KR20200079242A - 복합 재료용 반제품을 제조하는 방법 - Google Patents

복합 재료용 반제품을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 제1 금속의 함량에 대하여 적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 금속, 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 발포성 혼합물을 포함하는 발포성 코어를 포함하는 반제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 비발포성 고체 물질의 형태로 적어도 하나의 제2 금속의 층으로서 상기 적어도 하나의 제2 금속의 함량에 대하여 적어도 대략 80%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제2 금속층이 상기 코어의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면에 각각 적용된다. 본 발명은 또한 대응하는 반제품 및 금속을 발포하기 위한 반제품의 용도에 관한 것이다.

Description

복합 재료용 반제품을 제조하는 방법
본 발명은 적어도 하나의 제1 금속의 함량에 대하여 적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 금속, 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 발포성 혼합물을 포함하는 발포성 코어를 포함하는 반제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서 비발포성 고체 물질 형태로 적어도 하나의 제2 금속층으로서 상기 적어도 하나의 제2 금속의 함량에 대해 적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제2 금속층이 상기 코어의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면 각각에 적용된다. 게다가 본 발명은 대응하는 반제품 및 금속을 발포하기 위한 그러한 반제품의 용도에 관한 것이다.
금속 발포체 샌드위치는 수년 동안 알려져왔다. 이들은 복합재가, 즉 만약 특정 금속 및 이의 합금이 사용된다면 특정 알루미늄 및 이의 합금에서, 단일-물질 시스템이고, 코어와 커버층 사이의 연결은 야금적 결합으로 생성된다면 특히 흥미롭다. 이들로부터 제조된 그러한 복합 재료 및 구성 소자들을 제조하는 대응하는 방법은 다양한 문헌에 알려져 있다.
DE 44 26 627 C2는 하나 이상의 금속 분말이 하나 이상의 발포제 분말과 혼합되고, 얻어진 분말 혼합물은 축상 열간 프레싱(axial hot pressing), 핫 아이소스태틱 프레싱(hot isostatic pressing) 또는 롤링으로 압축되고, 연속된 작업에서 롤링 크래딩(roll cladding)으로 사전 표면 처리된 금속 시트에 연결되어 복합 재료를 형성하는 방법이 설명되어 있다. 얻어진 반제품을 형성한 후, 예를 들어 프레싱, 딥-드로잉 또는 벤딩(bending)으로 얻어진 반제품을 형성한 후, 상기 반제품을 최종 단계에서 가열하여 금속 분말의 고상-액상 범위의 온도이지만 커버층의 용융 온도 이하까지 가열된다. 발포제 분말은, 이 온도에서 기체 분리가 동시에 일어나도록 선택되기 때문에, 기공들은 점도성 코어층 내에 형성되고, 대응하는 부피 증가가 수반된다. 발포된 코어층은 복합 재료의 연속된 냉각으로 안정화된다.
DE 44 26 627 C2로부터 알려진 방법의 변형으로, 여기서 분말 압착된 부품은 이미 폐쇄된 기공을 갖는 것으로 형성되며, EP 1 000 690 A2는 초기에 열린 기공을 갖게 제조되고 연속된 롤링 클래딩 동안 커버층으로 폐쇄된 기공이 되는 분말 압축 부품을 기초로 한 복합 재료의 제조를 설명한다. 다른 방법 단계들은 동일하다. 원래 열린 기공성은 분말 압착된 부품의 저장 동안 발생하는 발포제의 임의 기체 분리가 압착된 부품의 기하 구조를 변화시키기 않도록 하여 상기 커버층과 함께 복합재의 추후 제조시 문제를 방지하고자 하는 것이다. 게다가, 열린 기공성은 복합 재료의 저장 동안 압축된 부품의 저장 동안 형성하는 산화물층의 해체를 용이하게 해야만 한다.
DE 41 24 591 C1는 발포된 복합 재료를 제조하는 방법을 설명하고 있고, 여기서 상기 분말 혼합물을 중공 금속 프로파일 내로 채우고 함께 롤링한다. 얻어진 반제품의 형성 및 이어지는 발포 공정은 DE 4426 627 C2에 설명된 것과 동일한 방법으로 수행된다.
EP 0 997 215 A2는 고체 금속 커퍼층 및 제거될 폐쇄된-기공, 금속성 코어로 이루어진 금속성 복합 재료를 제조하는 방법을 설명하며, 2개 커버층들 사이의 롤링 갭(roll gap) 내로 분말 혼합물을 도입하고 이들 사이에서 이것을 압축하여 1 단계로 코어층의 제조와 결합을 조합한다. 커퍼층과 상기 분말 혼합물 사이에 요구되는 결합에 부정적으로 영향을 미치는 산화물층 형성을 방지하기 위하여 불활성 대기 내에서 분말을 공급할 것을 또한 제안한다.
DE 197 53 658 A1로부터 알려진, 그러한 복합 재료를 제조하는 추가 방법에서, 한편으로는 코어층 및 커버층 사이의 결합을 제조하는 공정 단계들, 및 다른 한편으로는 발포하는 공정 단계들은 몰드 내 커버층들 사이에서 분말 압착된 부품 형태로 놓고 발포 공정 동안 이들을 분말에 결합시키는 것이다. 발포 동안 코어에 의해 적용된 압축력으로 인하여, 코어층은 동시에 이들을 둘러싸는 몰드에 대응하는 변형을 하게된다.
US 5 972 521 A으로부터, 복합 재료의 제조 방법이 알려져 있으며, 여기서 공기와 습기가 진공화로 분말로부터 제거된다. 진공화된 공기는 이후 코어 물질에 불활성인 기체로 대체되고 압력을 강화하고 특히 분말이 압축되고 커버층에 결합된다.
EP 1 423 222는 커버층 및 금속 분말의 복합재료를 제조하는 방법을 개시하고 있고, 여기서 전체 제조 공정은 진공 하에서 일어난다. 특히, 벌크 분말의 압축 및 연속된 롤링은 진공하에서 일어나야만 한다.
EP 1 423 222를 제외하고, 선행 기술로부터 알려진 이들 방법들 모두는, 발포된 코어층을 제조하는 것으로, 공기 또는 불활성 기체가 다짐(compaction) 동안 금속 입자들 사이에 포획되고 다짐 정도에 따라 압축된다. 얻어진 기체 압력들, 발포 공정 동안 온도가 올라갈 때 조차 더 증가하는 얻어진 기체 압력은, 금속 분말 물질의 고상-액상 범위에 대응하는 온도에 도달하기 전에 조차, 가열 동안 기공 형성을 유도한다. 발포제 분말의 아웃개싱(outgassing)의 결과로서 금속 분말의 고상-액상 범위에서 일어나고 이 방법으로 찾아진 폐쇄된, 구형 기공과 대조적으로, 여기 기공들은 개방되고, 크랙 유사 상호 연결되고 비규칙적인 형상의 기공들이다. 예를 들어, US 5 564 064 A1으로부터 알려진 방법은 분말 물질의 용융점 이하에서 포함된 기체의 팽창으로 그러한 개방 기공성을 얻는 것을 목적으로 하는 반면에, 구해진 폐쇄된 구형 기공이 기공을 둘러싸는 셀 벽을 통해 가능한 한 온전히 최적의 하중 이동을 가능하게 하므로, 코어 발포의 강도 및 이로 인한 복합 재료의 강도에 크게 기여하기 때문에 그러한 기공 형성은 이전에 설명된 방법에서는 바람직하지 못하다.
DE 102 15 086 A1는 반제품을 다지는 것으로 발포성 금속 몸체를 제조하는 방법을 설명한다. 기체 분리 발포제는 티타늄과 같은 분말성 또는 액체 금속-함유 발포제 1차 물질은, 예를 들어 액상 또는 기체상 비금속-함유 발포제 1차 물질, 예를 들어 수소화제, 특히 예를 들어 H2기체로 처리되나, 상기 발포제 1차 물질은 발포될 금속, 예를 들어 알루미늄과의 혼합물 내에서 다져진 반제품 내에 이미 존재하고 있다. 콜드 아이소스태틱 프레싱(cold isostatic pressing), 핫 아이소스태틱 프레싱, 축상 프레싱(axial pressing), 또는 분말 롤링에 의한 혼합물의 사전 압축이 제공되었지만, 실제 발포제는 금속 함유 발포제 1차 물질 및 적어도 하나의 금속의 혼합물을 수소화하여서만 형성된다.
BR 10 2012 023361 A2는 폐쇄-기공 금속 발포체를 위한 반제품의 제조에서 일축 다짐(uniaxial compacting) 및 프레싱을 개시하며, 여기서 상기 반제품은 Al, Zn, Mg, Ti, Fe, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 금속, 및 TiH2, CaCO3, K2CO3, MgH2, ZrH2, CaH2, SrH2, 및 HfH2로 이루어진 군으로부터 선택된 발포제 및 다른 것들을 포함한다.
WO 2007/014559 A1는, 금속 발포체의 분말 금속야금 제조 방법을 개시하며, 여기서 분말성 금속성 물질을 발포제 없이 압착하여 치수적으로 안정한 반제품을 형성하고 이후, 주위 압력을 감소시켜 압력을 타이트하게 하여 밀폐된다.
DE 199 33 870 C1에서, 발포성 압착 부품을 사용하는 금속성 복합재료 몸체를 제조하는 방법이 제시되고, 여기서 압착된 부품 또는 반제품은 적어도 하나의 금속 분말 적어도 하나의 기체-분리 발포제의 혼합물을 압축하여 제조되고, 여기서 콜드 또는 핫 롤링 또는 확산 용접(diffusion welding)으로 커버층을 갖는 압착 부품을 제공하는 것으로 샌드위치 구조체가 얻어질 수 있다.
US 6 391 250는 분말 야금적 제조방법으로 얻어진 발포성 반제품을 사용한다. 알루미늄 발포체 몰딩의 제조를 위한 출발 제품은, 예를 들어 발포제와 균질하게 혼합된, 바람직하게는 티타늄 수소화물, 및 다른 분말 첨가제와 균질하게 혼합된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 분말 혼합물이다. 혼합물은, 예를 들어 조각 상품, 즉 로드, 플레이트, 프로파일 또는 유사 반제품을 제조하기 위하여 프레싱, 압출, 롤링 또는 비슷한 방법으로 압축되어, 바람직하게는 금속 매트릭스의 이론적 밀도의 약 95% 이상의 반제품의 밀도를 갖는다.
US 2004/0081571 A1는 다음 단계들을 포함하는, 금속 칩을 제조하는 방법에 관한 것이다: (i) 발포제 분말 또는 발포제 분말과 금속 합금 분말의 혼합물을 제공하는 단계; (ii) 상기 단계(i)의 혼합물을 사전 압축하는 단계; (iii) 상기 단계(ii)의 사전 압축 혼합물을 발포제의 분해 온도 이하이고 입자들의 영구적 결합이 일어날 수 있는 온도까지 가열하는 단계; (iv) 단계(iii)에서 얻어진 혼합물을 핫 압축하여 발포제를 포함하는 금속 매트릭스의 압축 몸체를 제조하는 단계; 및 (v) 압축된 몸체를 금속 단편들로 분쇄하여 발포성 금속 칩을 얻는 단계.
EP 0 945 197 A1는 샌드위치 구조체에서 발포성 복합재 시트 또는 스트립을 제조하는 방법을 개시하며, 여기서 적어도 부분적으로 발포제-함유 알루미늄 합금으로 이루어진 블록들이 사용된다. 이들 블록들은 프레싱되어, 즉 외래 기체들이 압축되어 임의 분말을 더 이상 포함하지 않게 되고; 직사각형 롤링 잉곳(ingot) 단편을 갖는 포맷으로 압축되고, 이는 클램핑되고 이들 좁은 측면에서 서로 후크로 걸려 큰-포맷 복합재 시트를 형성하고 이후 롤링 클래딩으로 균일한 커버층이 제공된다. 클래드 롤링 잉곳 포맷으로부터 제조된 복합재료 시트 또는 스트립이 형성되고 이후 압력 및 온도의 작용으로 발포된다. 선행 기술로부터 알려진 단점은, 균일하게, 즉 결점없이 발포될 수 없는 반제품이며, 대신에 발포 결과 때때로 덴트(dent) 또는 벌지(bulge)를 형성하고, 이로 인하여 정확하게 제조된 구성 부품, 예를 들어 자동차 또는 비행기 구조에서 복합 재료로서 발포된 제품을 사용하기 어렵거나 불가능하게 만든다. 상기 반제품 자체는 이미 제조 결함 및 불균일, 예를 들어 포획된 외래 기체 또는 외래 습기, 또는 금속 및 발포제 분말의 불균일 분포와 같은 분균일성을 갖거나, 및/또는 반제품은 발포 공정에서 너무 이르거나 늦게 발포 기체를 발달시키는 적당하지 않은 발포제를 포함하여, 결함, 즉 과도하게 크고 변화하여 크게 제어불가능한 크기의 구멍을 형성하며, 이는 또한 때때로 개방된-기공이므로 형성된 금속 발포의 구조체에 불안정성을 부여한다. 마지막으로, 반제품을 위한 기존 제조방법은 샌드위치 구조에 적당하지 않고, 즉 발포성 코어 및 그의 상부의 고체 금속성 커버층을 갖는 반제품에 적당하지 않거나, 또는 너무 많은 단계들에 관련되어 있어 너무 복잡하다.
그러므로 본 발명의 목적은 유사하게 개선된 발포성 1차 물질, 또는 반제품으로서 제조하기에 적당한 개선된 방법을 제공하는 것이며, 이는 고체 금속성 커버층들 및 그들 사이에 배치된 발포성 코어 물질로 이루어진다. 반제품은 복합 재료뿐만 아니라 궁극적으로는 그들로부터 제조되고 고체 금속성 커버층 및 이들 사이에 배치된 폐쇄된 기공 금속 발포로 이루어진 구성 소자들의 제조에 적당할 것이다.
상기 목적은 가능한 몇가지 방법 단계에서 사실상 결합없는 발포성 금속 코어를 제공하는 것이며, 이는 사실상 결함없는 발포된 금속 코어의 연속 제조에 적당하다. 그러므로, 본 방법은 가능한 적은 공정 단계로 다룰 수 있다. 이 방법으로 얻어진 커버층 및 코어의 복합 재료는 이후 샌드위치 또는 복합 재료 내로 발포될 수 있다.
놀랍게도, 금속 컨테이너 또는 적어도 2개 금속 벽들을 갖는 컨테이너 또는 용기는 층상의, 샌드위치 유사 구조체, 즉 상기 코어의 적어도 2개 측면에 즉 비발포성 고체 물질로 제조된, 즉 발포성(확장가능한) 코어 및 고체 금속성 커버층들을 갖는 대응하는 반제품의 제조에 특히 적당하다. 이 경우에 상기 컨테이터의 적어도 2개 측면은, 즉 예를 들어 컨테이터의 바닥 및 뚜껑은 고체, 즉 비발포성, 고체 금속 커버층으로 형성된다.
게다가, 반제품에 대한 추가 가공성과 관련하여, 코어 및 커버층 모두에 대해, 특히 이들 금속 또는 이들 금속 합금은 상기 금속 또는 금속 합금에 관하여 적어도 대략 80wt%(중량% 또는 wt%) 알루미늄의 알루미늄 함량을 갖는 것이 적당하다는 것을 놀랍게도 밝혀냈다. 마지막으로, 금속, 특히 발포될 금속과 발포제를 혼합하는데 필요한 구성 성분들을 혼합하여, 발포성 혼합물을 형성하는 것은 품질, 즉 특히 이후 형성될 금속 발포체의 균질성 및 안정성에 영향을 미치는 중요한 인자이며, 발포성 혼합물의 성분들의 혼합이 나아질수록 이로부터 얻어지는 금속 발포체의 품질이 더 나아진다는 것을 놀랍게도 밝혀냈다.
본 발명의 기초를 형성하는 목적은 그러므로 금속 분말 및 발포제 분말의 혼합물을 가능한 균질하게 하여 사용하고 이것을 그러한 컨테이너 또는 용기 내에 충진하는 것으로 얻어진다. 이 목적을 위하여 금속 분말 및 발포제 분말(기체-분리 분말)의 혼합물을 컨테이너 내로 충진하고, 이의 바닥 및 뚜껑은 복합 재료의 추후 커버층 및 탑층을 형성한다.
그러므로 본 발명은 다음을 제공한다:
(A) 적어도 하나의 제1 금속의 함량에 대하여 적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 발포성 혼합물을 포함하는 발포성 코어를 포함하는 반제품을 제조하는 방법으로서, 여기서 비발포성 고체 물질의 형태로 적어도 하나의 제2 금속층으로서 상기 적어도 하나의 제2 금속의 양에 대하여 적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 제2 금속층을 코어의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면 각각에 적용하는 방법으로서 다음 단계들을 포함하는, 반제품의 제조방법:
(I) 컨테이너를 제공하는 단계로서, 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면에 상기 정의된 적어도 하나의 제2 금속의 상기 층을 포함하는 컨테이터를 제공하는 단계;
(II) 상기 적어도 하나의 제1 금속의 분말 입자들을 포함하는 분말을 제공하는 단계,
(III) 상기 적어도 하나의 발포제의 분말 입자들을 포함하는 분말을 제공하는 단계, 및
(IV) 단계(II) 및 (III)에 제공된 분말로 컨테이너를 충진하여 발포성 코어를 형성하는 단계,
여기서 단계(II) 및 (III)에 제공된 분말이 혼합되어 발포 혼합물을 형성하며;
(B) (A)에서 정의된 방법으로 얻어질 수 있는 반제품;
(C) 발포성 혼합물을 포함하는 발포성 코어를 포함하는 반제품으로서, 상기 발포성 혼합물은 여기 정의된 적어도 하나의 제1 금속의 분말 입자를 포함하는 분말, 및 여기 정의된 적어도 하나의 발포제의 분말 입자를 포함하는 분말을 포함하고, 여기 정의된 적어도 하나의 제2 금속층이 상기 코어의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면에 적용되는, 반제품; 및
(D) 금속을 발포하기 위한, 특히 금속 발포체 및 비발포성 고체 물질 형태의 금속을 포함하는 복합 재료를 제조하기 위한, (B) 또는 (C)에서 정의된 반제품의 용도; 및
(E) 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 컨테이너로서, 바닥과 뚜껑을 형성하는 제1 및 제2 표면, 및 측벽을 갖고, 여기서 적어도 하나의 측벽이 발포 혼합물의 방향으로 내측 좌굴(inward buckling)을 갖는 컨테이너.
본 발명은 그러므로 알루미늄 및 이의 합금으로부터 우선적으로 금속성 복합 재료를 제조하기에 적당한 반제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 고체 금속성 커버층 및 이들 사이에 발포된 금속성 코어로 구성되고, 이는 함께 샌드위치 또는 금속 발포성 샌드위치를 형성한다. 상기 복합재료는 커버층 및 이들 사이에 도입된 적어도 하나의 금속 분말의 혼합물로부터 제조된다. 이들 복합재료(반제품)은, 필요하다면 구성 소자를 제조하기 위하여 형상화되고, 발포제 분말 또는 금속 분말의 기체 분리가 코어의 발포 및 샌드위치 유사 구조를 갖는 금속성 복합재료, 즉 금속 발포성 샌드위치 형태로 금속성 복합 재료의 형성을 유도하도록 열적으로 처리된다. 그러나, 형성 단계는 또한 제거될 수 있다. 게다가, 구성소자들은 그러한 금속성 복합재료로부터 제조될 수 있다.
만약 본 발명의 문맥에서 용어 “대략” 또는 “실질적으로”는 값들 또는 값들의 범위와 관련하여 사용되거나, 또는 이들 용어의 사용이 문맥으로부터 나오는 특정 값들이라면(예를 들어 문구 “컨테이너의 팽창은 실질적으로 방지된다” 또는 그 유사한 것들은, 부피의 변화, 즉 일반적으로 0%의 부피의 증가 또는 감소를 의미하는 것으로 이해될 수 있다), 용어 “대략” 또는 “실질적으로”는 통상의 기술자가 주어진 문맥에서 통상 수행되는 것으로 여겨질 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 특히, 표시 가격의 편차, +/- 10%, 바람직하게는 +/- 5%, 보다 바람직하게는 +/- 2%, 특히 바람직하게는 +/- 1%은 용어 “대략” 및 “실질적으로”에 의해 포함될 수 있다.
본 발명의 의미 내에서 반제품은, 발포 후 금속 발포체 및 고체 금속성 커버층을 포함하는 복합 재료를 제조하는 발포성 1차 물질을 포함한다. 상기 금속 발포체는 여기서는 코어 또는 코어 물질, 즉 상기 고체 금속성 커버층 사이의 금속 발포 코어로서 제공된다. 반제품은 그러므로 복합 재료 및 궁극적으로는 이것으로 제조된 구성소자의 제조에 적당하며, 이는 고체 금속성 커버층 및 이들 사이에 배열된 금속 발포성 코어로 이루어지며, 이는 바람직하게는 폐쇄된 기공이다. 반제품은, 예를 들어 평면이나 바람직하게는 그러한 평면 형태로부터 또한 형성될 수 있다. 본 발명의 측면에서 복합재료는 2개 구조적으로 다른 물질, 즉 발포된 금속(금속 발포체) 및 고체, 비발포성 고체 물질 형태의 금속이 서로 결합되고 서로 연동(interlocking) 및/또는 일체로(integrally) 결합하는 방법으로 연결되는 금속성 물질이다. 금속 발포체 및 고체 금속 물질 사이에 (최종적) 물질-야금적 결합은 열 첨가로 발포성 혼합물을 발포하면서 이들을 용융시켜 이들의 서로 인접한 결합 표면에서 완성된다. 그러나, 발포성 혼합물과 고체 물질 사이의 대부분의 야금적 결합은 이미 반제품으로 존재한다: 예를 들어 발포성 혼합물 또는 코어 및 커버층을 형성하여, 산화물없는 표면이 생성될 수 있으며 이는 발포성 혼합물의 분말 입자들과 커버층의 고체 물질이 결합하게, 즉 일종의 용접이 일어나게 한다. 그러한 결합 형성 전에 사전 압축 또는 결합 형성 없이 압축, 예를 들어 평면 반제품의 축상 프레싱으로 그러한 결합이 얻어질 수 있다.
우수한 기계적 하중-수용 용량을 얻기 위하여, 특히 금속 발포체를 포함하는 복합재료의 우수한 강도 및/비틀림 강성(torsional stiffiness)을 얻기 위하여, 상기 금속 발포체는 폐쇄된 기공들을 갖게 형성된다. 상기 폐쇄된 구형 기공은 가능한 온전하게 상기 기공을 둘러싸는 셀 벽을 통해 최적 부하 전달(load transmission)을 할 수 있게 하므로, 금속 발포체의 강도 및 이로 인하여 또한 금속 발포체를 포함하는 복합 재료의 강도에 기여를 하게 한다.
금속 발포체는, 이 안의 개별 기체 부피가 특히 2개의 상호 인접한 기체 부피가 별도 고상(벽)에 의해 서로 분리되거나, 또는 기껏해야 제조 공정에 의해 야기된 작은 개구(크랙, 홀)에 의해 서로 연결된다면, 폐쇄된 기공이고, 이들의 단면은 각 경우 2개 기체 부피를 분리하는 고체 상(벽)의 단면에 비하여 작다.
본 발명에 따라, 상기 반제품은 바람직하게는 실질적으로 폐쇄된 기공 금속 발포체를 포함하는 복합 재료를 제조하는데 적당하다. 실질적으로 폐쇄된 금속 발포체는, 개별 기체 부피가 제조 공정에서 야기된 작은 개구(크랙, 홀)에 의해 서로 연결되어도, 기껏해야 이들의 단면은 부피를 분리하는 고체 상의 단면보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비발포 반제품의 장점은 보다 긴 수명이며, 이것으로 목적 제품, 여기서는 금속 발포체 또는 그러한 금속 발포체를 포함하는 복합 재료를 필요하다면 빠르고 용이하게 제조할 수 있게 한다는 것이다. 이 목적을 위하여, 반제품 자체는 발포성 코어를 갖고, 이는 다시 발포 후 이용가능한 금속 발포성 코어를 위한 전구체 또는 1차적 물질을 형성한다. 이 목적을 위하여, 상기 발포성 코어는 적어도 하나의 제1 금속, 적어도 하나의 발포제 및 선택적으로 적어도 하나의 보조 물질을 포함하는 발포성 혼합물을 포함하거나 함유하고나, 또는 이들 구성 소자들ㅁ만으로 배타적으로 이루어진다. 바람직하게는 발포성 혼합물은 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제로 배타적으로 이루어진다.
상기 발포성 코어는 분말 야금으로 제조되며, 즉 적어도 제조 공정의 시작에서 분말 입자들을 포함하는 분말의 형태로 발포성 혼합물을 포함한다. 마무리된 반제품은 또한 분말 형태로 발포성 혼합물을 포함할 수 있으나, 발포성 혼합물은 바람직하게는 압축된, 특히 사전 압축된 형태로 마감된 반제품으로 존재한다. 분말의 (사전)압축은 이의 고체화를 유도하고 분말 입자들을 서로 야금적으로 결합하게 하며, 즉 분말(분말 입자들)의 개별 알갱이 또는 입자들은, 헐거운 분말을 형성하는 대신에 혼합물 내에서 (제1) 금속간 상들(intermetallic phase)의 확산 및 형성으로 서로 부분적으로 또는 완전하게 결합된다. 이 (제1) 야금적 결합은 보다 안정하고 보다 콤팩트한 발포성 코어의 장점을 가지며, 이는 형성 동안 발포체에 거의 결함을 형성하지 않는다. 제1 야금 결합은 또한 안정한 롤링 잉곳을 제조하고, 즉 반제품의 성형성, 특히 롤링, 벤딩, 딥 드로잉 및/또는 유압성형(hydroforming)에 의한 성형성은 개선된다. 게다가, 제1 야금 결합은 부분적으로 상기 커버층에 분말 입자들을 결합시킨다.
상기 분말은 대략 2㎛ 내지 대략 250㎛, 바람직하게는 대략 10㎛ 내지 대략 150㎛의 알갱이 크기를 가질 수 있는 분말 입자들로 이루어진다. 이들 알갱이 크기는 특히 균일한 혼합물, 즉 특히 균일한 발포성 혼합물이 형성되는 장점을 가지며, 이렇지 않으면 발포 동안 이후 발생하게 될 결함들이 피해진다.
발포성(팽창가능한) 혼합물은 적어도 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 기포체를 포함한다. 바람직하게는 상기 발포성 혼합물은 적어도 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 정확하게 하나의 제1 금속 및 정확하게 하나의 발포제를 포함한다. 상기 발포성 혼합물은 보조 물질을 더 포함할 수 있다. 그러나 바람직하게는 상기 발포성 혼합물은 유리하게는 임의 보조 물질을 포함하지 않으며, 이는 하나 이상의 보조 물질에 의해 발포성 혼합물 및 발포성 코어의 구조가 방해되어, 그로부터 연속적으로 얻어진 발포된(팽창된) 코어가 발포 구조체에서 비균일성과 같은 결함, 과도하게 큰 기포 또는 방울 및/또는 폐쇄된 기공 대신에 개방된 기공을 갖게 되기 때문이다. 특히 바람직하게는, 상기 발포성 혼합물은 적어도 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 단지 정확하게 하나의 제1 금속, 정확하게 하나의 발포제, 선택적으로 하나 이상의 발포제 유도체를 포함하고 추가 물질이나 보조제가 없다. 하나 이상의 발포제 유도체는 만약 발포제가 금속 수소화물의 군으로부터 선택된다면 특히 적당하고; 상기 발포제가 추가적으로 유도체로서 각 경우에 사용된 금속 수소화물의 금속의 적어도 하나의 산화물 및/또는 옥시수소화물을 포함하는 경우에 특히 적당하다. 그러한 산화물 및/또는 옥시수소화물은 발포제의 사전 처리 동안 형성되고 발포 동안 이의 내구성뿐만 아니라 이의 반응, 즉 발포 기체의 방출 시간을 개선하여, 사용된 발포제가 발포 기체를 너무 일찍 또는 너무 늦게 방출하지 않게 하여, 이 경우에 발포 기체의 조기 또는 늦은 방출로 인하여 너무 큰 크기의 구멍 및 이로 인하여 금속 발포체에서의 결함을 수 있는 경우를 개선할 수 있다.
용어 “제1 금속” 및 “제2 금속”은 여기서 순수한 금속, 즉 알루미늄 및 금속 합금, 즉 알루미늄의 합금 모두를 의미하는 것으로 이해되며 제1 금속 및 제2 금속은 동일하지 않으며, 즉 적어도 하나의 합금 구성 성분, 적어도 하나의 합금 구성 성분 및/또는 이들의 본성(분말 대 고체)의 질량분율 또는 중량 분율이 다른 적어도 다른 2개 금속이므로, 적어도 하나의 제2 금속의 고상(solidus) 온도는 적어도 하나의 제1 금속의 액상(liquidus) 온도보다 높다. 그러나, 특히 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는 발포성 혼합물의 액상 온도보다 높다.
분말로서, 특히 사전 프레싱된 분말로서 적어도 하나의 제1 금속과 비교된 고체, 비발포성 물질로서 적어도 하나의 제2 금속의 성질로 인하여, 이것은 통상 적어도 하나의 제1 금속과 다른 용융 행동을 하며, 즉 동일한 온도에서 고체 물질과 동일한 금속 또는 금속 합금은 보다 높은 용융 엔탈피로 인하여 분말 형태보다 늦게 용융하기 시작한다. 그러나, 고체 물질은 또한 사전 압축된 분말로서 존재할 때, 특히 후자가 발포제와 혼합할 때 보다 약간 더 높은 온도에서 용융하기 시작할 수 있으며, 이는 금속 분말 및 발포제의 혼합물, 즉 전체로서 발포성 혼합물의 용융점을 낮추기 때문이다.
적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도보다 높고, 특히 발포성 혼합물의 액상 온도보다 높은 복합재료가 유리하다. 적어도 하나의 제2 금속이 적어도 하나의 제1 금속에 비하여 매우 늦게 용융하기 시작ㅎ한다면, 고체, 비발포성 형태의 적어도 하나의 제2 금속으로부터 제조된, 적어도 하나의 층(커버층, 탑층), 바람직하게는 정확하게 2개 층 또는 금속성 커버층은, 발포성 혼합물이 발포될 때 용융하지 않거나 또는 용융을 시작하지 않는 것이 유리하다. 그렇지 않다면, 적어도 하나의 층이 발포 공정 동안 용융할 때, 이는 의도치 않게, 특히 발포제로부터 방출된 기체의 압력하에서 변형되는 것을 발견하였다. 만약 적어도 하나의 제2 금속이 적어도 하나의 제1 금속의 발포 동안 용융하기 시작한다면, 이는 경계층 밖에서 적어도 하나의 제1 금속과 혼합하고 발포체를 파괴하거나, 또는 전혀 형성하지 않거나 또는 그 자체로 발포되어, 발포 공정을 완전히 제어할 수 없게 된다.
이 목적에 필요한 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도 및 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도 사이의 차이는, 한편으로는 금속 또는 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 제2 금속에 대해 선택된 금속 합금의 (화학적) 성질 및 다른 한편으로는 이들의 용융 행동에 따라 달라진다. 유리하게, 적어도 하나의 제2 금속은 발포성 혼합물의 액상 온도보다 적어도 대략 5℃ 높은 고상 온도를 갖는다. 본 발명에 따라, 적어도 하나의 제2 금속의 보다 높은 고상 온도 및/또는 충분히 늦은 출발은 다음 조건들에 의해 현실화될 수 있다:
- 적어도 하나의 제2 금속(적어도 하나의 제1 금속의 분말 형상에 비교된 고체 물질로서)의 형상 또는 성질, 즉 보다 높은 고상 온도 및/또는 보다 높은 용융 엔탈피를 야기하는 형상 또는 성질(분말 형상의 금속은 조기에 용융하고 고체 물질 형상의 고체 물질보다 낮은 고체 온도를 갖기 때문); 및/또는
- 적어도 하나의 제2 금속이 적어도 하나의 제1 금속보다 적은 합금 구성 성분을 갖거나 및/또는 적어도 하나의 제1 금속(과 비교된)보다 합금 내 보다 낮은 질량 분율을 갖는 적어도 하나의 동일한 합금 구성성분을 갖는 경우(즉 적어도 하나의 제1 및 적어도 하나의 제2 금속에서 동일한 합금 구성 성분의 질량 분율은 적어도 하나의 제1 금속에서보다 적어도 하나의 제2 금속에서 더 낮거나 작다).
적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 동일한 금속 알루미늄이 코어 및 적어도 하나의 층(탑층, 탑층) 모두에 대한 주요 성분으로 사용되므로, 다른 용융, 고상 및/또는 액상 온도가 분말 및 고체 물질에 다른 합금 추가로 조절될 수 있다.
바람직하게는 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도보다 적어도 대략 5℃ 높다. 금속 또는 금속 합금에 따라, 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도보다 보다 바람직하게는 적어도 대략 6℃, 보다 바람직하게는 적어도 대략 7℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 8℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 9℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 10℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 11℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 12℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 13℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 14℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 15℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 16℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 17℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 18℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 19℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 대략 20℃ 높다. 임의 경우에, 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도 및 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도 사이의 차이로 인하여, 추후 반제품과 함께 수행될 수 있는 발포 공정에서, 적어도 하나의 제2 금속으로 이루어지는, 코어에 적용된 커버층은, 좋지 못한 벌지, 덴트, 크랙, 홀 및 유사한 결함이 발포 기체 형성 및/또는 팽창으로 인하여 커버층에 생성되거나 및/또는 상기 커버층이 부분적으로 또는 완전하게 상기 (발포된)코어와 함께 용융하지 않거나 및/또는 서로 혼합할 정도로 부드러워지지 않거나 용융되기 시작하지 않거나 또는 용융하지 말아야 한다는 것이 확보되어야만 한다. 전형적으로, 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는, 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도보다 적어도 대략 5℃, 바람직하게는 대략 10℃,* 특히 바람직하게는 대략 15℃ 높아야만 하고; 특별한 경우에 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도보다 적어도 대략 20℃ 높다. 특히, 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도보다 대략 15℃ 높은 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는, 일반적으로 한편으로는 금속 발포 구조체의 강도 및 커버층 사이의 우수한 타협, 다른 한편으로는 복합 재료 구조체의 품질, 즉 금속 발포 및 커버층 사이의 분명한 상 경계 및 금속 발포 및 커버층의 무융착을 제공한다. 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도는 상기 언급된 온도에 의해 발포성 혼합물의 액상 온도보다 매우 높은 것이 특히 바람직하다. 적어도 하나의 제1 금속의 전형적인 용융 범위는 예를 들어 565℃ 내지 대략 590℃이고, 적어도 하나의 제2 금속의 전형적인 용융 온도는 대략 605℃ 내지 대략 660℃이다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 제1 및 제2 금속은 동일하지 않다. 이 목적을 위하여, 상기 적어도 하나의 제2 금속은 상기 적어도 하나의 제1 금속보다 더 적은 합금 구성 성분을 가지며; 적어도 하나의 제2 금속은 상기 적어도 하나의 제1 금속에 대하여 대안적으로 또는 추가적으로, 합금 중 보다 낮은 진량분율을 갖는 적어도 하나의 동일한 합금 구성 성분을 가지며; 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도에 비하여, 여기 지적된 적어도 하나의 제2 금속의 보다 높은 고상 온도가 이로 인하여 얻어질 수 있다. 여기 나타낸 적어도 하나의 제1 금속의 액상 온도에 대한 적어도 하나의 제2 금속의 보다 높은 고상 온도는, 적어도 하나의 발포된 제1 금속 및 고상 형태, 즉 비발포성 고체 물질의 형태의 적어도 하나의 제2 금속의 복합 재료가 제조될 수 있다는 장점을 가지며, 이는 적어도 하나의 제2 금속이 적어도 하나의 제1 금속 또는 발포성 혼합물의 발포 동안 용융을 시작하지 않기 때문이다.
그러나, 이 목적은 특히 (사전)압축된 분말로서 적어도 하나의 제1 금속에 비하여 (고체, 비발포성) 고체 물질로서 적어도 하나의 제2 금속의 성질에 의해 또한 얻어질 수 있다. 동일한 금속 또는 금속 합금은 분말로서 특히 (사전)압축된 분말로서 존재할 때, 특히 발포제와 혼합할 때 단지 보다 약간 더 높은 온도에서 고체 물질로서 용융하기 시작하며, 이는 금속 분말 및 발포제의 혼합물, 즉 전체로서 발포성 혼합물의 용융점을 낮추기 때문이다. 만약 적어도 하나의 제2 금속이, 적어도 하나의 제1 금속이 발포할 때 용융하기 시작한다면, 이는 적어도 하나의 제1 금속과 혼합할 것이고 기포를 파괴거나 또는 발포를 불가능하게 하거나 또는 그자체로 발포되어, 발포 공정이 완전히 제어불가능하게 될 것이다.
바람직하게는, 본 발명에 따라, 반제품은 정확하게 하나의 제2 금속을 포함하고, 즉 바람직하게는 적어도 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 비발포성 고체 물질의 형태로 정확하게 하나의 제2 금속의 층은 상기 코어의 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 표면에 적용된다. 본 문맥에서 고체 물질은 발포되지 않는 고체 금속이고 또한 분말 형태로 존재하지 않는 것으로 이해된다. 여기 금속은 또한 금속 합금일 수 있다. 본 발명의 측면에서 고체 물질은 발포가능(팽창가능)하지 않으며 이는 본 발명에 따른 발포성 혼합물과 대조적인 것이다.
적어도 하나의 제1 금속은 다음으로 이루어진 군으로부터 특히 선택된다:
- 알루미늄,
- 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금 (7000 시리즈)로 이루어진 군으로부터 선택된 높은 강도의 알루미늄 합금으로서, AlZn4.5Mg (합금 7020)이 바람직한, 알루미늄 합금, 및
- 대략 500℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖는 보다 높은 강도의 알루미늄 합금, 바람직하게는 대략 500℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖는 보다 높은 강도의 알루미늄 합금으로서, 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 보다 바람직하게는 AlSi6Cu7.5, AlMg6Si6 및 AlMg4(±1)Si8(±1), 보다 더 바람직하게는 AlMg6Si6 및 AlMg4(±1)Si8(±1), 특히 바람직하게는 AlMg4(±1)Si8(±1)을 포함하는, 높은 강도의 알루미늄 합금.
상기 적어도 하나의 제1 금속은 바람직하게는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
- 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)로 이루어진 군으로부터 선택된 보다 높은 강도의 알루미늄 합금으로서, 알루미늄-아연 합금 (7000 시리즈) 중 AlZn4,5Mg (합금 7020)이 바람직한, 높은 강도의 알루미늄 합금, 및
- 대략 500℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖는 보다 높은 강도의 알루미늄 합금, 바람직하게는 대략 500℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖는 보다 높은 강도의 알루미늄 합금으로서, 알루미늄, 마그네슘 및 실리콘, 보다 바람직하게는 AlSi6Cu7.5, AlMg6Si6 및 AlMg4(±1)Si8(±1), 보다 더 바람직하게는 AlMg6Si6 및 AlMg4(±1)Si8(±1), 특히 바람직하게는 AlMg4(±1)Si8(±1)을 포함하는 알루미늄 합금.
상기 적어도 하나의 제1 금속은 알루미늄 또는 순수한 알루미늄 (적어도 99 wt. % 알루미늄)일 수 있으며, 알루미늄이 바람직하고, 알루미늄의 함량은 상기 적어도 하나의 제1 금속에 대하여 대략 80 wt. % 내지 대략 90 wt. %, 특히 바람직하게는 대략 83 wt.%이다. 게다가, 상기 적어도 하나의 제1 금속은 보다 높은 강도의 알루미늄 합금일 수 있다. 보다 높은 강도의 알루미늄 합금은 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈) 중에서, AlZn4.5Mg (합금 7020)이 바람직하다. 상기 적어도 하나의 제1 금속은 특히 AlZn4.5Mg (합금 7020)일 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 금속은 대략 500℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖는 보다 높은 강도의 알루미늄 합금일 수 있으며; 바람직한 보다 높은 강도의 알루미늄 합금은 AlSi6Cu7.5, AlMg6Si6 및 AlMg4(±1)Si8(±1)이다. 상기 적어도 하나의 제1 금속은 또한 대략 500°C 내지 대략 580°C의 용융점을 갖고, 알루미늄, 마그네슘, 및 실리콘을 포함하거나 또는 이들 화학적 원소들만으로 구성된 보다 높은 강도의 알루미늄 합금일 수 있다. 대략 500℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖고, 알루미늄, 마그네슘 및 실리콘을 포함하는 바람직한 보다 높은 강도의 알루미늄 합금은 AlMg6Si6 및 AlMg4(±1)Si8(±1)이고, 이중 AlMg4(±1)Si8(±1)이 특히 바람직하다.
여기 사용된 합금 화학식에서 지수(±1)는 질량 퍼센트가 표시된 것보다 불확실하게 화학 원소가 많거나 적게 존재한다는 것을 의미한다. 그러나, 일반적으로 그러한 지수가 제공되는 화학식에서 2 원자들 사이에 관련성이 있으며, 즉 만약 예를 들어 (±1)을 갖는 화학식에서 제1 원소가 추가적으로 질량 퍼센트를 가지면, (±1)을 갖는 화학식에서 제2 원소는 질량 퍼센트 손실이 있다. 화학식 AlMg4(±1)Si8(±1)은 다른 것들 중에서 화학식 AlMg5Si7 및 AlMg3Si9을 또한 포함한다.
상기 적어도 하나의 제2 금속은 다음으로 이루어진 군으로부터 특히 선택된다:
- 알루미늄 및
- 알루미늄-마그네슘 합금(5000 시리즈), 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)으로 이루어진 군으로부터 선택된 보다 높은 강도의 알루미늄 합금.
상기 적어도 하나의 제2 금속은 알루미늄 또는 순수한 알루미늄 (적어도 99 wt.% 알루미늄)이고, 알루미늄이 바람직하며, 여기서 알루미늄의 함량은, 적어도 하나의 제2 금속에 대하여 대략 85 wt.% 내지 대략 99 wt.%, 보다 바람직하게는 대략 98 wt.%이다. 게다가, 상기 적어도 하나의 제2 금속은 보다 높은 강도의 알루미늄 합금일 수 있다. 보다 높은 강도의 알루미늄 합금은 알루미늄-마그네슘 합금(5000 시리즈), 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제2 금속은 특히 알루미늄-마그네슘 합금 (5000 시리즈)일 수 있다. 상기 적어도 하나의 제2 금속은 특히 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈)이고, 바람직하게는 Al 6082 (AlSi1MgMn)이다. 마지막으로, 상기 적어도 하나의 제2 금속은 특히 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)일 수 있다.
4개 디지털 번호 뒤따르는 정의 "시리즈" 및 "합금"은 여기 지정된 알루미늄 합금 또는 특정 알루미늄 합금의 특정 류 또는 시리즈를 지정하기 위하여 당해 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 공통적으로 사용되는 용어들이다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 발포제는 특정 온도, 발포제의 아웃개싱 온도로부터 아웃개싱 또는 기체 분리에 의해 적어도 하나의 제1 금속을 발포하기 위하여 작용하는 발포 기체를 방출한다. 만약 금속 수소화물이 발포제로 사용된다면, 수소는 발포 기체로서 방출된다.
발포제의 선택과 관련하여, 적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도는, 코어를 형성할 때 추후 결함없는 폐쇄- 기공 발포체 및 최적의 결과를 얻기 위하여, 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도 이하인 것이 유리하다는 것을 놀랍게도 발견하였다.그러나 발포제의 아웃개싱 온도는 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도 이하, 바람직하게는 대략 90℃ 이하, 바람직하게는 대략 50°C이하여야만 한다. 임의 경우에, 적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도는 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도보다 낮고, 이는 제2 금속이 발포 동안 고상 범위 내로 들어가지 말아야 하며, 즉 이미 여기서 설명된 것처럼 용융을 시작하지 말아야만 하기 때문이다.
놀랍게도, 금속 수소화물, 특히 여기 언급된 금속 수소화물은 적어도 대략 80중량%(wt%) 알루미늄, 특히 여기 언급된 적어도 하나의 제1 금속의 금속 합금을 포함하는 금속 발포를 위하여 발포제로서 특히 적당하며, 이는 본 방법에서 발포된 금속에는 결함이 발생하지 않기 때문이다. 그러므로, 발포제로서 하나 이상의 금속 수소화물을 가지고 대응하는 반제품은 적어도 하나의 제1 금속을 발포하고 금속 발포체를 포함하는 대응하는 복합 재료를 제조하는데 특히 적당한 것으로 입증되었다. 본 발명에 따른 발포제는 바람직하게는 적어도 하나의 금속 수소화물, 바람직하게는 TiH2, ZrH2, HfH2, MgH2, CaH2, SrH2, LiBH4 및 LiAlH4로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속수소화물을 포함한다. 상기 적어도 하나의 금속 수소화물은 더 바람직하게는 TiH2, ZrH2, HfH2, LiBH4 및 LiAlH4로 이루어진 군으로부터 선택되고, 보다 더 바람직하게는 TiH2, LiBH4 및 LiAlH4로 이루어진 군으로부터 선택되고, 특히 바람직하게는 TiH2이다. 특정 분야에서 2개 발포제의 조합이 특히 적당하며, 여기서 다음 2개 군으로부터 각각 선택된다:
(a) TiH2, ZrH2 및 HfH2; 및
(b) MgH2, CaH2, SrH2, LiBH4 및 LiAlH4
하나의 발포제가 각 경우에 선택되고; 바람직하게는 TiH2와, MgH2, CaH2, SrH2, LiBH4 및 LiAlH4으로 이루어진 군으로부터 선택된 발포제와의 조합; 특히 바람직한 것은, TiH2 과 LiBH4 또는 LiAlH4의 조합이다. 바람직하게는, 본 발명에 따라, 정확하게 하나이 발포제가 사용되며, 특히 바람직하게는 정확하게 하나의 금속 수소화물이 발포제로 사용되며, 더 바람직하게는 TiH2, ZrH2, HfH2, LiBH4 또는 LiAlH4, 보다 더 바람직하게는 TiH2, LiBH4 또는 L1AlH4, 특히 바람직하게는 TiH2가 사용된다.
본 발명에 따라, 상기 발포제는 추가적으로 하나 이상의 사용된 발포제의 금속 또는 금속들의 적어도 하나의 산화물 및/또는 옥시수소화물을 포함할 수 있으며, 이는 발포제의 사전 처리 동안 형성되며 내구성뿐만 아니라 발포 동안 이의 반응들, 즉 발포 기체의 방출 시간을 개선한다. 발포 기체의 방출 시간에 대한 발포 동안 반응의 개선은, 주로 발포 기체 또는 아웃개싱의 방출이 느린 방향으로 이동되어, 조기성숙한 아웃개싱을 피하므로, (폐쇄된) 기공 대신에 방울 및 홀과 같은 결함의 형성을 피하며; 제1 및 가능하다면 제2 금속성 결합 후에, 한편으로는 상기 산화물 및/또는 옥시수소화물에 의해, 다른 한편으로는 적어도 하나의 발포제가, 특히 하나 이상의 금속 수소화물이 사용될 때, 반제품의 매트릭스 내, 특히 발포성 코어의 매트릭스 내에서 고압 하에 있다는 사실에 의해 달성된다. 발포제를 사전처리하는 적당한 방법은 대략 5시간 동안 500℃의 온도의 오븐 내에서 열처리ㅎ하는 것이다. 상기 산화물은 화학식 TivOw의 산화물이며, 여기서 v는 대략 1 내지 대략 2이고, w는 대략 1 내지 대략 2이다. 상기 옥시수소화물은 특히 화학식 TiHxOy의 옥시수소화물이고, 여기서 x는 대략 1.82 내지 대략 1.99이고, y는 대략 0.1 내지 대략 0.3이다. 발포제의 산화물 및/또는 옥시수소화물은 발포제의 분말 알갱이에 층을 형성할 수 있고; 이 층의 두께는 대략 10 nm 내지 대략 100 nm이다.
발포제의 함량 또는 적어도 2개 다른 발포제를 사용할 때 모든 발포제의 총 함량은 대략 0.1 중량%(wt.%) 내지 대략 1.9wt.%, 바람직하게는 대략 0.3 wt.% 내지 대략 1.9wt.%이고, 각 경우는 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 발포성 혼합물의 총 함량을 기초로 한 것이다. 산화물 및/또는 옥시수소화물의 함량은 적어도 하나의 발포제의 총 함량에 대하여 대략 0.01wt.% 내지 대략 30wt.%이다.
적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도는 대략 100℃ 내지 대략 540℃, 바람직하게는 대략 400℃ 내지 대략 540℃, 특히 바람직하게는 대략 460℃ 내지 대략 540℃의 범위이다. 본 발명에 따라 제공된, 특히 발포제로서 금속 수소화물에 대해서, 상기 아웃개싱 온도는 각각의 경우에 다음과 같다(둥근 괄호 안에 주어진 아웃개싱 온도): TiH2 (대략 480℃), ZrH2(대략 640℃ 내지 750℃), HfH2 (대략 500℃ 내지 대략 750℃), MgH2 (대략 415℃), CaH2(대략 475℃), SrH2(대략 510℃), LiBH4(대략 100℃) 및 LiAlH4(대략 250℃).
상기 "코어"는 중간층 또는 코어층이고, 보통 2개의 다른 층들 사이에 위치하며, 여기서는 커버층들 사이에 위치한다. 상기 코어층 및 2개의 커버층은 함께 샌드위치 구조를 형성하거나, 또는 생략하여 샌드위치를 형성한다. 반제품의 발포성 코어는 적어도 하나의 제1 금속, 적어도 하나의 발포제 및 선택적으로 적어도 하나의 보조제를 포함한다. 상기 복합 재료의 (추후) 발포된 코어는 대부분 금속 발포체 형태의 적어도 하나의 제1금속뿐만 아니라, 발포 공정 동안 발포 기체의 아웃개싱 또는 배출 후 형성된 적어도 하나의 발포제의 적어도 하나의 분해 제품, 및 선택적으로 적어도 하나의 보조제 또는 발포 방법의 결과로서 이의 분해 제품을 포함한다.
"코어의 표면"은 발포성 또는 팽창된 코어의 외표면, 즉 발포성 혼합물에 의해 형성된 표면 또는 이후 상기 발포된 코어 상의 표면으로 이해된다. 이는 특히 커버층이 위치되는 표면 및 층, 바람직하게는 금속층, 특히 바람직하게는 적어도 하나의 제2 금속층으로 또한 덮혀진 측면 또는 벽들을 포함한다.
상기 2개 다른 층 또는 탑층은 적어도 하나의 제2 금속, 바람직하게는 정확하게 하나의 제2 금속을 포함한다. 상기 탑층, 특히 바람직하게는 단지 또는 정확하게 제2 금속 및 다른 금속은 없는 것으로 이루어진다. 상기 제2 금속 또는 상기 커버층의 제2 금속은, 발포성 코어 또는 발포성 코어층이 발포된 이후에도 발포되지 않는 고체, 비발포성 물질의 형태로 존재하므로 코어와 대조적으로 기공성 구조체라고 추정하지 않는다.
반제품 및 그로 인하여 궁극적으로 상기 반제품으로부터 제조될 수 있는 복합 재료를 제조하는 방법을 단순화하기 위하여, 코어를 규정하고 커버층을 갖는 제1 및 제2 표면은 컨테이너, 즉 삽입된 컨테이너에 의해 형성되고, 이는 이 목적을 위하여 바람직하게는 평면-평행한 2개 표면을 갖고, 상기 표면들 사이에 코어층을 형성하는 발포성 표면을 수용하는 중간 공간을 갖는다.
게다가, 상기 컨테이너는, 발포성 혼합물이 흘러 나가지 않도록 다른 측면들에 중간 공간을 구분하는 측벽들 형태로 외부 표면 또는 측면 표면들을 더 갖는다. 이들 측면 표면들은 제조를 단순화하기 위하여 커버층과 동일한 물질의 층으로부터 유리하게 형성될 수 있다. 상기 컨테이너는 채워지지 않은 상태로 적어도 하나의 개구, 바람직하게는 2개의 측벽들 중 적어도 하나에 적어도 하나의 개구를 갖는다.
바람직하게는, 적어도 2개 개구가, 바람직하게는 측벽들에 제공된다. 이들은 컨테이너를 열거나 또는 닫도록 폐쇄될 수 있는 파이프에 연결될 수 있다. 상기 측벽들은 바람직하게는 본 발명의 컨테이너의 내부 방향으로, 즉 발포성 혼합물 쪽으로, 커버층의 세로 엣지에 대하여 대략 중심적이고 평행하게(즉, 최소 영역으로 아치형 좌굴의 경우에) 좌굴을 가지며, 이 좌굴은 또한 아치형일 수 있다. 상기 좌굴은, 사전-압축의 경우에 특히 롤링에 의해 이하 설명된 것처럼 제2 금속 야금 결합을 가능하게 하므로, 컨테이너는 열리지 않는다. 상기 좌굴, 즉 측벽의 2개 부분적 표면들 사이의 내각은, 만약 아치형이 아닌 경우, 바람직하게는 대략 110° 및 대략 178° 사이 범위, 바람직하게는 대략 160° 및 대략 176° 사이 범위의 각을 갖는다. 측벽들의 내측을 향하는 아치형 구조의 경우에, 이 아치는 대략 200 mm 내지 대략 600 mm의 반경을 갖는다. 측벽들은 바람직하게는 다층이고, 바람직하게는 적어도 3-층구조이다. 이것은 또한 사전-압축, 특히 이하 설명된 단계(VII)에 따른 사전 압축을 용이하게 한다. 본 발명은 또한 2개의 커버층 및 상술된 좌굴을 갖는 것으로 형성된 적어도 2개의 상대측면들을 갖는 컨테이너에 관한 것이다. 바람직하게는 모든 측벽들은 상술된 좌굴을 갖는다.
측면 표면은 적어도 하나의 개구, 바람직하게는 2개의 개구를 포함하여 적어도 하나의 제1 금속에, 적어도 하나의 제2 발포제, 경우에 따라서 적어도 하나의 보조 물질 및/또는 발포성 혼합물을 충진한다. 적어도 하나의 개구는 반제품의 추가 제조 공정을 위하여 단계(IV)에서 컨테이너를 충진한 후 폐쇄되므로, 충진된 발포성 혼합물이 도망갈 수 없다. 컨테이너의 개구 폐쇄는 프러그를 삽입, 폐쇄가능한 플랜지의 부착, 용접, 금속 파이프 부착 및 연속해서 상기 파이프를 튜브의 하나 이상의 포인트에서 서로 완전하게 프레싱하여, 특히 하나, 둘 또는 그 이상의 노치 또는 프레싱 이음매(press seam)의 형태로 완전하게 프레싱으로서 여기서 2 이상의 노치 또는 프레싱 이음매의 경우에 이들은 서로 이격되도록 디자인 되어 있는 프레싱, 전체 충진된 컨테이너의 프레싱 또는 롤링 및 유사한 방법뿐만 아니라 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 방법으로 수행될 수 있다.
상기 컨테이너의 적어도 제1 및 제2 표면은 각각 적어도 하나의 제2 금속의 커버층 또는 탑층(발포성 코어 및 추후 발포된 코어를 위함)으로서 층 또는 벽으로 형성된다. 그러나, 제조를 단순화하기 위하여, 컨테이너의 남은 측면 표면들은 또한 동일한 적어도 하나의 제2 금속의 벽들로 유리하게 형성될 수 있다. 그러므로, 컨테이너의 모든 외부 표면들은 바람직하게는 적어도 하나의 제2 금속으로 제조된 벽들로 제조된다. 특히 바람직하게는, 전체 컨테이너는 적어도 하나의 제2 금속으로 제조되고, 용접된 이음매는 하나의 제2 금속 또는 상기 제2 금속과 유사한 금속으로 이루어질 수 있다. 컨테이너의 표면 및/또는 측벽은 제1 및 제2 표면들이 서로 평면-평행하거나 또는 서로 실질적으로 평면 평행한 한 서로에 대해 임의 각도로 배열될 수 있다. 이 목적을 위하여, 상기 컨테이너는 박스, 실린더, 특히 실린더, 프리즘 또는 다각형 몸체의 직경보다 짧은 높이를 갖는 편평한 실린더의 형상을 가질 수 있다.
박스의 경우에, 컨테이너의 제1 및 제2 표면은 상자의 상부측면 및 바닥측면에 직사각형 또는 정사각경 경계 표면에 의해 형성된다. 실린더의 경우에, 컨테이너의 제1 및 제2 표면은 실린더의 2개 말단에 원형 또는 타원형 경계로 형성된다.프리즘의 경우에, 컨테이너의 제1 및 제2 표면은 실린더의 2개 말단에 삼각형 경계 표면으로 형성된다. 다각형 몸체의 경우에, 컨테이너의 제1 및 제2 표면은 다각형 몸체의 2개 말단에 다각형 경계 표면에 의해 형성된다. 상기 제1 및 제2 표면에 적용된 커버층은 각각 제1 및 제2 표면의 형상(윤곽), 즉 직사각형, 정사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 다각형을 가지나; 실질적으로 사각형 또는 직사각형 형상이 바람직하다. 컨테이너는 바람직하게는 박스 형상, 특히 바람직하게는 편평한 박스의 형상을 가지며, 여기서 높이, 즉 제1 및 제2 표면들 사이의 거리는 폭 및 깊이, 즉 박스의 측면 표면들 사이의 거리 보다 짧으며, 상기 편평한 박스는 가능한 특히 플레이트 형상을 갖는다.
바람직하게, 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제1 표면은 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제2 표면의 반대측에 배열된다. 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제1 표면은 바람직하게는 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제2 표면에 실질적으로 평면-평행하게 놓인다. 발포성 코어는 컨테이너의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면들 사이의 층으로서 바람직하게 형성된다.
상기 컨테이너의 제1 및 제2 표면 및 이로 인한 커버층을 형성하는 컨테이너의 벽들은 정상적으로 대략 20 mm 내지 대략 200 mm, 바람직하게는 대략 50 mm 내지 100 mm의 두께 또는 뚱뚱함을 갖는다. 상기 컨테이너의 남은 측면 또는 측벽을 형성하는 컨테이너의 벽은 일반적으로 대략 5 mm 내지 바람직하게는 50 mm, 바람직하게는 대략 10 mm 내지 대략 30 mm의 두께 또는 뚱뚱함을 갖는다.
상기 적어도 하나의 제1 금속은 분말의 형태로 제공된다. 상기 분말은 자연적으로 분말 입자, 즉 코어의 구조가 결함없이 가능한 균질하여, 어떠한 결함도 발포 동안 또는 그 후에 발생되지 않아서 원하는 폐쇄된 기공 금속 발포체를 얻을 수 있도록 미세하게 분쇄된 금속 입자를 포함한다. 적어도 하나의 제1 금속의 분말 입자는 그러므로 낟알 또는 알갱이 크기, 즉 대략 2 μm 내지 대략 250 μm, 바람직하게는 대략 2 μm 내지 대략 200 μm, 보다 바람직하게는 대략 10 μm 내지 대략 150　μm의 입자 직경을 갖는 것이 유리하다.
적어도 하나의 발포제는 분말 형태로 또한 제공된다. 상기 분말은 자연적으로 분말 입자, 즉 발포제의 분말 입자로서, 미세하게 분쇄되어 코어의 구조가 결함없이 가능한 균질하게 되어 적어도 하나의 제1 금속의 분말 입자와 가능한 완전하게 혼합되어 제1 금속이 이후 발포 동안 또는 그 후 가능한 완전하게 발포될 수 있어 원하는 폐쇄된-기공 금속 발포체를 얻을 수 있다. 그러므로 적어도 하나의 발포제의 분말 입자들은 대략 5 μm 내지 대략 20 μm의 입도 또는 알갱이 크기를 갖는 것이 유리하다.
결함없이 가능한 균질한 코어의 상기 언급된 구조를 얻기 위하여, 적어도 하나의 제1 금속의 분말은 적어도 하나의 발포제 분말과 혼합되어 발포성 혼합물을 형성하는 것이 유리하다. 바람직하게는, 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제의 혼합 또는 블렌딩은 컨테이너 충진 전에 수행, 즉 단계(IV) 전에 수행되거나 또는 컨테이너 충진 동안, 즉 단계(IV) 동안에 수행되고, 각 경우에 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제가 충진된다. 전자의 경우에, 발포성 혼합물은 컨테이너 충진 전에 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제 각각의 분말을 혼합하여 제조되고, 후자의 경우에 발포성 혼합물은 충진 공정 동안에, 적어도 하나의 제1 금속 및 적어도 하나의 발포제의 분말들을 함께 정확한 혼합미로 컨테이너 내로 첨가하는 것으로 형성된다. 컨테이너의 충진 동안, 즉 단계(IV) 동안 혼합은, 혼합을 위한 별도 방법 단계를 줄이므로 방법이 전체로서 보다 적은 단계를 필요로하므로 보다 경제적으로 수행될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 방법은 추가적으로 다음 단계들을 포함할 수 있다:
(V) 건조
(V.1) 단계(IV) 전에 적어도 하나의 제1 금속의 분말 및/또는 단계(IV) 전에 적어도 하나의 발포제의 분말의 건조, 또는
(V.2) 단계(IV) 전에 발포성 혼합물의 건조, 또는
(V.3) 단계(IV) 후에 발포성 혼합물 및 컨테이너의 건조.
단계(V.1)에서, 적어도 하나의 제1 금속의 분말의 건조는 단계(II)의 전에 대안적으로 또는 추가적으로 수행될 수 있다. 단계(V.1)에서, 적어도 하나의 발포제의 분말을 건조하는 것은 단계(III) 전에 대안적으로 또는 추가적으로 수행될 수 있다. 건조는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 방법, 예를 들어 가열 대략 100℃ 내지 대략 450℃ , 바람직하게는 대략 200℃ 내지 대략 370℃ , 보다 바람직하게는 대략 300℃ 의 온도까지 가열, 특히 흡입으로 습기의 제거, 건조제에 의해 또는 이들의 조합으로 습기 제거가 수행된다. 흡입으로 습기를 제거하는 것이 바람직하다. 흡입으로 습기 제거하면서 가열하는 것이 특히 바람직하다. 건조는 수증기의 스팀 방울 및 대응하는 결함이 발포 동안 형성할 수 없다는 장점을 갖는다.
게다가, 본 발명에 따른 방법은 추가적으로 다음 단계를 포함할 수 있다:
(VI) 발포성 혼합물의 분말 입자들을 서로 및/또는 코어의 제1 및 제2 표면 각각의 제2 금속의 하나의 층에 결합시켜 단계(IV) 또는 (V)에 따른 발포성 코어를 형성시키는 키는 제1 야금 결합 단계.
용어 “제1 야금 결합(first metallurgical bonding)”은 본 발명에 따라 다음으로 이해된다: 혼합물 내에서 제1 금속간 상들의 확산 및 형성으로 인한 분말 혼합물 및 커버층의 결합. 제1 야금 결합은 보다 안정하고 보다 컴팩트한 발포성 코어라는 장점이 있으며, 이는 발포 동안 발포체에 거의 결함을 형성하지 않는다. 제1 야금 결합은 안정한 롤링 잉곳을 제조한다. 게다가 분말 입자들은 부분적으로 커버층에 결합된다.
단계(IV)에서 제1 야금 결합은 대략 0.05 MPa 내지 대략 1.5 MPa, 바람직하게는 대략 0.1 MPa 내지 대략 1.1 MPa, 보다 바람직하게는 0.15 MPa 내지 대략 0.45 MPa의 압력 범위 및 대략 400℃ 내지 대략 490℃ 의 발포성 혼합물 및 컨테이너의 온도 또는 발포성 혼합물 또는 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도의 대략 65% 내지 대략 90%, 특히 바람직하게는 대략 70% 내지 대략 85%, 특히 대략 80%의 온도에서 컨테이너(용기)와 함께 발포성 혼합물을 사전 압축하여 특히 얻어질 수 있다. 기간(유지 시간)은 대략 4 h 내지 대략 48 h, 바람직하게는 대략 6 h 내지 대략 32 h, 바람직하게는 24 h 이하일 수 있다. 특히, 반제품은 발포성 혼합물의 용융 온도의 대략 80%까지 가열되고 대략 6 시간 내지 대략 32 시간, 대략 24 시간 이하의 시간 동안 이 온도에서 유지된다. 바람직하게는, 컨테이너의 제1 및 제2 표면에 수직으로, 즉 커버층에 수직으로 압력이 적용되어야만 하며, 제1 및 제2 표면 또는 커버층은 실질적으로 서로 평면 평행하게 배열된다. 압력은 2개 평면-평행한 도구, 예를 들어 위에서 움직일 수 있는 수평 플레이트를 갖는 테이블을 사용하여 프레싱 공정에서 적용될 수 있다. 사전-압축 동안 온도에 대하여, 발포성 혼합물의 고상 온도의 대략 65% 내지 대략 90%, 바람직하게는 대략 70% 내지 대략 85%, 특히 바람직하게는 대략 80%의 발포성 혼합물 및 컨테이터의 온도가 바람직하다.
컨테이너(용기)의 사전 압축은 2개 평면-평행한 도구를 사용하여 프레싱 공정으로 수행될 수 있다. 이 공정에서, 분말은 대략 0.05 MPa 내지 대략 1.5 MPa, 바람직하게는 대략 0.1 MPa 내지 대략 1.1 MPa, 및 보다 더 바람직하게는 0.15 MPa 내지 대략 0.45 MPa 범위의 압력, 및 대략 400℃ 내지 대략 490℃, 바람직하게는 470℃ 이하, 보다 바람직하게는 대략 460℃ 이하의 온도, 또는 발포성 혼합물 또는 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도의 대략 65% 내지 대략 90%, 바람직하게는 대략 70% 내지 대략 85%, 특히 대략 80%의 온도에서 사전 압축된다. 특히 만약 컨테이너가 주위 공기압에서 주위 공기 중에 있다면 프레싱 공정이 수행될 수 있다. 이는 불활성 기체 대기 또는 진공 작용 및/또는 진공하에서의 작업의 필요성을 제거한다. 축상 프레싱으로 수행되는 것이 바람직한 사전 압축은 안정한 롤링 잉곳을 제조한다. 게다가, 상기 분말 입자들은 부분적으로는 컨테이너의 커버층에 결합된다.
대안적으로, 본 발명의 측면에서, 단계(VI)의 제1 야금 결합은, 특히 바람직하게는 발포성 혼합물의 고상 온도의 대략 70% 내지 대략 90%, 바람직하게는 대략 75% 내지 대략 85%, 바람직하게는 대략 80%의 온도까지 발포성 혼합물 및 컨테이너를 가열하여 수행될 수 있으며, 여기서 컨테이너의 팽창이 크게 방지된다. 바람직하게는, 상기 온도는 대략 450℃ 내지 495°C, 보다 바람직하게는 대략 455℃ 내지 465℃ 의 범위이다. 기간(유지 시간)은 대략 4 h 내지 대략 48 h, 바람직하게는 대략 6 h 내지 대략 32 h, 보다 바람직하게는 대략 24 h 이하, 보다 더 바람직하게는 대략 24 h 내지 대략 32 h이다. 특희, 컨테이너는 발포성 혼합물의 용융점의 대략 80%까지 가열되고 대략 6h 내지 대략 24h 동안 이 온도에서 유지될 수 있다. 이는 특히 주위 공기압에서 수행될 수 있다. 이는 불활성 기체 대기의 비용 또는 진공 적용 및/또는 진공하에서의 작업 비용을 줄인다. 이 대안적 디자인으로 인하여, 상기 컨테이너는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 장치, 예를 들어 바이스(vice), 클램프, 웨이트 및/또는 대응적으로 치수적으로 안정하고 단단한 홀딩 프레임에 의해 팽창하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 이는 각 경우 또는 조합하여 컨테이너가 원래의 형상으로 유지하게 만든다. 홀딩 프레임은 또한 캐스팅 몰드와 유사한 일종의 몰드일 수 있다. 게다가, 상기 컨테이너의 팽창은, 컨테이너 압축 없이 단계(VI) 전에 컨테이너의 2개 이상의 측면 내로 또는 컨테이너의 하나 이상의 축을 따라 공급되는, 바람직하게는 커버층에 수직으로 축상 프레싱, 특히 하나 이상의 프레스에 의해 방지될 수 있다. 적용된 압력은 바람직하게는 대략 0.15 MPa 내지 대략 0.6 MPa, 보다 바람직하게는 대략 0.2 MPa 내지 대략 0.4 MPa의 범위 내이다. 단계(VI)에서 발포제의 (조기성숙) 아웃개싱은 발포성 혼합물의 사전 압축에 의해, 외부로 발생된 압력의 적용이나 또는 콘테이너가 내부 팽창하는 것을 방지하는 것에 의해 발생된 압력에 의해 방지된다.
본 발명에 따른 방법은 추가적으로 다음 단계를 포함할 수 있다:
(VII) 컨테이너의 제1 및 제2 표면 상의 적어도 하나의 제1 금속의 층에 단계(VI)에서 얻어진 발포성 코어의 제2 야금 결합의 단계.
본 발명에 따라, 용어 “제2 야금 결합”은 코어 및 커버층의 형성으로 산화물 없는 표면의 제조로 이해되며, 이것으로 분말 입자와 커버층이 결합, 즉 일 종의 용접이 발생하게 한다. 제2 야금 결합은, 결합에 단순한 절차가 가능하게 하며, 이는 예를 들어 어떠한 개별 이음새도 적용될 필요가 없고, 또한 손상을 입지 않고 연속된 발포에서 발생하는 온도에서 생존하지 못할 접착제로 얻어질 수 있는 것보다 안정한 결합을 제공할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따라, 제2 야금 결합은, 컨테이너에 압력을 주면서, 확산 및 롤링을 포함하는 공정, 그러나 또한 축상 또는 히드로스태틱 프레싱을 포함하는 공정으로 얻어질 수 있으며, 롤링 공정이 바람직하다. 롤링 공정에서, 롤 갭에 대한 압력은 바람직하게는 대략 5000t 내지 대략 7000t, 보다 바람직하게는 대략 5600t 내지 대략 6500t이다. 컨테이너의 온도는 적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도 이하, 발포성 코어의 고상 온도 이하 및 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도 이하이다. 바람직하게는 제2 야금 결합 동안의 온도는 대략 400℃ 내지 대략 520℃, 바람직하게는 대략 440℃ 내지 대략 510℃, 보다 더 바람직하게는 대략 470℃ 내지 대략 500℃이고, 상기 온도는, 롤드된 물질 내에 방울이 없도록 항상 적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도 이하여야만 한다. 특히 제2 야금 결합은 발포제의 분해 온도 이하의 온도에서 컨테이너를 핫 롤링하여 수행될 수 있다. 콜드 롤링 공정이 이어져서 9mm 이하의 시트 두께를 얻게 하는 것이 바람직하다.
롤링 공정 또는 축상 프레싱 또는 히드로스태틱 프레싱과 같은 다른 공정에 의해, 각 경우에, 특정 온도 범위에서, 분말층 및 커버층 사이에 제2 야금 결합이 얻어지면, 발포성 혼합물의 분말은 이의 명목상 밀도(hydrostatic pressing)의 대략 90% 내지 100%까지 더 다져진다. 발포성 혼합물의 “명목상 밀도”는 발포성 혼합물이 분말 형태가 아니나 대신에 고체 물질로서 콤팩트한 형태이면 가지게 될 밀도이다. 얻어지는 3층 시트는 이후 마감되고, 필요하다면 발포 방법으로 공급된다. 컨테이너는 단계(VI) 및/또는 (VII)에서 제1 및/또는 제2 야금 결합을 위해 가열하는 동안 제조된 임의 기체가 도망가기에 충분히 넓게 개방될 수 있다. 컨테이너는 제1 및 제2 야금 결합 사이에서 페쇄되어 있다. 게다가, 컨테이너는 단계(VI) 및/또는 (VII)에서 제1 및/또는 제2 야금 동안 제조된 임의 기체들이 도망갈 수 있을 정도로 충분히 넓게 개방될 수 있다. 특히, 상기 컨테이너는 단계(VII)에서 롤링 공정을 위해서 그리고 롤링 작동 동안 가열하는 동안 생성된 기체들이 도망갈 수 있을 정도로 충분히 넓게 개방될 수 있다. 이의 장점은 롤링 공정 중에 어떠한 기체도 포획되지 않는다는 것이고, 특히 얇은 시트의 경우에 발포 공정 전에 조차 기체 충진된 덴트를 유도하지 않는다는 것이다.
본 발명에 따른 방법은 발포 공정에서 추후 어떠한 단점도 없이 실용적으로 제한되지 않은 기간 동안, 즉 반제품으로부터 발포된 복합 재료의 제조 동안 저장될 수 있는 미발포 반제품을 제공한다. 특히, 이는 발포제의 노화 및 조기 성숙한 아웃개싱을 방지한다. 본 발명에 따른 반제품에서, 발포성 코어는 적어도 하나의 제2 금속의 2개 층들 사이의 층으로서 형성될 수 있다. 여기 이미 언급된 것처럼, 발포성 혼합물의 분말 입자들은 반제품에서 분말 형태로 존재할 수 있으나, 바람직하게는 제1 및 제2 분말 야금 결합에 의해 압축된다. 분말 입자들은 특히 바람직하게는 통합된다. (통합된) 분말 입자들은 부분적으로 또는 거의 완전하게, 특히 완전하게 서로 야금적으로 결합된다. 분말(분말 입자들)의 개별 알갱이 또는 입자들은 느슨한 분말을 형성하는 대신에 혼합물들 내에 (제1) 금속간 상들의 확산 및 형성으로 부분적으로 또는 완전하게 서로 결합된다. 이는 발포 동안 발포체에 거의 어떠한 결함도 형성하지 않는 보다 안정하고 보다 콤팩트한 발포성 코어라는 장점을 갖는다. 게다가, 제1 및 제2 야금 결합은 반제품의 성형성, 특히 롤링, 벤딩, 딥 드로잉, 히드로포밍, 및 핫 프레싱에 의해 성형성을 개선할 뿐만 아니라 발포된 코어 및 커버층 사이의 결합 강도를 개선하여 물질의 피로도를 피한다.
본 발명에 따른 반제품에서, 발포성 코어는 적어도 하나의 제2 금속의 층에 야금적으로 결합되는 것이 바람직하며, 이로서 결합에 단순한 절차가 가능하게 하며, 이는 예를 들어 개별적 용접 이음새가 적용될 필요가 없고 또한 예를 들어 접착 결합에 의한 것, 특히 발포성 코어의 추후 발포에 필요한 승온과 관련해서 접착 결합에 의한 것보다 안정한 연결 결과를 가져오기 때문이다. 컨테이너의 일 표면 상의 제2 금속 층에 발포성 코어를 야금 결합시키는 것은, 롤링 및 확산으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법, 그러하 또한 축상 또는 아이소스태틱 프레싱의 방법으로 승온하면서 얻어질 수 있다. 발포성 코어 및 적어도 하나의 제2 금속의 (제2) 야금 결합으로 얻어진 결합은 강하여 반제품이 제조되는 발포 공정의 승온 온도를 견디게 된다. 본 발명에 따른 반제품은 금속을 발포, 즉 금속 발포체를 제조하는데 사용될 수 있다. 특히 반제품은 금속 발포체 및 비발포성 고체 물질의 형태의 금속을 포함하는 복합 재료의 제조에 사용하기에 적당하다.
본 발명의 특정 실시예에서, 충진된 컨테이너는 대략 300℃까지 가열되고 습기는 1 공정 단계로 제거된다. 연속해서 상기 컨테이너는 대략 대략 400℃ 내지 대략 460℃의 온도에서, 바람직하게는 외부 압력, 특히 축상 프레싱을 가하여 대략 0.2 MPa 내지 대략 1.5 MPa, 바람직하게는 대략 0.2 MPa 내지 대략 1.1 MPa의 압력으로 사전 압축되거나 또는 컨테이너의 팽창을 방지하는 장치 내에 코어 물질(발포성 혼합물)의 고상 온도의 80%까지 가열된다. 두 방법들은 또한 연속 롤링 공정을 위하여 컨테이너의 안정성을 증가시키기 위한 것이다. 게다가, 컨테이너 구조는 금속 분말 또는 분말 혼합물이 흘러나가는 것을 방지한다. 이 공정 단계로 인하여 확실하게 분말 흘림이 다져지고, 알루미늄 분말이 확산으로 커버층에 결합되어 결합이 연속되는 롤링에 대해 보다 높은 전단 강도를 확실하게 갖게 된다. 컨테이너는 롤링 공정을 위하여 그리고 롤링 작동 동안 가열하는 동안 기체들이 도망가도록 충분히 넓게 개방되어 있다. 개구는 컨테이너 내에서 적어도 2개 측면 개구로부터 프러그 또는 유사한 것을 제거하는 것으로 영향을 받을 수 있다. 얻어지는 복합 재료는 형상화되거나 및/또는 가열에 의해 직접적으로 발포될 수 있다.
본 발명은 이하 설명된 도면 또는 그림에 의해 더 설명될 것이며, 이로부터 본 발명의 추가 장점이 추론되것이나, 본 발명 또는 본 발명의 개별 특징들을 제한하는 것은 아니다. 오히려 설명된 특징들은 서로 조합되고 상기 설명된 특징들은 본 발명의 추가 실시예를 형성할 수 있다.
도 1은 컨테이너의 설명이고, 바닥(3) 및 측벽(1), 및 뚜껑(3)으로 이루어지는, 박스 형상 컨테이너 하부를 나타낸다. 바닥 및 뚜껑(3)은 적어도 하나의 제2 금속(커버층 물질)로 제조된 층 또는 커버층 또는 탑층을 형성하며, 이는 이후 발포성 코어를 덮는다. 충진 홀 또는 개구(2)는 발포성 혼합물을 충진하기 위하여 사용되며, 필요하다면, 단계(VI) 및 (VII) 동안 제1 및/또는 제2 야금 결합 동안 기체의 도망을 위하여 사용된다.
도 2는 컨테이너를 나타내는 분해도이며 또한 측벽(1)을 나타내고, 이는 대략 175°의 좌굴, 충진 홀 또는 개구(2) 및 바닥 및 뚜껑(3)을 (연속된) 탑층 또는 커버층으로 갖는다.
본 발명은 이하 설명되는 예시적 실시예를 기초로 보다 상세히 설명할 것이나, 본 발명 또는 본 발명의 개별 특징들을 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
다음 방법 단계들은 알루미늄 발포 샌드위치 구조의 제조를 위한 발포성 반제품을 제조하기 위하여 사용되었다. 첫번째로, 분말 혼합물(발포성 혼합물)이 제조되었다. 이 목적을 위하여, 분말 형태(알루미늄 합금에 대한 중량%)로 0.4 내지 1.0 wt.% TiH2 을 제1 금속으로서 알루미늄 합금 AlSi8Mg4의 분말과 혼합하였다. 이 분말 혼합물을 제2 금속으로서 합금 Al 6082 (AlSi1MgMn)의 알루미늄 컨테이너 내로 충진하고, 여기서 2개의 반대 벽들은 3층 1차 물질(반제품)의 추후 커버층을 형성하였고, 이는 발포하여 샌드위치 구조체(복합재료)를 형성한다. 컨테이너의 알루미늄 합금은 분말 혼합물(발포성 혼합물)의 액상 온도보다 높은 고상 온도를 갖도록 선택되었다. 컨테이너가 분말 혼합물로 완전히 충진된 후, 분말 혼합물이 건조되었다. 상기 분말 혼합물을 300℃까지 가열하고, 얻어진 습기를 제거하였다. 컨테이너는 이후 분말 혼합물 또는 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도의 대략 80%까지 가열되고 6 내지 24h 동안 455℃ 온도에서 유지되어 제1 야금 결합을 얻었고, 컨테이너의 팽창이 억제되었다. 다음 롤링 공정에서, 컨테이너는 대략 475℃의 온도에서 롤 갭 내에 대략 6000t의 압력에서 핫 롤링되어 제2 야금 결합을 얻었다. 이는
필요하다면, 또 다른 콜드 롤링을 하여 9mm 이하의 시트 두께를 얻었다. 롤링 공정에 의해, 분말 및 커버층 사이에 제2 야금 결합이 얻어졌고, 분말은 고체 물질의 밀도의 98% 내지 100%까지 더 다져졌다. 얻어진 3층 시트가 이후 마감되었고 발포 공정에 공급되었다. 상기 방법은 또한 분말 혼합물 및 컨테이너의 금속에 대한 알루미늄 합금뿐만 아니라 다음 발포제로 지정된 함량으로 수행되었다.
실시예 분말 혼합물의 금속의 합금 발포제1 컨테이너 금속의 합금
1.1 AlSi8Mg4 TiH2 (1.0 wt. %) Al 6082
1.2 AlSi8Mg4 TiH2 (0.5 wt. %) Al 5754
1.3 AlSi8Mg4 TiH2 (0.6 wt. %) Al 5005
1.4 AlSi8Mg4 TiH2 (0.6 wt. %) Al 6016
1.5 AlSi7 TiH2 (1.2 wt. %) Al 3103
1.6 AlSi6Cu7.5 TiH2 (0.8 wt. %) Al 6060
1중량%(wt.%)의 발포제의 함량의 명세는 발포성 혼합물/분말 블렌드의 총 함량을 기초로 한다. 동일한 방법이 TiH2 대신에 다음 발포제로수행되었다: ZrH2, HfH2, MgH2, CaH2, SrH2, LiBH4 및 LiAlH4뿐만 아니라 TiH2 과 LiBH4의 조합 및 TiH2 과 LiAlH4.의 조합으로 또한 수행되었다.
실시예 2
다음 방법 단계들은 알루미늄 발포 샌드위치 구조의 제조를 위해 발포성 반제품을 제조하기 위하여 사용되었다. 첫번째로, 분말 혼합물(발포성 혼합물)이 제조되었다. 이 목적을 위하여, 분말 형태(알루미늄 합금에 대한 중량%)로 0.4 내지 1.0 wt. % TiH2를 알루미늄 합금 AlSi8Mg4의 분말과 혼합하였다. 합금 AL 6082 (AlSi1Mg-Mn)의 알루미늄 용기(알루미늄 컨테이너) 내로 상기 분말 혼합물을 충진하였고, 여기서 2개의 반대 벽들은 3층 조기-물질(반제품)의 추후 커버층을 형성하고, 발포하여 샌드위치 구조를 형성한다. 알루미늄 컨테이너의 합금은 분말 혼합물(발포성 혼합물)의 액상 온도보다 높은 고상 온도를 갖도록 선택되었다. 컨테이너가 분말 혼합물로 완전히 충진된 후, 상기 분말 혼합물이 건조되었다. 분말은 300℃까지 가열되었고, 얻어진 습기가 제거되었다. 컨테이너는 대략 28h 동안 프레싱 공정에서 2개 평면 평행한 도구를 사용하여 0.2MPa의 압력으로 첫번째로 사전 압축되었다. 상기 분말은 400℃ 내지 460℃에서 사전 압축되었다. 사전 압축은 안정한 롤링 잉곳을 제조하였다. 게다가, 분말 입자들은 제1 야금 결합에서 커버층에 부분적으로 결합ㄷ된다. 제2 사전 압축을 위한 다음 롤링 공정에서, 용기는 대략 475℃의 온도 및 대략 6000t의 롤 갭 내 압력으로 핫 롤링되었다. 필요하다면 이어서 콜드 롤링 공정을 하여 9mm 이하의 플레이트 두께를 얻었다. 롤링 공정에 의해 분말 및 커버층 사이의 제2 야금 결합이 얻어지고, 분말은 이의 명목상 밀도의 대략 98% 내지 100%로 더 다져졌다. 얻어진 3층 시트는 이후 마감되고 발포 방법으로 공급되었다.
상기 방법은 또한 분말 혼합물 및 컨테이너 중 금속에 대한 다음 알루미늄 합금 및 다음 발포제를 지정된 함량으로 수행되었다.
실시예 분말 혼합물의 금속 합금 발포제1 컨테이너 금속의 합금
2.1 AlSi8Mg4 TiH2 (1.0 wt. %) Al 6082
2.2 AlSi8Mg4 TiH2 (0.5 wt. %) Al 5754
2.3 AlSi8Mg4 TiH2 (0.6 wt. %) Al 5005
2.4 AlSi8Mg4 TiH2 (0.6 wt. %) Al 6016
2.5 AlSi7 TiH2 (1.2 wt. %) Al 3103
2.6 AlSi6Cu7.5 TiH2 (0.8 wt. %) Al 6060
1중량%(wt.%)으로 발포제의 함량의 명세는 분말 혼합물의 총 함량을 기초로 한다. TiH2 대신에 다음 발포제로 동일한 방법이 수행되었다: ZrH2, HfH2, MgH2, CaH2, SrH2, LiBH4 및 LiAlH4 뿐만 아니라 TiH2과 LiBH4의 조합 및 TiH2과 LiAlH4.의 조합으로 수행되었다.

Claims (21)

  1. 반제품을 제조하는 방법으로서, 상기 반제품은 적어도 하나의 제1 금속의 함량에 대하여 적어도 대략 80%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제1 금속, 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 발포성 코어를 포함하고, 비발포성 고체 물질의 형태의 적어도 하나의 제2 금속층으로서 상기 적어도 하나의 제2 금속의 함량에 대하여 적어도 대략 80wt%의 알루미늄 함량을 갖는 적어도 하나의 제2 금속층이, 상기 코어의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면 각각에 적용되고, 상기 방법이 다음 단계들을 포함하는 방법:
    (I) 컨테이너를 제공하는 단계로서, 상기 컨테이너는 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면에 상기 정의된 적어도 하나의 제2 금속의 층을 포함하는 컨테이너 제공 단계;
    (II) 상기 적어도 하나의 제1 금속의 분말 입자를 포함하는 분말을 제공하는 단계,
    (III) 상기 적어도 하나의 발포제의 분말 입자들을 포함하는 분말을 제공하는 단계, 및
    (IV) 단계(II) 및 (III)에 제공된 분말로 상기 컨테이너를 충진하여 발포성 코어를 형성하는 단계,
    여기서 단계(II) 및 (III)에서 제공된 분말을 혼합하여 발포성 혼합물을 형성한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 금속은 다음을 갖는 방법:
    (a) 발포성 혼합물의 액상 온도보다 적어도 대략 5℃ 높은 고상 온도; 및/또는
    (b) 적어도 하나의 제1 금속보다 더 적은 합금 구성 성분들 또는 적어도 하나의 제1 금속보다 합금 중 보다 낮은 질량 분율을 갖는 적어도 하나의 동일한 합금 구성 성분.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    (a) 상기 적어도 하나의 제1 금속은 알루미늄, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)으로 이루어진 군으로부터 선택된 보다 높은 강도의 알루미늄 합금, 및 대략 480℃ 내지 대략 580℃의 용융점을 갖는 보다 높은 강도의 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 및/또는
    (b)상기 적어도 하나의 제2 금속은 알루미늄 및 알루미늄-마그네슘 합금(5000 시리즈), 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금(6000 시리즈) 및 알루미늄-아연 합금(7000 시리즈)로 이루어진 군으로부터 선택된 보다 높은 강도의 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(II) 및 (III)에서 제공된 분말들을 혼합하여 발포성 혼합물을 형성하는 것은 단계(IV) 전 또는 그 동안 수행되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도가 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도와 동등하거나 또는 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도 이하이나 적어도 하나의 제1 금속의 고상 온도 이하의 대략 90℃ 이하이고, 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도보다 낮은, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 발포제는 적어도 하나의 금속 수소화물을 포함하는, 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발포제가 추가적으로 특정 금속 수소화물의 금속의 적어도 하나의 산화물 및/또는 적어도 하나의 옥시수소화물을 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 하나의 발포제가 TiH2 및 다음의 것중 적어도 하나인 것인 방법:
    (a) 산화물로서 화학식 TivOw의 산화물이고, v는 대략 1 내지 대략 2이고, w는 대략 1 내지 대략 2인 산화물, 및/또는
    (b) 옥시수소화물로서, 화학식 TiHxOy 의 옥시수소화물이고, x는 대략 1.82 내지 대략 1.99이고, y는 대략 0.1 내지 대략 0.3인 옥시수소화물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 발포제의 함량이 상기 적어도 하나의 제1 금속에 대하여 대략 대략 0.1 wt.% 내지 대략 1.9wt.%인, 방법.
  10. 제7항 내지 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 산화물 및/또는 적어도 하나의 옥시수소화물의 함량은, 적어도 하나의 발포제의 총 함량에 대하여 대략 0.01wt.% 내지 대략 30wt인, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제1 표면 및 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제2 표면이
    (a.1) 서로 반대측에 배치되거나, 및/또는
    (a.2) 실질적으로 평면 평행하거나; 및/또는
    (b) 상기 발포성 코어가 상기 컨테이너의 적어도 하나의 제1 및 제2 표면 사이에 층으로 형성되는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적으로 다음 단계들을 포함하는 방법:
    (V) 건조 단계
    (V.1) 단계(IV) 전에 적어도 하나의 제1 금속 분말의 건조 및/또는 단계(IV) 전에 발포제의 분말의 건조
    또는
    (V.2) 단계(IV) 전에 발포성 혼합물의 건조, 또는
    (V.3) 단계(IV) 후에 발포성 혼합물 및 컨테이너의 건조.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적으로 다음 단계를 포함하는 방법:
    (VI) 발포성 혼합물의 분말 입자들을 서로 및/또는 상기 코어의 제1 및 제2 표면 각각에 하나의 제2 금속층에 제1 야금 결합시켜 단계(IV) 또는 (V)에 따른 발포성 코어를 형성하는 단계.
  14. 제13항에 있어서,
    단계(VI)에서, 상기 컨테이너와 발포성 혼합물의 사전 압축은 발포성 혼합물의 고상 온도의 대략 65% 내지 대략 90%의 발포성 혼합물 및 컨테이너의 온도에서 압력을 가하여 수행되는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    단계(VI)에서, 상기 발포성 혼합물 및 상기 컨테이너는 발포성 혼합물의 고상 온도의 대략 70% 내지 대략 90%까지 가열되며, 상기 컨테이너의 팽창은 실질적으로 방지되는, 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음 단계를 추가적으로 포함하는 방법:
    (VII) 상기 컨테이너의 제1 및 제2 표면 상의 적어도 하나의 제2 금속의 층에 대한 단계(VI) 내에서 얻어진 발포성 코어를 제2 야금 결합시키는 단계.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 야금 결합은 적어도 하나의 발포제의 아웃개싱 온도 아래, 발포성 코어의 고상 온도 아래 및 적어도 하나의 제2 금속의 고상 온도 아래의 컨테이너 온도에서 컨테이너에 압력을 가하면서 확산 및 롤링하는 단계를 포함하는 공정에 의해 수행되는 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    특정 방법 단계의 시작에서 컨테이너의 온도는 대략 400℃ 내지 대략 540℃인, 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 정의된 방법으로 얻을 수 있는 반제품.
  20. 금속 발포체 및 비발포성 고체 물질의 형태의 금속을 포함하는 복합 재료의 제조를 위한 제19항에 따른 반제품의 용도.
  21. 제1항 내지 제19항 중 하나 이상에 따른 방법을 수행하기 위한 것으로, 바닥 및 뚜껑, 및 측벽(1)을 형성하는 제1 및 제2 표면(3)을 갖는 컨테이너로서, 적어도 하나의 측벽(1)이 발포성 혼합물 방향으로 내측 좌굴을 갖는, 컨테이너.
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