轻质金属部件的再循环方法技术

本发明专利技术涉及具有夹杂气体或非金属粒子的轻质金属部件的再循环方法。为了以简单的工艺技术方式将不同的废弃产物转化成高等级的产品，而无需对所用材料进行清洗／纯化，本发明专利技术建议由至少一种具有夹杂气体的轻质金属部件和至少一种具有大量致密非金属粒子的轻质金属部件，生产出含气体的金属熔融液，并且在形成轻质金属泡沫体时可使金属熔融液在低压下固化至少一段时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有夹杂气体或非金属粒子的。进一步地，本专利技术部分目的为模铸废料的应用以及钝化金属碎屑的应用。现如今，资源的有效利用不仅因环境保护的观点而广为所知，而且从经济操作的观点来看其被接受的程度也正在增加。原料的高昂价格和处理费用迫使各领域的产品制造商将生产框架内产生的废弃物重新使用或使之再循环。例如，轻质金属构件的制造商即面临从铸造工艺和生成碎屑的成型工艺中有目的地利用大量废弃物的要求。以最优化的方式对废弃物进行节省原料和节省能量的利用，可以少的工艺步骤获得高价值的产品。这对于轻质金属废弃物的制备和重新利用或再循环显然也是适用的。轻质金属废弃物依其废弃物来源而可具有夹杂气体和/或非金属粒子，这使得难以甚至不可能容易地将此类废弃物整合入生产工艺中。具有大量出现的夹杂气体的轻质金属部件或废弃物，因所述的夹杂气体而不适用于高等级轻质金属构件的直接生产，所述夹杂气体例如在铸造工艺中、特别是在模铸过程中出现。因此，为了能重新使用轻质金属部件甚至用于高级别的轻质金属构件，需将此轻质金属部件熔化，并在过热条件下将熔融液除气体，从而熔融液固化后得到致密的轻质金属，其随后可用于例如铸造工艺。正如具有夹杂气体的轻质金属部件的情况那样，在具有非金属粒子如镁碎屑的轻质金属部件情况下，轻质金属材料可用于生产高等级构件之前，必须对材料进行棘手的清洗/纯化处理。对此处理提出的一种方式是，将所述的不纯材料熔融，从熔融液中除去干扰粒子，随后使熔融液固化。由此获得的高纯度初步材料随后可用于生产高质量的轻质金属部件。尽管从具有夹杂气体或非金属杂质的轻质金属部件可生产出轻质金属部件用的高等级初步材料，但需要有复杂的清洗/纯化操作。基于上述因素，本专利技术的问题是提出具有夹杂气体或非金属粒子的轻质金属部件的制备方法，从而使此类废弃产物能以简易的工艺技术方式转化成高等级的产品，而无需对所用材料应用任何清洗/纯化。通过上述类型的方法使该问题得以解决，其特征在于，从至少一种具有夹杂气体的轻质金属部件和至少一种具有非金属粒子的较致密轻质金属部件生产出含气体的金属熔融液，在形成轻质金属泡沫体时使该金属熔融液真空固化至少一段时间。本专利技术目标欲实现的优点主要在于，不纯或污染的轻质金属部件可以简易方法直接转化成轻质金属泡沫体，而无需对轻质金属部件使用清洗/纯化。在本专利技术方法中有利的是，使用了具有夹杂气体以及较致密非金属粒子的轻质金属部件，从而使被污染的不同轻质金属部件或不同类型的轻质金属废弃物可同时被重新使用或再循环。所得金属泡沫体适用作绝热用的能量吸收和声音吸收构件，或适用作汽车产业中的增强元件。由此，根据本专利技术，低等级的废气产物可直接转化成具有多用途的高等级金属泡沫体。对于金属泡沫的形成机制，推测认为是由各轻质金属部件中引入金属熔融液的夹杂气体或非金属粒子共同产生作用通过第一轻质金属部件的夹杂气体带入了形成金属泡沫所需的气体，从而在轻质金属部件的熔融过程中夹杂气体以其形态保留于其中；类似地，金属熔融液中存在的非金属粒子因能量原因沉积于夹杂气体或气泡表面上，从而使之稳定化并防止了其聚并。但是，非金属粒子增加了金属熔融液的粘度，从而减少了金属熔融液中夹杂气体或气泡的迁移。这也减少了夹杂气体上升至熔融液表面并由表面离开的趋势。施加真空最终导致轻质金属泡沫体形成时含气体的金属熔融液的泡沫化。与生产金属泡沫体的常规方法比较可得出本专利技术方法特别的特征在于，其既无需特殊措施引入气体，也无需进行泡沫化剂组分和轻质金属粉末组分复杂的单独生产，而在金属冶金或粉末冶金方法中必需是这样的。在本专利技术的方法中，基本上可使用源自不同轻质金属的轻质金属部件。但是，如果使用源自相同金属或相同合金的轻质金属部件则较有利。然后将这些轻质金属在小的温度间隔内进行熔融，所述小的温度间隔使得对方法的实施和控制更为简易。此外，如果将模铸废料用作具有夹杂气体的轻质金属部件则较有利。模铸废料例如在模铸过程中产生的所谓“溢流”形态，其可具有高于约10体积％的夹杂气体，这对于金属熔融液中高度引入气体证明是有用的。如果模铸废料部件由镁或镁合金组成则特别有利。这些材料的部件其表面具有钝性，导致形成镁粒子或镁膜。如果将此类部件随后用于本专利技术的方法中，则可另外将稳定化的氧化镁粒子进料。另外，甚至是内部的夹杂气体也同时具有钝性；这对于熔融液中夹杂气体或气泡的稳定性具有积极的作用。类似地，可将由镁或镁合金制成的部件用作致密的轻质金属部件，从而金属熔融液中气泡的稳定化主要由氧化镁粒子而产生。如果所述非金属粒子基本上为氧化物粒子则是较有利的，因为这些粒子对于与轻质金属熔融液的反应一律表现为惰性。与碳化物相反，例如在所用材料中存在此类氧化物粒子时，可以认为在形成的金属泡沫体中存在的这些粒子几乎保持未变。因此能可靠地影响甚至是所形成的轻质金属泡沫体的性能。因此在此基础上，所生成的金属泡沫体中非金属粒子的含量可得到控制。如果所用材料中粒子含量是已知的，则仅需根据金属泡沫体中所期望的粒子含量，选择具有夹杂气体的轻质金属部件与具有氧化物粒子的轻质金属部件的重量比。对于非金属粒子的情况，已经发现如果非金属粒子平均粒度低于200微米则较有利。理想地，生产出的金属熔融液中非金属粒子的体积占2-10％。非金属粒子含量高于2％，则熔融液中的夹杂气体/气泡能获得良好的稳定性；粒子含量高至10％，则通过施加真空可容易地使含气体的金属熔融液泡沫化；另外，增加粘度会使金属熔融液的泡沫化困难。通过在10-400mbar真空下、特别是50-200mbar真空下固化，将金属熔融液泡沫化并使其转化成轻质金属泡沫体。也可通过施用气体压力，在金属熔融液表面上另外将气体供给至熔融液中，从而支持随后的泡沫化。但是，如果是在大气压力下生产金属熔融液，则工艺技术和装置特别简易。在此情况下，在整个方法过程中均不超过大气压力。金属熔融液生成后，应将其过热大于20℃。金属熔融液的粘度随温度升高而降低，这基本上有利于气泡的迁移并因此有利于除气。因此理想地应将金属熔融液的过热保持在受控状态和低程度。如果在温度到达金属熔融液固化温度±5℃或固化间隔温度范围内时施加真空，则是优选的。在此温度范围内，金属的流体相具有高粘度，已证明这对于所形成的金属泡沫的结构稳定性是有利的。对于所形成的金属泡沫的结构稳定性，同样如果保持引起金属熔融液泡沫化的真空，直至金属熔融液完全固化，则是优选的。同时，金属熔融液可在固化过程中被冷却，从而将释放的固化热释放出，同时使所形成的轻质金属泡沫体的内部结构固定。为了设计具有特定形状的轻质金属泡沫体，可在施加真空之前将金属熔融液转移至容器中，所述容器对轻质金属泡沫体赋予了形状。在本专利技术进一步的实施方式中，在轻质金属泡沫体的形成过程中，可将一部分轻质金属泡沫体或金属泡沫与金属体接触。在此情况下，在工艺步骤中形成的金属泡沫通过金属键以类似方式与金属体进行结合。这使得化合部件的生产极为简易。在本专利技术另一实施方式中，使金属熔融液在基本密闭的容器内固化，所述密闭的容器限制了所形成轻质金属泡沫体的空间膨胀。在此情况下，一方面，预先赋予了将要得到的轻质金属泡沫体的容积；另一方面，即便是对引入容器中的质量也可进行选择或选定，因而对密度也可进行选定。换句话说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使具有夹杂气体或非金属粒子的轻质金属部件再循环的方法，其特征在于：由至少一种具有夹杂气体的轻质金属部件和至少一种主要具有致密非金属粒子的轻质金属部件，可生产出含气体的金属熔融液，并且在形成轻质金属泡沫体时可使金属熔融液在真空下固 化至少一段时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡林伦格尔，理查德克雷茨，
申请(专利权)人：阿卢莱特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]