DE112004000708B4 - Process for producing a metal foam body - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung eines Metallschaumkörpers mit folgenden Schritten:
Bereitstellen
einer in einem Vorratsbehälter
(1) aufgenommenen Metallschmelze,
Einspritzen der Metallschmelze
in einen von einer Form umgebenen Formhohlraum (3) durch eine den
Vorratsbehälter
(1) mit der Form verbindende Leitung (2),
dadurch gekennzeichnet,
dass
der Metallschmelze nach dem Verlassen des Vorratsbehälters (1)
und vor dem Eintritt in den Formhohlraum (3) ein Treibmittel zugesetzt
wird.Method for producing a metal foam body with the following steps:
Providing a molten metal received in a reservoir (1),
Injecting the molten metal into a mold cavity (3) surrounded by a mold through a line (2) connecting the reservoir (1) to the mold,
characterized in that
the molten metal after leaving the storage container (1) and before entering the mold cavity (3) a blowing agent is added.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallschaumkörpers.The The invention relates to a method for producing a metal foam body.
Ein solches Verfahren ist aus der WO 02/060621 A2 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Treibmittel zum Aufschäumen einer Metallschmelze entweder im Formhohlraum vorgelegt oder es wird mit der Metallschmelze in einer Füll- oder Gießkammer in Kontakt gebracht. Wenn das Treibmittel im Formhohlraum vorgelegt wird, verteilt es sich nicht homogen in der Metallschmelze. Ein daraus hergestellter Metallschaumkörper weist eine inhomogene Schaumstruktur auf. Wenn das Treibmittel in der Gießkammer mit der Metallschmelze in Kontakt gebracht wird, beginnt die Zersetzung des Treibmittels bereits in der Gießkammer. Um dem Verlust an Treibmittel entgegenzuwirken, müssen erhöhte Treibmittelmengen in die Gießkammer eingebracht werden. Das verursacht erhöhte Kosten. Abgesehen davon wird das Treibmittel auch bei einer Zugabe in die Gießkammer häufig nicht homogen in der Metallschmelze verteilt. Auch in diesem Fall weisen Metallschaumkörper eine inhomogene Schaumstruktur auf.One such method is known from WO 02/060621 A2. In the known Method is a blowing agent for foaming a molten metal either submitted in the mold cavity or it is with the molten metal in a filling or casting chamber brought into contact. When the propellant is placed in the mold cavity it does not spread homogeneously in the molten metal. A part of it manufactured metal foam body has an inhomogeneous foam structure. When the propellant in the casting chamber is brought into contact with the molten metal, the decomposition begins the blowing agent already in the casting chamber. To the loss Counteract propellant must increased Amounts of blowing agent in the casting chamber be introduced. That causes increased costs. Apart from this The blowing agent is also added to the casting chamber often not homogeneously distributed in the molten metal. In this case, too have metal foam body an inhomogeneous foam structure.
Aus
der
Aus
der
Aus der WO 99/64287 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metallschaumkörpers bekannt. Dabei wird das Treibmittel der Metallschmelze außerhalb eines Formhohlraums zugemischt. Anschließend wird die mit dem Treibmittel versehene Metallschmelze in den Formhohlraum überführt. Dabei kommt es bereits zum Aufschäumen der Metallschmelze. Die hergestellten Metallschaumkörper weisen keine besonders gute Oberfläche auf.Out WO 99/64287 discloses a method for producing a metal foam body. In this case, the blowing agent of the molten metal is outside a mold cavity admixed. Subsequently the molten metal provided with the blowing agent is transferred into the mold cavity. It comes it is already foaming the molten metal. The produced metal foam body have not a very good surface on.
Die
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Verfahren angegeben werden, das auf einfache und kostengünstige Weise die Herstellung von eine verbesserte Oberflächenqualität aufweisenden metallischen Formkörpern mit einer im Inneren vorliegenden Schaumstruktur ermöglicht. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll das Verfahren eine serienmäßige Herstellung solcher Metallschaumkörper ermöglichen.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. In particular, a method is to be specified, that on simple and inexpensive Way of producing an improved surface quality metallic moldings with a foam structure inside. To Another object of the invention is the method of mass production such metal foam body enable.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 36.These The object is solved by the features of claim 1. Expedient refinements result arising from the features of the claims 2 to 36.
Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass der Metallschmelze nach dem Verlassen des Vorratsbehälters und vor dem Eintritt in den Formhohlraum ein Treibmittel zugesetzt wird. Überraschenderweise gelingt es damit, Metallschaumkörper mit einer hervorragenden Oberflächenqualität herzustellen, die im Inneren eine Schaumstruktur aufweisen. Indem das Treibmittel auf dem Weg von der Vorratskammer zum Formhohlraum beigemischt wird, wird eine besonders homogene Mischung der Metallschmelze mit dem Treibmittel erreicht. Die daraus hergestellten Metallschaumkörper weisen im Inneren eine homogene Schaumstruktur auf, wohingegen die den Kern umhüllende Ober fläche aus einer dichten Metallwand besteht. Derartig hergestellte Metallschaumkörper weisen hervorragende mechanische Eigenschaften auf. Überraschenderweise gelingt es mit dem vorgeschlagenen Verfahren sogar, dünnwandige Formkörper aus Metall herzustellen, deren Inneres eine Schaumstruktur aufweisen. Beim vorgeschlagenen Verfahren wird das Treibmittel erst nach dem Einspritzen der Metallschmelze in den Formhohlraum vollständig zersetzt. Die in den Formhohlraum eingespritzte Metallschmelze wird an den Formwänden abgeschreckt und erstarrt dort schlagartig. Es bildet sich eine dichte den späteren Metallschaumkörper umgebende Metallwand. Im Zentrum des Formhohlraums erfolgt die Abkühlung der Metallschmelze dagegen langsamer. Dort zersetzt sich das Treibmittel. Im Inneren des Formkörpers wird ein Metallschaum-Kern gebildet. Das vorgeschlagene Verfahren ist relativ preiswert. Es kann ähnlich wie ein herkömmliches Druckgussverfahren durchgeführt werden. Es ist lediglich erforderlich, zwischen dem Vorratsbehälter und dem Formhohlraum das Treibmittel in geeigneter Weise zuzuführen. Die Menge an zugeführtem Treibmittel kann relativ gering gehalten werden.According to the invention it is provided that the molten metal after leaving the reservoir and before entering the mold cavity, a blowing agent is added. Surprisingly, it is possible to produce metal foam body with an excellent surface quality, which have a foam structure inside. By admixing the blowing agent on the way from the storage chamber to the mold cavity, a particularly homogeneous mixture of the molten metal with the blowing agent is achieved. The metal foam body produced therefrom have a homogeneous foam structure inside, where gene the upper surface surrounding the core consists of a dense metal wall. Such produced metal foam body have excellent mechanical properties. Surprisingly, it is even possible with the proposed method to produce thin-walled shaped bodies of metal whose interior has a foam structure. In the proposed method, the blowing agent is completely decomposed only after the injection of the molten metal into the mold cavity. The injected into the mold cavity molten metal is quenched on the mold walls and solidifies there abruptly. It forms a dense surrounding metal foam body later metal wall. In the center of the mold cavity, however, the cooling of the molten metal is slower. There, the blowing agent decomposes. Inside the shaped body, a metal foam core is formed. The proposed method is relatively inexpensive. It can be performed similarly to a conventional die-casting method. It is only necessary to supply the propellant in a suitable manner between the reservoir and the mold cavity. The amount of supplied propellant can be kept relatively low.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Metallschmelze und das Treibmittel vor dem Eintritt in die Form turbulent gemischt. Das Treibmittel kann vor der Herstellung der turbulenten Mischung der Metallschmelze zugesetzt werden. Es ist aber auch möglich, das Treibmittel während der Herstellung der turbulenten Mischung der Metallschmelze zuzusetzen. Das Treibmittel kann zur Herstellung der turbulenten Mischung vor oder während des Einspritzens der Metallschmelze in die Leitung injiziert oder einer in die Leitung eingeschalteten Mischeinrichtung zugeführt werden. Dabei wird vorteilhafterweise der Effekt ausgenutzt, dass die Metallschmelze beim Einspritzen durch die Leitung mit einer extrem hohen Geschwindigkeit geführt und dabei turbulent gemischt wird. Die Ausbildung einer turbulenten Mischung bzw. Strömung auf dem Weg vom Vorratsbehälter zum Formhohlraum bewirkt eine besonders gleichmäßige Verteilung des Treibmittels in der Metallschmelze.To an advantageous embodiment, the molten metal and the propellant turbulently mixed before entering the mold. The propellant may be prior to the preparation of the turbulent mixture be added to the molten metal. But it is also possible that Propellant during the preparation of the turbulent mixture of the molten metal to add. The propellant may be used to prepare the turbulent mixture or while injecting the molten metal into the line or injected a switched on in the line mixing device are supplied. In this case, the effect is advantageously exploited that the molten metal when injected through the line at an extremely high speed guided while mixing turbulently. The formation of a turbulent mixture or flow on the way from the reservoir to the mold cavity causes a particularly uniform distribution of the blowing agent in the molten metal.
Das Einspritzen der Metallschmelze kann z. B. mittels einer Druckgieß- oder einer Extrudiervorrichtung durchgeführt werden. Grundsätzlich können zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sämtliche bekannten Gießverfahren eingesetzt werden, die eine schnelle Formfüllung ermöglichen. Als besonders geeignet haben sich zum Einspritzen der Schmelze in den Formhohlraum folgende Maschinen erwiesen: Warmkammer-Druckgießmaschine, waagrechte Kaltkammer-Druckgießmaschine, senkrechte Kaltkammer-Druckgießmaschine, Kokillengießanlage, insbesondere eine Druck-Kokillengießanlage oder eine Niederdruckgießanlage, eine Squeeze-Casting Maschine oder eine Maschine zum Vergießen von Semi-Solid-Schmelzen.The Injection of the molten metal may, for. B. by means of a Druckgieß- or an extrusion device can be performed. Basically, to execution the method according to the invention all known casting method can be used, which allow a quick mold filling. As especially suitable following to inject the melt into the mold cavity following Machines proved: hot chamber die casting machine, horizontal cold chamber die casting machine, vertical Cold-chamber die casting machine, die casting, in particular a pressure die casting plant or a low pressure casting plant, a squeeze-casting machine or a potting machine Semi-solid melts.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch Warmkammer-Druckgießmaschinen eingesetzt werden. Dabei befindet sich der Vorrats- bzw. Gießbehälter in der Metallschmelze. Dem Formhohlraum ist die Mischeinrichtung vorgeschaltet. In ähnlicher Weise eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine Squeeze-Casting Maschine, bei welcher der Gieß- bzw. Vorratsbehälter schwenkbar ausgebildet ist. Auch hier ist dem Formhohlraum unmittelbar die Mischeinrichtung vorgeschaltet. Ferner geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind waagrechte Kaltkammermaschinen. Dabei liegt der Formhohlraum oberhalb des Gieß- bzw. Vorratsbehälters. Die Mischeinrichtung ist in diesem Fall ebenfalls dem Formhohlraum in einer Ebene oberhalb des Vorratsbehälters vorgeschaltet.to execution the method according to the invention can also hot-chamber die casting machines be used. In this case, the supply or casting container is in the molten metal. The mold cavity is preceded by the mixing device. In similar Way is suitable for implementation the method according to the invention also a squeeze casting machine, in which the casting or reservoir is formed pivotable. Again, the mold cavity is immediate upstream of the mixing device. Further suitable for carrying out the inventive method are horizontal cold chamber machines. The mold cavity is located above of the casting or storage container. The mixing device is in this case also the mold cavity upstream in a plane above the reservoir.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich auch senkrechte Kaltkammermaschinen. Dabei wird die Metallschmelze aus einem senkrecht angeordneten Vorratsbehälter bzw. einer Gießkammer über die Leitung in den Formhohlraum überführt. In die Leitung kann die Mischeinrichtung eingeschaltet sein. Stromaufwärts der Mischeinrichtung weist die Leitung eine Biegung auf. Infolgedessen gelangt bereits turbulent strömende Metallschmelze in die Mischeinrichtung. Es wird eine besonders homogene Mischung zwischen Treibmittel und Metallschmelze erreicht.to execution the method according to the invention Vertical cold chamber machines are also suitable. Here is the Molten metal from a vertically arranged reservoir or a Casting chamber over the Lead transferred into the mold cavity. In the line can be turned on the mixer. Upstream of the Mixing device, the line has a bend. Consequently already passes turbulent flowing Molten metal in the mixing device. It becomes a particularly homogeneous Mixture between blowing agent and molten metal reached.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Formhohlraum vollständig mit Metallschmelze gefüllt. Dabei kann ein Druck von bis zu 200 MPa auf die im Formhohlraum befindliche Metallschmelze ausgeübt werden. Infolge der Druckausübung können selbst dünne und kleine Formhohlräume vollständig ausgefüllt werden. Es können komplexe und dünnwandige Bauteile mit einer hervorragenden Oberflächenqualität hergestellt werden. Abgesehen davon wird durch den beim Einspritzen und unmittelbar nach dem Einspritzen ausgeübten Druck auf die Metallschmelze ein Aufschäumen derselben unterdrückt.To a particularly advantageous embodiment of the method is the mold cavity completely filled with molten metal. In this case, a pressure of up to 200 MPa on the mold cavity located Molten metal applied become. As a result of the pressure exercise can even thin and small mold cavities Completely filled out become. It can complex and thin-walled Components are manufactured with an excellent surface quality. apart this is determined by the during injection and immediately after injection exerted Pressure on the molten metal foaming of the same suppressed.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird spätestens 5 Sekunden nach dem Einspritzen der Metallschmelze der Druck entlastet und damit ein Aufschäumen der Metallschmelze ermöglicht. Das Aufschäumen der Metallschmelze erfolgt dabei in den noch nicht erstarrten Bereichen im Kern des Bauteils.To a further advantageous embodiment is at the latest 5 seconds after injecting the molten metal relieved the pressure and thus a frothing up the molten metal allows. The foam The molten metal takes place in the not yet solidified areas in the core of the component.
Die Entlastung des Drucks kann mit einem vorgegebenen Druckentlastungsprofil erfolgen. Damit kann die Zellengröße des sich bildenden Schaums sowie dessen Verbreitung im Volumen des Bauteils gesteuert werden. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Druckentlastung durch entsprechende Steuerung der Druckgieß- und Extrudiervorrichtung durchgeführt. Sie kann beispielsweise durch ein gesteuertes Zurückziehen eines Einspritzkolbens oder einer Extrudierschnecke erfolgen.Relief of the pressure can be done with a predetermined pressure relief profile. Thus, the cell size of the forming foam and its distribution in the volume of Component to be controlled. According to a particularly advantageous embodiment, the pressure relief is performed by appropriate control of the die casting and extrusion. It can be done for example by a controlled retraction of an injection plunger or an extruder screw.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der Formhohlraum nach dem Schließen vor oder während des Erstarrens der Metallschmelze vergrößert werden. Die Vergrößerung des Formhohlraums setzt dabei spätestens 5 Sekunden nach dem Einspritzen ein. Das ermöglicht ein Aufschäumen der Metallschmelze. Die Vergrößerung des Formhohlraums kann mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil durchgeführt werden. Damit ist es möglich, die Schaumstruktur und die Verteilung des Schaums im Volumen zu steuern. Der Formhohlraum kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung um 5% bis 1000% in Bezug zu seinem Ausgangsvolumen vergrößert werden. Der Formhohlraum kann durch Öffnen eines oder mehrerer Schieber oder durch Herausziehen von in den Formhohlraum ragenden Formkernen vergrößert werden. Er kann auch durch Öffnen der Form oder von Formschalen vergrößert werden. Bei einer Druckentlastung durch Vergrößerung des Formhohlraums ist der Formhohlraum in jedem Moment vollständig mit dem expandierenden Bauteil gefüllt. Das Bauteil weist eine besonders gute und fehlerfreie Oberfläche auf.To In a particularly advantageous embodiment of the mold cavity after closing before or during the solidification of the molten metal are increased. The enlargement of the mold cavity sets at the latest 5 seconds after injection. This allows foaming the Molten metal. The enlargement of the Mold cavity can with a given velocity profile carried out become. This makes it possible the foam structure and the distribution of the foam in the volume too Taxes. The mold cavity can according to an advantageous embodiment 5% to 1000% relative to its initial volume. The mold cavity can be opened by opening one or more slides or by pulling in the Mold cavity projecting mandrels are enlarged. He can also by opening the Form or be increased by mold shells. At a pressure relief by enlargement of the mold cavity is the mold cavity in every moment completely with the expanding Component filled. The component has a particularly good and error-free surface.
Nach einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Form vollständig gefüllt und nach dem Einspritzen mit einem Druck von bis zu 200 MPa beaufschlagt. Spätestens 5 Sekunden nach dem Einspritzen der Metallschmelze wird die Druck aufbringende Vorrichtung definiert so bewegt, dass der Druck sich abbaut. Bedingt durch den Druckabbau kommt es in der Metallschmelze durch das Treibmittel zur Gasfreisetzung. Die Metallschmelze schäumt auf. Das überschüssige aufgeschäumte Material wird in einen in der Druck aufbringenden Vorrichtung gebildeten freien Hohlraum, beispielsweise eine Kolbenraum, gedrückt. In diesem Fall kann das Aufschäumen der Metallschmelze durch eine Steuerung der Druck aufbringenden Vorrichtung realisiert werden. Das Verfahren kann in diesem Fall mit herkömmlichen Formen realisiert werden.To In a further advantageous variant of the method, the mold is completely filled and after the injection is applied to a pressure of up to 200 MPa. No later than 5 seconds after the injection of molten metal, the pressure is applied Device defined so moved that the pressure breaks down. conditioned Due to the pressure reduction occurs in the molten metal through the blowing agent for gas release. The molten metal foams up. The excess foamed material is formed in a pressure applying device free cavity, such as a piston chamber, pressed. In In this case, the foaming the molten metal by controlling the pressure applying Device can be realized. The method can in this case with usual Shapes are realized.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Formhohlraum nach dem Überführen der Metallschmelze geschlossen. Damit kann auf besonders einfache Weise verhindert werden, dass auf den Formhohlraum ein eine unerwünschte Verdichtung der Schaumstruktur bewirkender Nachdruck aufgebracht wird. Das Schließen des Formhohlraums kann beispielsweise mittels einer gezielten Kühlung bestimmter Bereiche der Form bewirkt werden. Infolge der Kühlung wird eine gezielte Erstarrung der Metallschmelze im Bereich des Angussquerschnitts erreicht. Zur Vermeidung eines unerwünschten Nachdrucks ist es aber auch möglich, echtzeitgeregelte Gießmaschinen zu verwenden. Derartige Maschinen können so geregelt werden, dass ein Nachdruck nicht stattfindet. Schließlich ist es auch möglich, den Formhohlraum mittels eines Schiebers oder dgl. zu verschließen.To In a further advantageous embodiment of the mold cavity after transferring the Metal melt closed. This can be done in a particularly simple way prevents the mold cavity from an undesirable compression the foam structure causing reprint is applied. Closing the Mold cavity, for example, by means of a targeted cooling certain Regions of the form are effected. As a result of cooling, a targeted solidification reached the molten metal in the sprue cross section. to Avoiding an unwanted Reprint it is also possible, real-time controlled Casting machines to use. Such machines can be regulated so that a reprint does not take place. Finally, it is also possible to Form cavity by means of a slide or the like. To close.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass der Formhohlraum vor dem Überführen der Metallschmelze evakuiert wird, d. h. im Formhohlraum herrscht ein kleinerer Druck als der Atmosphärendruck. In diesem Fall wirkt der aufschäumenden Metallschmelze ein geringerer Gasdruck entgegen. Es bilden sich im Kern des Metallschaumkörpers besonders homogene Schaumstrukturen aus. Außerdem kann mit dieser Maßnahme die Menge an zugesetztem Treibmittel weiter vermindert werden.When It has proven particularly advantageous that the mold cavity before transferring the molten metal is evacuated, d. H. in the mold cavity there is a smaller pressure as the atmospheric pressure. In this case, the foaming molten metal acts a lesser gas pressure. It forms in the core of the metal foam body especially homogeneous foam structures. In addition, with this measure the Amount of added blowing agent can be further reduced.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Form und/oder die Mischeinrichtung vor dem Überführen der Metallschmelze auf eine Temperatur zwischen 50°C und 900°C vorgewärmt werden. Damit kann gezielt die Erstarrungsgeschwindigkeit der Metallschmelze in der Form und damit auch die Struktur des Metallschaumkörpers beeinflusst werden.To In another embodiment, the shape and / or the mixing device before transferring the Molten metal to a temperature between 50 ° C and 900 ° C preheated. This can be targeted the solidification rate of the molten metal in the mold and so that the structure of the metal foam body can be influenced.
Als Form kommt zweckmäßigerweise eine metallische Dauerform zum Einsatz. Die Form kann an ihrer dem Formhohlraum zuge wandten Innenseite zumindest abschnittsweise mit einer Keramik beschichtet oder mit einem keramischen Einsatz versehen sein.When Shape comes expediently a metallic permanent form for use. The form can be attached to her Mold cavity facing inside at least partially with coated ceramic or provided with a ceramic insert be.
Die Metallschmelze ist zweckmäßigerweise aus einem Leichtmetall gebildet. Zur Herstellung der Metallschmelze kann eines der folgenden Metalle verwendet werden: Aluminium, Aluminiumlegierung, Magnesium, Magnesiumlegierung, Zink, Zinklegierung.The Metal melt is expediently made a light metal formed. For the production of molten metal one of the following metals may be used: aluminum, aluminum alloy, magnesium, Magnesium alloy, zinc, zinc alloy.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, der Metallschmelze bezogen auf das Gewicht des daraus hergestellten Metallschaumkörpers 0,1 bis 5 Gew.% an Treibmittel zuzusetzen. Zweckmäßigerweise wird ein Treibmittel gewählt, dessen Zersetzungstemperatur kleiner als die Solidus-Temperatur des Metalls ist. Das Treibmittel kann vor dem Zusetzen zur Metallschmelze oxidiert werden. Als Treibmittel kann ein Metallhydrid verwendet werden, das vorzugsweise zumindest einen aus der folgenden Gruppe ausgewählten Stoff enthält: Magnesiumhydrid, Titanhydrid, Kalziumhydrid, Zirkonhydrid.to execution the method according to the invention it has proven to be appropriate the molten metal based on the weight of the produced therefrom Metal foam body Add 0.1 to 5 wt.% Of propellant. Conveniently, if a propellant is chosen its decomposition temperature is lower than the solidus temperature of Metal is. The propellant may be added to the molten metal before adding be oxidized. As blowing agent, a metal hydride can be used be, preferably at least one of the following group chosen Fabric contains: Magnesium hydride, titanium hydride, calcium hydride, zirconium hydride.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird der Metallschmelze bezogen auf das Gewicht des daraus hergestellten Metallschaumkörpers 0,1 bis 10 Gew.% eines Zusatzstoffs zugesetzt. Der Zusatzstoff kann mindestens einen aus der folgenden Gruppe ausgewählten Stoff enthalten: Oxid, Karbonat, Karbid, Reinmetall, Grafit. Als Oxid kann insbesondere V2O5, Fe3O4, Cr2O3, TiO2, CuO, Mn2O3, Sc2O3, Al2O3, SiO2 verwendet werden. Geeignete Karbide sind z. B. VC, SiC. Als Karbonate kommen in Betracht: MgC3, CaCO3. Geeignete Reinmetalle sind: V, Ti, Mn, Fe, Ni. Solche Zusatzstoffe verbessern das Aufschäumverhalten der Metallschmelze. Sie können des Weiteren eine in-situ-Oxidation der Metallschmelze bewirken. Ferner können sie als Keimbildner bei der Entstehung von Gasporen in der Me tallschmelze wirken. Schließlich können sie auch als Katalysator für die Zersetzung des Treibmittels dienen. Sie können die Gasausbeute und die Zersetzungsgeschwindigkeit des Treibmittels erhöhen. Die Zusatzstoffe können allgemein zur Steuerung der Zersetzung des Treibmittels dienen.According to an expedient embodiment, the molten metal is added to the weight of the metal foam body produced therefrom 0.1 to 10 wt.% Of an additive. The Zu Substance may contain at least one substance selected from the following group: oxide, carbonate, carbide, pure metal, graphite. In particular, V 2 O 5 , Fe 3 O 4 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , CuO, Mn 2 O 3 , Sc 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 can be used as the oxide. Suitable carbides are z. For example, VC, SiC. Suitable carbonates are: MgC 3 , CaCO 3 . Suitable pure metals are: V, Ti, Mn, Fe, Ni. Such additives improve the foaming behavior of the molten metal. They can also cause an in situ oxidation of the molten metal. Furthermore, they can act as nucleating agents in the formation of gas pores in the metal melt. Finally, they can also serve as a catalyst for the decomposition of the propellant. You can increase the gas yield and the decomposition rate of the propellant. The additives may generally serve to control the decomposition of the blowing agent.
Weiter hat es sich als zweckmäßig erwiesen, als Leichtmetall zur Herstellung der Metallschmelze voroxidiertes Leichtmetall oder rezykliertes Leichtmetall zu verwendet. Die in solchen Leichtmetallen enthaltenen Oxide dienen zur Stabilisierung der Schaumstruktur.Further it has proved to be useful as Light metal for the production of molten metal Preoxidized light metal or recycled light metal used. Those contained in such light metals Oxides serve to stabilize the foam structure.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Metallschmelze einen Festphasenanteil zwischen 0 und 70 Vol.% enthalten. In diesem Fall handelt es sich um eine so genannte "Semi-Solid-Schmelze".To In another embodiment, the molten metal may be a solid phase fraction between 0 and 70 vol.%. In this case, it is around a so-called "semi-solid melt".
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, in einen einzigen Formhohlraum sowohl Metallschmelze mit darin homogen eingemischtem Treibmittel als auch Metallschmelze ohne Treibmittel einzuspritzen. Damit gelingt die Herstellung komplexer Bauteile, die in ihrem Inneren lediglich zum Teil eine Metallschaumstruktur aufweisen. Andere Bestandteile des hergestellten Formkörpers sind vollständig dicht aus Metall hergestellt. In diesen Bereichen ist es beispielsweise möglich, Gewindebohrungen einzubringen.To In a further embodiment, it is also possible in a single mold cavity both molten metal with homogeneously blended propellant and to inject molten metal without propellant. This succeeds the production of complex components, which in their interior only for Part have a metal foam structure. Other components of the are produced shaped body Completely made of metal. For example, in these areas possible, To introduce threaded holes.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Metallschaumkörper, der zweckmäßigerweise mit einer allseitig geschlossenen äußeren Oberfläche und einem davon umgebenen aus einem Metallschaum gebildeten Inneren besteht.object The invention is furthermore a method according to the invention manufactured metal foam body, the expediently with a fully enclosed outer surface and an inside surrounded by a metal foam formed consists.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention with reference to the drawing explained. It demonstrate:
In
Zur
Herstellung des in
Zur
Herstellung des in
In
In
In
Nachfolgend wird ein weiteres Beispiel zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Metallschaumkörpers beschrieben.following a further example for the production of a metal foam body according to the invention will be described.
Es
werden 3,25 g Magnesiumhydrid und 5,5 g Magnesiumkarbonat in der
Mischeinrichtung
Die
Die
In
den
Mit
den in den
Im
Vorratsbehälter
In the storage container
Anschließend kann,
wie beispielsweise in den
Anstelle
einer Vergrößerung des
Formhohlraums
Mit
den vorerwähnten
Verfahren gelingt es, Metallschaumkörper mit einer hohen Oberflächenqualität herzustellen.
Die Schaumstruktur im Inneren der Metallschaumkörper kann durch die Verfahrensführung kontrolliert
werden. Dazu können
insbesondere die Parameter der Größe des zum Schäumen zusätzlich zur
Verfügung
gestellten Volumens sowie der Geschwindigkeit der Volumenzunahme
durch eine geeignete Steuerung der Mittel zur Vergrößerung des
Formhohlraums
- 11
- Vorratsbehälterreservoir
- 22
- Leitungmanagement
- 33
- Formhohlraummold cavity
- 44
- Mischvorrichtungmixing device
- 5a, b, c5a, b, c
- erster, zweiter, dritter SchieberFirst, second, third slide
- 66
- KolbendruckgießvorrichtungKolbendruckgießvorrichtung
- 77
- Bewegungseinrichtungmover
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