金属成型体及其制造方法技术

一种金属成型体（１０），包括：一个由金属的金属泡沫构成的金属泡沫区域（１２）；另一个区域（１４），在该另一个区域内金属成型体应该包含比在金属泡沫区域内较少的或者较小的空腔；以及至少一个基本上易变的单件式的或多件式的内置元件（１６），该内置元件具有开口或中间腔。内置元件（１６）设置在金属泡沫区域（１２）与所述另一个区域（１４）之间的边界区域内。在另外的区域（１４）内的金属在内置元件（１６）内的开口或中间腔内与在金属泡沫区域（１２）内的金属发生金属连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，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。
技术介绍
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 408317 B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AT410103或者AT 411970 B)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AT410104 B或者AT 411768 B)或者借助于一个所谓的推进器(例如见US2003/0051850 Al)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。
技术实现思路
本专利技术的目的是，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。该目的按本专利技术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模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模的气泡进入到另一个区域。用于这种金属成型体的按本专利技术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模的气泡尺寸的、能流动的金属泡沫；将能流动的金属泡沫送入到金属泡沫区域并且将基本上无气泡的金属送入到所述另外的区域内；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。按本专利技术的铸件同样是本专利技术的 一部分，该铸件包含一种以丟失的核芯件的形式的金属成型体。本专利技术基于如下构思，即在金属成型体内设置一个内置元件或者多个内置元件，其中每个内置元件可以是单件式的或多件式的并且优选是基本上面状的，但是不一定是平面的。内置元件具有超过在制造金属成型体时达到的最大温度的熔点，并且优选包含钢、其它的金属或者其它的合金或者陶瓷或者其它的材料，尤其是由碳纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维或者其它的陶瓷纤维构成的纤维材料。另外内置元件可以由铝合金构成或者包含铝，其中该内置元件优选具有被涂层的或者被抛光的表面和/或铝合金，该铝合金具有高于在制造金属成型体时达到的最大温度的熔点。内置元件优选是网、格栅、打孔的面状的元件尤其是打孔的板、丝编织物或纤维编织物，或者由一些基本上平行的直的或弯曲的棒构成。该内置元件具有开口或者中间腔，其形状和/或尺寸这样选择，使得虽然是液态金属但是基本上没有泡沫或者其气泡可以流过开口或者中间腔。所以内置元件构成在金属泡沫区域与另一个区域之间的界限，在该另一个区域中金属具有较少的或者较小的或者基本上根本没有空腔。在此金属泡沫区域优选设置在金属成型体内，而另外的区域构成金属成型体的坚固的、无气泡的表面。穿过内置元件的开口或中间腔，在金属泡沫区域内的金属与在另外的区域内的金属彼此发生金属连接，即它们构成连续的或者单件式的结晶组织，而没有位于它们之间的氧化层或者粘接层或者由其它的材料构成的其它的层。通过内置元件的结构和设置可以任意调节所述其它的区域或者坚固的壁区域的形状、尤其是厚度。内置元件确定在金属泡沫区域与其它的区域之间的界限并且从而设置在它们之间的边界区域内。另外内置元件可以承受拉应力并且从而可以满足类似于在钢混凝土中的钢筋的任务。因此可以机械预紧。该预紧已经可以在结晶器内在将能流动的金属泡沫送入之前或者在金属冷却之前通过适合的张紧装置产生。有选择地如下产生预紧，即内置元件由具有另外的优选比在金属泡沫区域内和在其它的区域内更高的热的膨胀系数的材料构成。在内置元件内的拉应力在任何情况中与金属泡沫区域和坚固的壁区域的相应的压应力相对。附图说明在从属权利要求中描述其他的结构。下面参考附图详细解释本专利技术的优选的实施例。其中图1和la分别示意地显示金属成型体的剖视图；图2示意地显示其他的金属成型体的剖视图；图3示意地显示其他的金属成形体的剖视图；图4以横截面图的形式显示浇铸过程的示意图；图5以横截面图的形式显示浇铸过程的示意图；图6显示制造方法的示意的流程图。具体实施例方式图1显示金属成型体10的示意图，其包括一个金属泡沫区域12和一个坚固的壁区域。在金属泡沫区域12与坚固的壁区域14之间的边界区域内设置一个内置元件16。内置元件16优选是由具有任意的横截面的金属丝或金属绞合线构成的或者由碳纤维或其他纤维构成的网、格栅或编织物；打孔的板或者其他面状的元件；或者优选具有任意的横截面的基本上平行的棒或丝的结构。优选地，内置元件16由铝或其他的金属或合金或具有比构成金属泡沫区域12和坚固壁区域14的金属的熔点更高的其他材料构成。不同质量的钢由于其高强度、其高熔点、其良好的可用性、其低价格以及多方面的处理可能性和加工可能性是尤其适合的。内置元件16可以具有涂层的或者抛光的表面。内置元件16具有开口或者中间腔，金属泡沫区域12和坚固的壁区域在此直接相互邻接并且均匀地相互过渡。金属泡沫区域12和坚固的壁区域14相互金属连接或者具有连续的结晶组织，而没有由氧化物或其他的材料构成的位于中间的层。金属泡沫区域12和坚固的壁区域14从而通过内置元件16的开口或者中间腔材料锁合地彼此连接。金属泡沫区域12具有带有基本上单模分布的尺寸的空腔或气泡。这意味着，金属泡沫区域12的所有的或者几乎所有的空腔具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属成型体（１０），包括发生金属连接的金属泡沫区域（１２）和金属区域（１４）以及包括至少一个内置元件（１６），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，其特征在于：金属泡沫区域（１２）相应由具有基本上单模的气泡尺寸的金属泡沫构成并且相对于邻接的区域（１４）至少部分借助于设置在边界区域内的内置元件（１６）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模的气泡进入到另一个区域。

【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：F多贝斯贝格尔，HJ弗兰克尔，D莱特尔迈尔，
申请(专利权)人：许特克莱因赖兴巴赫有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]