NO136066B

NO136066B -

Info

Publication number: NO136066B
Application number: NO397/73A
Authority: NO
Inventors: G G Jarosek
Original assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1977-04-04
Also published as: DE2303537B2; JPS5331547B2; DK140325B; SE392003B; US3868163A; IL41307A0; NL7300894A; BE794829A; CH548108A; IT977701B; DE2303537A1; DE2303537C3; GB1386051A; CA1005130A; DK140325C; IL41307A; FR2170060B1; NO136066C; FR2170060A1; NL158326B

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av et metallskumlegeme. Method for producing a metal foam body.

Nærværende oppfinnelse vedrører en The present invention relates to a

fremgangsmåte til fremstilling av et metallskumlegeme, og da spesielt en fremgangsmåte for å fremstille faste metall-skumlegemer ved oppskumning av en partikkelformet blanding av et metall og et gassavgivende stoff. method for producing a metal foam body, and in particular a method for producing solid metal foam bodies by foaming a particulate mixture of a metal and a gas-emitting substance.

Det er ønskelig å tilveiebringe et me-tallskinn som har lav vekt pr. volum-enhet, og som har eksepsjonell stivhet og seighet og er i stand til å kunne formes i en form eller gis spesiell utformning. Tidligere har forskjellige fremgangsmåter vært anvendt for fremstilling av metallskum. Ingen metode har imidlertid vært foreslått som tillater oppskumning av metall i ett trinn, og som også tillater fremstilling av metallskum som har spesielle utformninger. It is desirable to provide a metal skin that has a low weight per volume unit, and which has exceptional stiffness and toughness and is capable of being formed into a shape or given a special design. In the past, different methods have been used for the production of metal foam. However, no method has been proposed which allows the foaming of metal in one step, and which also allows the production of metal foams which have special designs.

En fremgangsmåte som har vært foreslått for å fremstille oppskummet aluminium er fordampningen av kvikksølv i aluminium'. Denne fremgangsmåte er meget utilfredsstillende, da de anvendte materialer har skadelig virkning på hverandre, og da mengden av utviklet gass under reak-sjonen er vanskelig å kontrollere. Reaksjo-nen må utføres i et trykkammer, idet høye trykk utøves på en blanding av metaller for å bygge opp et høyt damptrykk for det flyktige metall og derpå senke trykket for å bevirke oppskumning. A method that has been proposed for producing foamed aluminum is the evaporation of mercury in aluminum'. This method is very unsatisfactory, as the materials used have a detrimental effect on each other, and as the amount of gas evolved during the reaction is difficult to control. The reaction must be carried out in a pressure chamber, as high pressures are exerted on a mixture of metals to build up a high vapor pressure for the volatile metal and then lower the pressure to cause foaming.

En annen fremgangsmåte som er foreslått til fremstilling av metallskum er direkte tilsetning av en legering som inneholder malt metallhydrid til overflaten av metallformen. Legeringen blir behand-let for tilsetning ved å male sammen metallhydrid og et eller flere smeltede metaller, og deretter avkjøle og knuse ned det resulterende produkt til et pulver. Ved denne fremgangsmåte er det nødvendig å danne hydridbiandingen ved den foran-nevnte metode, idet metallet som skal skummes opp da må smeltes og hydrid-blandingen tilføres overflaten av metallformen. Tilsetningen av hydridet forår-saker vanskeligheter som skyldes pulverets tilbøyelighet til å flyte på toppen av metallformen og oxydere. Another method that has been proposed for the production of metal foam is the direct addition of an alloy containing ground metal hydride to the surface of the metal mold. The alloy is treated for addition by grinding together metal hydride and one or more molten metals, and then cooling and crushing the resulting product into a powder. In this method, it is necessary to form the hydride compound by the aforementioned method, as the metal to be foamed must then be melted and the hydride mixture added to the surface of the metal mold. The addition of the hydride causes difficulties due to the tendency of the powder to float on top of the metal mold and oxidize.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av et metallskumlegeme hvor metallpartikler og et stoff som ved metallets smeltepunkt utvikler gass oppvarmes til gassutvikling finner sted, er karakterisert ved at metallpartiklene inneholder det gassutviklende stoff, idet disse partikler er fremstilt ved at man i en smelte av metallet innblander det gassutviklende stoff under slike betingelser at noen nevneverdig gassutvikling ikke finner sted, nedkjøler og findeler smeiten til partikler av størknet metall som inneholder det gassavgivende stoff. The method according to the invention for producing a metal foam body where metal particles and a substance that develops gas at the metal's melting point are heated until gas evolution takes place is characterized by the fact that the metal particles contain the gas-evolving substance, as these particles are produced by mixing in a melt of the metal gas-evolving substance under such conditions that no appreciable gas evolution takes place, cools down and breaks up the melt into particles of solidified metal containing the gas-evolving substance.

Oppfinnelsen skal i det følgende for-klares med henvisning til tegningene og den etterfølgende detaljerte beskrivelse. Fig. 1 viser i perspektiv og delvis i snitt en utførelsesform for oppfinnelsen, idet der er illustrert en kontinuerlig prosess. Fig. 2 viser på samme måte en modifi-sert utførelse. Fig. 3 viser likeledes perspektivisk og i snitt en utførelse av oppfinnelsen ved-rørende en sjiktprosess. Fig. 4 viser på samme måte trekk ved slik sjiktprosess, og The invention will be explained below with reference to the drawings and the subsequent detailed description. Fig. 1 shows in perspective and partly in section an embodiment of the invention, as a continuous process is illustrated. Fig. 2 shows a modified embodiment in the same way. Fig. 3 likewise shows in perspective and in section an embodiment of the invention relating to a layer process. Fig. 4 similarly shows features of such a layer process, and

fig. 5 viser likeledes perspektivisk et trekk ved en slik sjiktprosess. fig. 5 likewise shows in perspective a feature of such a layer process.

Idet det nå skal vises til figurene så kan partiklene ifølge oppfinnelsen bestå enten av en blanding av metall som skal oppskummes og materialer beregnet for å bevirke denne oppskumming eller partikler fremstilt ved den prosess å blande hydrid-inneholdende metallegeringspulver inn i smeltet metaJl, avkjøling av blandingen umiddelbart for å hindre oppskumming og maling av blandingen slik at der dannes partikler. Referring now to the figures, the particles according to the invention can consist of either a mixture of metal to be foamed and materials calculated to effect this foaming or particles produced by the process of mixing hydride-containing metal alloy powder into molten metal, cooling the mixture immediately to prevent foaming and grinding of the mixture so that particles are formed.

I fig. 1 er et apparat for kontinuerlig fremstilling av metallskum som helhet be-tegnet med 1. Apparatet består av en mat-ningstrakt 2 for partiklene 3, et rystebord 10 for å føre partiklene fra trakten til transportøren 5 og midler 4 for å vibrere bordet, et transportbånd for å føre partiklene gj ennom varmesonen 6 omfattende gassbrennere (ikke vist) og gjennom en kjølesone som i dette tilfelle består av vannstråler 11, 12. In fig. 1 is an apparatus for the continuous production of metal foam as a whole denoted by 1. The apparatus consists of a feed hopper 2 for the particles 3, a shaking table 10 for moving the particles from the hopper to the conveyor 5 and means 4 for vibrating the table, a conveyor belt to pass the particles through the heating zone 6 comprising gas burners (not shown) and through a cooling zone which in this case consists of water jets 11, 12.

Partikler 3 blir kontinuerlig tilført trakten 2. Partiklene mates gjennom åpningen 9 ned på det vibrerende bord 10, som aktiveres av ikke viste midler 4. Partiklene vibreres ned langs bordet til trans-portøren 5, hvor de blir ensartet spredt utover. Transportbåndene fører partiklene gjennom varmesonen 8 omfattende gassbrennere (ikke vist), hvor metaller først smelter og materialet som skal bevirke oppskumming dekomponerer for å frigjøre en gass og bevirke at det smeltede metall skummier>. Transportbåndet fører derpå det smeltede metallskum gjennom en kjø-lesone tilveiebragt ved vannstråler fra rørene 11 og 12 for å tilveiebringe et kon-tilhuerlig langstrakt legeme av metallskum. Particles 3 are continuously supplied to the funnel 2. The particles are fed through the opening 9 onto the vibrating table 10, which is activated by means not shown 4. The particles are vibrated down along the table to the conveyor 5, where they are uniformly spread out. The conveyor belts carry the particles through the heating zone 8 comprising gas burners (not shown), where metals first melt and the material which is to cause foaming decomposes to release a gas and cause the molten metal to foam>. The conveyor belt then carries the molten metal foam through a cooling zone provided by water jets from pipes 11 and 12 to provide a cone-like elongated body of metal foam.

I fig. 2 er et apparat for kontinuerlig fremstilling av metallskum som helhet be-tegnet med 14. Apparatet består av en trykkbeholder 15, forsynt med en avtagbar luke 16 på toppen for innføring av partikler 17 til en vibrerende trakt 18 inne i trykkbeholderen, samt midler 19 (ikke vist) for å bringe trakten til å vibrere, et bord 20 for å føre partiklene fra trakten til transportøren 21, som fører partiklene gjennom en varmesone 22 omfattende gassbrennere (ikke vist), hvorved metallet smelter og det materiale som bevirker skumdannelse dekomponerer. Den smeltede blanding blir derpå drevet ut fra trykkammeret gjennom en åpning 24 og strømmer ned på en annen transportør 27, hvor metallskummet 26 blir avkjølt ved hjelp av vifter 28 og 7. Det trykk som er nødvendig inne i trykkammeret kan opp-nåes ved å innføre en gass i dette fra en gasskilde ved hjelp av et rør 23. Trykket kan reguleres ved en ventil festet til gass-kilden (ikke vist). In fig. 2 is an apparatus for the continuous production of metal foam as a whole denoted by 14. The apparatus consists of a pressure vessel 15, provided with a removable hatch 16 at the top for the introduction of particles 17 to a vibrating funnel 18 inside the pressure vessel, as well as means 19 ( not shown) to cause the hopper to vibrate, a table 20 to convey the particles from the hopper to the conveyor 21, which passes the particles through a heating zone 22 comprising gas burners (not shown), whereby the metal melts and the foaming material decomposes. The molten mixture is then driven out of the pressure chamber through an opening 24 and flows down onto another conveyor 27, where the metal foam 26 is cooled by means of fans 28 and 7. The pressure required inside the pressure chamber can be achieved by introducing a gas in this from a gas source by means of a pipe 23. The pressure can be regulated by a valve attached to the gas source (not shown).

Partikler 17 blir kontinuerlig tilsatt en vibrerende trakt 18 ved hjelp av luken 16 for trykkammeret 15 inntil trakten er full. Luken blir derpå lukket og den vibrerende trakt settes i svingninger ved midler 19. Partiklene blir derpå matet frem gjennom åpningen til bordet 20 som er festet til trakten. Partiklene blir blandet under den vibrerende bevegelse nedover bordet til transportøren 21, idet denne vibrasjon og-så bevirker en ensartet fordeling av partiklene på denne. Transportøren 21 fører partiklene 21 gjennom varmesonen 22 som tilveiebringes av gassbrennere. Varmen bevirker at metallet smelter og det materiale som er beregnet for å bevirke oppskummingen dekomponerer, hvorved et damptrykk bygges opp inne i trykkammeret tilstrekkelig til at det smeltede metall drives ut av kammeret gjennom åpningen 24, idet forandringen fra høytrykk inne i kammeret til atmosfærisk trykk på utsiden av dette er tilstrekkelig til å få den gass som inneholdes i det smeltede metall til å ekspandere og derved tilveiebringe metallskummet. Particles 17 are continuously added to a vibrating funnel 18 by means of the hatch 16 for the pressure chamber 15 until the funnel is full. The hatch is then closed and the vibrating hopper is set into oscillation by means 19. The particles are then fed forward through the opening to the table 20 which is attached to the hopper. The particles are mixed during the vibrating movement down the table of the conveyor 21, as this vibration also causes a uniform distribution of the particles on it. The conveyor 21 guides the particles 21 through the heating zone 22 which is provided by gas burners. The heat causes the metal to melt and the material intended to cause the foaming to decompose, whereby a vapor pressure builds up inside the pressure chamber sufficient for the molten metal to be driven out of the chamber through the opening 24, the change from high pressure inside the chamber to atmospheric pressure at the outside of this is sufficient to cause the gas contained in the molten metal to expand and thereby provide the metal foam.

Blandingen av metall og dekomponert skummiddel drives ut fra trykkammeret gjennom åpningen for å danne metallskum og derpå strømme ned på en annen trans-portør hvor det smeltede metallskum av-kjøles ved hjelp av vifter 28 og 7. The mixture of metal and decomposed foaming agent is driven out of the pressure chamber through the opening to form metal foam and then flow down onto another conveyor where the molten metal foam is cooled by means of fans 28 and 7.

I fig. 3, 4 og 5 er vist et apparat for fremstilling av metallskum ifølge en sjiktprosess. In fig. 3, 4 and 5 show an apparatus for producing metal foam according to a layer process.

I fig. 3 er vist partikler 31, som er jevnt fordelt utover et underlag i form av en på forhånd oppvarmet form 32 inntil man har tilstrekkelig tykt sjikt til heit å fylle formen ved utsettelse for oppvarmning. In fig. 3 shows particles 31, which are evenly distributed over a substrate in the form of a pre-heated mold 32 until you have a sufficiently thick layer to fill the mold when exposed to heating.

I fig. 4 blir den åpne form 32 og partiklene 31 ifølge fig. 3 utsatt for tilstrekkelig varme som tilveiebringes ved gassbrennere 33, 34, 35 og 36 anbragt over den åpne form og gassbrennere 37, 38, 39 og 40 anbragt under formen og rettet mot den-nes bunn for å bevirke at metallet smelter og det materiale som er beregnet for skumdannelse derved dekomponerer, slik at skummetallegemet 41 dannes. Oppvarm-niingen fortsetter inntil skummidlet er fullstendig utbrukt. In fig. 4, the open form 32 and the particles 31 according to fig. 3 exposed to sufficient heat provided by gas burners 33, 34, 35 and 36 placed above the open mold and gas burners 37, 38, 39 and 40 placed below the mold and directed towards its bottom to cause the metal to melt and the material which is intended for foam formation thereby decomposing, so that the foam metal body 41 is formed. The heating continues until the foaming agent is completely used up.

Som vist i fig. 5 blir metallskumlege-met 41 i fig. 4 umiddelbart avkjølt etter oppskummingen er fullført, idet avkjølin-gen skjer ved hjelp av vifter 42, 43 og 44 hvorved tilveiebringes et metallskumlegeme. Formen 32 kan da fjernes fra metall-skumlegemet 41 eller formen kan være en del av produktet. As shown in fig. 5, the metal foam body 41 in fig. 4 immediately cooled after the foaming is complete, the cooling taking place with the help of fans 42, 43 and 44, whereby a metal foam body is provided. The mold 32 can then be removed from the metal-foam body 41 or the mold can be part of the product.

Ved metallskum menes et legeme be-stående av gassinneholdende atskilte celler fordelt i en metallform på en stort sett ensartet måte. Hver celle er helt lukket og er stort sett ikke forbundet med noen av nabocellene. Metallskum' må ikke forveks-les med metall svamp som består av inn-byrdes forbundne celler eller en flerhet av kanaler og rom som kommuniserer med hverandre i en metallblokk. Ved hule gjenstander menes et formlegeme eller et hult rør eller andre passende hule gjenstander som1 på passende måte kan fylles med metallskum. By metal foam is meant a body consisting of gas-containing separated cells distributed in a metal mold in a largely uniform manner. Each cell is completely closed and is mostly not connected to any of the neighboring cells. Metal foam' must not be confused with metal sponge which consists of interconnected cells or a plurality of channels and spaces that communicate with each other in a metal block. By hollow objects is meant a molded body or a hollow tube or other suitable hollow objects which can be suitably filled with metal foam.

Oppfinnelsen beskjeftiger seg med fremstilling av metallskum ved å bevirke dekomponering av partikler som består enten av en blanding av metall som skal skummes opp og et metall beregnet for å bevirke oppskummingen, slik som f. eks. hydridinneholdende metallegering eller partikler som fåes ved først å blande hydrid-inneholdende metallegering med smeltet metall, og derpå raskt å avkjøle blandingen for å hindre oppskumming etter-fulgt av maling for å tilveiebringe blandingen. Dekomponeringen bevirkes ved å oppvarme partiklene til en temperatur som er i stand til å smelte metallet som skal oppskummes og derpå bevirke dekomponering av nevnte materiale som er beregnet for å bevirke oppskummingen. The invention deals with the production of metal foam by causing decomposition of particles which consist either of a mixture of metal to be foamed and a metal calculated to effect the foaming, such as e.g. hydridine-containing metal alloy or particles obtained by first mixing the hydride-containing metal alloy with molten metal, and then rapidly cooling the mixture to prevent foaming followed by painting to provide the mixture. The decomposition is effected by heating the particles to a temperature capable of melting the metal to be foamed and then causing decomposition of said material which is calculated to effect the foaming.

Metallskummet kan støpes i en form og derpå fjernes fra denne etter kjøling for å tilveiebringe et metallskumlegeme, eller kan utformes inne i en hul gjenstand eller en form, f. eks. et hult rør, for å tilveiebringe en hul gjenstand som er gjort i ett med et metallskumlegeme. The metal foam can be cast into a mold and then removed from it after cooling to provide a metal foam body, or can be formed inside a hollow object or mold, e.g. a hollow tube, to provide a hollow object made integral with a metal foam body.

Oppfinnelsen kan tilpasses for oppskumming av ethvert metall som er i stand til å danne skum. Metaller som kan anvendes omfatter fortrinnsvis aluminium, sink, jern, bly, kobber og nikkel såvel som lege-ringer av disse og andre metaller og slike metaller som magnesium og titan kan være egnet. The invention can be adapted to the foaming of any metal capable of forming foam. Metals which can be used include preferably aluminium, zinc, iron, lead, copper and nickel as well as alloys of these and other metals and such metals as magnesium and titanium may be suitable.

Metaller som er å foretrekke for oppfinnelsen omfatter dem som har en ve-sentlig temperaturdifferanse, fortrinnsvis Metals which are preferable for the invention include those which have a substantial temperature difference, preferably

200 til 400°C, mellom den faste fasetemperatur og den flytende fasetemperatur. Det er også gunstig å anvende metall, hvori den faste fase kan bringes til være frem-herskende for å bevirke redusert flytbar-het, idet metallet bringes til å skumme ved den temperatur ved hvilken dette fore-kommer, idet slik temperatur ligger mellom temperaturene for fast og flytende til-stand. 200 to 400°C, between the solid phase temperature and the liquid phase temperature. It is also advantageous to use metal, in which the solid phase can be made to predominate in order to cause reduced flowability, as the metal is made to foam at the temperature at which this occurs, as such temperature lies between the temperatures for solid and liquid state.

For oppskumming av metallet kan tilsetning av et skummiddel, slik som metall-hydridpartikler av sirkonhydrid eller titan-hydrid anvendes. Andre blandinger kan også anvendes under visse temperatur- og trykkforhold. Eksempler er ammonium-klorid, ammoniumjodid, ammoniumsulfat, arsensyre, barmmhydrid, bismuthsulfat, kalsiumkarbonat, kalsiumhydrid, kalsium-magnesiumcarbonat, kalsiumsulfit, ferri-sulfat, blycarbonat, blyoxyd og natrium-nitrat. For foaming the metal, the addition of a foaming agent, such as metal hydride particles of zirconium hydride or titanium hydride, can be used. Other mixtures can also be used under certain temperature and pressure conditions. Examples are ammonium chloride, ammonium iodide, ammonium sulphate, arsenic acid, barmic hydride, bismuth sulphate, calcium carbonate, calcium hydride, calcium magnesium carbonate, calcium sulphite, ferric sulphate, lead carbonate, lead oxide and sodium nitrate.

Den mengde av hydrid i skummidlet som er nødvendig for oppskummingen er avhengig av det metall som anvendes, tett-heten av det ønskede skum, det skummiddel som anvendes og også av om skummidlet er fullstendig utbrukt, d.v.s. om all gassen, som ka,n frigjøres fra skummidlet The amount of hydride in the foaming agent which is necessary for the foaming depends on the metal used, the density of the desired foam, the foaming agent used and also on whether the foaming agent is completely used up, i.e. about all the gas that can be released from the foaming agent

er blitt frigjort fra dette. have been freed from this.

Skummidlet kan ha form av pulver, korn eller partikler eller en hvilken som helst annen form som lett kan fordeles i det metall som skal oppskummes. The foaming agent can be in the form of powder, grains or particles or any other form that can be easily distributed in the metal to be foamed.

Det er å foretrekke at det skummiddel som anvendes dekomponerer ved en temperatur som ligger like over smeltetempe-raturen for det metall som skal oppskummes. I enkelte tilfeller kan dette være ugunstig og et skummiddel kan anvendes som har en dekomponeringstemperatur lik eller mindre enn smeltepunktet for det metall som skai oppskummes. I det foran nevnte tilfelle kan en trykkenhet, slik som beskrevet i forbindelse med fig. 2, anvendes. It is preferable that the foaming agent used decomposes at a temperature that is just above the melting temperature of the metal to be foamed. In some cases this can be unfavorable and a foaming agent can be used which has a decomposition temperature equal to or less than the melting point of the metal to be foamed. In the aforementioned case, a pressure unit, as described in connection with fig. 2, is applied.

Hvis en trykkenhet anvendes må det trykk som utøves på blandingen av metall og materiale som skal bevirke oppskummingen være større enn for det område inn i hvilket materialet skal utdrives. Trykkenheten må være i stand til å hindre at den gass som tilføres kammeret kan unnslippe såvel som at de gasser som fåes ved dekomponeringen av skummidlet kan unnvike, slik at damptrykket kan bygges opp inne i trykkenheten, således at trykket inne i denne overskrider trykket på utsiden av enheten. Materialet vil ved ut-drivningen fra enheten gi et metallskum ved ekspansjon av den gass som' tidligere har vært sammenpresset og hindret fra oppskumming ved hjelp av det trykk som har vært utøvet på denne. Ethvert passende apparat kan anvendes så lenge det er i stand til å motstå anvendt varme og trykk. If a pressure unit is used, the pressure exerted on the mixture of metal and material that is to cause the foaming must be greater than for the area into which the material is to be expelled. The pressure unit must be able to prevent the gas supplied to the chamber from escaping as well as the gases obtained during the decomposition of the foaming agent from escaping, so that the steam pressure can build up inside the pressure unit, so that the pressure inside it exceeds the pressure on the outside of the device. When expelled from the unit, the material will produce a metal foam by expansion of the gas that has previously been compressed and prevented from foaming by means of the pressure that has been exerted on it. Any suitable apparatus may be used as long as it is capable of withstanding the applied heat and pressure.

Begynnelsestrykk i trykkameret kan oppnlåes ved innføring av en gass, slik som f. eks. oxygen. luft eller annen oxygen-inneholdende eller inert gass eller enhver gass som ikke vil reagere hverken med det metall som skal oppskummes eller ha en skadelig virkning på dette. Gassen kan inn-føres i trykkammeret ved midler tilpasset herfor og mengden av innført gass kan reguleres ved en ventil anbragt på gass-beholderen. Initial pressure in the pressure chamber can be obtained by introducing a gas, such as e.g. oxygen. air or other oxygen-containing or inert gas or any gas which will not react either with the metal to be foamed or have a harmful effect on it. The gas can be introduced into the pressure chamber by means adapted for this purpose and the amount of introduced gas can be regulated by a valve placed on the gas container.

En grunn for anvendelse av trykk er å undertrykke skummingen av metallet inntil alt materialet har fått de ønskede egen-skaper. En annen grunn er å tillate anvendelse av skummiddel som har en dekompo-nerlnigstemperatur lavere enn den ønskede dekomponeringstemperatur. One reason for using pressure is to suppress the foaming of the metal until all the material has acquired the desired properties. Another reason is to allow the use of a foaming agent which has a decomposition temperature lower than the desired decomposition temperature.

Den varmemengde som- skal anvendes må være stor nok til å smelte metallet som skal oppskummes. Varmen kan tilveiebringes ved hvilke som helst midler som er i stand til å tilveiebringe den nødvendige temperatur for de forskjellige metaller som skal oppskummes. Oppvarmningen kan f. eks .skje ved gass- eller oljebrennere, rettet mot det smeltede metallskum eller ved andre passende midler. Varmesonen kan bestå av brennere over, under og på hver side av blandingen av metall og skummiddel eller kan bestå av en hvilken som helst anordning som vil tilveiebringe tilstrekkelig varme for oppfinnelsen. The amount of heat to be used must be large enough to melt the metal to be foamed. The heat can be provided by any means capable of providing the necessary temperature for the various metals to be foamed. The heating can, for example, take place by gas or oil burners, aimed at the molten metal foam or by other suitable means. The heating zone may consist of burners above, below and on either side of the mixture of metal and foaming agent or may consist of any device which will provide sufficient heat for the invention.

Trykket inne i kammeret må være stort nok til å hindre den gass som fore-kommer ved dekomponeringen av skummidlet fra å ekspandere slik at der vil dannes metallskum umiddelbart eller mens metallet er i kammeret. Når blandingen av metall og skummiddel drives ut fra trykk-kammeret vil den gass som er dannet ved dekomponering av skummidlet ekspandere og danne det ønskede metallskum. The pressure inside the chamber must be large enough to prevent the gas that occurs during the decomposition of the foaming agent from expanding so that metal foam will form immediately or while the metal is in the chamber. When the mixture of metal and foaming agent is expelled from the pressure chamber, the gas formed by decomposition of the foaming agent will expand and form the desired metal foam.

Hvis en blanding av metallpartikler og partikler av et materiale som er beregnet for å bevirke oppskumming skal anvendes under prepareringen av blandingen må man være meget forsiktig med å sikre en gjennomgripende blanding, slik at partiklene av skummidlet blir ensartet fordelt gjennom alt det metall som skal oppskummes. If a mixture of metal particles and particles of a material intended to cause foaming is to be used during the preparation of the mixture, great care must be taken to ensure thorough mixing, so that the particles of the foaming agent are uniformly distributed throughout all the metal to be foamed .

Ienkelte tilfeller kan det være å foretrekke å anvende en hydrid-inneholdende metallegering, blande dette materiale med smeltet metall som skal oppskummes, som fortrinnsvis holdes forholdsvis nær størk-netemperaturen og derpå raskt avkjøle for å undertrykke oppskummingen av blandingen. Dette materiale blir så malt til partikler og denne blanding anvendes så på samme måte som hydrid-inneholdende metallegering og metallpartlkkelblanding. In some cases it may be preferable to use a hydride-containing metal alloy, mix this material with molten metal to be foamed, which is preferably kept relatively close to the solidification temperature and then rapidly cool to suppress the foaming of the mixture. This material is then ground into particles and this mixture is then used in the same way as hydride-containing metal alloy and metal particle mixture.

Det metall som skal oppskummes kan være av hvilken som helst form og størrelse selvom det er å foretrekke at det har form av pulver, partikler eller korn og i samme form som skummidlet. The metal to be foamed can be of any shape and size, although it is preferable that it is in the form of powder, particles or grains and in the same form as the foaming agent.

Etter dannelsen av metallskummet blir dette avkjølet. Dette kan skje ved hjelp av vann, luft, olje eller andre midler. After the formation of the metal foam, it is cooled. This can be done using water, air, oil or other means.

Fremgangsmåten kan utføres i et trykkammer i former, støpte beholdere eller andre egnede beholdere avhengig av de materialer som anvendes og den form som ønskes på det ferdige produkt. Selvom anvendelsen av en vibrerende trakt er å foretrekke for den kontinuerlige prosess kan det også gjøres bruk av andre mat-ningsmidler. Eksempler på dette er således skruematning, f. eks. ved skrueformede eller konisk formede beholdere som har en basis som kan åpnes eller lukkes, eller en trakt med en sikt i bunnen. The process can be carried out in a pressure chamber in moulds, molded containers or other suitable containers depending on the materials used and the desired shape of the finished product. Although the use of a vibrating funnel is preferable for the continuous process, other feeding means can also be used. Examples of this are thus screw feeding, e.g. in the case of screw-shaped or conical-shaped containers having a base that can be opened or closed, or a funnel with a sieve at the bottom.

I en kontinuerlig prosess kan kontinuerlig tilsettes en blanding av metall som skal oppskummes og et materiale beregnet for å bevirke oppskummingen, fortrinnsvis til en vibrerende trakt, idet denne vibre-rer på en slik måte at det fåes en stadig strøm av blanding som strømmer ned på et bord festet til bunnen av trakten og derpå ned på et transportbånd. Transportøren beveger seg gjennom en oppvarmet sone som tilføres varme ved hjelp av gassbrennere idet hastigheten for transportbåndet er slik, at metallet i blandingen smelter og etter smelningen bevirkes en dekomponering av skummidlet. Det smeltede metallskum blir derpå, mens det ennå er på transportbåndet, utsatt for kjøling for å sikre stivhet av veggene for de atskilte celleformede bobler inne i metallskummet. In a continuous process, a mixture of metal to be foamed and a material calculated to effect the foaming can be continuously added, preferably to a vibrating funnel, as this vibrates in such a way that a constant stream of mixture is obtained which flows down onto a table attached to the bottom of the hopper and then down onto a conveyor belt. The conveyor moves through a heated zone which is supplied with heat by means of gas burners, as the speed of the conveyor belt is such that the metal in the mixture melts and after the melting causes a decomposition of the foaming agent. The molten metal foam is then, while still on the conveyor belt, subjected to cooling to ensure rigidity of the walls of the discrete cellular bubbles within the metal foam.

Hvis et skammiddel som har en lavere dekomponeringstemperatur enn smelte-temperaturen for det metall som skal oppskummes skal anvendes, er det ønskelig å anvende et trykkammer. Hvis et trykkammer anvendes i den kontinuerlige prosess må det inneholde en vibrerende trakt eller matningsanordning, et bord for å føre partiklene fra trakten ned på transportøren, en transportør, en oppvarmningssone for å smelte metallet som, skal oppskummes og et kammer gjennom hvilket det smeltede metall må bevege seg før det drives ut gjennom en åpning ned på en annen transpor-tør. If a foaming agent which has a lower decomposition temperature than the melting temperature of the metal to be foamed is to be used, it is desirable to use a pressure chamber. If a pressure chamber is used in the continuous process it must contain a vibrating hopper or feeding device, a table for passing the particles from the hopper onto the conveyor, a conveyor, a heating zone for melting the metal to be foamed and a chamber through which the molten metal must move before it is ejected through an opening onto another conveyor.

Før prosessen settes i gang blir opp-varmningsmidlene for hetesonen aktivert og temperaturen inne i kammeret bringes opp til den temperatur ved hvilken metallet som skal oppskummes vil smelte. De partikler som skal oppskummes tilsettes gjennom en åpning i toppen av trykkammeret og dette blir derpå lukket. Trykket blir derpå bygget opp inne i beholderen ved tilsetning av en gass, som f. eks. oxygen. Before the process is started, the heating means for the hot zone are activated and the temperature inside the chamber is brought up to the temperature at which the metal to be foamed will melt. The particles to be foamed are added through an opening at the top of the pressure chamber and this is then closed. The pressure is then built up inside the container by adding a gas, such as oxygen.

Prosessen settes så i gang ved at trakten bringes til å vibrere, hvorved partikler gjøres fri og bringes ned langs bordet i en jevn strøm og ned på transportøren. Trans-portøren beveger seg slik at blandingen føres frem til oppvarmningsanordningen, hvor den utsettes for oppvarmning og smelter, slik at skummidlet spaltes. Opp-skummingstendensen for skummidlet rep-resenteres av det trykk som bygges opp inne i kammeret. Det smeltede materiale strømmer derpå inn i en kanalformet beholder eller i en annen beholder og drives ut fra trykkammeret gjennom en åpning. Frigjøringen av damptrykket bevirker så oppskumming eller ekspansjon av gassen som inneholdes i det smeltede metall. Etter utdrivning gjennom åpningen strømmer det smeltede metall ned på en annen trans-portør og de atskilte celleformede bobler, som er dannet i metallet, gjøres stive ved luftavkjøling. The process is then set in motion by causing the funnel to vibrate, whereby particles are set free and brought down the table in a steady stream and onto the conveyor. The conveyor moves so that the mixture is brought forward to the heating device, where it is exposed to heating and melts, so that the foaming agent is split. The foaming tendency of the foaming agent is represented by the pressure that builds up inside the chamber. The molten material then flows into a channel-shaped container or into another container and is expelled from the pressure chamber through an opening. The release of the steam pressure then causes foaming or expansion of the gas contained in the molten metal. After expulsion through the opening, the molten metal flows down onto another conveyor and the separated cellular bubbles, which are formed in the metal, are made rigid by air cooling.

Hvis et trykkammer anvendes er det flere variable som må reguleres. Vibratoren kan reguleres slik at blandingen av metall og skummiddel blir ensartet utmatet. Hvis trakten gir for liten utmatning vil det dannes utilstrekkelig skum hvis ikke transportbåndet bremses ned, og hvis det mates ut for meget vil mengden av metallskum som fremstilles være for stor til å kunne opptas av transportøren, hvis da ikke båndet settes i større hastighet eller metallet kan rulle av eller det kammer som fører til åpningen ved enden av transpor-tøren ikke kan gjøres stort nok til å ta imot den økede mengde metall. If a pressure chamber is used, there are several variables that must be regulated. The vibrator can be regulated so that the mixture of metal and foaming agent is uniformly discharged. If the hopper gives too little output, insufficient foam will be formed if the conveyor belt is not slowed down, and if it is fed out too much, the amount of metal foam produced will be too large to be taken up by the conveyor, unless the belt is then set to a higher speed or the metal may roll off or the chamber leading to the opening at the end of the conveyor cannot be made large enough to accommodate the increased amount of metal.

Transportørens hastighet kan også reguleres. Dette kan skj e for å oppnå en hur-tigere prosess og også for å overvinne vanskeligheter som måtte oppstå ved for hurtig utmatning av blandingen. Hastigheten kan også reduseres hvis antallet av partikler som utmates på båndet frembringer for lite skum. Hastigheten for transportørene kan fortrinnsvis reguleres slik at den som er på utsiden av trykkammeret løper med samme hastighet som den inne i trykkammeret. Hvis transportøren inne i kammeret løper for hurtig kan åpningen gjøres større for å hindre oppstuing av skum i denne og den andre transportør kan gis øket hastighet. Hvis transportøren på utsiden av kammeret løper for hurtig kan metallskummet fremstilles i utilstrekkelig mengde. The speed of the conveyor can also be regulated. This can be done to achieve a faster process and also to overcome difficulties that may arise from too rapid discharge of the mixture. The speed can also be reduced if the number of particles discharged onto the belt produces too little foam. The speed of the conveyors can preferably be regulated so that the one on the outside of the pressure chamber runs at the same speed as the one inside the pressure chamber. If the conveyor inside the chamber runs too fast, the opening can be made larger to prevent foam from building up in this and the other conveyor can be given increased speed. If the conveyor on the outside of the chamber runs too fast, the metal foam may be produced in insufficient quantity.

Størrelsen av åpningen gjennom hvilken det smeltede metall drives ut kan også gjøres variabel og kan reguleres. Hvis transportøren inne i trykkammeret løper for fort kan størrelsen av åpningen økes for å tillate det smeltede metall å strømme ut på den annen transportør, og hvis for lite skum frembringes kan åpningen sam-menisnevres for å hindre at damper unn-slipper. The size of the opening through which the molten metal is expelled can also be made variable and can be regulated. If the conveyor inside the pressure chamber runs too fast, the size of the opening can be increased to allow the molten metal to flow out onto the other conveyor, and if too little foam is produced, the opening can be narrowed to prevent vapor from escaping.

Hvis man gjør bruk av en sjiktprosess kan beholderen eller formen oppvarmes på forhånd til en temperatur ved hvilken det metall som skal oppskummes smeltes. Partiklene kan da fordeles ensartet i et sjikt på bunnen av beholderen eller formen, slik at mengden av metall ved oppskumming fullstendig vil fylle formen eller beholderen. Etter at blandingen er blitt tilsatt formen eller behoderen kan denne utsettes for tilstrekkelig varme til å smelte metallet som skal oppskummes og derpå dekom-ponere det materiale som er beregnet for å bevirke oppskummingen. Den tilførte varme kan skje ved hjelp av gass-, oljebrennere eller andre passende midler. If a layer process is used, the container or mold can be heated in advance to a temperature at which the metal to be foamed is melted. The particles can then be uniformly distributed in a layer on the bottom of the container or mold, so that the amount of metal when foaming will completely fill the mold or container. After the mixture has been added to the mold or container, this can be exposed to sufficient heat to melt the metal to be foamed and then decompose the material intended to effect the foaming. The added heat can be done using gas, oil burners or other suitable means.

Mengden av varme er direkte avhengig av smeltepunktet for det metall som skal oppskummes. Hvis f. eks. aluminium skal oppskummes er det ønskelig med en temperatur som ligger over smeltepunktet for aluminiumet, som er 658°C. The amount of heat is directly dependent on the melting point of the metal to be foamed. If e.g. aluminum is to be foamed, it is desirable to have a temperature that is above the melting point of the aluminium, which is 658°C.

Claims

1. Method for producing a metal foam body where metal particles and a substance that develops gas at the metal's melting point are heated until gas evolution takes place, characterized in that the metal particles contain the gas-evolving substance, as these particles are produced by mixing the gas-evolving substance into a melt of the metal substance under such conditions that no significant gas evolution takes place, cools down and breaks up the melt into particles of solidified metal containing the gas-emitting substance.

2. Modification of the method according to claim 1, characterized in that a solid particulate mixture of the metal, which is to be formed into a metal foam body, and the gas-emitting substance, is placed in a continuous flow on a moving surface, and this surface is passed through a heating zone, in which the particulate mixture is heated with suitable heating means to a temperature at which the gas-emitting substance splits and the metal melts, and bubbles form in the cracked metal, after which the metal foam body obtained in this way is guided on the moving surface through a cooling zone , in which the metal foam is cooled to a solid metal foam body with a gas or liquid acting as a cooling medium.

3. Method according to claim 2, characterized in that the foam-forming mixture is placed in a continuous current on a moving surface and on this is passed through, a heating zone, in which such a high pressure is maintained that splitting of the gas-emitting substance is prevented, after which the mixture heated in this way is passed as a continuous stream to a zone of low pressure, such that the gas-emitting substance splits and bubbles form in the molten metal, after which the metal foam obtained in this way is cooled to a metal foam body.