WO2023061853A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen presspulver-metallplatine mittels kaltwalzen sowie presspulver-metallplatine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen presspulver-metallplatine mittels kaltwalzen sowie presspulver-metallplatine Download PDF

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WO2023061853A1
WO2023061853A1 PCT/EP2022/077843 EP2022077843W WO2023061853A1 WO 2023061853 A1 WO2023061853 A1 WO 2023061853A1 EP 2022077843 W EP2022077843 W EP 2022077843W WO 2023061853 A1 WO2023061853 A1 WO 2023061853A1
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WO
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metal
rollers
pressed
pressed powder
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PCT/EP2022/077843
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Friedrich Schuller
Alexander Richter
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HAVEL metal foam GmbH
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a foamable, strip-shaped pressed-powder metal blank by means of cold rolling, and a pressed-powder metal blank that is manufactured using this method or this device.
  • US 2004/0258553 A1 describes hot compacting by means of rollers at a temperature between 430 and 500° C. to produce the foamable workpiece.
  • This object is achieved according to the invention by a method for producing a foamable, strip-shaped, in particular elongated, pressed powder metal blank from a powder mixture containing at least one metal powder and one propellant powder, the metal powder containing a metal from the group consisting of aluminum, copper, zinc, lead, iron, where that Contains blowing agent for foaming the pressed powder metal blank, in particular consists of a blowing agent, and wherein the powder mixture is cold-rolled between two rotating rollers to form the pressed powder metal blank.
  • the solution according to the invention turns away from the above-mentioned common production methods in that it produces the pressed powder metal blank by means of cold rolling and not, as in the prior art, by hot compacting. This leads to lower energy consumption during production.
  • the lower temperature during compaction of the powder prevents the blowing agent from outgassing, so that more blowing agent is available for later production of the foamed metal.
  • the reactivity of the outgassing blowing agent is reduced due to the lower temperature, so that there is less risk of the properties of the metal of the metal powder changing as a result of reaction with the blowing agent. This allows a wider range of propellants to be used.
  • the powder is not additionally heated during compaction, growth of the oxide layers of the grains is avoided. At the end of the cold rolling, more non-oxidized material is available without the need for compacting in an inert atmosphere.
  • the propellant can contain at least one metal hydride, at least one carbonate, at least one hydrate and/or volatile substances.
  • An example of a metal hydride that can be used as a blowing agent is titanium hydride, TiH2.
  • a carbonate that can be used as a blowing agent are calcium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate and/or sodium bicarbonate.
  • suitable hydrates are aluminum sulphate hydrate, alum and/or aluminum hydroxide. Easily volatile substances can be, for example, mercury compounds and/or powdered or powdered organic compounds.
  • Zirconium hydride, ZrH2 can also be used as a blowing agent for a zinc-containing compacting powder.
  • the powder mixture preferably contains between 0.2 and 4% by weight of propellant.
  • the proportion of blowing agent can depend on the blowing agent and/or on the metal to be foamed and/or on the porosity to be achieved.
  • a foam density of 0.5 to 0.8 g/cm 3 can be achieved with AISi10 as the metal powder if 0.7 to 0.9% by weight of TiH 2 is contained as a blowing agent in the pressed powder metal blank.
  • a foam density of 1 g/cm 3 is desired, 0.3 to 0.5% by weight of blowing agent, for example TiH 2 or another blowing agent specified above, may be sufficient.
  • TiH 2 0.5 to 0.9% by weight of TiH 2 , preferably 0.6 to 0.8% by weight of TiH 2 , can be used as blowing agent for the foaming of AlMgSiO.5 as metal powder.
  • a blowing agent for the foaming of AlMgSiO.5 as metal powder.
  • calcium carbonate as the blowing agent, larger amounts, for example at least 0.9% by weight of blowing agent, are required.
  • the invention can be further improved by the following further developments, each of which is advantageous in itself and can be combined with one another as desired.
  • At least 50% by weight, preferably at least 75% by weight, of the propellant in the pressed powder metal blank is surrounded by the metal powder. This ensures that the blowing agent foams the metal powder reliably and evenly.
  • the powder mixture stands above the rollers.
  • the powder mixture preferably stands directly on the roll surfaces, at least in sections.
  • the rollers or roller surfaces carry the powder mixture. To this In this way, the rollers themselves can help transport the powder mixture into the gap between the rollers. The powder mixture is then cold-compacted in this gap to form the pressed powder metal plate.
  • the pressed powder metal blank is moved or conveyed by the rollers in the direction of gravity.
  • the conveying direction parallel to the direction of gravity contributes to a more uniform distribution of the powder mixture over the gap and prevents the powder structure that has just been compacted from taking on an uneven structure under the influence of gravity.
  • the powder mixture supplied to the rollers is preferably not (pre)compacted, in particular immediately before the cold rolling, in order to reduce the energy consumption and to reduce the risk of unevenly compacted pressed powder metal blanks due to pressure fluctuations.
  • the powder mixture is preferably conveyed into the gap between the rotating rollers solely by gravity and the rotating rollers. This leads to a very uniform structure in the pressed powder metal blank.
  • Another measure to obtain a pressed powder metal blank that is as uniform as possible is to keep the height of the powder mixture constant over the rollers or over the gap. This can be done automatically, for example, by a control circuit that contains, in particular, a filling level sensor and a control device. For example, the height of the powder mixture above the rollers can be automatically kept constant within predetermined limits. If the powder level falls below a predetermined lower limit, the powder mixture is automatically replenished until the predetermined upper limit is reached. Alternatively, the powder mixture can also be fed in continuously in the amount in which the powder mixture is discharged through the gap in the form of the pressed powder metal blank.
  • the powder mixture is not heated immediately before cold rolling.
  • the only input of heat in the course of cold rolling occurs through the cold rolling itself.
  • the temperature of the powder mixture is less than 150°C, more preferably less than 100°C. It is even more preferred if the powder mixture is cold-rolled at room temperature. This is the case, for example, when no heating takes place.
  • the metal powder can be heat-treated, in particular before it is introduced into the powder mixture.
  • the metal powder is preferably cooled before it is brought into contact with the blowing agent powder, but at least until immediately before rolling, in particular to room temperature.
  • the rollers preferably exert a contact pressure of at least 100 MPa. Irrespective of this, the contact pressure should not exceed 650 MPa.
  • the pressing powder metal board can be cooled.
  • the cooling preferably takes place after leaving the gap between the rolling and before any cutting to length of the pressed powder metal blank. It is preferred that the pressed powder metal blank is cooled differently or with a different heat output transversely to the rolling direction, in particular in its width direction.
  • the heat dissipation should be greater in a central area of the pressed powder metal blank than at the edges of the pressed powder metal blank. The greater heat dissipation in the middle of the metal plate leads to more even cooling across its cross section. As a result, stress cracks and deformations as a result of temperature gradients in the pressed powder metal blank can be avoided.
  • Cooling of the pressed powder metal blank can take place immediately after leaving the rolls.
  • a heat-insulated area is preferably provided between the rollers and the cooling system.
  • the heat-insulated area can have heat insulation that reduces the heat dissipation from the pressed-powder metal blank.
  • the thermally insulated area can be directly connected to the rollers.
  • the heat-insulated area slightly reduces the cooling of the pressed powder metal board immediately after compaction, allowing the compacted material to settle a little before it is cooled. This reduces the risk of buckling and warping, especially in the edge area.
  • the thermal insulation preferably surrounds the pressed powder metal blank transported past the thermal insulation on all sides, but at least on its flat sides.
  • the thermal insulation can also cover only an edge area of the pressed powder metal blank transported past and, for example, cover the central area, or the central area of the pressed powder metal blank transported past is thermally less insulated than the edge area. This should lead to a more even distribution of heat across the cross-section of the pressed powder metal blank.
  • At least one of the rolls, preferably both rolls, can be cooled during cold rolling.
  • a cooling device can be provided which is designed to cool at least one of the rolls, preferably both rolls, during cold rolling.
  • the cooling device can have an internal roll cooling system which extends into the interior of one or both rolls.
  • the internal cooling of the rolls can have, for example, one or more cooling fluid lines which extend at least in sections into the interior of one of the two rolls or both rolls.
  • the one or more cooling fluid lines can be designed to conduct a cooling fluid, for example a fluid containing water, oil or air, into and/or out of the interior of at least one roller.
  • the cooling device can also have surface cooling.
  • the surface cooling may include a fan device configured to direct a flow of cooling fluid, for example a gaseous, liquid or aerosol cooling fluid, onto the rolls.
  • the cooling fluid directed at the rolls is air.
  • the flow of cooling fluid may be directed to and/or along a surface of the rollers.
  • the flow of cooling fluid can be generated by blowing out and/or sucking in.
  • a suction device can be provided for suction.
  • the cooling device can be designed to generate an air flow along the roller surface(s) by suction, which also removes fine dust in addition to heat.
  • the narrowest point of the gap between the rollers is no wider than 5 mm, but in a further embodiment it cannot be wider than 4 mm. According to a further embodiment, the narrowest point between the rollers is at least 0.1 mm. In particular, the narrowest point of the gap can be between about 0.008 times and 0.12 times the roll diameter, preferably about 0.01 times the roll diameter.
  • the diameter of the rollers can be between 50 mm and 500 mm, preferably between about 200 mm and 300 mm.
  • the material thickness of the pressed powder metal blank is preferably at least 0.3 mm and at most about 6 mm. The material thickness is primarily determined by the width of the narrowest point of the gap.
  • the maximum height of the powder mixture above the rollers is 400 mm. It can be at least 50 mm.
  • the height of the powder mixture is preferably about 200 to 300 mm. In order to prevent the powder mixture from being drawn in evenly due to an excessively high powder level, the height of the powder mixture is automatically kept within a predetermined range, for example between 200 mm and 300 mm, during cold rolling.
  • a feed angle which is measured from the center of one of the rollers and over which the powder mixture is in contact with the surface of the roller, is at most 35°.
  • the feed angle is preferably at least 15°, more preferably at least 20°.
  • the metal powder can consist of pure substances and/or alloys of such pure substances.
  • the metal powder can result in a wrought aluminum alloy such as AIMg1Si.O5 and/or a cast aluminum alloy such as AISi12 and/or can consist of such an alloy.
  • Main alloy components are preferably silicon and/or magnesium.
  • the silicon content of the metal powder can be between 0% by weight and 15% by weight.
  • the magnesium content of the metal powder can be between 0% by weight and 15% by weight.
  • the metal powder can contain at least one metal from the group Cu, Fe, Zn, Mn with 0% by weight to 1% by weight.
  • the metal powder can consist partly or entirely of recycled material.
  • the recycled material can have:
  • Non-foamed and/or foamed metal powder pressed blanks or parts thereof for example residues of metal powder pressed blanks that can no longer be used in production, such as leftovers from cuttings or breakage and/or
  • the contact pressure of the rolls during cold rolling is preferably smaller for a wrought aluminum alloy than for a cast aluminum alloy.
  • the contact pressure of the rollers is preferably below 400 MPa, preferably around 350 MPa ⁇ 20%, with a cast aluminum alloy preferably above 450 MPa, in particular around 500 MPa ⁇ 15%.
  • the feed angle is preferably greater for cast aluminum alloy than for wrought aluminum alloy.
  • the feed angle is around 20° for wrought aluminum alloy and between 20° and 25° for cast aluminum alloy.
  • the density of the pressed powder metal blank is preferably between about 70% and about 99% of the density of the starting materials of the powder mixture in their mixing ratio present in the powder mixture.
  • the density is preferably between about 95% and about 99% of the corresponding solid material.
  • a peripheral speed of the rotating rolls can be between 0.1 m/min. and 6 m/min., preferably between about 1.4 and 5 m/min. At peripheral speeds of more than 1 m/min, the rolls are preferably cooled during cold rolling.
  • the pressed powder metal blank has a width of between 20 cm and 50 cm.
  • a coating such as tungsten carbide or diamond-like substances such as Diamor® and/or an applied separating agent such as boron mitrud, graphite or molybdenum sulfide can be applied to the rollers.
  • an application device for the continuous application of a release agent, an application device can be provided which is designed to spray the release agent onto the surface of one or both rollers, wipe it off or apply it by means of contact wetting.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for producing a foamable, band-shaped pressed powder metal blank from a powder mixture
  • FIG. 2 shows an exemplary illustration of a pressed powder metal blank
  • FIG. 3 shows a sandwich panel with metal foam.
  • a foamable, band-shaped pressed powder metal blank 2 is produced from a powder mixture 4 by means of cold rolling 6 .
  • the powder mixture 4 contains at least one metal powder 8 and one propellant powder 10 .
  • the powders 4 , 8 , 10 are transported through the device 1 along the arrows 11 .
  • the metal powder 8 has metal powder grains 12 which contain at least one metal.
  • the metal is, for example, a metal from the group of aluminum, copper, zinc, lead and iron.
  • the metal is preferably provided in the form of a powdered metal alloy.
  • the metal alloy can be a cast aluminum alloy such as AlSi 12 and/or a wrought aluminum alloy such as AlMg1Si.O5.
  • the propellant powder 10 has propellant powder grains 14 which are suitable for foaming the metal or the metal alloy.
  • the propellant powder 10 has a metal hydride, in particular TiH2, as the propellant.
  • the propellant powder 10 can also contain a carbonate, for example calcium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate and/or sodium bicarbonate as the propellant; a hydrate such as aluminum sulfate hydrate, aluminum hydroxide, and/or alum; and/or another volatile substance such as a mercury compound and/or a powdered or pulverized organic substance may be used.
  • the pressed powder metal blank 2 is used to produce a metal foam 16, for example a sandwich panel (Fig. 3), in which the metal foam 16 between two metal plates or sheets 17 is located.
  • a metal foam 16 for example a sandwich panel (Fig. 3)
  • the production of metal foams from pressed powder metal blanks is described, for example, in Hohlfeld, J., and Hipke, T.: Aluminum foam production, properties and applications, in: BHT 2016, ISBN 978-3-86012-530-4.
  • the powder mixture 4 is pressed between two rotating rollers 18 without additional heating, preferably at room temperature, ie at about 16° C. to about 25° C., so that the pressed powder metal blank 2 is produced directly by this cold rolling process.
  • the rollers 18 are aligned parallel to one another. Both rollers 18 are preferably driven.
  • Cold rolling 6 is of course also possible in a larger temperature range, for example below 100°C.
  • the press powder metal blank should not heat up over 120°C during cold rolling. In particular, neither the powder mixture 4 nor the pressed powder metal blank 2 heats up to more than 150° C. in the course of the cold rolling.
  • a quantity of powder 19 of the powder mixture 4 is above the rollers 18.
  • the powder mixture 4 is preferably conveyed into the gap 22 between the two rollers 18 exclusively by gravity 20 and the rotating rollers 18. In the gap 22, the direction of rotation 23 of the rollers 18 is in the direction of gravity 20. A heating of the powder mixture 4 standing above the rollers 18 or the amount of powder 19 does not take place.
  • a powder reservoir 25 for example in the form of a container, can be arranged above the rollers 18 , the bottom of which is formed by the rollers 18 .
  • the height 24 of the amount of powder 19 above the rollers 18, the gap 22 or the narrowest point 26 of the gap 22 is preferably kept constant within predetermined limits during the cold rolling 6, but at least approximately constant.
  • the narrowest point 26 of the gap 22 has a gap width 27 which is preferably no wider than 10 mm, according to a further embodiment no wider than 5 mm. According to another embodiment, the gap width 27 is at least 1 mm. When starting up, the gap 22 is closed and is then opened to the desired gap width 27 .
  • At least one of the rollers 18 can be moved towards or away from the other roller 18, as indicated by the arrow 28.
  • the height 24 of the powder mixture above the rollers, in particular above the narrowest point 26, is at most 400 mm in one embodiment, and at least 100 mm in accordance with another embodiment. According to another embodiment, the height is set to about 200 mm regulated. Deviations of ⁇ 20% from a height 24 given as a target value are still to be regarded as constant.
  • the device 1 can have a filling level sensor 29 which is connected to a control device 30, for example a computer.
  • the control device 30 is connected to devices of the device 1 via at least one data transmission path 31, which is designed for wireless and/or wired, unidirectional and/or bidirectional transmission of data.
  • a conveyor device 32 can be controlled by the control device 30 .
  • the conveying device 32 is designed to convey the powder mixture 4 to the powder reservoir 25 .
  • the control device 30 is designed to automatically keep the height of the powder mixture 4 constant, for example by setting a quantity 34 of powder mixture 4 conveyed from the conveying device 32 to the powder reservoir 25 per unit of time as a function of the height 24, in particular the current height 24.
  • the quantity 34 conveyed into the powder reservoir by the conveying device 32 can simply be kept constant at a value which corresponds to the discharge of the powder mixture 4 from the powder reservoir 25 through the gap 22 .
  • the metal powder 8 and the propellant powder 10 are mixed.
  • the goal is to get the most even distribution of the two components in the powder mixture.
  • the powder mixture 4 contains between 0.2 and 4 wt /or may depend on the metal to be foamed and/or the porosity to be achieved.
  • the remainder is preferably metal powder 8, it also being possible for different metal powders to be mixed with one another.
  • the metal powder 8 and/or the propellant powder 10 have each been mixed in order to ensure a uniform size distribution over the volume.
  • the device 1 can have a mixer 36 for mixing 35 the metal powder 8 and the propellant powder 10 .
  • the mixing time during which the metal powder 8 and the propellant powder 10 are mixed can be between 10 minutes and two hours, preferably around one hour.
  • the mixer 36 is preferably also controlled by the control device 30 .
  • the mixer 36 produces the powder mixture 4.
  • a buffer container 38 in which the powder mixture 4 is temporarily stored can be present between the mixer 36 and the conveying device 32 .
  • a further conveying device 40 can be present between the mixer 36 and the buffer container 38 , which conveys the powder mixture 4 from the mixer 36 into the buffer container 38 .
  • the conveying device 32 is then designed to convey the powder mixture 4 from the buffer container 38 into the powder reservoir.
  • the powder mixture 4 can also be conveyed directly from the mixer 36 to the rollers 18 without a buffer container 38 being provided.
  • the conveying device 32 can be designed to convey the powder mixture 4 from the mixer 36 into the powder reservoir 25 .
  • the device 1 can also have a metal powder container 42 and a propellant powder container 44 .
  • the propellant powder 10 is stored separately from the metal powder 8 in the propellant powder container 44 .
  • the metal powder 8 is stored separately from the propellant powder 10 in the metal powder container 42 .
  • the metal powder 8 Before the cold rolling 6 and in particular before the mixing 35 with the propellant powder 10, the metal powder 8 can be heat-treated.
  • a furnace 46 can be provided for the heat treatment 45 .
  • the powder mixture 4 can also or additionally be heat-treated. However, since this can lead to outgassing of the propellant, for example hydrogen, this is not preferred.
  • the heat treatment 45 can be, for example, an anneal.
  • a device 47 for cooling can be present.
  • cooling can also simply take place in still air or in the oven 46 .
  • a heat treatment 45 is particularly advantageous in the case of a metal powder 8 containing or made of an aluminum alloy.
  • the metal powder 8 can be heat-treated for at least three hours at a temperature of at least 400° C., but in particular below 577° C.
  • the heat treatment 45 preferably takes place in an inert atmosphere in order to avoid oxide formation on the grains of the metal powder.
  • the metal powder 8 is conveyed from the furnace 46 or the device 47 into the metal powder container 42 for cooling.
  • a conveyor system 48 can pass through the furnace 46 and - if present - the device 47 and convey the metal powder 8 from a delivery container 49 to the metal powder container 42 . If no heat treatment 45 is provided, the delivery container 49, the conveyor system 48, the furnace 46 and the device 47 can of course be omitted.
  • the device 1 can have a further mixer 50 which is arranged after the furnace 46 or the device 47 and before the metal powder container 42 . The mixer 50 serves to mix the heat-treated metal powder 8 .
  • the rollers 18 may be part of a vertical powder rolling cold rolling machine 51 used for manufacturing the foamable band-shaped pressed powder metal blank 2 .
  • a cooling device 52 for example a blower device 54, can be provided for this purpose.
  • the fan device 54 can also be used for blowing off and/or for sucking off dust.
  • the fan device 54 can be configured to direct a cooling air flow 55 onto the pressed powder metal blank 2 during cold rolling.
  • the cooling device 52 can cool one or both rollers 18, for example by directing a cooling air jet 55a onto the rollers 18 or onto or along their surface 66 .
  • the cooling device 52 can have a fan device 54a directed at one or both rollers 18 or their surface 66 .
  • the cooling air jet 55a can also be used to blow away dust adhering to the rollers or their surfaces.
  • a suction g Huawei 54b may be provided to suck up dust adhering to the surface 66.
  • the cooling air jet 55a can be directed toward the suction device 54b if a suction device 54b is present.
  • the cooling device 52 can also cool one or both rollers 18 from the inside.
  • the cooling device 52 can have one or more fluid lines 54c which extend into the interior of the rolls 18 or are located inside the rolls and in which a cooling fluid flows.
  • the cooling fluid can be gaseous, liquid or an aerosol and can carry away the heat transported by the cold rolling.
  • the thermally insulated area 57 has thermal insulation 58 which extends along at least the flat sides of the pressed powder metal blank 2 and preferably encloses the pressed powder metal blank 2 transversely to the rolling direction 56 .
  • the thermally insulated area 57 reduces the heat dissipation from the pressed powder metal blank 2 immediately after the pressing process, so that driven by the thermal energy from the pressing process, setting processes can take place.
  • the length of the thermally insulated area 57 in the rolling direction 56 is dimensioned such that the pressed powder metal blank 2 does not heat up by more than 100° C. during operation, i.e. the difference between the temperature of the pressed powder metal blank 2 and the temperature of the powder quantity 19 no longer than 100 °C.
  • the heat output generated by the cooling device 52 does not have to be constant transversely to the rolling direction 56, ie to the direction in which the pressed powder metal blank 2 is conveyed by the rollers 18.
  • the heat dissipation i.e. the cooling of the pressed powder metal blank 2
  • the heat dissipation can, for example be increased transversely to the rolling direction 56 in the direction from the edges 60 towards the middle region 59 . This allows the pressed powder metal board 2 to cool evenly.
  • the contact pressure 62 of the rollers 18 is between 200 and 500 MPa in one embodiment, and between 250 and 400 MPa in another embodiment.
  • the device 1 or the control device 30 is preferably designed to keep the contact pressure constant, with deviations of less than ⁇ 20% from a contact pressure indicated as a target value still being possible are to be regarded as constant contact pressure 62 .
  • a feed angle 64 is at most 35° and/or at least 15°. According to a further embodiment, the feed angle can be around 20°.
  • the feed angle 64 is measured from the center 68 of the rollers and is the angle through which the powder mixture 4 is in contact with the surface 66 of a roller 18 .
  • the peripheral speed of the rotating rollers 18 is between 0.1 m/min and 6 m/min, preferably between 1.4 and 5.0 m/min. At peripheral speeds of more than 1 m/min, the rolls are preferably cooled during cold rolling.
  • the pressed powder metal blank 2 can have a width 70 of between 5 cm and 50 cm.
  • the width 70 is constant over a length 72 of the pressed powder metal blank extending in the rolling direction 56 .
  • a deviation of ⁇ 10% from the width 70 in the direction of the length 72 can still be regarded as constant.
  • the length 72 of a pressed powder metal blank is at least one meter.
  • the length 72 is preferably several meters.
  • the device 1 can have a cutting device 73, by means of which, in a cutting step 74, the pressed powder metal blank 2 emerging from the gap 22 is cut to length, preferably after cooling.
  • a material thickness 75 of the pressed powder metal blank 2 can be greater than 0.3 mm and/or less than 10 mm.
  • a foaming rate of the pressed powder metal blank is at least 4.7, preferably at least 5.
  • the foaming rate denotes the quotient of the volume of the foamed pressed powder metal blank and the volume of the non-foamed pressed powder metal blank.
  • TiH 2 was used as blowing agent and the proportion of TiH 2 in the powder mixture was about 0.8% by weight.
  • the metal powder 8 was heat treated and, after heat treatment 45 and cooling, mixed for about an hour before being combined with the propellant powder 10.
  • the metal powder 8 and the propellant powder 10 were mixed in the mixer 36 for at least one hour.
  • the foaming rate and strip quality were determined to assess the quality of the pressed powder metal blanks produced with the respective test constellation. Both are entered in the table below. "o” denotes a foaming rate or sliver quality that is acceptable in practice, "+” a value that can be used well in practice and “++” a value that is excellent in practice.
  • the foaming rate at this time was evaluated as follows. A foaming rate below 4.7 results in the value "o”, a foaming rate between 4.7 and 5.75 results in the value "+” and a foaming rate above 5.75 results in the value "++”.
  • a tape quality of "++” indicates a pressed powder metal blank 2 that has no cracks and can be used completely for foaming.
  • a strip quality of "+” denotes a pressed powder metal blank that has occasional cracks, but can still be used and handled as a starting material. However, impairment of use can occur, especially at the edge.
  • a tape quality of "o” indicates a pressed powder metal blank 2 with many cracks, which can only be used to a limited extent for foaming.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen Presspulver-Metallplatine (2) sowie eine solche Presspulver-Metallplatine. Üblicherweise werden aufschäumbare Presspulver-Metallplatine durch eine Heißverdichtung hergestellt. Dies kostet jedoch Energie und kann durch das Vergasen des Treibmittels die Qualität des aus der Presspulver-Metallplatine (2) hergestellten Metallschaums beeinträchtigen. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Presspulver-Metallplatine (2) aus einer Pulvermischung (4) enthaltend wenigstens ein Metallpulver (8) und ein Treibmittelpulver (10) mittels Kaltwalzen (6) hergestellt wird. Auf diese Weise lässt sich eine breitere Palette von Treibmitteln verwenden und der zur Herstellung der Presspulver-Metallplatine (2) benötigte Energieaufwand wird verringert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen Presspulver-Metallplatine mittels Kaltwalzen sowie Presspulver-Metallplatine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen Presspulver-Metallplatine mittels Kaltwalzen sowie eine Presspulver-Me- tallplatine, die mittels dieses Verfahrens oder dieser Vorrichtung hergestellt ist.
Die Herstellung von Werkstücken aus Metall, die in der weiteren Verarbeitung aufgeschäumt werden, ist in einer Reihe von Druckschriften beschrieben. So wird nach der US 3,087,807 und der US 5,303,485 eine Pulvermischung zu dem aufschäumbaren Werkstück extrudiert.
In der US 5,151 ,246 wird eine Extrusion, eine Heißverdichtung oder ein Heißwalzen bei Temperaturen zwischen 350 °C und 400 °C zur Herstellung des aufschäumbaren Werkstücks verwendet.
Die US 2004/0258553 A1 beschreibt ein Heißverdichten mittels Walzen bei einer Temperatur zwischen 430 bis 500 °C zur Herstellung des aufschäumbaren Werkstücks.
In der WO 2007/137681 ist zur Herstellung des aufschäumbaren Werkstücks ein Vorkompak- tieren insbesondere mittels Einstempel-Axialpressen und ein nachfolgendes End kom paktieren insbesondere mittels Strangpressens von einer Mischung aus Recyclingmaterial und Treibmittel beschrieben. Dabei sollen ausschließlich recycelte Metallspäne verwendet werden.
Die WO 2010/127668 A2 beschreibt ein pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Metallschaum. Dabei wird eine AI(1-x)Mg(x)-Legierung sowohl als Gasbildner als auch als Legierungsbestandteil der Pulvermischung zugefügt. Die Pulvermischung wird dann bei einer Temperatur im Bereich von 200 °C bis 450 °C kompaktiert.
Die oben geschilderten Verfahren sind energieaufwändig und lassen sich nur eingeschränkt mit unterschiedlichen Treibmitteln verwenden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer aufschäumbaren Presspulver-Metallplatine zu schaffen, die mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und gut aufschäumbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen, insbesondere länglichen Presspulver-Metallplatine aus einer Pulvermischung enthaltend wenigstens ein Metallpulver und ein Treibmittelpulver, wobei das Metallpulver ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Kupfer, Zink, Blei, Eisen enthält, wobei das Treibmittel zum Aufschäumen der Presspulver-Metallplatine enthält, insbesondere aus einem Treibmittel besteht, und wobei die Pulvermischung zwischen zwei rotierenden Walzen zu der Presspulver-Metallplatine kaltgewalzt wird.
Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner gelöst durch die Verwendung einer Kaltwalzmaschine mit zwei rotierenden Walzen zur Herstellung einer aufschäumbaren Presspulver- Metallplatine aus einer Pulvermischung enthaltend ein Metallpulver und ein Treibmittelpulver mittels Kaltwalzen, wobei das Metallpulver ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Kupfer, Zink, Blei, Eisen enthält und wobei das Treibmittelpulver ein Treibmittel enthält oder aus einem Treibmittel besteht.
Die erfindungsgemäße Lösung wendet sich von den oben genannten gängigen Herstellverfahren ab, indem sie die Presspulver-Metallplatine mittels Kaltwalzens und nicht, wie im Stand der Technik, durch Heißverdichten herstellt. Dies führt zu einem geringeren Energieverbrauch bei der Herstellung. Außerdem wird durch die geringere Temperatur bei der Verdichtung des Pulvers ein Ausgasen des Treibmittels verhindert, so dass mehr Treibmittel zur späteren Herstellung des aufgeschäumten Metalls zur Verfügung steht. Zudem ist die Reaktionsbereitschaft des ausgasenden Treibmittels aufgrund der geringeren Temperatur herabgesetzt, so dass eine geringere Gefahr besteht, dass sich die Eigenschaften des Metalls des Metallpulvers durch Reaktion mit dem Treibmittel verändern. Dies ermöglicht es, ein breiteres Spektrum an Treibmitteln zu verwenden. Schließlich wird dadurch, dass das Pulver beim Verdichten nicht zusätzlich erwärmt wird, ein Wachsen der Oxidschichten der Körner vermieden. Am Ende des Kaltwalzens steht somit mehr nicht-oxidiertes Material zur Verfügung, ohne dass ein Verdichten in inerter Atmosphäre stattfinden muss.
Das Treibmittel kann wenigstens ein Metallhydrid, wenigstens ein Karbonat, wenigstens ein Hydrat und/oder leicht flüchtige Substanzen enthalten. Ein Beispiel für ein Metallhydrid, das als Treibmittel verwendet werden kann, ist Titanhydrid, TiH2. Beispiele für ein als Treibmittel verwendbares Karbonat sind Kalziumkarbonat, Kaliumkarbonat, Natriumkarbonat und/oder Natriumbikarbonat. Als Hydrate kommen beispielsweise Aluminiumsulfathydrat, Alaun, und/oder Aluminiumhydroxid in Frage. Leicht flüchtige Substanzen können beispielsweise Quecksilberverbindungen und/oder pulverförmige oder pulverisierte organische Verbindungen sein. Als Treibmittel für ein zinkhaltiges Presspulver kann auch Zirkoniumhydrid, ZrH2, verwendet werden.
Die Pulvermischung enthalt bevorzugt zwischen 0,2 und 4 Gew.-% Treibmittel. Der Treibmittelanteil kann dabei vom Treibmittel und/oder vom aufzuschäumenden Metall und/oder der zu erzielenden Porosität abhängen. So kann beispielsweise eine Schaumdichte von 0,5 bis 0,8 g/cm3 bei AISi10 als Metallpulver erreicht werden, wenn 0,7 bis 0,9 Gew.-% TiH2 als Treibmittel in der Presspulver-Metallplatine enthalten sind. Wird eine Schaumdichte von 1 g/cm3 angestrebt, können 0,3 bis 0,5 Gew.-% Treibmittel, beispielsweise TiH2 oder ein anderes oben angegebenes Treibmittel, ausreichend sein.
Für das Aufschäumen von AIMgSiO,5 als Metallpulver können 0,5 bis 0,9 Gew.-% TiH2, vorzugsweise 0,6 bis 0,8 Gew.-% TiH2 als Treibmittel eingesetzt werden. Bei Kalziumkarbonat als Treibmittel werden größere Mengen, beispielsweise wenigstens 0,9 Gew.-% Treibmittel benötigt.
Die Erfindung kann durch die folgenden jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kombinierbaren Weiterbildungen nochmals verbessert werden.
So kann das Metallpulver Metallpulverkörner aufweisen, die ein Metall oder eine Metalllegierung basierend auf dem oben angegebenen Metall aufweisen. Es können zudem auch Metallpulverkörner enthaltend oder bestehend aus unterschiedlichen Metalllegierungen, die auch auf unterschiedlichen Metallen basieren können, verwendet werden. Das Metallpulver kann also unterschiedliche Metalle und/oder Metalllegierungen oder mehrere unterschiedliche Metallpulver enthalten. Auf diese Weise können die physikalischen und chemischen Eigenschaften des späteren Metallschaums durch die Zusammensetzung des Metallpulvers an die jeweilige Anwendung angepasst werden.
Das Treibmittelpulver kann entsprechend Treibmittelkörner aufweisen, die das Treibmittel enthalten oder aus ihm bestehen. Auch hier können je nach Bedarf unterschiedliche Treibmittelpulver, die beispielsweise Treibmittelpulver aus unterschiedlichen Treibmitteln enthalten, zusammengemischt werden, um die Eigenschaften des Metallschaums anzupassen.
In einer Ausgestaltung sind wenigstens 50 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 75 Gew.-% des Treibmittels in der Presspulver-Metallplatine vom Metallpulver umschlossen. Dadurch ist sichergestellt, dass das Treibmittel das Metallpulver zuverlässig und gleichmäßig aufschäumt.
Gemäß einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung steht die Pulvermischung über den Walzen. Dies hat den Vorteil, dass sich die Pulvermischung weniger leicht entmischen kann. Die Pulvermischung steht dabei zumindest abschnittsweise bevorzugt unmittelbar auf den Walzenoberflächen. Die Walzen bzw. Walzenoberflächen tragen die Pulvermischung. Auf diese Weise können die Walzen selbst dazu beitragen, die Pulvermischung in den Spalt zwischen den Walzen zu transportieren. In diesem Spalt wird dann die Pulvermischung zu der Press- pulver-Metallplatine kaltverdichtet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird die Presspulver-Metallplatine von den Walzen in Richtung der Schwerkraft bewegt bzw. gefördert. Die Förderrichtung parallel zur Schwerkraftrichtung trägt zu einer einheitlicheren Verteilung der Pulvermischung über dem Spalt bei und verhindert, dass unter Schwerkrafteinfluss das gerade verdichtete Pulvergefüge eine ungleichmäßige Struktur annimmt.
Die den Walzen zugeführte Pulvermischung ist insbesondere unmittelbar vor dem Kaltwalzen bevorzugt nicht (vor)verdichtet, um den Energieaufwand zu senken und die Gefahr von ungleichmäßig verdichteten Presspulver-Metallplatinen aufgrund von Druckschwankungen zu verringern. So ist beispielsweise die Pulvermischung bevorzugt ausschließlich durch die Schwerkraft und die rotierenden Walzen in den Spalt zwischen den rotierenden Walzen gefördert. Dies führt zu einer sehr gleichmäßigen Struktur in der Presspulver-Metallplatine.
Eine weitere Maßnahme, um eine möglichst gleichförmige Presspulver-Metallplatine zu erhalten, besteht darin, die Höhe der Pulvermischung über den Walzen bzw. über dem Spalt konstant zu halten. Dies kann beispielsweise automatisch durch einen Regelkreis, der insbesondere einen Füllstandsensor und eine Steuervorrichtung enthält, erfolgen. So kann beispielsweise die Höhe der Pulvermischung über den Walzen automatisch innerhalb vorbestimmter Grenzen konstant gehalten werden. Sinkt der Pulverstand unterhalb einer vorbestimmten Untergrenze, so wird automatisch Pulvermischung nachgefördert, bis die vorbestimmte Obergrenze erreicht ist. Alternativ kann auch kontinuierlich Pulvermischung in der Menge nachgefördert werden, in der Pulvermischung durch den Spalt in Form der Presspulver-Metallplatine ausgetragen wird.
Die Pulvermischung ist unmittelbar vor dem Kaltwalzen nicht erhitzt. Bevorzugt erfolgt der einzige Wärmeeintrag im Zuge des Kaltwalzens durch das Kaltwalzen selbst. Insbesondere beträgt die Temperatur der Pulvermischung weniger als 150 °C, weiter bevorzugt weniger als 100 °C. Noch weiter bevorzugt ist es, wenn die Pulvermischung bei Raumtemperatur kaltgewalzt wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn keinerlei Beheizung stattfindet. Das Metallpulver kann, insbesondere vor dem Einbringen in die Pulvermischung, wärmebehandelt sein. Dabei ist bevorzugt das Metallpulver vor dem Zusammenbringen mit dem Treibmittelpulver, wenigstens aber bis unmittelbar vor dem Walzen abgekühlt, insbesondere auf Raumtemperatur.
Die Walzen üben bevorzugt einen Anpressdruck von wenigstens 100 MPa aus. Der Anpressdruck sollte unabhängig davon höchstens 650 MPa betragen.
Die Presspulver-Metallplatine kann gekühlt werden. Die Kühlung findet bevorzugt nach dem Verlassen des Spaltes zwischen dem Walzen und vor einem eventuellen Ablängen der Press- pulver-Metallplatine statt. Dabei ist es bevorzugt, dass die Presspulver-Metallplatine quer zur Walzrichtung, insbesondere in deren Breitenrichtung, unterschiedlich bzw. mit einem unterschiedlichen Wärmeaustrag gekühlt wird. Insbesondere sollte der Wärmeaustrag in einem Mittenbereich der Presspulver-Metallplatine größer sein als an den Rändern der Presspulver-Me- tallplatine. Der größere Wärmeaustrag in der Mitte der Metallplatine führt zu einer gleichmäßigeren Abkühlung über deren Querschnitt. Dadurch können Spannungsrisse sowie Deformationen in Folge von Temperaturgradienten in der Presspulver-Metallplatine vermieden werden.
Das Kühlen der Presspulver-Metallplatine kann unmittelbar nach dem Verlassen der Walzen stattfinden.
Bevorzugt ist jedoch zwischen den Walzen und der Abkühlung ein wärmeisolierter Bereich vorgesehen. Der wärmeisolierte Bereich kann eine Wärmeisolation aufweisen, die den Wärmeaustrag aus der Presspulver-Metallplatine verringert. Der wärmeisolierte Bereich kann sich unmittelbar an die Walzen anschließen. Der wärmeisolierte Bereich verringert die Abkühlung der Presspulver-Metallplatine unmittelbar nach Verdichtung etwas, so dass sich das verdichtete Material etwas setzen kann, bevor es gekühlt wird. Dies verringert die Gefahr von Beulenbildung und Verwerfungen, insbesondere im Randbereich. Die Wärmeisolation umgibt die an der Wärmeisolation vorbei transportierte Presspulver-Metallplatine bevorzugt allseitig, wenigstens jedoch an deren Flachseiten. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Wärmeisolation jedoch auch nur einen Randbereich der vorbeitransportieren Presspulver-Metallpla- tine abdecken und beispielsweise den Mittenbereich abdecken, oder der Mittenbereich der vorbeitransportierten Presspulver-Metallplatine ist weniger stark wärmeisoliert als der Randbereich. Die soll zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung über den Querschnitt der Press- pulver-Metallplatine führen. Wenigstens eine der Walzen, bevorzugt beide Walzen können während des Kaltwalzens gekühlt werden. So kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Kühleinrichtung vorgesehen sein, die ausgestaltet ist, wenigstens eine der Walzen, bevorzugt beide Walzen, während des Kaltwalzens zu kühlen.
Die Kühleinrichtung kann eine Walzeninnenkühlung aufweisen, die sich in das Innere einer oder beider Walzen erstreckt. Die Walzeninnenkühlung kann beispielsweise eine oder mehrere Kühlfluidleitungen aufweisen, die sich zumindest abschnittsweise in das Innere einer der beiden Walzen oder beider Walzen erstrecken. Die eine oder mehrere Kühlfluidleitungen können ausgestaltet sein, ein Kühlfluid, beispielsweise ein Fluid enthaltend Wasser, Öl oder Luft, in das Innere und/oder aus dem Inneren wenigstens einer Walze zu leiten.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Walzeninnenkühlung kann die Kühleinrichtung auch eine Oberflächenkühlung aufweisen. Die Oberflächenkühlung kann eine Gebläsevorrichtung aufweisen, die ausgestaltet ist, einen Strom von Kühlfluid, beispielsweise ein gasförmiges, flüssiges oder aerosolartiges Kühlfluid, auf die Walzen zu richten. In einer einfachen Ausgestaltung ist das auf die Walzen gerichtete Kühlfluid Luft.
Der Kühlfluidstrom kann an eine Oberfläche und/oder entlang einer Oberfläche der Walzen geführt sein. Der Kühlfluidstrom kann durch Ausblasen und/oder Ansaugen erzeugt sein. Zum Ansaugen kann eine Absaugeinrichtung vorgesehen sein.
Die Oberflächenkühlung kann mit einer Staubabsaugung kombiniert sein. So kann die Kühleinrichtung ausgestaltet sein, durch Absaugen einen Luftstrom entlang der Walzenoberflä- che(n) erzeugen, der neben Wärme auch Feinstaub abführt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die schmälste Stelle des Spaltes zwischen den Walzen nicht breiter als 5 mm, sie kann jedoch in einer weiteren Ausgestaltung nicht breiter als 4 mm sein. Die schmälste Stelle zwischen den Walzen beträgt gemäß einer weiteren Ausgestaltung wenigstens 0,1 mm. Insbesondere kann die schmälste Stelle des Spaltes zwischen etwa dem 0,008-fachen und dem 0,12-fachen des Walzendurchmessers, bevorzugt etwa das 0,01-fache des Walzendurchmessers betragen.
Der Durchmesser der Walzen kann zwischen 50 mm und 500 mm, bevorzugt zwischen etwa 200 mm und 300 mm betragen. Die Mate rial stärke der Presspulver-Metallplatine beträgt bevorzugt wenigstens 0,3 mm, höchstens um etwa 6 mm. Die Materialstärke wird in erster Linie von der Breite der schmälsten Stelle des Spaltes bestimmt.
Die Höhe der über den Walzen stehenden Pulvermischung beträgt höchstens 400 mm. Sie kann wenigstens 50 mm betragen. Bevorzugt beträgt die Höhe der Pulvermischung etwa 200 bis 300 mm. Um zu vermeiden, dass aufgrund eines zu hohen Pulverspiegels die Pulvermischung nicht mehr gleichmäßig eingezogen wird, wird während des Kaltwalzens die Höhe der Pulvermischung automatisch in einem vorbestimmten Bereich, beispielsweise zwischen 200 mm und 300 mm, gehalten.
Ein Zufuhrwinkel, der vom Mittelpunkt einer der Walzen aus gemessen wird und über den die Pulvermischung in Kontakt mit der Oberfläche der Walze steht, beträgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung höchstens 35°. Bevorzugt beträgt der Zufuhrwinkel wenigstens 15°, weiter bevorzugt wenigstens 20°.
Das Metallpulver kann aus reinen Stoffen und/oder Legierungen solcher reinen Stoffe bestehen. Das Metallpulver kann eine Aluminiumknetlegierung wie AIMg1Si.O5 und/oder eine Aluminiumgusslegierung wie AISi12 ergeben und/oder aus einer solchen Legierung bestehen. Hauptlegierungsbestandteile sind bevorzugt Silizium und/oder Magnesium. Der Siliziumgehalt des Metallpulvers kann zwischen 0 Gew.-% und 15 Gew.-% betragen. Der Magnesiumgehalt des Metallpulvers kann zwischen 0 Gew.-% und 15 Gew.-% betragen. Zudem kann im Metallpulver wenigstens ein Metall aus der Gruppe Cu, Fe, Zn, Mn mit 0 Gew.-% bis 1 Gew.-% enthalten sein.
Das Metallpulver kann darüber hinaus zum Teil oder vollständig aus recyceltem Material bestehen. Das recycelte Material kann dabei aufweisen:
- Leckagematerial aus vorhergehenden Walzungen und/oder
- Nicht aufgeschäumte und/oder aufgeschäumte Metallpulver-Pressplatinen oder Teile davon, beispielsweise Reste von Metallpulver-Pressplatinen, die in der Fertigung nicht mehr verwendet werden können, wie beispielsweise Zuschnittsreste oder Bruch und/oder
- Metallpulver aus Schrott, das jedoch aufgearbeitet sein sollte, insbesondere wenn es von externen Quellen stammt. Der Anpressdruck der Walzen ist während des Kaltwalzens bei einer Aluminiumknetlegierung bevorzugt kleiner als bei einer Aluminiumgusslegierung. Bei einer Aluminiumknetlegierung liegt der Anpressdruck der Walzen bevorzugt unterhalb 400 MPa, bevorzugt um 350 MPa ± 20 %, bei einer Aluminiumgusslegierung bevorzugt oberhalb von 450 MPa, insbesondere um 500 MPa ± 15 %.
Der Zuführwinkel ist bei einer Aluminiumgusslegierung bevorzugt größer als bei einer Aluminiumknetlegierung. Bei einer Aluminiumknetlegierung liegt der Zuführwinkel bei etwa 20°, bei einer Aluminiumgusslegierung zwischen 20 ° und 25 °.
Die Dichte der Presspulver-Metallplatine beträgt bevorzugt zwischen etwa 70 % und etwa 99% der Dichte der Ausgangswerkstoffe der Pulvermischung in deren in der Pulvermischung vorliegendem Mischungsverhältnis. Bevorzugt beträgt die Dichte zwischen etwa 95 % und etwa 99 % des entsprechenden Vollmaterials.
Eine Umfangsgeschwindigkeit der rotierenden Walzen kann zwischen 0,1 m/Min. und 6 m/Min., bevorzugt zwischen etwa 1 ,4 und 5 m/Min. Bei Umfangsgeschwindigkeiten von mehr als 1 m/min sind die Walzen während des Kaltwalzens bevorzugt gekühlt.
Die Presspulver-Metallplatine weist in einer bevorzugten Ausgestaltung eine Breite zwischen 20 cm und 50 cm auf.
Um ein Anhaften des Pulvers an den Walzen zu vermindern, kann mit einer auf den Walzen fest verbundenen Beschichtung, beispielsweise Wolframcarbid oder diamantähnliche Substanzen wie Diamor® und/oder einem aufgetragenen Trennmittel, beispielsweise Bormitrud, Graphit oder Molybdänsulfid, gearbeitet werden.
Zum kontinuierlichen Auftrag eines Trennmittels kann eine Auftragseinrichtung vorgesehen sein, die ausgestaltet ist, das Trennmittel auf die Oberfläche einer oder beider Walzen aufzusprühen, abzustreifen oder mittels Kontaktbenetzung aufzutragen.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand von Versuchsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und Tabellen exemplarisch erläutert. In den Zeichnungen sind für Elemente, die einander hinsichtlich Aufbau und/oder Funktion entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet.
Nach Maßgabe der obigen Ausführungen können einzelne Merkmale des Ausführungsbeispiels weggelassen werden, wenn es auf deren technischen Effekt nicht ankommt. Umgekehrt können dem Ausführungsbeispiel weiterführende Merkmale, wie sie oben beschrieben sind, hinzugefügt werden, sollte es bei einer bestimmten Anwendung für den mit diesem Merkmal verknüpften technischen Effekt ankommen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer aufschäumbaren, bandförmigen Presspulver-Metallplatine aus einer Pulvermischung;
Fig. 2 eine beispielhafte Darstellung einer Presspulver-Metallplatine;
Fig. 3 eine Sandwichplatte mit Metallschaum.
Zunächst werden mithilfe der Figuren das Verfahren und die Vorrichtung 1 beschrieben, mit der eine aufschäumbare, bandförmige Presspulver-Metallplatine 2 aus einer Pulvermischung 4 mittels Kaltwalzen 6 hergestellt wird. Die Pulvermischung 4 enthält wenigstens ein Metallpulver 8 und ein Treibmittelpulver 10. Die Pulver 4, 8, 10 werden entlang der Pfeile 11 durch die Vorrichtung 1 transportiert.
Das Metallpulver 8 weist Metallpulverkömer 12 auf, die wenigstens ein Metall enthalten. Das Metall ist beispielsweise ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Kupfer, Zink, Blei und Eisen. Bevorzugt ist das Metall in Form einer pulverförmigen Metalllegierung bereitgestellt. Insbesondere kann die Metalllegierung eine Aluminiumgusslegierung wie beispielsweise AlSi 12 und/oder eine Aluminiumknetlegierung wie AIMg1Si.O5 sein.
Das Treibmittelpulver 10 weist Treibmittelpulverkörner 14 auf, die ein zum Aufschäumen des Metalls oder der Metalllegierung geeignet sind. Beispielsweise weist das Treibmittelpulver 10 als Treibmittel ein Metallhydrid, insbesondere TiH2 auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Treibmittelpulver 10 als Treibmittel auch ein Karbonat, beispielsweise Kalziumkarbonat, Kaliumkarbonat, Natriumkarbonat und/oder Natriumbikarbonat; ein Hydrat, beispielsweise Aluminiumsulfathydrat, Aluminiumhydroxid, und/oder Alaun; und/oder eine andere leicht flüchtige Substanz wie eine Quecksilberverbindungen und/oder eine pulverförmige oder pulverisierte organische Substanz verwendet werden.
Die Presspulver-Metallplatine 2 dient zur Herstellung eines Metallschaums 16, beispielsweise einer Sandwichplatte (Fig. 3), bei der sich der Metallschaum 16 zwischen zwei Metallplatten oder Blechen 17 befindet. Die Herstellung von Metallschäumen aus Presspulver-Metallplatinen ist beispielsweise in Hohlfeld, J., und Hipke, T.: Aluminiumschaum-Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen, in: BHT 2016, ISBN 978-3-86012-530-4 beschrieben.
Die Pulvermischung 4 wird ohne zusätzliche Erwärmung, bevorzugt bei Raumtemperatur, also bei etwa 16 °C bis etwa 25 °C, zwischen zwei rotierenden Walzen 18 gepresst, sodass durch diesen Kaltwalzprozess unmittelbar die Presspulver-Metallplatine 2 entsteht. Die Walzen 18 sind parallel zueinander ausgerichtet. Bevorzugt sind beide Walzen 18 angetrieben. Ein Kaltwalzen 6 ist natürlich auch bei einem größeren Temperaturbereich, beispielsweise unterhalb von 100 °C möglich. Die Presspulver-Metallplatine sollte sich während des Kaltwalzens nicht über 120 °C erwärmen. Insbesondere erwärmen sich im Zuge des Kaltwalzens weder die Pulvermischung 4 noch die Presspulver-Metallplatine 2 auf über 150 °C.
Über den Walzen 18 steht eine Pulvermenge 19 der Pulvermischung 4. Die Pulvermischung 4 wird bevorzugt ausschließlich durch die Schwerkraft 20 und die rotierenden Walzen 18 in den Spalt 22 zwischen den beiden Walzen 18 gefördert. Im Spalt 22 weist die Drehrichtung 23 der Walzen 18 in Richtung der Schwerkraft 20. Eine Beheizung der über den Walzen 18 stehenden Pulvermischung 4 bzw. der Pulvermenge 19 findet nicht statt. Über den Walzen 18 kann ein beispielsweise behälterförmiges Pulverreservoir 25 angeordnet sein, dessen Boden von den Walzen 18 gebildet ist.
Die Höhe 24 der über den Walzen 18, dem Spalt 22 bzw. der engsten Stelle 26 des Spaltes 22 stehenden Pulvermenge 19 wird innerhalb vorbestimmter Grenzen während des Kaltwalzens 6 bevorzugt konstant, zumindest aber in etwa konstant, gehalten. Die engste Stelle 26 des Spaltes 22 weist eine Spaltbreite 27 auf, die bevorzugt nicht breiter als 10 mm, gemäß einer weiteren Ausgestaltung nicht breiter als 5 mm ist. Die Spaltbreite 27 beträgt gemäß einer anderen Ausgestaltung wenigstens 1 mm. Beim Anfahren ist der Spalt 22 geschlossen und wird anschließend auf die gewünschte Spaltbreite 27 geöffnet.
Um die Spaltbreite 27 einzustellen, ist kann wenigstens eine der Walzen 18 auf die andere Walze 18 zu oder von der anderen Walze 18 weg bewegt werden, wie durch den Pfeil 28 angedeutet ist.
Die Höhe 24 der Pulvermischung oberhalb der Walzen, insbesondere oberhalb der engsten Stelle 26 beträgt in einer Ausgestaltung höchstens 400 mm, gemäß einer weiteren Ausgestaltung wenigstens 100 mm. Gemäß einer anderen Ausgestaltung wird die Höhe auf etwa 200 mm geregelt. Abweichungen von ±20 % von einer als Sollwert angegebenen Höhe 24 sind noch als konstant anzusehen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 einen Füllstandsensor 29 aufweisen, der mit einer Steuervorrichtung 30, beispielsweise einem Computer, verbunden ist. Die Steuervorrichtung 30 ist über wenigstens einen Datenübertragungsweg 31 , der zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen, uni- und/oder bidirektionalen Übertragung von Daten ausgebildet ist, mit Einrichtungen der Vorrichtung 1 verbunden.
So kann beispielsweise von der Steuervorrichtung 30 eine Fördervorrichtung 32 gesteuert sein. Die Fördervorrichtung 32 ist ausgebildet, die Pulvermischung 4 zum Pulverreservoir 25 zu fördern. Die Steuervorrichtung 30 ist ausgestaltet, die Höhe der Pulvermischung 4 automatisch konstant zu halten, beispielsweise indem eine von der Fördervorrichtung 32 zum Pulverreservoir 25 pro Zeiteinheit geförderte Menge 34 an Pulvermischung 4 abhängig von der Höhe 24, insbesondere der momentanen Höhe 24, eingestellt wird. Alternativ kann die von der Fördereinrichtung 32 in das Pulverreservoir geförderte Menge 34 auch einfach konstant auf einem Wert gehalten werden, der dem Austrag der Pulvermischung 4 aus dem Pulverreservoir 25 durch den Spalt 22 entspricht.
Zur Herstellung der Pulvermischung 4 werden das Metallpulver 8 und das Treibmittelpulver 10 vermischt. Ziel ist es, eine möglichst gleichmäßige Verteilung der beiden Komponenten in der Pulvermischung zu erhalten. Die Pulvermischung 4 enthält zwischen 0,2 und 4 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,5 und 1 ,0 Gew.-%, und besonders bevorzugt um etwa 0,8 Gew.-% Treibmittel, wobei der Treibmittelanteil dabei vom Treibmittel und/oder vom aufzuschäumenden Metall und/oder der zu erzielenden Porosität abhängen kann. Der Rest ist bevorzugt Metallpulver 8, wobei auch verschiedene Metallpulver miteinander vermischt sein können. Bevorzugt sind das Metallpulver 8 und/oder das Treibmittelpulver 10 jeweils gemischt worden, um eine über das Volumen gleichmäßige Größenverteilung sicherzustellen.
Zum Vermischen 35 des Metallpulvers 8 und des Treibmittelpulvers 10 kann die Vorrichtung 1 einen Mischer 36 aufweisen. Um Verklumpungen zu vermeiden, kann die Mischdauer, während der das Metallpulver 8 und das Treibmittelpulver 10 vermischt werden, zwischen 10 Minuten und zwei Stunden, bevorzugt um eine Stunde betragen. Der Mischer 36 wird bevorzugt ebenfalls von der Steuereinrichtung 30 gesteuert. Der Mischer 36 erzeugt die Pulvermischung 4. Zwischen dem Mischer 36 und der Fördervorrichtung 32 kann ein Pufferbehälter 38 vorhanden sein, in dem die Pulvermischung 4 zwischengelagert wird. In diesem Fall kann zwischen dem Mischer 36 und dem Pufferbehälter 38 eine weitere Fördervorrichtung 40 vorhanden sein, die die Pulvermischung 4 vom Mischer 36 in dem Pufferbehälter 38 fördert. Die Fördervorrichtung 32 ist dann ausgebildet, die Pulvermischung 4 aus dem Pufferbehälter 38 in das Pulverreservoir zu fördern.
Alternativ kann die Pulvermischung 4 auch direkt vom Mischer 36 zu den Walzen 18 gefördert werden, ohne dass ein Pufferbehälter 38 vorgesehen ist. In diesem Fall kann beispielsweise die Fördervorrichtung 32 ausgebildet sein, die Pulvermischung 4 vom Mischer 36 in das Pulverreservoir 25 zu fördern.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass eine bereits fertig vermischte Pulvermischung 4 verwendet wird, so dass ein Mischer 36 entfallen und die fertig vermischte Pulvermischung 4 direkt in den Pulverbehälter 38 eingebracht werden kann. Dennoch ist es selbst in diesem Fall ratsam, einen Mischer 36 zu verwenden, um eine gleichmäßige Durchmischung zu gewährleisten, da während des Transports einer fertigen Pulvermischung 4 eine Entmischung stattfinden kann.
Die Vorrichtung 1 kann ferner einen Metallpulverbehälter 42 und einen Treibmittelpulverbehälter 44 aufweisen. Im Treibmittelpulverbehälter 44 wird das Treibmittelpulver 10 getrennt vom Metallpulver 8 gelagert. Im Metallpulverbehälter 42 wird das Metallpulver 8 getrennt vom T reib- mittelpulver 10 gelagert.
Vor dem Kaltwalzen 6 und insbesondere vor dem Vermischen 35 mit dem Treibmittelpulver 10 kann das Metallpulver 8 wärmebehandelt werden. Für die Wärmebehandlung 45 kann ein Ofen 46 vorgesehen sein.
Selbstverständlich kann auch oder zusätzlich die Pulvermischung 4 wärmebehandelt werden. Da dies jedoch zu einem Ausgasen des Treibmittels, beispielsweise von Wasserstoff führen kann, ist dies nicht bevorzugt.
Die Wärmebehandlung 45 kann beispielsweise ein Glühen sein. Für die Wärmebehandlung 45 kann zusätzlich zum Ofen 46 eine Einrichtung 47 zum Abkühlen vorhanden sein. Alternativ kann eine Abkühlung auch einfach an ruhender Luft oder im Ofen 46 erfolgen. Eine Wärmebehandlung 45 ist insbesondere bei einem Metallpulver 8 enthaltend oder aus einer Aluminiumlegierung vorteilhaft. In einem solchen Fall kann das Metallpulver 8 über wenigstens drei Stunden bei einer Temperatur von wenigsten 400°C, insbesondere aber unterhalb von 577°C wärmebehandelt werden. Bevorzugt findet die Wärmebehandlung 45 in einer inerten Atmosphäre statt, um eine Oxidbildung auf den Körnern des Metallpulvers zu vermeiden.
Nach der Wärmebehandlung 45 wird das Metallpulver 8 vom Ofen 46 bzw. der Einrichtung 47 zum Abkühlen in den Metallpulverbehälter 42 gefördert.
Eine Fördersystem 48 kann durch den Ofen 46 und - falls vorhanden - die Einrichtung 47 hindurchführen und das Metallpulver 8 von einem Anlieferungsbehälter 49 zum Metallpulverbehälter 42 fördern. Ist keine Wärmebehandlung 45 vorgesehen, kann selbstverständlich auf den Anlieferungsbehälter 49, das Fördersystem 48, den Ofen 46 und die Einrichtung 47 verzichtet werden. Die Vorrichtung 1 kann einen weiteren Mischer 50 aufweisen, der nach dem Ofen 46 bzw. der Einrichtung 47 und vor dem Metallpulverbehälter 42 angeordnet ist. Der Mischer 50 dient dazu, das wärmebehandelte Metallpulver 8 zu vermischen.
Die Walzen 18 können Teil einer Kaltwalzmaschine 51 zum vertikalen Pulverwalzen sein, die zur Herstellung der aufschäumbaren, bandförmigen Presspulver-Metallplatine 2 verwendet wird.
Nach dem Verlassen des Spaltes 22 ist es von Vorteil, wenn die Presspulver-Metallplatine 2 in einem Kühlvorgang 53 abgekühlt wird. Hierzu kann eine Kühlvorrichtung 52, beispielsweise eine Gebläsevorrichtung 54, vorgesehen sein. Die Gebläsevorrichtung 54 kann auch zum Abblasen und/oder zur Absaugung von Staub verwendet werden. Beispielsweise kann die Gebläsevorrichtung 54 ausgestaltet sein, während des Kaltwalzens einen Kühlluftstrom 55 auf die Presspulver-Metallplatine 2 zu richten.
In einer alternativen oder kumulativen Ausgestaltung, die in der Fig. 1 in doppelt strichpunktierter Linie dargestellt ist, kann die Kühlvorrichtung 52 eine oder beide Walzen 18 kühlen, beispielsweise indem ein Kühlluftstrahl 55a auf die Walzen 18 bzw. auf oder entlang deren Oberfläche 66 gerichtet ist. Hierzu kann die Kühlvorrichtung 52 eine auf eine oder beide Walzen 18 bzw. deren Oberfläche 66 gerichtete Gebläsevorrichtung 54a aufweisen. Der Kühlluftstrahl 55a kann auch dazu dienen, an den Walzen bzw. deren Oberflächen anhaftenden Staub wegzublasen. Anstelle oder zusätzlich zur Gebläsevorrichtung 54a kann auch eine Absau- geinrichtung 54b vorgesehen sein, um auf der Oberfläche 66 anhaftenden Staub aufzusaugen. Der Kühlluftstrahl 55a kann zur Absaugeinrichtung 54b hin gerichtet sein, wenn eine Absaugeinrichtung 54b vorhanden ist.
Anstelle der oder zusätzlich zur Gebläsevorrichtung 54 und/oder 54a und/oder der Absaugeinrichtung 54b kann die Kühleinrichtung 52 eine oder beide Walzen 18 auch von innen kühlen. So kann die Kühleinrichtung 52 eine oder mehrere Fluidleitungen 54c aufweisen, die sich in das Innere der Walzen 18 erstrecken oder sich im Inneren der Walzen befinden, und in denen ein Kühlfluid strömt. Das Kühlfluid kann gasförmig, flüssig oder ein Aerosol sein und die durch das Kaltwalzen transportierte Wärme abtransportieren.
Zwischen der Kühlvorrichtung 52 und dem Spalt 22 kann ein wärmeisolierter Bereich 57 vorhanden sein, durch den sich die Presspulver-Metallplatine 2 während ihrer Herstellung erstreckt bzw. bewegt wird. Der wärmeisolierte Bereich 57 weist eine Wärmeisolierung 58 auf, die sich entlang wenigstens der Flachseiten der Presspulver-Metallplatine 2 erstreckt und bevorzugt die Presspulver-Metallplatine 2 quer zur Walzrichtung 56 umschließt. Der wärmeisolierte Bereich 57 reduziert den Wärmeaustrag aus der Presspulver-Metallplatine 2 unmittelbar nach dem Pressvorgang, so dass, getrieben von der Wärmeenergie aus dem Pressvorgang, Setzvorgänge stattfinden können. Die Länge des wärmeisolierten Bereichs 57 in Walzrichtung 56 ist so bemessen, dass sich im Betrieb die Presspulver-Metallplatine 2 um nicht mehr als 100 °C aufheizt, die Differenz zwischen der Temperatur der Presspulver-Metallplatine 2 und der Temperatur der Pulvermenge 19 also nicht mehr als 100 °C beträgt.
Quer zur Walzrichtung 56, also zu der Richtung, in der die Presspulver-Metallplatine 2 von den Walzen 18 gefördert wird, muss der von der Kühlvorrichtung 52 erzeugte Wärmeaustrag nicht konstant sein. Beispielsweise kann es von Vorteil sein, wenn der Wärmeaustrag, also die Kühlung der Presspulver-Metallplatine 2 in einem Mittenbereich 59, der von den beiden quer zur Walzrichtung 56 gelegenen Rändern 60 entfernt ist, größer ist als an den Rändern 60. Der Wärmeaustrag kann beispielsweise in Richtung von den Rändern 60 hin zum Mittenbereich 59 quer zur Walzrichtung 56 erhöht sein. Dadurch kann sich die Presspulver-Metallplatine 2 gleichmäßig abkühlen.
Der Anpressdruck 62 der Walzen 18 beträgt in einer Ausgestaltung zwischen 200 bis 500 MPa, in einer weiteren Ausgestaltung zwischen 250 und 400 MPa. Die Vorrichtung 1 bzw. die Steuervorrichtung 30 ist bevorzugt ausgestaltet, den Anpressdruck konstant zu halten, wobei Abweichungen von weniger als ±20 % von einem als Sollwert angegebenen Anpressdruck noch als konstanter Anpressdruck 62 anzusehen sind. Allerdings ist die Qualität der Presspulver- Metallplatine 2 umso besser, je genauer der Anpressdruck 62 eingehalten werden kann.
Ein Zufuhrwinkel 64 beträgt in einer Ausgestaltung höchstens 35° und/oder wenigstens 15°. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Zufuhrwinkel um 20° betragen. Der Zufuhrwinkel 64 wird vom Mittelpunkt 68 der Walzen gemessen und ist der Winkel, über den die Pulvermischung 4 in Kontakt mit der Oberfläche 66 einer Walze 18 steht.
Die Umfangsgeschwindigkeiten der rotierenden Walzen 18 beträgt zwischen 0,1 m/min und 6 m/min, bevorzugt zwischen 1 ,4 und 5,0 m/min. Bei Umfangsgeschwindigkeiten von mehr als 1 m/min sind die Walzen während des Kaltwalzens bevorzugt gekühlt.
Die Presspulver-Metallplatine 2 kann eine Breite 70 zwischen 5 cm und 50 cm aufweisen. Die Breite 70 ist über eine sich in Walzrichtung 56 erstreckende Länge 72 der Presspulver-Metall- platine konstant. Hierbei ist eine Abweichung von ±10 % von der Breite 70 in Richtung der Länge 72 noch als konstant anzusehen. Die Länge 72 einer Presspulver-Metallplatine beträgt wenigstens einen Meter. Bevorzugt beträgt die Länge 72 mehrere Meter.
Die Vorrichtung 1 kann eine Schneidvorrichtung 73 aufweisen, durch die in einem Ablängschritt 74 die aus dem Spalt 22 austretende Presspulver-Metallplatine 2 bevorzugt nach dem Abkühlen abgelängt wird.
Eine Materialstärke 75 der Presspulver-Metallplatine 2 kann größer als 0,3 mm und/oder kleiner als 10 mm sein.
Eine Schäumrate der Presspulver-Metallplatine beträgt wenigstens 4,7, bevorzugt wenigstens 5. Die Schäumrate bezeichnet den Quotienten aus dem Volumen der aufgeschäumten Press- pulver-Metallplatine und dem Volumen der nicht aufgeschäumten Presspulver-Metallplatine.
Um die grundsätzliche Eignung des Kaltwalzens zur Herstellung von aufschäumbaren Presspulver-Metallplatinen in einem einzigen Verdichtungsschritt zu überprüfen, wurden Versuche durchgeführt, deren Ergebnisse in Tabelle 1 wiedergegeben sind.
Als Treibmittel wurde bei den Versuchen TiH2 verwendet und der Anteil von TiH2 in der Pulvermischung betrug etwa 0,8 Gew.-%. Das Metallpulver 8 wurde wärmebehandelt und nach der Wärmebehandlung 45 und Abkühlung etwa eine Stunde gemischt, bevor es mit dem Treibmittelpulver 10 zusammengebracht wurde. Zur Herstellung der Pulvermischung 4 wurden das Metallpulver 8 und das Treibmittelpulver 10 wenigstens eine Stunde lang im Mischer 36 vermischt.
Bei jedem Versuch wurde eine Presspulver-Metallplatine 2 hergestellt, deren Länge 72 etwa 3 m betrug. Eine Auswertung fand anhand einer Untersuchung der Presspulver-Metallplatine 2 an den letzten beiden Metern statt. Mit allen Versuchen konnten aufschäumbare Presspulver-Metallplatinen 2 hergestellt werden.
Zur Beurteilung der Qualität der mit der jeweiligen Versuchskonstellation hergestellten Press- pulver-Metallplatine wurden die Schäumrate und die Bandqualität bestimmt. Beide sind in der nachstehenden Tabelle eingetragen. Dabei bezeichnet „o“ eine für die Praxis akzeptable Schäumrate oder Bandqualität, „+“ einen für die Praxis gut nutzbarer Wert und „++“ ein für die Praxis hervorragender Wert.
Die Schäumrate wurde dabei wie folgt bewertet. Eine Schäumrate unter 4,7 ergibt den Wert „o“, eine Schäumrate zwischen 4,7 und 5,75 führt zu dem Wert „+“ und eine Schäumrate von über 5,75 zu dem Wert „++“.
Eine Bandqualität von „++“ kennzeichnet eine Presspulver-Metallplatine 2, die keine Risse aufweist und komplett zum Aufschäumen nutzbar ist. Eine Bandqualität von „+“ bezeichnet eine Presspulver-Metallplatine, die vereinzelt Risse aufweist, als Vormaterial jedoch noch nutz- und handhabbar ist. Insbesondere am Rand können jedoch Beeinträchtigung der Nutzung auftreten. Eine Bandqualität von „o“ kennzeichnet eine Presspulver-Metallplatine 2 mit vielen Rissen, die nur bedingt zum Aufschäumen nutzbar ist.
Tabelle 1
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000019_0001
Bezugszeichen
1 Vorrichtung
2 Presspulver-Metallplatine
4 Pulvermischung
6 Kaltwalzen
8 Metallpulver
10 Treibmittelpulver
11 Pfeil
12 Metallpulverkörner
14. Treibmittelpulverkörner
16 Metallschaum
17 Metallplatte oder Blech
18 Walze
19 Pulvermenge über den Walzen
20 Schwerkraft
22 Spalt
23 Drehrichtung der Walzen
24 Höhe der Pulvermischung
25 Pulverreservoir
26 engste Stelle des Spaltes
27 Spaltbreite
28 Pfeil
29 Füllstandssensor
30 Steuervorrichtung
31 Datenübertragungsweg
32 Fördervorrichtung zum Pulverreservoir
34 geförderte Menge an Pulvermischung
35 Vermischen
36 Mischer
38 Pufferbehälter
40 weitere Fördervorrichtung
42 Metallpulverbehälter
44 Treibmittelpulverbehälter
45 Wärmebehandlung
46 Ofen
47 Einrichtung zum Abkühlen 48 Fördersystem
49 Anlieferungsbehälter
50 weiterer Mischer
51 Kaltwalzmaschine
52 Kühlvorrichtung
53 Kühlvorgang
54 Gebläsevorrichtung (Kühlung der Presspulver-Metallplatine)
54a Gebläsevorrichtung (Walzenkühlung)
54b Absaugeinrichtung
54c Kühlfluidleitung
56 Walzrichtung
55 Kühlluftstrom (Kühlung der Presspulver-Metallplatine)
55a Kühlluftstrom (Walzenkühlung)
57 wärmeisolierter Bereich
58 Wärmeisolierung
59 Mittenbereich der Presspulver-Metallplatine
60 Ränder der Presspulver-Metallplatine
62 Anpressdruck
64 Zufuhrwinkel
66 Oberfläche der Walzen
68 Mittelpunkt der Walzen
70 Breite der Presspulver-Metallplatine
72 Länge
73 Schneidvorrichtung
74 Ablängschritt
75 Materialstärke der Presspulver-Metallplatine

Claims

Ansprüche Verfahren zum Herstellen einer aufschäumbaren, bandförmigen Presspulver-Metallpla- tine (2) aus einer Pulvermischung (4) enthaltend wenigstens ein Metallpulver (8) und ein Treibmittelpulver (10), wobei das Metallpulver (8) ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Kupfer, Zink, Blei und Eisen enthält, wobei das Treibmittelpulver (10) ein Treibmittel zum Aufschäumen der Presspulver-Metallplatine enthält, und wobei die Pulvermischung (4) zwischen zwei rotierenden Walzen (18) zu der Presspulver-Metallplatine (2) kaltgewalzt wird. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Pulvermischung (4) über den Walzen (18) steht. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Pulvermischung (4) von den Walzen (18) getragen ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pulvermischung (4) ausschließlich durch die Schwerkraft (20) und die rotierenden Walzen (18) zwischen die rotierenden Walzen (18) gefördert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Höhe (24) der Pulvermischung (4) über den Walzen (18) automatisch konstant gehalten wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Metallpulver (4) vor dem Zusammenbringen mit dem T reibmittelpulver (10) wärmebehandelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pulvermischung (4) bei Raumtemperatur kaltgewalzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Presspulver-Metallplatine (2) nach dem Verlassen eines Spaltes (22) zwischen den Walzen (18) gekühlt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Presspulver-Metallplatine (2) unmittelbar nach den Walzen (18) durch einen wärmeisolierten Bereich (57) bewegt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Wärmeaustrag aus der Press- pulver-Metallplatine (2) nach dem Verlassen der Walzen (18) in einem mittig zwischen Rändern (60) gelegenen Mittenbereich (59) größer ist als an den Rändern (60). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Walzrichtung (56) mit der Richtung der Schwerkraft (20) übereinstimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Walzen eine Anpresskraft von wenigstens 200 MPa und/oder höchstens 500 MPa ausüben. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei oberhalb der Walzen (18) höchstens 400 mm Pulvermischung (4) stehen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein vom Mittelpunkt (68) einer Walze (18) aus gemessener Zufuhrwinkel (64), über den die Pulvermischung (4) in Kontakt mit der Oberfläche (66) der Walze (18) steht, höchstens 35° und/oder wenigstens 15° beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Metallpulver (8) eine Aluminiumknetlegierung und/oder eine Aluminiumgusslegierung enthält, oder aus einer Aluminiumknetlegierung und/oder einer Aluminiumgusslegierung besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Treibmittelpulver Titanhydrid aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei wenigstens eine der Walzen (18) während des Kaltwalzens gekühlt wird. Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine Oberfläche (66) der wenigstens einen Walzen (18) durch einen Kühlluftstrom (55) gekühlt wird. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Kühlluftstrom (55) abgesaugt wird. Aufschäumbare Presspulver-Metallplatine, hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19. Verwendung einer Kaltwalzmaschine (51) mit zwei rotierenden Walzen (18) zur Herstellung einer aufschäumbaren Presspulver-Metallplatine (2) aus einer Pulvermischung (4) enthaltend ein Metallpulver (8) und ein Treibmittelpulver (10) mittels Kaltwalzen (6), wobei das Metallpulver ein Metall aus der Gruppe Aluminium, Kupfer, Zink, Blei und Eisen enthält und wobei das Treibmittelpulver ein Treibmittel zum Aufschäumen der Presspul- ver-Metallplatine (2) enthält oder aus einem Treibmittel zum Aufschäumen der Presspul- ver-Metallplatine (2) besteht.
22. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
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