnan (magnesium hydride), based on the amount of aluminum powder, 0.1% by weight of titanium powder, based on the amount of aluminum powder and 0.01% by weight of iron powder , based on the amount of aluminum powder, mixed, compacted and the green bodies obtained are foamed. After sawing it was one homogeneous structure with an average cell size of 5 mm visible. The measured density was 0.7 g / cm 3 .
  • Example 2 Analogously to Example 1, 500 g of aluminum powder, 1% by weight of Tego Magnan® ( magnesium hydride), based on the amount of aluminum powder and 0.1% by weight of titanium powder, based on the amount of aluminum powder, were mixed and compacted. The degree of compaction was between 95 and 97% of the theoretically achievable density. The green bodies obtained in this way were foamed and after sawing up a homogeneous structure with an average cell size of 3.5 to 4 mm was recognizable. The measured density was 0.3 g / cm 3 .
  • Example 2 Analogously to Example 1, 500 g of aluminum powder, 0.1% by weight of titanium hydride, based on the amount of aluminum powder and 0.1% by weight of titanium powder, based on the amount of aluminum powder, were mixed, compacted and freely foamed. After sawing, a coarse, very heterogeneous foam structure with an average cell size of 8 mm was visible. Several pore membranes were torn. The density determined was 0.7 g / cm 3 .

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Description

Herstellung von Metallschäumen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von strukturgeregelten Metallschäumen sowie die auf diesem Wege erhaltenen schaumförmigen Metallkörper.
Der Stand der Technik zur Herstellung von Metallschäumen umfaßt im wesentlichen fünf prinzipielle Vorgehensweisen:
1. das Kompaktieren von Metallpulvern mit geeigneten Treibmitteln und Erhitzen der so gewonnenen Grünkörper auf Temperaturen oberhalb der Liquidustemperatur der Metallmatrix und oberhalb der Zersetzungstemperatur des verwendeten Treibmittels; 2. das Lösen bzw. Einblasen von Treibgasen in Metallschmelzen;
3. das Einrühren von Treibmitteln in Metallschmelzen;
4. das Sintern metallischer Hohlkugeln;
5. die Infiltration von Metallschmelzen in Füllkörper, die nach Erstarren der Schmelze entfernt werden.
ad 1) Die DE 197 44 300 A beschäftigt sich mit der Herstellung und Verwendung von porösen Leichtmetall-Teilen bzw. Leichtmetall-Legierungsteilen, wobei die aus einer Pulvermischung (Leichtmetall- bzw. AI-Legierung und Treibmittel) gepreßten Körper in einem beheizbaren geschlossenen Gefäß mit Einlaß- und Austrittsöffnung auf Temperaturen oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels und/oder Schmelztemperatur des Metalls bzw. der Legierung erhitzt werden.
ad 2) Die JP 03017236 A beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung metallischer Artikel mit Hohlräumen, indem man Gase in einer Metallschmelze löst und den Aufschäumvorgang dann durch plötz- liehe Druckverringerung einleitet. Abkühlen der Schmelze stabilisiert den so erhaltenen Schaum.
Die WO 92/21457 lehrt die Herstellung von Al-Schaum bzw. Al-Le- gierungsschäum durch das Einblasen von Gas unter die Oberfläche eines geschmolzenen Metalls, wobei Abrasivstoffe, wie z. B. SiC, Zr02 usw. , als Stabilisatoren dienen.
ad 3) Der Lehre der JP 09241780 A folgend, werden metallische Schäume unter kontrollierter Freisetzung von Treibgasen gewonnen, indem die Metalle zunächst bei Temperaturen unterhalb der Zersetzungstemperatur des verwendeten Treibmittels geschmolzen werden. Durch nachfolgendes Dispergieren des Treibmittels im geschmolzenen Metall und Erhitzen der Matrix über die dann zur Freisetzung von Treibgasen benötigte Temperatur etabliert sich ein Metallschäum.
ad 4) Die Herstellung ultraleichter Ti-6A1-4V-Hohlkugelschäume beruht auf der bei Temperaturen > 1000 °C erfolgenden Sinterung hydrierter Ti-6Al-4V-Hohlkugeln bei 600 °C (Synth./ Process . Lightweight Met. Mater. II, Proc. Symp. 2nd (1997), 289-300).
ad 5) Schaumaluminium wird nach Infiltration geschmolzenen Aluminiums in einen porösen Füllstoff durch Entfernen desselben aus dem erstarrten Metall erhalten (Zhuzao Bianjibu (1997) (2) 1-4; ZHUZET, ISSN: 1001-4977) .
Von besonderem Interesse sind darüber hinaus Bauteile mit einem Hohlraumprofil zur Gewichtsreduzierung und Erhöhung ihrer Steifigkeit. Die DE 195 01 508 A beschäftigt sich mit einem Bauteil für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, welches aus Aluminiumdruckguß besteht und ein Hohlraumprofil aufweist, in dessen Inneren sich ein Kern aus Aluminiumschaum befindet . Der integrierte Aluminiumschaumkern wird zuvor auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt, dann an der Innenwand eines Gußwerkzeugs fixiert und danach im Druckgußverfahren mit
Metall umgössen.
Bei Würdigung des Standes der Technik ist festzustellen, daß die Verfahren, die ein Vorkompaktieren Treibmittel enthaltender Grünkörper vorsehen, aufwendig und kostspielig sind und sich nicht zur Herstellung von Massengütern eignen. Außerdem ist diesen Verfahren gemeinsam, daß die angestrebte Temperatur- differenz zwischen dem Schmelzpunkt des zu schäumenden Metalls und der Zersetzungstemperatur des verwendeten Treibmittels möglichst gering sein soll, da sonst bereits während des Kompak- tierens oder später in der AufSchmelzphase störende Treibmittelzersetzung stattfindet. Diese Betrachtung gilt auch für das Eintragen von Treibmitteln in Metallschmelzen.
Dem Versintern präformierter Hohlkugeln zu einem metallischen Schaum kommt allenfalls akademisches Interesse zu, da die Herstellung der Hohlkugeln bereits eine aufwendige Verfahrenstech- nik erfordert .
Unter diesem Aspekt ist auch die Infiltrationstechnik zu bewerten, bei der man mühevoll den porösen Füllstoff aus der Schaummatrix entfernen muß.
Das Lösen bzw. Einblasen von Treibgasen in Metallschmelzen ist nicht zur Fertigung endkonturnaher Werkstücke geeignet, da ein System, bestehend aus der Schmelze mit okkludierten Gasblasen, nicht ausreichend zeitstabil ist, um in formgebenden Werkzeugen verarbeitet zu werden.
Die mechanischen Eigenschaften von Metallschäumen sind im wesentlichen - neben der Auswahl des verwendeten Metalls bzw. der Legierung - strukturdeterminiert . Die bei der Fertigung von porösen Metallkörpern stattfindenden, gekoppelten Vorgänge ergeben jedoch - insbesondere bei der auf Nutzung chemischer Treibmittel beruhenden Methode - oft nicht das angestrebte Resultat eines gleichförmigen, mit globulären Zellen vergleichbarer Dimension durchsetzten Metallschaums. Damit verbunden wird beispielsweise keine Isotropie der Raumdichte, die für die spätere Funktion des Metallschaums in zahlreichen konstruktiven Bauteilen gewünscht sein könnte, erreicht. Statt dessen beobachtet man Irregularitäten in Form verdickter Zonen im Metallkörper (beispielsweise ausgeprägte Fuß- und/oder Randzonenbildung und/oder auch verbundene Hohlräume, die sich aus dem durch Zellmembranzerstörung ergebenden Verbund einzelner Gasblasen herleiten) . Das Auftreten solcher Unregelmäßigkeiten kann zugleich Indikator einer relativ ineffizienten Treibmittelnutzung sein.
Somit definiert sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine technisch nutzbare Methode zur gezielten Struktursteuerung bei den mit chemischen Treibmitteln erzeugten Metallschäumen zu finden. Hieran geknüpft gilt es, die Nutzung eingesetzten Treibmittels (beispielsweise eines Metallhydrids) zu verbessern.
Eine erste Ausführungsform zur Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht daher in einem Verfahren zur Herstellung von Metallschäumen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Metalle der Gruppe IB bis VIIIB des Periodensystems der Elemente vor und/oder während der Schaumbildung zusetzt.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Metalle der Gruppen IB - VIIIB des Periodischen Systems der Elemente insbesondere als Zusatz zu hydridbeaufschlagten Systemen im Sinne der obengenannten Aufgabe morphologiesteuernd wirken und die Treibmitteleffizienz signifikant erhöhen. Die zugesetzten Metalle der Gruppen IB bis VIIIB des Periodischen Systems der Elemente können sowohl einzeln als auch in Form einer Abmischung mehrerer Metalle appliziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht somit in einer bevorzugten Ausführungsform vor, die Matrix bestehend aus Leichtmetall oder Leichtmetall-Legierung und hydridischem Treibmittel mit geringen Mengen an Titan, Kupfer, Eisen, Vanadium sowie deren Ge- mischen zu erweitern. Besonderes bevorzugt werden die metallischen Additive in Mengen von 0,001 Gew.-% bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% bezogen auf das zu schäumende Metall, insbesondere auf das zu schäumende Leichtmetall eingesetzt.
Besonders bevorzugtes Treibmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung ist Magnesiumhydrid, insbesondere autokatalytisch hergestelltes Magnesiumhydrid, dessen Herstellung aus der Literatur bekannt ist. Darüber hinaus ist dieses Magnesiumhydrid im Handel unter der Bezeichnung Tego Magnan® von der Anmelderin erhältlich. Allgemein kann die Treibmittelmenge in den üblichen Grenzen von 0,1 Gew. -% bis 5 Gew.-%, bevorzugterweise von 0,25 Gew.-% bis 2 Gew.-% variiert werden.
Die Nutzung des beobachteten Phänomens gewährleistet die Herstellung sehr regulärer Schaumstrukturen und sichert die unter anwendungstechnischen Aspekten geforderte Reproduzierbarkeit morphologisch einheitlicher Metallschäume. Wesent- lieh kann die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim
Aufschäumprozess helfen, den Vorgang der Zellmembranzerstörung zu unterdrücken. Bewertungskriterien für die qualitative Beurteilung von Kunststoffschäumen sowie von Metallschäumen sind neben der visuell erkennbaren Homogenität die erzielte Expansion und damit einhergehend die Enddichte des porösen Metallkörpers .
Unter Nutzung der pulvermetallurgischen Route (Mischen von Leichtmetallpulver mit hydridischem Treibmittel und gegebenenfalls Zusätzen, Vorkompaktieren und/oder Verpressen der Matrix zu Grünkörpern, Erhitzen der Grünkörper auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des zu schäumenden Metalls) soll hier das verallgemeinerbare Prinzip der vorliegenden Erfindung belegt werden. Die erfindungsgemäße Beaufschlagung eines Metall-Hydrid-Systems mit den hier beanspruchten Zusätzen ist selbstverständlich nicht auf die pulvermetallurgische Methode beschränkt, sondern erfaßt auch Systeme, die man der Schmelzmetallurgie zurechnen muß.
Ausführungsbeispiele :
Beispiel 1:
500 g Aluminiumpulver mit einer Reinheit von 99,5% wurden mit 1 Gew.-% Tego Magnan® (Magnesiumhydrid, 95% Hydridgehalt), bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, sowie 0,1 Gew.-% Titanpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver und 0,01 Gew.-% Kupferpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, beaufschlagt und unter Rühren gemischt . Aus dieser Mischung wurden zylinderförmige Preßlinge durch kaltisostatisches Pressen hergestellt. Der Kompaktierungsgrad der so erhaltenen Preßlinge lag bei 94 bis 97 % der theoretisch zu erreichenden
Dichte.
In einem Induktionsofen mit einer HF Ausgangsleistung von 1,5 kW wurden die Preßlinge im Graphit -Tiegel mit einer Aufheizrate von 300°C/min. frei geschäumt. 30 Sekunden nach Beginn des Schäumvorganges wurden die Schaumkörper schnell abgekühlt .
Nach Zersägen der Proben erkannte man in Fig. 1 homogen verteilte globuläre Zellen mit einem mittleren Durchmesser von 3 mm bis in die Randbereiche. Die erzielte Dichte lag bei 0,5 g/cm3.
Beispiel 2:
Analog Beispiel 1 wurden 500 g Aluminiumpulver mit 1 Gew.-% Tego Magnan (Magnesiumhydrid) , bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, 0,1 Gew.-% Titanpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver und 0,01 Gew.-% Vanadiumpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, versetzt. Diese Mischung wurde wie oben beschrieben kompaktiert . Der Kompaktierungsgrad der so erhaltenen zylindrischen Preßlinge lag bei 94 bis 96%.
Nach dem Aufschäumen und Zersägen wurde eine feine homogene Zellstruktur sichtbar, die eine mittlere Größe von 1,5 bis 2 mm bei einer Dichte von 0,6 g/cm3 aufwies.
Die entstehende Schaumstruktur wird durch Fig. 2 dokumentiert,
Beispiel 3 :
Analog Beispiel 1 wurden 500 g Aluminiumpulver, 1 Gew.-% Tego Magnan (Magnesiumhydrid) , bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, 0,1 Gew.-% Titanpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver und 0,01 Gew.-% Eisenpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, gemischt, kompaktiert und die erhaltenen Grünkörper geschäumt . Nach dem Zersägen war eine homogene Struktur mit einer mittleren Zellgröße von 5 mm sichtbar. Die gemessene Dichte lag bei 0,7 g/cm3.
Die entstehende Schaumstruktur wird durch Fig. 3 dokumentiert.
Beispiel 4
Analog Beispiel 1 wurden 500 g Aluminiumpulver, 1 Gew.-% Tego Magnan® (Magnesiumhydrid) , bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver und 0,1 Gew.-% Titanpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, gemischt und kompaktiert. Der Kompaktierungsgrad lag zwischen 95 bis 97 % der theoretisch erreichbaren Dichte . Die so erhaltenen Grünkörper wurden geschäumt und nach dem Zersägen war eine homogene Struktur mit einer mittleren Zellgröße von 3,5 bis 4 mm erkennbar. Die gemessene Dichte lag bei 0 , 3 g/cm3.
Die entstehende Schaumstruktur wird durch Fig. 4 dokumentiert.
Bezugsbeispiel 1:
Analog Beispiel 1 wurden 500 g Aluminiumpulver, 0,1 Gew.-% Titanhydrid, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver und 0,1 Gew.-% Titanpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, gemischt, kompaktiert und frei aufgeschäumt. Nach dem Zersägen war eine grobe, sehr heterogene Schaumstruktur mit einer mittleren Zellgröße von 8 mm sichtbar. Etliche Porenmembranen waren zerrissen. Die ermittelte Dichte betrug 0,7 g/cm3.
Die entstehende Schaumstruktur wird durch Fig. 5 dokumentiert. Bezugsbeispiel 2 :
Analog Vergleichsbeispiel 1 wurden 500 g Aluminiumpulver, 0,1 Gew.-% Titanhydrid, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver und 0,1 Gew.-% Kupferpulver, bezogen auf die Menge an Aluminiumpulver, gemischt und kompaktiert. Nach dem Verschäumen und Zersägen zeigte sich eine zerrissene inhomogene Struktur mit einer mittleren Porengröße von 5,5 mm und einer deutlichen Sockelbildung. Die erreichte Dichte lag bei 0,5 g/cm3.
Die entstehende Schaumstruktur wird durch Fig. 6 dokumentiert.
Es zeigte sich deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Zugabe geringer Mengen an Übergangsmetallen und/oder deren Gemischen die Morphologie und Enddichte der geschäumten Metallkörper deutlich beeinflusst wurde.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung von Metallschäumen, dadurch gekennzeichnet ist, daß man Metalle der Gruppe IB bis VIIIB des
Periodensystems der Elemente vor und/oder während der Schaumbildung zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schaumbildung erreicht durch
Kompaktieren von Metallpulvern mit Treibmitteln und Erhitzen der so gewonnenen Grünkörper auf Temperaturen oberhalb der
Liquidustemperaturen der Metallmatrix und oberhalb der
Zersetzungstemperaturen des Treibmittels, Lösen und/oder Einblasen von Treibgasen in Metallschmelzen,
Einrühren von Treibmitteln in Metallschmelzen,
Sintern metallischer Hohlkugeln oder
Infiltrieren von Metallschmelzen in Füllkörpern, die nach
Erstarren der Schmelze entfernt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalle der Gruppe IB bis VIIIB in Form von Pulvern zusetzt .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Metalle der Gruppe IB bis VIIIB einsetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Titan, Kupfer, Eisen, Vanadium und deren Gemischen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalle der Gruppe IB bis VIIIB in einer Menge von 0,001 Gew.-% bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% bezogen auf das zu schäumende Metall, insbesondere auf das zu schäumende Leichtmetall zusetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Treibmittel in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,25 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Metall, insbesondere auf das zu schäumende Leichtmetall einsetzt .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel Magnesiumhydrid, insbesondere autokatalytisch hergestelltes Magnesiumhydrid einsetzt .
8. Verwendung von Metallen der Gruppe IB bis VIIIB des Periodensystems der Elemente vor und/oder während der Schaumbildung von Metallschäumen zur Steuerung der Morphologie der Schäume und/oder zur Erhöhung der Effizienz des Treibmitteleinsatzes .
9. Metallschäume erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
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DE10124533 2001-05-19
DE10124533 2001-05-19
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