[go: up one dir, main page]

WO2002061160A2 - Herstellung flächiger, metallischer integralschäume - Google Patents

Herstellung flächiger, metallischer integralschäume Download PDF

Info

Publication number
WO2002061160A2
WO2002061160A2 PCT/EP2002/000243 EP0200243W WO02061160A2 WO 2002061160 A2 WO2002061160 A2 WO 2002061160A2 EP 0200243 W EP0200243 W EP 0200243W WO 02061160 A2 WO02061160 A2 WO 02061160A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
blowing agent
integral foam
foam
flat
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2002/000243
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2002061160A3 (de
Inventor
Georg Frommeyer
Wilfried Knott
Manfred Recksik
Andreas Weier
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.)
Evonik Goldschmidt GmbH
Original Assignee
TH Goldschmidt AG
Goldschmidt 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 TH Goldschmidt AG, Goldschmidt GmbH filed Critical TH Goldschmidt AG
Priority to AU2002242663A priority Critical patent/AU2002242663A1/en
Publication of WO2002061160A2 publication Critical patent/WO2002061160A2/de
Publication of WO2002061160A3 publication Critical patent/WO2002061160A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/005—Casting metal foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • C22C1/083—Foaming process in molten metal other than by powder metallurgy
    • C22C1/087—Foaming process in molten metal other than by powder metallurgy after casting in solidified or solidifying metal to make porous metals

Definitions

  • the invention relates to a method for producing metal foams and to the foam-like metal bodies obtained in this way.
  • DE-A-197 44 300 deals with the production and use of porous light metal parts or light metal alloy parts, the body pressed from a powder mixture (light metal or aluminum alloy and blowing agent) in a heatable closed vessel with inlet and outlet opening to temperatures above the decomposition temperature of the blowing agent and / or melting temperature of the metal or alloy are heated.
  • JP 03017236 A describes a process for producing metallic articles with cavities by dissolving gases in a metal melt and then the foaming process by sudden Pressure reduction initiates. Cooling the melt stabilizes the foam thus obtained.
  • WO 92/21457 teaches the production of Al foam or Al alloy foam by blowing gas under the surface of a molten metal, with abrasives such.
  • metallic foams are obtained with the controlled release of propellant gases by first melting the metals at temperatures below the decomposition temperature of the propellant used. Subsequent dispersion of the blowing agent in the molten metal and heating of the matrix above the temperature then required for the release of blowing gases establishes a metal foam.
  • Foam aluminum is obtained after infiltration of molten aluminum into a porous filler by removing it from the solidified metal (Zhuzao Bianjibu (1997) (2) 1-4; ZHUZET, ISSN: 1001-4977).
  • DE-A-195 01 508 is concerned with a component for the chassis of a motor vehicle, which consists of Die-cast aluminum exists and has a cavity profile, inside of which there is a core made of aluminum foam.
  • the integrated aluminum foam core is first manufactured using powder metallurgy, then fixed to the inner wall of a casting tool and then cast with metal using the die-casting process.
  • W.Thiele Filler-containing aluminum sponge - a compressible cast material for absorbing impact energy, in: Metall 28, 1974, Issue 1, pp. 39 to 42 describes the production of foam aluminum.
  • the desired cavities are specified in size, shape and position in the form of a loose bed of easily compressible inorganic light materials, such as expanded clay minerals, expanded clay, glass foam balls or hollow corundum balls etc.
  • the light material fill is placed in a casting mold. The remaining spaces in the fill are filled with metal.
  • the aluminum sponge obtained in this way is relatively poorly mechanically loadable and contains the material of the bed.
  • JP Patent Abstracts of Japan JP 09241780 A describes the production of metallic foam bodies.
  • metals or alloys are melted under atmospheric pressure and a small amount of titanium hydride is added.
  • Titanium hydride is uniformly distributed in the molten metal by stirring and poured into a mold or a metal product in a further step.
  • the molten metal in the mold is reheated to a temperature above the melting point of the metals or alloys, causing the foaming reaction to occur.
  • DE-B-11 64 103 relates to a process for the production of metal foam bodies.
  • a firm one Material that decomposes when heated to produce gas is mixed with a molten metal in such a way that the solid material is wetted by the metal.
  • powdered titanium hydride is added to a molten alloy of aluminum and magnesium at a temperature of 600 ° C.
  • the closed foam thus formed is then poured into a mold in order to cool and solidify there.
  • the work is obviously not in a closed system, but in an open system.
  • GB-A-892 934 relates to the production of complex structures with a foamed metal core and a closed, non-porous surface.
  • DE-C-198 32 794 describes a process for producing a hollow profile which is filled with metal foam. This method comprises the steps of pressing the hollow profile made of a shell material with an extruder having an extrusion tool with a die and a mandrel, feeding the metal foam made of a foam material through a feed channel to the hollow profile which is formed in the mandrel.
  • JP Patent Abstracts of Japan 07145435 A describes the production of foamed metal wires.
  • Molten aluminum is foamed in a furnace with the aid of a blowing agent and fed to a continuous casting device.
  • the molten aluminum in the foamed state is cooled between a pair of upper and lower conveyor belts to obtain an endless strand. This becomes the foamed aluminum wires in a predetermined manner cut.
  • the foamed aluminum wire or strand can be formed by pulling the foamed molten aluminum between a wire with a groove and a conveyor belt.
  • the molten aluminum wire is thus obtained by rolling or drawing.
  • the infiltration technique in which the porous filler has to be laboriously removed from the foam matrix, must also be assessed from this aspect.
  • the dissolving or blowing in of propellant gases in metal melts is not suitable for the production of near-net shape workpieces, since a system made of melt with occluded gas bubbles is not sufficiently stable in time to be processed in shaping tools.
  • the above object is achieved in a first embodiment by a process for the production of flat metal integral foam by adding a blowing agent to a molten metal, which is characterized in that the molten metal is continuously introduced into a nip and in contact with a gas-releasing blowing agent which is solid at room temperature brings, formed in the roll stand and foamed into a flat metal integral foam.
  • Integral foams that is, with the outer skin closed, in one step, according to the final contour on a commercially available
  • the strip caster manufactured by adding a small amount of a gas-releasing solid blowing agent to the liquid metal to be foamed before rolling it out and then pressure-forming the matrix in a roll stand to the desired final geometry.
  • the flat profiles obtained by the method according to the invention consist in their interior of a microcellular integral foam of great homogeneity, which is enclosed in an edge zone of solid metal which delimits the outer surfaces.
  • the porosity or density gradient over the profile cross section of the metal strip obtained by the process according to the invention can be freely selected in a wide range by the choice of different process parameters. For example, both the amount of blowing agent added, as well as over the selected gap width and / or also over the cooling rate predetermined by the roller temperature, require an adjustment of the blowing agent decomposition to the solidification process.
  • the solid blowing agent can be brought into contact with the molten metal in a wide variety of ways.
  • the decomposition temperature of the blowing agent should be matched to the melting temperature of the casting material (molten metal).
  • the decomposition may only start above 100 ° C and should not be higher than approx. 150 ° C above the melting temperature.
  • blowing agent to be used depends on the required circumstances.
  • the blowing agent is particularly preferably used in an amount of 0.1 to 10% by weight, in particular 0.2 to 1% by weight, based on the molten metal.
  • Gas-releasing blowing agents which are solid at room temperature include, in particular, light metal hydrides, such as magnesium hydride. Particularly preferred according to the present invention is autocatalytically prepared magnesium hydride, which is for example marketed under the name TEGO Magnan ® by the applicant. In the same way, however, titanium hydride, carbonates, hydrates and / or easily evaporable substances are also used, which are also in the state the technology has already been used for foaming metals.
  • the proportion of metal in the metal body produced can be in the range from 5 to 95% by volume or% by weight, depending on the volume or thickness of the metal body, a lower volume to surface ratio indicating higher filling levels.
  • Strip casting systems in the sense of the present invention include, in particular, continuously operating systems for the near-dimensional casting of metals.
  • Thin strip pre-strip 15 to 50 mm, strip ⁇ 15 mm, thin strip ⁇ 5mm
  • the processes usually work with 1 or 2 rolls. In principle, you can classify into two categories:
  • near-net-shape casting refers to a continuous process for the direct casting of metal, in particular steel melts, into thin slabs or strips.
  • direct means: without hot rolling
  • products manufactured in this way have a uniform solidification structure, whereas usually in the case of near-net-shape
  • metal integral foam bodies with a strip thickness of 0.1 to 15 mm, in particular 0.2 to 10 mm, are obtained.
  • the metallographic structural examination of the metal sheets obtained by the method according to the invention proves that the microcellular metal foam obtained approximates the ideal image of the mammalian bone given in nature, which corresponds to an integral foam in its installation.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallschäumen sowie die auf diesem Wege erhaltenen schaumförmigen Metallkörper. Das Verfahren zur Herstellung von flächigem Metallintegralschaum durch Zugabe eines Treibmittels zu einer Metallschmelze ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallschmelze kontinuierlich in einen Walzenspalt einbringt und mit einem gasabspaltenden, bei Raumtemperatur festen Treibmittel in Kontakt bringt, im Walzgerüst umformt und zu einem flächigen Metallintegralschaum ausschäumt.

Description

Herstellung flächiger, metallischer Integralschäume
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallschäumen sowie die auf diesem Wege erhaltenen schaumförmigen Metallkörper.
Der Stand der Technik zur Herstellung von Metallschäumen umfasst im Wesentlichen fünf prinzipielle Vorgehensweisen:
1. das Kompaktieren von Metallpulvern mit geeigneten Treibmitteln und Erhitzen der so gewonnenen Grünkörper auf Temperaturen oberhalb der Liqμidustemperatur der Metallmatrix und oberhalb der Zersetzungstemperatur des verwendeten Treibmittels;
2. das Lösen bzw. Ξinblasen von Treibgasen in Metallschmelzen;
3. das Einrühren von Treibmitteln in Metallschmelzen;
4. das Sintern metallischer Hohlkugeln;
5. die Infiltration von Metallschmelzen in Füllkörper, die nach Erstarren der Schmelze entfernt werden.
ad 1) Die DE-A-197 44 300 beschäftigt sich mit der Herstellung und Verwendung von porösen Leichtmetall-Teilen bzw. Leichtmetall- Legierungsteilen, wobei die aus einer Pulvermischung (Leichtmetall- bzw. AI-Legierung und Treibmittel) gepreßten Körper in einem beheizbaren geschlossenen Gefäß mit Einlass- und Austrittsöffnung auf Temperaturen oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels und/oder Schmelztemperatur des Metalls bzw. der Legierung erhitzt werden.
ad 2) Die JP 03017236 A beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung metallischer Artikel mit Hohlräumen, indem man Gase in einer Metallschmelze löst und den Aufschäumvorgang dann durch plötzliche Druckverringerung einleitet. Abkühlen der Schmelze stabilisiert den so erhaltenen Schaum.
Die WO 92/21457 lehrt die Herstellung von Al-Schaum bzw. Al-Le- gierungsschäum durch das Einblasen von Gas unter die Oberfläche eines geschmolzenen Metalls, wobei Abrasivstoffe, wie z. B. SiC, Zr02 usw., als Stabilisatoren dienen.
ad 3) Der Lehre der JP 09241780 A folgend, werden metallische Schäume unter kontrollierter Freisetzung von Treibgasen gewonnen, indem die Metalle zunächst bei Temperaturen unterhalb der Zersetzungstemperatur des verwendeten Treibmittels geschmolzen werden. Durch nachfolgendes Dispergieren des Treibmittels im geschmolzenen Metall und Erhitzen der Matrix über die dann zur Freisetzung von Treibgasen benötigte Temperatur etabliert sich ein Metal1schäu .
ad 4) Die Herstellung ultraleichter Ti-6Al-4V-Hohlkugelschäume beruht auf der bei Temperaturen > 1000 °C erfolgenden Sinterung hyd- rierter Ti-6Al-4V-Hohlkugeln bei 600 °C (Synth. /Process. Lightweight Met. Mater. II, Proc. Symp. 2nd (1997), 289-300).
ad 5) Schaumaluminium wird nach Infiltration geschmolzenen Aluminiums in einen porösen Füllstoff durch Entfernen desselben aus dem erstarrten Metall erhalten (Zhuzao Bianjibu (1997) (2) 1-4; ZHUZET, ISSN: 1001-4977) .
Von besonderem Interesse sind darüber hinaus Bauteile mit einem
Hohlraumprofil zur Gewichtsreduzierung und Erhöhung ihrer Steifigkeit. Die DE-A-195 01 508 beschäftigt sich mit einem Bauteil für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, welches aus Aluminiumdruckguss besteht und ein Hohlraumprofil aufweist, in dessen Inneren sich ein Kern aus Aluminiumschaum befindet. Der integrierte Aluminiumschaumkern wird zuvor auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt, dann an der Innenwand eines Gusswerkzeugs fixiert und danach im Druckgussverfahren mit Metall umgössen.
W.Thiele: Füllstoffhaltiger Aluminiumschwamm - ein kompres- sibler Gußwerkstoff zur Absorption von Stoßenergie, in: Metall 28, 1974, Heft 1, S. 39 bis 42 beschreibt die Herstellung von Schaumaluminium. Die angestrebten Hohlräume werden in Größe, Gestalt und Lage in Form einer losen Schüttung aus leicht komprimierbaren anorganischen Leichtstoffen, wie zum Beispiel geblähte Tonmineralien, Blähton, Glasschaumkugeln oder Hohlkorundkugeln usw. vorgegeben. Die Leichtstoffschüttung wird in eine Gießform gebracht. Die verbleibenden Zwischenräume der Schüttung werden mit Metall aufgefüllt. Der so erhaltene Aluminiumschwamm ist relativ schlecht mechanisch belastbar und enthält das Material der Schüttung.
JP Patent Abstracts of Japan: JP 09241780 A beschreibt die Herstellung von metallischen Schaumkörpern. Insbesondere werden Metalle oder Legierungen unter Atmosphärendruck geschmolzen und mit einer geringen Menge an Titanhydrid versetzt. Titanhydrid wird in dem geschmolzenen Metall durch Rühren gleichförmig ver- teilt und in einem weiteren Schritt in eine Form oder ein Metallprodukt gegossen. Das geschmolzene Metall in der Form wird erneut auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Metalle oder Legierungen erhitzt, wodurch die Schäumungsreaktion eintritt .
DE-B-11 64 103 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallschaumkörpern. Bei diesem Verfahren wird ein fester Stoff, der sich bei Erhitzung unter Gasbildung zersetzt, mit einem geschmolzenen Metall in der Weise gemischt, dass der feste Stoff durch das Metall benetzt wird. So wird beispielsweise pulverförmiges Titanhydrid einer geschmolzenen Legierung aus Aluminium und Magnesium bei einer Temperatur von 600 °C zugesetzt. Der so gebildete geschlossene Schaum wird anschließend in eine Form gegossen um dort abzukühlen und zu erstarren. Auch hier wird offensichtlich nicht in einem geschlossenen System, sondern in einem offenen System gearbeitet.
GB-A-892 934 betrifft die Herstellung von komplexen Strukturen mit geschäumtem Metallkern und geschlossener nicht poröser Oberfläche.
DE-C-198 32 794 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils, das mit Metallschaum gefüllt ist. Dieses Verfahren umfasst die Schritte des Pressens des Hohlprofils aus einem Hüllwerkstoff mit einer Strangpresse, die ein Strangpresswerkzeug mit einer Matrize und einem Dorn aufweist, des Zuführens des Metallschaums aus einem Schaumwerkstoff durch einen Zufuhrkanal zu dem Hohlprofil, der in dem Dorn ausgebildet ist.
Die JP Patent Abstracts of Japan 07145435 A beschreibt die Herstellung von geschäumten Metalldrähten. Geschmolzenes Aluminium wird mit Hilfe eines Treibmittels in einem Ofen aufgeschäumt und einer kontinuierlichen Gießeinrichtung zugeführt. Das geschmolzene Aluminium in geschäumtem Zustand wird zwischen einem Paar oberen und unteren Förderbändern abgekühlt um einen Endlosstrang zu erhalten. Dieser wird in vorbestimmter Weise zu den geschäumten Aluminiumdrähten geschnitten. Alternativ kann der geschäumte Aluminiumdraht oder der Strang dadurch geformt werden, dass man das geschäumte geschmolzene Aluminium zwischen einem Draht mit einer Nut und einem Förderband zieht. Der geschmolzene Aluminiumdraht wird somit durch Walzen oder Ziehen erhalten.
Bei Würdigung des Standes der Technik ist festzustellen, daß die Verfahren, die ein Vorkompaktieren Treibmittel enthaltender Grünkörper vorsehen, aufwendig und kostspielig sind und sich nicht zur Herstellung von Massengütern eignen. Außerdem ist diesen Verfahren gemeinsam, dass die angestrebte Temperaturdifferenz zwischen dem Schmelzpunkt des zu schäumenden Metalls und der Zersetzungstemperatur des verwendeten Treibmittels möglichst gering sein soll, da sonst bereits während des Kompaktierens oder später in der AufSchmelzphase störende TreibmittelZersetzung stattfindet. In Analogie dazu gilt diese Betrachtung auch für das Eintragen von Treibmitteln in Metallschmelzen.
Dem Versintern präformierter Hohlkugeln zu einem metallischen Schaum kommt allenfalls akademisches Interesse zu, da die Herstellung der Hohlkugeln bereits eine aufwendige Verfahrenstechnik erfordert.
Unter diesem Aspekt ist auch die Infiltrationstechnik zu bewerten, bei der man mühevoll den porösen Füllstoff aus der Schaummatrix entfernen muß.
Das Lösen bzw. Einblasen von Treibgasen in Metallschmelzen ist nicht zur Fertigung endkonturnaher Werkstücke geeignet, da ein System aus Schmelze mit okkludierten Gasblasen nicht ausreichend zeitstabil ist, um in formgebenden Werkzeugen verarbeitet zu werden. Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und zugleich für die Massenfertigung taugliches Verfahren zur Herstellung von flächigen metallischen Integralschäumen mit geschlossener Außenhaut bereitzustellen, das mit geringem Aufwand die Produktion von endkonturnahen Teilen gestattet und auf der Verwendung fester, gasabspaltender Treibmittel beruht.
Die vorgenannte Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von flächigem Metallintegralschaum durch Zugabe eines Treibmittels zu einer Metallschmelze, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Metallschmelze kontinuierlich in einen Walzenspalt einbringt und mit einem gasabspaltenden, bei Raumtemperatur festen Treibmittel in Kontakt bringt, im Walzgerüst umformt und zu einem flächigen Metallintegralschaum ausschäumt.
Erstaunlicherweise wurde nun gefunden, dass sich insbesondere
Leichtmetallschäume aber auch Eisenmetalle oder Edelmetalle als
Integralschäume, das heißt mit geschlossener Außenhaut endkonturentsprechend in einem Schritt auf einer handelsüblichen
Bandgießanlage fertigen lassen, indem man dem zu verschäumenden, flüssigen Metall vor dem Auswalzen eine geringe Menge eines gasfreisetzenden festen Treibmittels hinzufügt und dann die Matrix in einem Walzgerüst zur gewünschten Endgeometrie druckumformt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Flachprofile bestehen in ihrem Inneren aus einem mikrozellulären Integralschäum großer Homogenität, der in eine Randzone massiven Metalls, die die Außenflächen begrenzt, eingeschlossen ist.
Der Porositäts- bzw. Dichtegradient über den Profilquerschnitt des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Metallbandes ist durch die Wahl unterschiedlicher Verfahrensparameter in weiten Bereichen frei wählbar. Beispielsweise kann sowohl über die zugesetzte Treibmittelmenge, als auch über die gewählte Spaltbreite und/oder auch über die durch die Walzentemperierung vorgegebene Abkühlrate eine Anpassung der TreibmittelZersetzung an den Erstarrungsprozess erfordern.
Das Inkontaktbringen des festen Treibmittels mit der Metallschmelze kann auf die verschiedenste Art und Weise erfolgen. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es, das Treibmittel durch Injektion, Aufstreuen und/oder Einspulen eines mit dem Treibmittel gefüllten Metalldrahtes mit der Metallschmelze in Kontakt zu bringen.
Das Treibmittel sollte hinsichtlich seiner Zersetzungstemperatur auf die Schmelztemperatur des Gießwerkstoffes (Metallschmelze) abgestimmt sein. Die Zersetzung darf erst oberhalb von 100°C beginnen und sollte nicht höher als ca. 150°C oberhalb der Schmelztemperatur sein.
Die Menge des einzusetzenden Treibmittels richtet sich nach den erforderlichen Gegebenheiten. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung wird das Treibmittel in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Metallschmelze eingesetzt.
Gasabspaltende, bei Raumtemperatur feste Treibmittel umfassen insbesondere Leichtmetallhydride, wie Magnesiumhydrid. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist autokatalytisch hergestelltes Magnesiumhydrid, das beispielsweise unter der Bezeichnung TEGO Magnan® von der Anmelderin vertrieben wird. In gleicher Weise sind aber auch Titanhydrid, Carbonate, Hydrate und/oder leicht verdampfbare Stoffe eingesetzt, die auch im Stand der Technik bereits für die Verschäumung von Metallen eingesetzt worden sind.
Bezogen auf Vollmaterial kann der Metallanteil im hergestellten Metallkörper im Bereich von 5 bis 95 Vol.- oder Gew.-% liegen, in Abhängigkeit vom Volumen oder der Dicke des Metallkörpers, wobei ein niedrigeres Verhältnis Volumen zu Oberfläche für höhere Füllgrade spricht .
Bandgießanlagen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen insbesondere kontinuierlich arbeitende Anlagen zum endabmessungsnahen Gießen von Metallen. Dünnes Band (Vorband 15 bis 50 mm, Band < 15 mm, Dünnband < 5mm) wird in diesen Anlagen direkt aus der Schmelze hergestellt. Die Verfahren arbeiten üblicherweise mit 1 oder 2 Rollen. Prinzipiell lassen Sie sich in zwei Kategorien einordnen:
1. Typ: Die Schmelze erstarrt auf einer einzigen Rolle; als Produkt erhält man ein 1 bis 2 mm dickes Blech.
2. Typ: Die Schmelze erstarrt zwischen 2 Rollen (Double-Roller) ; die erreichbare Banddicke liegt je nach Verfahren zwischen 1 und
6 mm.
Unter dem Begriff des „endabmessungsnahen Gießens" bezeichnet man zusammenfassend ein kontinuierliches Verfahren zum direkten Vergießen von Metall, insbesondere Stahlschmelzen zu dünnen Brammen oder Bändern. Direkt bedeutet dabei: ohne Warmzuwalzen. Je nach Abmessungen des bei dieser Umformung erzeugten Produktes spricht man von Dünnbrammen, Vorband oder Band. Gegenüber dem Stranggießen weisen derart hergestellte Produkte ein gleichmäßiges Erstarrungsgefüge auf. Während üblicherweise beim endabmessungsnahen
Gießen keine Mittenseigerungen auftreten, werden jedoch mit Hilfe der vorliegenden Erfindung Metallschäume mit einer Hohlraumstruktur im Innern und geschlossener äußerer Oberfläche erhalten. Dies liegt insbesondere an der hohen Erstarrungsgeschwindigkeit, die wenig Zeit für Diffusionsvorgänge lässt. Zur Verhinderung der Oxidation des Metalls ist es möglich, dieses von der Metallaufgabe bis hin zum gegebenenfalls erforderlichen Warmwalzen unter einer Schutzgasatmosphäre einzukapseln.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung werden insbesondere Metallintegralschaumkörper einer Banddicke von 0,1 bis 15 mm, insbesondere 0,2 bis 10 mm erhalten.
Die metallographische Gefügeuntersuchung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Metallbleche belegt, dass sich der erhaltene mikrozelluläre Metallschaum dem Idealbild des in der Natur vorgegebenen Säugetierknochens, der in seiner Anlage einem Integralschäum entspricht, annähert.
Folgendes Ausführungsbeispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren und die damit erhaltenen Metallschäume erläutern.
Beispiel
Aluminium (99,9%) wurde in einem Tiegel auf ca. 780°C erhitzt und das schmelzflüssige Metall wird mit Hilfe einer Kelle in den Walzenspalt einer kleinen Bandgießanlage (Bandbreite 40 mm) eingebracht (Durchmesser der Gießwalze 300 mm) . Tego Magnan® Magnesiumhydridpulver (98 % Hydridgehalt) wurde mit Hilfe einer Rakel gleichförmig auf eine der beiden unbeheizten Kupferwalzen aufgetragen und durch deren Vorschub in das Reservoir geschmolzenen Aluminiums vor dem Walzenspalt transportiert. Der Walzenspalt war auf 3 mm eingestellt und der Vorschub betrug 0,2 m/s. Ein ca. 0,7 mm starkes Blech verließ den Walzenstuhl und wurde nach Erkalten metallographisch untersucht .

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung von flächigem Metallintegralschäum durch Zugabe eines Treibmittels zu einer Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallschmelze kontinuierlich in einen Walzenspalt einbringt und mit einem gasabspaltenden, bei Raumtemperatur festen Treibmittel in Kontakt bringt, im Walzgerüst umformt und zu einem flächigen Metallintegralschaum ausschäumt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Treibmittel durch Injektion, Aufstreuen und/oder Einspulen eines mit dem Treibmittel gefüllten Metalldrahtes mit der Metallschmelze in Kontakt bringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Metallschmelze aus einem Eisenmetall, Edelmetall oder Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium- oder einer Aluminiumlegierung einsetzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Treibmittel in einer Menge von 0, 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Metallschmelze einsetzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass man als Treibmittel Leichmetallhydride, insbesondere Magnesiumhydrid, insbesondere autokatalytisch hergestelltes Magnesiumhydrid und/oder Titanhydrid, Carbonate, Hydrate und/oder leicht verdampfbare Stoffe einsetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Metall-Bandgießanlage einsetzt.
7. Flächiger Metallintegralschaumkörper, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Flächiger Metallintegralschaumkörper nach Anspruch 7 mit einer Banddicke von 0,1 bis 15 mm, insbesondere 0,2 bis 10 mm.
9. Flächiger Metallintegralschaumkörper nach Anspruch 7 oder 8 mit einer allseitig geschlossenen Oberfläche und einer Hohlstruktur im Innern.
PCT/EP2002/000243 2001-02-01 2002-01-12 Herstellung flächiger, metallischer integralschäume Ceased WO2002061160A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002242663A AU2002242663A1 (en) 2001-02-01 2002-01-12 Production of flat, metallic integral foam

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10104338.4 2001-02-01
DE10104338A DE10104338A1 (de) 2001-02-01 2001-02-01 Herstellung flächiger, metallischer Integralschäume

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2002061160A2 true WO2002061160A2 (de) 2002-08-08
WO2002061160A3 WO2002061160A3 (de) 2002-10-24

Family

ID=7672358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2002/000243 Ceased WO2002061160A2 (de) 2001-02-01 2002-01-12 Herstellung flächiger, metallischer integralschäume

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6659162B2 (de)
AU (1) AU2002242663A1 (de)
DE (1) DE10104338A1 (de)
WO (1) WO2002061160A2 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6852272B2 (en) * 2001-03-07 2005-02-08 Advanced Ceramics Research, Inc. Method for preparation of metallic and ceramic foam products and products made
DE10149244A1 (de) * 2001-10-05 2003-04-24 Daimler Chrysler Ag Tragelement für Fahrzeugkarosserie
CA2533534C (en) 2003-07-24 2013-03-19 Tecomet, Inc. Assembled non-random foams
DE102004003743A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-11 Bühler Druckguss AG Mischvorrichtung
US7160167B2 (en) * 2004-06-03 2007-01-09 Peters Lynne R Animal safety apparatus
DE102008037200B4 (de) * 2008-08-11 2015-07-09 Aap Implantate Ag Verwendung eines Druckgussverfahrens zur Herstellung eines Implantats aus Magnesium sowie Magnesiumlegierung
DE102014209408A1 (de) 2014-05-19 2015-11-19 Evonik Degussa Gmbh Ethoxylatherstellung unter Verwendung hoch aktiver Doppelmetallcyanid-Katalysatoren
US9863045B2 (en) 2015-03-24 2018-01-09 Council Of Scientific & Industrial Research Electrochemical process for the preparation of lead foam
ES2676430T3 (es) 2015-11-11 2018-07-19 Evonik Degussa Gmbh Polímeros curables
EP3321304B1 (de) 2016-11-15 2019-06-19 Evonik Degussa GmbH Mischungen zyklischer-verzweigter siloxane vom d/t-typ und deren folgeprodukte
EP3415547B1 (de) 2017-06-13 2020-03-25 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung sic-verknüpfter polyethersiloxane
EP3415548B1 (de) 2017-06-13 2020-03-25 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung sic-verknüpfter polyethersiloxane
EP3438158B1 (de) 2017-08-01 2020-11-25 Evonik Operations GmbH Herstellung von sioc-verknüpften polyethersiloxanen
EP3467006B1 (de) 2017-10-09 2022-11-30 Evonik Operations GmbH Mischungen zyklischer-verzweigter siloxane vom d/t-typ und deren folgeprodukte
EP3492513B1 (de) 2017-11-29 2021-11-03 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von im siloxanteil verzweigten sioc-verknüpften polyethersiloxanen
EP3611215A1 (de) 2018-08-15 2020-02-19 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung acetoxygruppen-tragender siloxane
EP3611214A1 (de) 2018-08-15 2020-02-19 Evonik Operations GmbH Sioc-verknüpfte, lineare polydimethylsiloxan-polyoxyalkylen-blockcopolymere
EP3744756B1 (de) 2019-05-28 2024-07-03 Evonik Operations GmbH Acetoxysysteme
ES2913783T3 (es) 2019-05-28 2022-06-06 Evonik Operations Gmbh Procedimiento para la purificación de acetoxisiloxanos
EP3744774B1 (de) 2019-05-28 2021-09-01 Evonik Operations GmbH Verfahren zum recycling von silikonen
ES2992917T3 (en) 2019-05-28 2024-12-19 Evonik Operations Gmbh Method for producing siloxanes bearing acetoxy groups
EP3744760A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von im siloxanteil verzweigten sioc-verknüpften polyethersiloxanen
ES2998233T3 (en) 2019-05-28 2025-02-19 Evonik Operations Gmbh Method for producing siloxanes bearing acetoxy groups
EP3744759B1 (de) 2019-05-28 2024-07-17 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von im siloxanteil verzweigten sioc-verknüpften polyethersiloxanen
CN115029575B (zh) * 2022-07-06 2023-03-17 河北大学 一种梯度多孔复合材料的原位制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1164102B (de) * 1956-03-19 1964-02-27 Lor Corp Verfahren zur Herstellung von Metallschaumkoerpern
DE1408468B2 (de) * 1959-01-05 1972-10-19 Lor Corp., Enid, OkIa. (V.St.A.) Verfahren zur herstellung von schaummetall in einem kontinuierlichen arbeitsgang
GB892934A (en) * 1959-01-05 1962-04-04 Lor Corp Casting complex structures with foamed metal core and solid skin
US3005700A (en) * 1960-03-14 1961-10-24 Lor Corp Metal foaming process
DE1164103B (de) 1960-11-05 1964-02-27 Goldschmidt Ag Th Verwendung einer Zinn-Blei-Legierung als Vergussmetall zum Befestigen von Drahtseilen
DE2006445C3 (de) * 1969-02-19 1975-01-02 Ethyl Corp., Richmond, Va. (V.St.A.) Verfahren zur Herstellung von Aluminiumschaumformkörpern
US3941182A (en) * 1971-10-29 1976-03-02 Johan Bjorksten Continuous process for preparing unidirectionally reinforced metal foam
DE2362292A1 (de) * 1973-12-14 1975-06-19 Technical Operations Basel Sa Zur herstellung eines einschlussteilchen aufweisenden metallschaums dienendes verfahren und eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4314835A (en) * 1980-03-10 1982-02-09 Pelton Robert S Method of producing foamed construction materials
JPS6220846A (ja) * 1985-07-19 1987-01-29 Agency Of Ind Science & Technol 発泡金属の製造方法
JPH0317236A (ja) * 1989-06-14 1991-01-25 Nkk Corp 発泡金属の製造方法
CA2109957C (en) * 1991-05-31 1998-12-15 Harry Sang Process and apparatus for producing shaped slabs of particle stabilized foamed metal
DE4318540A1 (de) * 1993-06-04 1994-12-08 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundbauteils
JPH07145435A (ja) * 1993-11-19 1995-06-06 Hitachi Cable Ltd 発泡金属線の製造方法
JPH07223020A (ja) * 1994-02-14 1995-08-22 Hitachi Cable Ltd 発泡金属複合金属線の製造方法
DE19501508C1 (de) * 1995-01-19 1996-04-25 Lemfoerder Metallwaren Ag Bauteil für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils
US5632319A (en) * 1995-10-04 1997-05-27 Industrial Technology Research Institute Method for manufacturing environmentally conscious foamed aluminum materials
JP3352584B2 (ja) * 1996-03-11 2002-12-03 神鋼鋼線工業株式会社 金属発泡体の製造方法
AT408076B (de) * 1996-10-07 2001-08-27 Mepura Metallpulver Verfahren zur herstellung von schaummetall- bzw. schaummetall/metall-verbund-formkörpern, anlage zu deren herstellung und deren verwendung
ES2193439T3 (es) * 1997-06-10 2003-11-01 Goldschmidt Ag Th Cuerpo metalico espumable.
DE19832794C1 (de) 1998-07-21 1999-10-07 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils, das mit Metallschaum gefüllt ist und Strangpresse zur Herstellung eines derartigen Hohlprofils

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002242663A1 (en) 2002-08-12
US20020112838A1 (en) 2002-08-22
DE10104338A1 (de) 2002-08-08
US6659162B2 (en) 2003-12-09
WO2002061160A3 (de) 2002-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2002061160A2 (de) Herstellung flächiger, metallischer integralschäume
EP1392875B1 (de) Verfahren zur herstellung von metall-/metallschaum-verbundbauteilen
DE69308215T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum formgiessen eines mittels teilchen stabilisierten metallschaumes
EP1356131B1 (de) Verfahren zur herstellung von metallschaum und danach hergestellter metallkörper
EP1379346B1 (de) Schäumfähige oder geschäumte metallagglomerate, teile und platten
EP1397223B1 (de) Herstellung von metallschäumen
EP1031393B1 (de) Herstellung von Metallschäumen
CA2454169C (en) A method for production of porous semiproducts from aluminum alloy powders
EP1017864B1 (de) Legierung zum herstellen von metallschaumkörpern unter verwendung eines pulvers mit keimbildenden zusätzen
WO2001056727A9 (en) Cellular structures and processes for making such structures
DE19744300A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Poren aufweisenden Formkörpern bzw. Werkstücken auf Basis von (Leicht-)Metallen, deren Herstellung und deren Verwendung
DE19813176C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffbauteilen
DE19810979C2 (de) Aluminiumlegierung zum Herstellen von Aluminiumschaumkörpern unter Verwendung eines Pulvers mit keimbildenden Zusätzen
EP3661677A1 (de) Verfahren zum schäumen von metall im flüssigkeitsbad
WO2002060622A2 (de) Verfahren zur herstellung von metallschaum und danach hergestellter metallkörper
DE10163489B4 (de) Flächiger, metallischer Integralschaum
EP1602739B1 (de) Verfahren zum Recyclen von Leichtmetallteilen
WO2019053181A1 (de) Verfahren zum schäumen von metall mit wärmekontakt
AU2002227822A1 (en) Foamable or foamed metal pellets, parts and panels
CA2473563A1 (en) Foamable or foamed metal pellets, parts and panels

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP