[发明专利]金属成型体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属成型体及其制造方法，该金属成型体包括金属 泡沫的和金属的发生金属连接的区域以及至少一个内置元件，该内置元 件由具有比金属泡沫和金属的基本材料更高的熔点的材料构成。

背景技术

开头所述方式的轻质量的金属成型体或者制造方法例如由AT 40 8317B已知，其中按粉末冶金方法将由基体金属粉末和工作介质粉末的 压实的混合物构成的半成品体在发泡结晶器内与至少一个内置元件一起 加热到一个温度，在该温度中熔化基体金属粉末并且工作介质粉末放出 气体，该气体构成在基体金属中的气泡。产生的金属泡沫包围由在采用 的温度中没有熔化的材料构成的内置元件，该内置元件可以满足不同的 功能，例如提供连接、空腔、增强等。这种金属成型体或者制造方法的 缺点在于具有由此导致的成本的耗费，以及从而尤其也在于金属泡沫区 域或者金属区域内仅困难的、甚至完全不能控制的分布，并且在于金属 泡沫中气孔尺寸的自身的宽的分布，这导致对成型体的质量的负面影响。

在用于制造金属泡沫本身的同样已知的熔体冶金方法(例如见AT 410103或者AT 411970B)中，气体进入到用颗粒增强的金属熔体内， 因此构成的气泡在形成能流动的金属泡沫的情况下聚集在熔体的表面 上。然后金属泡沫或者浇铸到或者压入到结晶器内或者也可以直接上升 到设置在熔体上方的结晶器内。在此发泡气体借助于喷嘴(例如见AT 410104B或者AT 411768B)或者借助于一个所谓的推进器(例如见US 2003/0051850A1)进入到熔体内。在此金属泡沫主要由铝复合材料构成， 但是除此之外也可以由镁或其它轻金属的复合物制造。极其丰富的工业 经验至今通过铝泡沫存在，该铝泡沫在期望的最小物质密度方面几乎是 理想的并且也鉴于吸收能量具有突出的特性。所以由金属泡沫构成的成 型体例如在汽车的的褶皱区域中应用为空腔增强部，但是也可以应用为 由此增强的、轻的和空心的铸件的丢失的核芯件，其中它们附加地积极 地影响固体声学的特性。

但是金属泡沫或者由此制成的成型体仅以相对较小的尺寸可以承受 拉应力，这通过上述讨论的内置元件已经尝试可以改善。另外至今也没 有令人满意地实现，任意地提供坚固的、紧密的、相对无泡沫的外壁区 域的厚度或构造。

发明内容

本发明的目的是，改善开头所述类型的金属成型体或者方法，使得 通过可以优化地利用通过功能的内置元件得到的可能性，并且具有在宽 的界限中任意结构的、由金属构成的、坚固的、无泡沫的外壁区域变得 可能。

该目的按本发明在开头所述类型的金属成型体中如下解决，即金属 泡沫区域相应由具有基本上单峰的气泡尺寸的金属泡沫构成并且相对于 邻接的区域至少部分借助于设置在边界区域内的内置元件限定，该内置 元件基本上构成面状的并且具有从一个区域至另一个区域的穿孔，所述 穿孔在其横截面上这样构成，使得防止一个区域的基本上单峰的气泡进 入到另一个区域，在内置元件的与金属泡沫区域相对的一侧，所述金属 基本上无气泡地存在。

用于这种金属成型体的按本发明的制造方法特征在于如下步骤：

提供用于金属成型体的结晶器；

将具有开口或中间腔的单件式的或多件式的内置元件在结晶器内设 置在至少一个待用金属泡沫填充的金属泡沫区域与至少一个另外的区域 之间的至少一个边界区域中；

熔化金属；

将气体导入到熔化的金属中，以便使熔化的金属发泡，其中产生具 有大于在内置元件内的开口的基本上单峰的气泡尺寸的、能流动的金属 泡沫；

将能流动的金属泡沫送入到结晶器内，其中在内置元件的一侧上的 金属泡沫区域内聚集金属泡沫，并且金属基本上无气泡地聚集在内置元 件的另一侧上；并且

冷却在结晶器内的金属，其中金属凝固，以便构成金属成型体。