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EP0997215B1 - Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffs mit geschäumtem Kern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffs mit geschäumtem Kern Download PDF

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Publication number
EP0997215B1
EP0997215B1 EP99121390A EP99121390A EP0997215B1 EP 0997215 B1 EP0997215 B1 EP 0997215B1 EP 99121390 A EP99121390 A EP 99121390A EP 99121390 A EP99121390 A EP 99121390A EP 0997215 B1 EP0997215 B1 EP 0997215B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixture
powder
facings
composite
pressure device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99121390A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0997215A3 (de
EP0997215A2 (de
Inventor
Frank Baumgärtner
Henri Dr. Cohrt
Dieter Dr. Brungs
Horst Gers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Sintermetalltechnik GmbH
Original Assignee
Schunk Sintermetalltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Sintermetalltechnik GmbH filed Critical Schunk Sintermetalltechnik GmbH
Publication of EP0997215A2 publication Critical patent/EP0997215A2/de
Publication of EP0997215A3 publication Critical patent/EP0997215A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0997215B1 publication Critical patent/EP0997215B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
    • B22F7/006—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part the porous part being obtained by foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metallic composite material comprehensive cover layers made of solid material and one between them located foamable core consisting of a mixture of at least one metal powder and at least one gas-releasing propellant powder, from the cover layers and the mixture is made into a composite, optionally after shaping is treated thermally in such a way that the core is foamed.
  • a corresponding method can be found in DE 44 26 627 C2. This will start with the foamable core by compression by means of pressure and temperature Mixture of at least one metal powder and at least one gas-releasing Propellant powder produced. Then there is a surface treatment of both the core as well as the cover layers, which can be sheet metal blanks unwound from a coil. Then the foamable core, which can be called a semi-finished product, is placed between the cover layers arranged to so by cold or hot rolling or diffusion welding formed package an intimate connection between the cover layers and the core manufacture. Then a shaping takes place by pressing, bending or deep drawing of the resulting association. Finally, the composite thus produced is thermally Process heated such that foaming of the core is triggered without it melting of the outer layers.
  • DE 41 24 591 C1 relates to a method for producing foamable metal bodies by rolling, the required powder mixture being filled into a hollow metal profile and is rolled.
  • different shapes are required to produce different shapes Hollow metal profiles required. If the hollow metal profiles have small cross sections, it poses problems to introduce the powder mixture in the required tightness.
  • a semi-finished product is produced, that is by compression and solidifying a mixture of metal powder and blowing agent. thereupon can provide the semi-finished product with a solid metal sheet on at least one side in order to subsequently reshape the composite and heat treat it Foaming metal powder containing foaming agents.
  • a foamable body that is, one with closed porosity, which then plated.
  • the present invention is based on the problem of a method as described above Kind in such a way that there is a procedural simplification in the manufacture of foamable metal bodies, whereby it should be ensured that the Mixture containing blowing agent powder for the production of the foamable core in required Scope is compressed.
  • the problem is solved in that, in a common process step, the cover layers are formed together with the mixture to form the composite by the action of pressure, the cover layers being guided through the printing device at a distance from one another, the mixture being filled between the cover layers guided at a distance from one another, and these being put together be connected to the cover layers in the printing device.
  • the mixture is fed to the printing device in an oxidation-protected manner.
  • the mixture is introduced or filled in between the cover layers in a protective gas atmosphere such as an N 2 atmosphere.
  • a further development provides that the mixture together with the cover layers in the Printing device can be connected to the composite by cold or hot rolling.
  • the invention there is a method for producing metallic composite materials proposed, in which not only the closed-pore core is first produced in order to treat it after a surface treatment with those that are also on the core side To connect surfaces of the cover layers. Rather, in a single or simultaneously running process step, the mixture with the non-foamable mixture Cover layers pressed to provide a composite, which is then in usual way of shaping z. B. subjected to pressing, bending or deep drawing can then be heated in such a way that the composite so produced that foaming of the core takes place without, however, the melting temperature of the outer layers is achieved. There is a high degree of variability in the dimensioning of the network given, since the distance between the cover layers can be adjusted easily can, which in turn dictates the density of the composite.
  • the sheet materials such the printing device be fed that there is a hopper for the powder.
  • the printing device can a roll stand with a large number of successive layers on the composite pulyer / core / top layer acting rollers include.
  • the powder during feeding into the printing device or compressed immediately before.
  • the powder can be continuous or discontinuous are fed to the printing device, wherein pre-compression by means of screws, Stamping or equivalent mechanical devices can be done.
  • the cover layer material which is preferably drawn off from a coil, can are treated on the surface during feeding into the printing device, e.g. B. by brushing, etching or other suitable chemical or mechanical processes, provided that it should not be ensured that the coil material itself is not oxidized on the mixture side or has no impurities or defects, which one over the entire area material combination would have a negative impact.
  • blowing agents in the mixture are conventional blowing agents, such as metal hydrides such as B. titanium hydride or carbonates such.
  • cover layer metals which also form part of the mixture can be used as the cover layer are, but also significantly higher melting materials, such as steel sheets, which may be treated galvanically (e.g. aluminized) to improve them produce metallic composite.
  • steel sheets preferably aluminized cover plates (aluminized on one side, in order to improve plating behavior and to achieve an ideal cohesive bond).
  • a powder mixture of aluminum powder and 12% by weight silicon powder and 0.8% by weight Titanium hydride powder is made between two metal strips that run along pressure rollers Filled with aluminum, the pressure rollers exerting pressure on the metal strips Apply powder mixture.
  • the temperature during rolling is about 300 ° C to 400 ° C.
  • the thus manufactured composite with a total thickness of 4 mm was in an ideal foam temperature preheated oven foamed.
  • Aluminum-based sandwich sheets were about 10 mm after the foaming process.
  • a powder mixture of pure aluminum powder and 0.8 wt.% Titanium hydride was between introduced through a rolling device aluminized steel strips and by means of Pressure between the steel sheets is compressed, due to increased process temperatures a metallic bond between the layers could be made.
  • the way Composite with a total thickness of 4.8 mm was produced in an ideal foaming temperature preheated oven foamed. The thickness of the manufactured in this way Aluminum-based sandwich sheets were around 12.5 mm after the foaming process.
  • a powder mixture of aluminum powder and 12% by weight silicon powder and 0.8% by weight Titanium hydride powder is made between two metal strips that run along pressure rollers Aluminum filled, the pressure rollers exerting pressure on the metal strips Apply powder mixture.
  • the temperature during rolling is 300 ° C to 400 ° C.
  • the flat composite was turned into a spatially curved one Formed structure and then exposed to an ideal foaming temperature, to foam up the core. The result is a foamed end product with a thickness of approx. 14 mm based on a semi-finished product thickness that was 4.0 mm.
  • a device to be used to carry out the method according to the invention is pure in principle the single figure can be seen the further details, advantages and features conveyed the invention.
  • a plate or strip-shaped composite 10 having a sandwich structure consisting of a core 12 and covering these on opposite sides
  • a printing device 18 with rollers 20, 22 is used, between which the cover layers 14, 16 are drawn off on the one hand by coils (not shown) forming sheet metal strips 24, 26 and, on the other hand, a powder mixture 28 to be pressed to produce the composite 10.
  • the strip material used is preferably that of aluminum, high-melting aluminum alloys or other metals, preferably sheet steel, optionally aluminized.
  • the powder 28 itself consists of a mixture of a metal powder, preferably in the form of aluminum, and a gas-releasing propellant powder, such as. B. titanium hydride or calcium carbonate.
  • the proportion by weight of the blowing agent powder is preferably 0.2 to 1% by weight of the powder 28 itself.
  • the powder 28 can be supplied in a protective gas atmosphere such as N 2 to the space between the metal strips 24, 26.
  • the powder 28 can be removed from a silo in which the powder 28 is protected against oxidation.
  • the sheet metal strips 24, 26 at least in front of the rollers 20, 22 and in the area of which are guided between boundaries running along the longitudinal edge, to prevent the powder 28 from escaping sideways.
  • the side Limits can be formed as a stamp in order to easily adapt to strip materials different widths.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffes umfassend Deckschichten aus massivem Material sowie einem zwischen diesen befindlichen aufschäumbaren Kern bestehend aus einer Mischung mindestens eines Metallpulvers und mindestens eines gasabspaltenden Treibmittelpulvers, wobei aus den Deckschichten und der Mischung ein Verbund hergestellt wird, der nach gegebenenfalls einer Formgebung thermisch derart behandelt wird, dass ein Aufschäumen des Kernes erfolgt.
Ein entsprechendes Verfahren ist der DE 44 26 627 C2 zu entnehmen. Dabei wird zunächst der aufschäumbare Kern durch Verdichten mittels Druck- und Temperatureinwirkung der Mischung aus mindestens einem Metallpulver und mindestens einem gasabspaltenden Treibmittelpulver hergestellt. Sodann erfolgt eine Oberflächenbehandlung sowohl des Kernes als auch der Deckschichten, die von einem Coil abgewickelte Blechzuschnitte sein können. Danach wird der als Halbzeug zu bezeichnende aufschäumbare Kern zwischen die Deckschichten angeordnet, um durch Kalt- oder Warmwalzen oder Diffusionsschweißen des so gebildeten Paketes eine innige Verbindung zwischen den Deckschichten und dem Kern herzustellen. Anschließend erfolgt durch Pressen, Biegen oder Tiefziehen eine Formgebung des entstandenen Verbundes. Schließlich wird der so hergestellte Verbund durch thermisches Verfahren derart erwärmt, dass ein Aufschäumen des Kerns ausgelöst wird, ohne dass es zu einem Schmelzen der Deckschichten führt.
Um einen entsprechenden Verbundwerkstoff herzustellen, sind folglich eine Vielzahl von Verfahrensschritten erforderlich, wobei insbesondere die Oberflächenbehandlung des Kerns und der Deckschichten zwingend notwendig ist, da andernfalls die erforderliche Verbindung aufgrund von vorhandenen Oxidschichten nicht möglich ist.
Die DE 41 24 591 C1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung aufschäumbarer Metallkörper durch Walzen, wobei die erforderliche Pulvermischung in ein Metallhohlprofil gefüllt und gewalzt wird. Zur Herstellung unterschiedlicher Formen sind demzufolge unterschiedliche Metallhohlprofile erforderlich. Sofern die Metallhohlprofile geringe Querschnitte aufweisen, bereitet es Probleme, die Pulvermischung in der erforderlichen Dichtheit einzubringen.
Um aus einem Metallpulver und mindestens einem gasabspaltenden Treibmittel ein Halbzeug herzustellen, wird nach der DE 41 01 630 C2 ein Heißkompaktieren vorgeschlagen. Dabei besteht die Möglichkeit, einen gasabspaltendes Treibmittelpulver enthaltenden Kern außenseitig mit treibmittelfreiem Metallpulver zu versehen, um durch Heißkompaktieren einen Pressling herzustellen, der gegebenenfalls umgeformt werden kann, bevor durch gezielte thermische Behandlung ein Aufschäumen des Kerns erfolgt.
Aus der DE 196 12 781 C1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus metallischem Schaumwerkstoff bekannt. Dabei wird zunächst ein Halbzeug hergestellt, das durch Verdichten und Verfestigung einer Mischung aus Metallpulver und Treibmittel besteht. Sodann kann das Halbzeug zumindest auf einer Seite mit einem massivmetallischem Blech versehen werden, um anschließend im Verbund umzuformen und durch Wärmebehandlung das das Treibmittel enthaltende Metallpulver aufzuschäumen.
Unabhängig von den zum Einsatz gelangenden Herstellungsverfahren wird grundsätzlich ein an sich aufschäumbarer Körper, also ein solcher mit geschlossener Porosität benutzt, der sodann plattiert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der zuvor beschriebenen Art so weiterzubilden, dass sich eine verfahrensmäßige Vereinfachung bei der Herstellung von aufschäumbaren Metallkörpern ergibt, wobei sichergestellt sein soll, dass die das Treibmittelpulver enthaltende Mischung zur Herstellung des aufschäumbaren Kerns in erforderlichem Umfang verdichtet ist.
Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass in einem gemeinsamen Verfahrensschritt durch Druckeinwirkung die Deckschichten zusammen mit der Mischung zu dem Verbund ausgebildet werden, wobei die Deckschichten zueinander beabstandet durch die Druckeinrichtung geführt werden, zwischen die zueinander beabstandet geführten Deckschichten die Mischung eingefüllt wird und diese zusammen mit den Deckschichten in der Druckeinrichtung verbunden werden. Dabei wird insbesondere die Mischung oxidationsgeschützt der Druckeinrichtung zugeführt. Insbesondere wird die Mischung in Schutzgasatmosphäre wie N2-Atmosphäre zwischen die Deckschichten eingeführt bzw. eingefüllt.
In Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mischung zusammen mit den Deckschichten in der Druckeinrichtung durch Kalt- oder Warmwalzen zu dem Verbund verbunden werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Verbundwerkstoffen vorgeschlagen, bei dem nicht zunächst allein der geschlossenporige Kern hergestellt werden muss, um diesen nach einer Oberflächenbehandlung mit den ebenfalls kernseitig zu behandelnden Oberflächen der Deckschichten zu verbinden. Vielmehr wird in einem einzigen bzw. gleichzeitig ablaufenden Verfahrensschritt die für sich nicht aufschäumbare Mischung mit den Deckschichten verpresst, um einen Verbund zur Verfügung zu stellen, der anschließend in gewohnter Weise einer Formgebung z. B. durch Pressen, Biegen oder Tiefziehen unterzogen werden kann, um sodann den so hergestellten Verbund derart zu erwärmen, dass ein Aufschäumen des Kernes erfolgt, ohne dass jedoch die Schmelztemperatur der Deckschichten erreicht wird. Dabei ist eine hohe Variabilität in Bezug auf die Dimensionierung des Verbundes gegeben, da der Abstand zwischen den Deckschichten problemlos eingestellt werden kann, wodurch wiederum die Dichte des Verbundes vorgegeben wird.
Die Herstellung des geschlossenporigen Kerns und das Versehen mit einer Deckschicht erfolgt demnach in einem gleichzeitigen oder nahezu gleichzeitigen Verfahrensschritt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass als jeweilige Deckschicht ein von einem Wickel abgezogenes Blechmaterial benutzt wird, wobei die Blechmaterialien derart der Druckeinrichtung zugeführt werden, dass sich ein Einfülltrichter für das Pulver ergibt. Dabei kann die Druckeinrichtung ein Walzgerüst mit einer Vielzahl nacheinander auf den Verbund Pulyer/Kern/Deckschicht einwirkenden Walzen umfassen.
Um eine gleichmäßige Dichte des aufschäumbaren Kerns sicherzustellen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Pulver während des Zuführens in die Druckeinrichtung oder unmittelbar zuvor verdichtet wird. Hierzu kann das Pulver kontinuierlich oder diskontinuierlich der Druckeinrichtung zugeführt werden, wobei ein Vorverdichten mittels Schnekken, Stempeln oder gleichwirkender insbesondere mechanischer Einrichtungen erfolgen kann.
Dadurch, dass die Mischung gegebenenfalls oxidationsgeschützt der Druckeinrichtung zugeführt wird, ist sichergestellt, dass sich keine Oxidschichten ausbilden können, die die erforderliche Verbindung zwischen den Deckschichten und der Mischung verhindern. Gegebenenfalls kann das vorzugsweise von einem Coil abgezogene Deckschichtmaterial während des Zufübrens in die Druckeinrichtung an der Oberfläche behandelt werden, z. B. durch Bürsten, Ätzen oder andere geeignete chemische oder mechanische Verfahren, sofern nicht sichergestellt sein sollte, dass das Coilmaterial selbst mischungsseitig nicht oxidiert ist bzw. keine Verunreinigungen oder Fehler aufweist, die einen über die gesamte Fläche zu erzielenden Materialverbund negativ beeinflussen würden.
Als Treibmittelpulver in der Mischung kommen übliche Treibmittel in Frage wie Metallhydride wie z. B. Titanhydrid oder Carbonate wie z. B. Calciumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat oder Hydrate wie z. B. Aluminiumsulfathydrat, Alaun, Aluminiumhydroxid oder leichtverdampfende Stoffe wie z. B. Quecksilberverbindungen oder pulverisierte organische Substanzen.
Als Metallpulver kommen insbesondere Aluminiumpulver, Mischungen aus Kupfer- und Aluminiumpulver oder AlMg1-Pulver, AlMg2-Pulver oder Bronzepulver in Frage. Auch ist Reinaluminiumpulver, Elementpulver oder Legierungspulver zu erwähnen. Als typische Legierungselemente sind zu nennen: Si, Mg, Cu, Mn, Li, etc. Hierdurch erfolgt jedoch eine Beschränkung der Erfindung nicht.
Als Deckschicht können solche Metalle verwendet werden, die auch Bestandteil der Mischung sind, aber auch deutlich höher schmelzende Werkstoffe, beispielsweise Stahlbleche, die gegebenenfalls galvanisch (z. B. aluminiert) behandelt werden, um einen verbesserten metallischen Verbund herzustellen.
Zu erwähnen ist insbesondere, dass auch die Möglichkeit besteht, Stahlbleche zu verwenden, vorzugsweise aluminierte Deckbleche (einseitig aluminiert, um somit ein besseres Plattierverhalten und einen idealen stoffschlüssigen Verbund zu erzielen).
Den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Beispielen sind Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen. Aus den Beispielen selbst ergeben sich weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispiel 1
Eine Pulvermischung aus Aluminiumpulver und 12 Gew.-% Siliziumpulver und 0,8 Gew.% Titanhydridpulver wird zwischen zwei entlang von Druckwalzen geführte Blechstreifen aus Aluminium eingefüllt, wobei die Druckwalzen einen Druck über die Blechstreifen auf die Pulvermischung ausüben. Die Temperatur beim Walzen beträgt etwa 300 °C bis 400 °C. Der so hergestellte Verbund mit einer Gesamtdicke von 4 mm wurde in einem auf ideale Schaumtemperatur vorgeheizten Ofen aufgeschäumt. Die Dicke des in dieser Weise hergestellten Sandwichbleches auf Aluminiumbasis lag nach dem Schäumvorgang bei ca. 10 mm.
Beispiel 2
Eine Pulvermischung aus Rein-Aluminiumpulver und 0,8 Gew.% Titanhydrid wurde zwischen durch eine Walzeinrichtung geführte aluminierte Stahlblechstreifen eingebracht und mittels Druckeinwirkung zwischen den Stahlblechen verdichtet, wobei durch erhöhte Prozesstemperaturen ein metallischer Verbund zwischen den Schichten hergestellt werden konnte. Der so hergestellte Verbund mit einer Gesamtdicke von 4,8 mm wurde in einem auf ideale Schäumtemperatur vorgeheizten Ofen aufgeschäumt. Die Dicke des in dieser Weise hergestellten Sandwichbleches auf Aluminiumbasis lag nach dem Schäumvorgang bei ca. 12,5 mm.
Beispiel 3
Eine Pulvermischung aus Aluminiumpulver und 12 Gew.% Siliziumpulver und 0,8 Gew.% Titanhydridpulver wird zwischen zwei entlang von Druckwalzen geführte Blechstreifen aus Aluminium gefüllt, wobei die Druckwalzen einen Druck über die Blechstreifen auf die Pulvermischung ausüben. Die Temperatur beim Walzen beträgt 300 °C bis 400 °C. Nach einer durch Tiefziehen erfolgten Formgebung wurde der ebene Verbund in eine räumlich gekrümmte Struktur umgeformt und anschließend einer idealen Schäumtemperatur ausgesetzt, um den Kern aufzuschäumen. Es ergibt sich ein geschäumtes Endprodukt mit einer Stärke von ca. 14 mm ausgehend von einer Halbzeugdicke, die bei 4,0 mm lag.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu nutzende Vorrichtung ist rein prinzipiell der einzigen Figur zu entnehmen, die weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung vermittelt.
Um einen eine Sandwichstruktur aufweisenden platten- oder streifenförmigen Verbund 10 bestehend aus einem Kern 12 und diesen auf gegenüberliegenden Seiten abdeckenden Deckschichten 14, 16 herzustellen, wird eine Druckeinrichtung 18 mit Walzen 20, 22 benutzt, zwischen denen einerseits von nicht dargestellten Coils abgezogene die Deckschichten 14, 16 bildende Blechstreifen 24, 26 und anderseits eine Pulvermischung 28 verpresst werden, um den Verbund 10 herzustellen.
Als Streifenmaterial wird vorzugsweise solches aus Aluminium, hochschmelzenden Aluminiumlegierungen oder anderen Metallen, vorzugsweise Stahlblechen, gegebenenfalls aluminiert, benutzt. Das Pulver 28 selbst besteht aus einer Mischung aus einem Metallpulver vorzugsweise in Form von Aluminium und einem gasabspaltenden Treibmittelpulver wie z. B. Titanhydrid oder Calciumcarbonat. Dabei beträgt der Gewichtsanteil des Treibmittelpulvers vorzugsweise 0,2 bis 1 Gew.% des Pulvers 28 selbst. Das Pulver 28 kann in Schutzgasatmosphäre wie N2 dem Zwischenraum zwischen den Blechstreifen 24, 26 zugeführt werden. Dabei kann das Pulver 28 einem Silo entnommen werden, in dem das Pulver 28 oxidationsgeschützt ist.
Durch den von den Walzen 20, 22 applizierten Druck auf die Blechstreifen 24, 26 und des zwischen diesen vorhandenen Pulvers 28 ergibt sich der Verbund 10, wobei durch anschließende Wärmebehandlung der aus dem Pulver 28 bestehende Kern 12 aufgeschäumt wird, so dass sich ein Verbundwerkstoffkörper ergibt, der im Vergleich zu massiven Metallkörpern ein geringes Gewicht bei gleichzeitig verbesserten Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften aufweist. Dabei besteht die Möglichkeit, den Verbund 10 vor der Wärmebehandlung durch z. B. Pressen, Biegen oder Tiefziehen derart zu verformen, dass eine gewünschte Geometrie für beispielsweise Abdeckhauben oder geformte Trennbleche erzielbar ist.
Damit das Pulver 28 gleichmäßig verteilt bzw. in der erforderlichen Dichtheit zwischen den Blechstreifen 24, 26 und somit den Walzen 20, 22 gelangt, kann eine Vorverdichtung mittels z. B. eines Stempels 30 erfolgen. Andere Einrichtungen zum Vorverdichten des Pulvers 28 wie Wellen etc. sind gleichfalls möglich.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Blechstreifen 24, 26 zumindest vor den Walzen 20, 22 und im Bereich derer zwischen längsrandseitig verlaufenden Begrenzungen geführt werden, um ein seitliches Austreten des Pulvers 28 auszuschließen. Dabei können die seitlichen Begrenzungen als Stempel ausgebildet sein, um eine einfache Anpassung an Streifenmaterialien unterschiedlicher Breiten vorzunehmen.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung von einem metallischen Verbundwerkstoff umfassend Deckschichten aus massivem Material sowie einem zwischen diesen vorhandenen aufschäumbaren Kern bestehend aus einer Mischung aus mindestens einem Metallpulver und mindestens einem gasabspaltenden Treibmittelpulver, wobei aus den Deckschichten und der Mischung ein Verbund hergestellt wird, der nach gegebenenfalls einer Formgebung thermisch derart behandelt wird, dass der Kern aufschäumt,
    dadurch gekennzeichnet, dass in einem gemeinsamen Verfahrensschritt durch Druckeinwirkung die Deckschichten zusammen mit der Mischung zu dem Verbund ausgebildet werden, wobei die Deckschichten zueinander beabstandet durch die Druckeinrichtung geführt werden, zwischen die zueinander beabstandet geführten Deckschichten die Mischung eingefüllt wird und diese zusammen mit den Deckschichten in der Druckeinrichtung verbunden werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zusammen mit den Deckschichten in der Druckeinrichtung durch Kalt- oder Warmwalzen zu dem Verbund verbunden werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung während des Zuführens in die Druckeinrichtung oder unmittelbar zuvor verdichtet wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung oxidationsgeschützt der Druckeinrichtung zugeführt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in Schutzgasatmosphäre zwischen die Deckschichten eingeführt bzw. eingefüllt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung vor dem Zuführen zu der Druckeinrichtung unter N2-Atmosphäre gelagert wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung kontinuierlich oder diskontinuierlich der Druckeinrichtung zugeführt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht vor dem Zuführen der Mischung mischungsseitig vorbehandelt wird.
EP99121390A 1998-10-28 1999-10-27 Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffs mit geschäumtem Kern Expired - Lifetime EP0997215B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE19849600 1998-10-28

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EP0997215A2 EP0997215A2 (de) 2000-05-03
EP0997215A3 EP0997215A3 (de) 2000-11-22
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EP99121390A Expired - Lifetime EP0997215B1 (de) 1998-10-28 1999-10-27 Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffs mit geschäumtem Kern

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DE (2) DE19849600C1 (de)

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