[发明专利]在液浴中使金属发泡的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造至少一种第一金属的金属泡沫的方法，至少一种第一金属包含主要成分Mg、Al、Pb、Au、Zn、Ti或Fe，其量占至少一种第一金属的量以重量百分比计为至少约80％，该方法包括以下的步骤：(I)提供半成品，该半成品包括可发泡混合物，可发泡混合物包括至少一种第一金属和至少一种发泡剂；(II)将半成品浸入到包括液体的可加热浴中；以及(III)在浴中加热半成品，以通过从至少一种发泡剂中去除气体来使可发泡混合物发泡，从而形成金属泡沫。本发明还涉及一种金属泡沫、通过该方法获得的复合材料以及包括金属泡沫和/或复合材料的部件。

技术领域

本发明涉及一种用于制造至少一种第一金属的金属泡沫的方法，该至少一种第一金属包含主要成分Mg、Al、Pb、Au、Zn、Ti或Fe，其含量相对于至少一种第一金属的量以重量百分比计为至少约80％，该方法包括以下步骤：(I)提供半成品，该半成品包括可发泡混合物，该可发泡混合物包括至少一种第一金属和至少一种发泡剂；(II)将该半成品浸入到包括液体的可加热浴中；以及(III)在该浴中加热半成品，以通过从至少一种发泡剂中去除气体来使该可发泡混合物发泡，从而形成金属泡沫。本发明还涉及一种金属泡沫、可通过该方法获得的复合材料以及包括金属泡沫和/或复合材料的部件。

背景技术

多年来，人们已知了金属泡沫和包括金属泡沫的复合材料诸如金属泡沫夹层。特别地，如果复合材料是单组分系统，也就是说，如果使用某种金属及其合金、如尤其是铝及其合金，并且在芯与覆盖层之间的连接借助于冶金结合来产生，则金属泡沫夹层是令人感兴趣的。从各种出版物中已知用于制造这种金属泡沫和复合材料以及由其制成的部件的相应方法。DE 44 26 627 C2描述了一种方法，其中将一种或多种金属粉末与一种或多种发泡剂粉末混合，并且这样获得的粉末混合物借助于轴向热压、热等静压或轧制来压实，并且在紧接着的工序中通过滚压包层与之前经过表面处理的金属板一起形成复合材料。在将这样形成的半成品通过例如挤压、深拉或弯曲来成型之后，该半成品在最后一个步骤中被加热到如下温度，该温度处在金属粉末的固-液相范围内，但低于覆盖层的熔化温度。由于发泡剂粉末被选择为使得在该温度范围内同时进行该发泡剂粉末的气体分离，因此在这种情况下在粘性芯层内形成气泡，伴随有相应的体积增加。通过紧接着冷却复合材料，使发泡芯层稳定。

在从DE 44 26 627 C2已知的方法的修改中，其中粉末压坯已形成为闭孔，EP 1000 690 A2描述了基于粉末压坯生产这种复合材料，该粉末压坯最初制造为开孔，仅在稍后利用覆盖层来滚压包层的情况下才成为闭孔。其余的过程步骤相同。原始的开孔性意为防止在粉末压坯的存储中发泡剂的可能的气体分离导致压坯的几何形状变化，并且借此导致在随后制造具有覆盖层的复合体时出现问题。此外，在制造复合材料时，在压坯存储期间形成的氧化物层由于开孔性而易于破裂。

DE 41 24 591 C1公开了一种用于制造发泡复合材料的方法，其中将粉末混合物填充在中空金属型材中，并且紧接着与其进行共同轧制。在此，半成品的成型和随后的发泡过程以与DE 44 26 627 C2中所描述的相同方式进行。

EP 0 997 215 A2公开了一种用于制造金属复合材料的方法，该金属复合材料由固体金属覆盖层和闭孔的金属芯组成，该方法将芯层的制造和与覆盖层的连接通过如下方式组合在一个步骤中：将粉末混合物引入到在两个覆盖层之间的辊缝中，并且因此在这两个覆盖层之间压实。还提出：在保护性气体气氛中供应粉末，以防止形成氧化物层，该氧化物层可能对覆盖层与粉末混合物之间所需的连接产生负面影响。

在由DE 197 53 658 A1已知的用于制造这种复合材料的另一种方法中，一方面在芯与覆盖层之间的复合材料制造的工艺步骤和另一方面进行发泡的工艺步骤通过如下方式相结合：芯以粉末压坯的形式被引入到位于模具中的覆盖层之间，并且仅通过发泡过程来与它们连接。由于在芯的发泡期间施加的压力，覆盖层在此同时经受与包围它们的模具相对应的变形。