Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeuges umfassend einen aufschäumbaren Kern, der eine aufschäumbare Mischung umfasst, die wenigs- tens ein erstes Metall mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens etwa 80 Gew.-%, bezogen auf die Menge des wenigstens einen ersten Metalls, und wenigstens ein Treibmittel umfasst, wobei auf wenigstens einer ersten und zweiten Fläche des Kernes jeweils eine Schicht wenigstens eines zweiten Metalls in Form nicht-schäumbaren Vollmaterials und mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens etwa 80 Gew.-%, bezogen auf die Menge des wenigstens einen zweiten Metalls, aufgebracht ist. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Halbzeug sowie die Verwendung eines solchen Halbzeuges zum Schäumen von Metall.

Metallschaumsandwiches sind seit Jahren bekannt. Speziell sind diese dann von Interesse, wenn der Verbund ein Einstoffsystem ist, d.h. bei Einsatz eines bestimmten Metalls und dessen Legierungen, wie insbesondere von Aluminium und dessen Legierungen, und die Verbindung zwischen Kern und Decklage mittels einer metallurgischen Verbindung erzeugt wird. Entsprechende Verfahren zur Herstellung derartiger Verbundwerkstoffe und daraus gefertigter Bauteile sind aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt.

Die DE 44 26 627 C2 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein oder mehrere Metallpulver mit einem oder mehreren Treibmittelpulvern gemischt werden, und die so erhaltene Pulvermischung mittels axialen Heißpressens, heiß isostatischen Pressens oder Walzens verdichtet und in einem anschließenden Arbeitsgang mit zuvor oberflächenbehandelten Metallblechen durch Walzplattieren zu einem Verbundwerkstoff zusammengefügt wird. Nach dem Umformen des so entstandenen Halbzeuges durch z.B. Pressen, Tiefziehen oder Biegen, wird dieses in einem letzten Schritt auf eine Temperatur erhitzt, die im Solidus-Liquidus-Bereich des Metallpulvers, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der Deckschichten liegt. Da das Treibmittelpulver derart gewählt ist, dass in diesem Temperaturbereich gleichzeitig dessen Gasabspaltung stattfindet, bilden sich hierbei Poren innerhalb der zähflüssigen Kernschicht, einhergehend mit einer entsprechenden Volumenvergrößerung. Durch das anschließende Abkühlen des Verbundes wird die aufgeschäumte Kernschicht stabilisiert.

In Abwandlung des aus der DE 44 26 627 C2 bekannten Verfahrens, bei der der Pulverpress- ling bereits geschlossenporig ausgebildet ist, beschreibt die EP 1 000 690 A2 die Herstellung eines derartigen Verbundwerkstoffes auf Basis eines zuerst offenporig hergestellten Pulver- presslings, der erst beim späteren Walzplattieren mit den Deckschichten geschlossenporig wird. Die übrigen Verfahrensschritte sind identisch. Durch die ursprüngliche Offen porigkeit soll verhindert werden, dass bei der Lagerung des Pulverpresslings eventuelle Gasabspaltungen des Treibmittels zu Geometrieveränderungen des Presslings und damit zu Problemen bei der späteren Herstellung des Verbundes mit den Deckschichten führen. Des Weiteren soll durch die Offenporigkeit der Aufbruch der sich bei der Lagerung des Presslings bildenden Oxidschichten bei der Herstellung des Verbundes erleichtert werden.

Durch die DE 41 24 591 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung aufgeschäumter Verbundwerkstoffe bekannt, wobei die Pulvermischung in ein Metallhohlprofil eingefüllt und anschließend zusammen mit diesem gewalzt wird. Die Umformung des so entstandenen Halbzeuges und der anschließende Aufschäumvorgang erfolgen dabei in gleicher Weise wie in der DE 44 26 627 C2 beschrieben.

Der EP 0 997 21 5 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffes, bestehend aus massiven metallischen Deckschichten und einem geschlossenporigen, metallischen Kern zu entnehmen, das die Herstellung der Kernschicht und die Verbindung mit den Deckschichten dadurch in einem Schritt vereint, dass die Pulvermischung in den Walzspalt zwischen die beiden Deckschichten eingebracht und somit zwischen diesen verdichtet wird. Des Weiteren wird vorgeschlagen, das Pulver in Schutzgasatmosphäre zuzuführen, um so die Bildung von Oxidschichten zu unterbinden, die die erforderliche Verbindung zwischen Deckschichten und Pulvermischung negativ beeinflussen könnten. In einem weiteren, durch die DE 197 53 658 AI bekannten Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundwerkstoffes werden die Prozessschritte der Verbundherstellung zwischen Kern und Decklagen einerseits und des Aufschäumens andererseits dadurch vereint, dass der Kern in Form eines Pulverpresslings zwischen die in einer Form befindlichen Decklagen eingebracht wird und sich erst durch den Aufschäumvorgang mit diesen verbindet. Aufgrund der während des Aufschäumens vom Kern aufgebrachten Druckkraft werden die Decklagen dabei gleichzeitig einer der sie einschließenden Form entsprechenden Umformung unterworfen.

Aus der US 5 972 521 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffrohlings bekannt, bei dem Luft und Feuchtigkeit durch Evakuieren aus dem Pulver entfernt werden. Anschließend wird die evakuierte Luft durch ein gegenüber dem Kernmaterial inertes, unter erhöhtem Druck stehendes Gas ersetzt, und zwar bevor das Pulver verdichtet und mit den Deckschichten verbunden wird.

Aus der EP 1 423 222 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus Decklagen und Metallpulver bekannt, bei dem der gesamte Herstellungsprozess unter Vakuum erfolgt. Speziell das Verdichten der Pulverschüttung und das anschließende Walzen soll unter Vakuum erfolgen.

All diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren außer dem der EP 1 423 222 ist gemeinsam, dass durch die Herstellung der aufzuschäumenden Kernschicht Luft bzw. Schutzgas bei der Kompaktierung zwischen den Metallpulverpartikeln eingeschlossen und abhängig vom Kompaktierungsgrad verdichtet wird. Die dabei entstehenden Gasdrücke, die bei der Temperaturerhöhung während des Aufschäumvorganges noch weiter ansteigen, führen während des Aufheizens noch vor Erreichen der dem Solidus-Liquidus-Bereich des Metallpulvermaterials entsprechenden Temperatur zur Bildung von Poren. Im Gegensatz zu den mittels dieser Verfahren angestrebten, durch das Ausgasen des Treibmittelpulvers im Solidus-Liquidus-Bereich des Metall pulvers stattfindenden, geschlossenen, kugelförmigen Poren, handelt es sich hier um offene, rissförmig miteinander verbundene und unregelmäßig geformte Poren. Während zum Beispiel aus der US 5 564 064 AI ein Verfahren bekannt ist, das gezielt eine derartige, offene Porosität durch Expansion eingeschlossener Gase unter- halb der Schmelztemperatur des Pulvermaterials anstrebt, ist bei den zuvor beschriebenen Verfahren eine derartige Porenbildung nicht wünschenswert, da nur die angestrebten geschlossenen, kugelförmigen Poren eine optimale Lastübertragung über die möglichst intakten, die Poren umgebenden Zellwände ermöglichen, und damit wesentlich zur Festigkeit der Kernschäume und damit des Verbundwerkstoffes beitragen.

Der DE 102 15 086 AI ist ein Verfahren zur Herstellung aufschäumbarer Metallkörper durch Kompaktieren eines Halbzeuges entnehmbar. Das gasabspaltende Treibmittel ist hier gebildet aus pulverförmigem oder flüssigem metallhaltigem Treibmittelvormaterial wie beispielsweise Titan, das mit einem flüssigen oder gasförmigen nicht-metallhaltigen Treibmittelvor- material wie bspw. einem Hydriermittel, insbesondere H ₂ -Gas behandelt wird, wobei jedoch das Treibmittelvormaterial bereits in Mischung mit dem zu schäumenden Metall wie Aluminium in einem kompaktierten Halbzeug vorliegt. Es ist zwar eine Vorverdichtung der Mischung mittels kaltisostatischem Pressen, heißisostatischem Pressen, axialem Pressen oder Pulverwalzen vorgesehen, jedoch wird das eigentliche Treibmittel erst danach durch Hydrie- rung der Mischung aus metallhaltigem Treibmittelvormaterial und dem mindestens einen Metall gebildet.

Die BR 10 201 2 023361 A2 offenbart uniaxiales Kompaktieren und Pressen bei der Herstellung eines Halbzeuges für einen geschlossenporigen Metallschaum, wobei das Halbzeug ein Metall, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus AI, Zn, Mg, Ti, Fe, Cu und Ni, und ein Treibmittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus TiH ₂ , CaC0 ₃ , K ₂ C0 ₃ , MgH ₂ , ZrH ₂ , CaH ₂ , SrH ₂ und HfH ₂ und anderen, enthält. Aus der WO 2007/014559 AI ist ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Metallschaumstoff bekannt, bei dem ein pulverförmiges metallisches Material ohne Treibmittel zu einem formstabilen Halbzeug gepresst und dann in einer druckdicht verschlossenen Kammer durch Reduktion des Umgebungsdruckes aufgeschäumt wird.

In der DE 199 33 870 C1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffkörpers unter Verwendung eines aufschäumbaren Presslings vorgestellt, wobei der Pressling oder das Halbzeug durch Verdichten einer Mischung aus mindestens einem Metallpulver und mindestens einem gasabspaltenden Treibmittelpulver hergestellt wird, wobei ei- ne Sandwich-Struktur dadurch erzielt werden kann, dass der Pressling mit Deckschichten durch Kalt- oder Warmwalzen oder Diffusionsschweissen versehen wird.

In der US 6 391 250 wird ein schäumbares Halbzeug verwendet, das durch pulvermetallurgische Produktionsverfahren erhalten wird. Das Ausgangsprodukt für die Herstellung von Aluminium-Schaumstoff-Formkörpern ist beispielsweise ein Pulvergemisch aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, homogen vermischt mit einem Treibmittel, vorzugsweise Titanhydrid, und gegebenenfalls weiteren pulverförmigen Additiven. Das Gemisch wird verdichtet, etwa durch Pressen, Extrudieren, Walzen oder in vergleichbarer Weise, um Stückgüter, also Stäbe, Platten, Profile oder ähnliche Halbzeuge zu erzeugen, wobei vorzugsweise eine Dichte des Halbzeugs von über etwa 95% der theoretischen Dichte der Metallmatrix erreicht wird.

Die US 2004/0081571 AI betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallspänen, umfassend die Schritte: (i) Bereitstellen eines Gemisches aus einem Metalllegierungspulver mit ei- nem Schaummittel- bzw. Treibmittelpulver; (ii) Vorverdichten der Mischung aus Schritt (i); (iii) Erwärmen des vorverdichteten Gemisches aus Schritt (ii) auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels und bei der eine dauerhafte Bindung der Partikel erfolgen kann; (iv) Heißverdichten der in Schritt (iii) erhaltenen Mischung zur Herstellung eines verdichteten Körpers aus einer Metallmatrix, die das Treibmittel einbettet; und (v) Zer- kleinern des verdichteten Körpers in Metallfragmente und dadurch Erhalten von schäumbaren Metallspänen.

Die EP 0 945 197 AI offenbart ein Verfahren zur Herstellung von umformbaren Verbundble- chen oder -bändern in Sandwichstruktur, wobei zumindest teilweise aus einer treibmittelhal- tigen Aluminiumlegierung bestehende Blöcke Verwendung finden. Diese Blöcke sind ge- presst, enthalten also kein Pulver mehr, wobei auch Fremdgase mit verdichtet sind; sie werden zu Formaten mit rechteckförmigem Walzbarrenquerschnitt stranggepresst , die an ihren Schmalseiten zu großformatigen Verbundblechen miteinander verklammert und verhakt und anschließend durch Plattierwalzen mit einer einheitlichen Deckschicht versehen werden. Die aus den plattierten Walzbarrenformaten hergestellten Verbundbleche oder -bänder werden umgeformt und danach unter Druck und Temperatureinwirkung aufgeschäumt. Aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile sind Halbzeuge, die sich nicht homogen, also ohne Fehlstellen schäumen lassen; vielmehr entstehen beim Schäumen häufig Beulen und Ausbuchtungen, die es schwer oder unmöglich machen, die geschäumten Produkte als Verbundwerkstoffe in präzise zu fertigenden Bauteilen etwa im Kraftfahrzeug- oder Flugzeugbau einzusetzen. Dies liegt oft daran, dass die Halbzeuge selber bereits Fertigungsfehler und Inhomogenitäten wie beispielsweise eingeschlossene Fremdgase oder Feuchtigkeit oder inhomogene Verteilung des Metall- und Treibmittelpulvers aufweisen und/oder die Halb- zeuge ungeeignete Treibmittel enthalten, die das Treibgas später beim Schäumprozess zu früh entwickeln und dabei Fehlstellen, also zu große Hohlräume unterschiedlicher und weitgehend unkontrollierbarer Größe bilden, die zudem häufig offenporig sind und so zu Instabilitäten im Gefüge des gebildeten Metallschaumes führen. Schließlich sind die bekannten Herstellverfahren für Halbzeuge entweder nicht für Sandwichstrukturen, also Halbzeuge mit einem schäumbaren Kern und darauf befindlichen massiven metallischen Deckschichten geeignet, oder umfassen zu viele Schritte, sind also zu aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, das dazu geeignet ist, ein ebenfalls verbessertes schäumbares Vormaterial, auch Halbzeug genannt, bestehend aus massiven metallischen Deckschichten und einem dazwischen angeordneten, schäumbaren Kernmaterial, herzustellen. Das Halbzeug soll sich für die Herstellung eines Verbundwerkstoffes sowie letztlich daraus gefertigter Bauteile bestehend aus massiven metallischen Deckschichten und einem dazwischen angeordneten, geschlossen- porigen Metallschaumkern eignen.

Es soll dabei insgesamt mit möglichst wenigen Prozessschritten ein nahezu fehlerfreier schäumbarer Metallkern erzeugt werden, der sich für die spätere Herstellung eines dann nahezu fehlerfreien geschäumten Metallkerns eignet. Das Verfahren soll also mit möglichst we- nigen Prozessschritten auskommen. Der aus diesem Verfahren entstehende Verbund aus Deckschicht und Kern kann anschließend zu einem Sandwich bzw. Verbundwerkstoff aufgeschäumt werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich ein Metallcontainer bzw. Container oder Behälter mit wenigstens zwei metallenen Wänden besonders gut zur Herstellung eines entsprechenden Halbzeuges mit schichtweisem, sandwichartigem Aufbau, also mit einem aufschäumbaren (schäumbaren) Kern und auf wenigstens zwei Seiten des Kernes befindlichen, massiven, d.h. aus nicht-schäumbarem Vollmaterial hergestellten metallischen Deckschichten, eignet. Hierbei werden wenigstens zwei Seitenflächen des Containers, also etwa der Bo- den und Deckel des Containers durch die massiven, d.h. aus nicht-schäumbarem Vollmaterial hergestellten metallischen Deckschichten gebildet.

Ferner wurde überraschenderweise gefunden, dass sich im Hinblick auf die weitere Verar- beitbarkeit zum Halbzeug sowohl für den Kern als auch für die Deckschichten insbesondere solche Metalle oder Metalllegierungen eignen, die einen Gehalt an Aluminium in Höhe von wenigstens etwa 80 Gew.-% (Gewichtsprozent oder Gewichts-%) Aluminium, bezogen auf das Metall oder die Metalllegierung, aufweisen. Schließlich wurde überraschenderweise gefunden, dass die Vermischung der zum Schäumen eines Metalls benötigten Komponenten, also insbesondere des zu schäumenden Metalls und des Treibmittels, zu der aufschäumba- ren Mischung einen wichtigen Einflussfaktor für die Qualität, also insbesondere Homogenität und Stabilität des später daraus gebildeten Metallschaumes, bildet: Je besser die Vermischung der Komponenten der aufschäumbaren Mischung, um so besser die Qualität des daraus erhaltenen Metallschaumes.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird daher dadurch gelöst, dass ein möglichst homogenes Gemisch aus Metallpulver und Treibmittelpulver verwendet und in einen solchen Container oder Behälter gefüllt wird. Hierzu wird ein Gemisch aus Metallpulver und Treibmittelpulver (gasabspaltendem Pulver) in einen Container gefüllt, dessen Boden und Deckel die späteren Decklagen oder Deckschichten des Verbundes bilden.

Die vorliegende Erfindung stellt daher bereit:

(A) ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeuges umfassend einen aufschäumbaren Kern, der eine aufschäumbare Mischung umfasst, die wenigstens ein erstes Metall mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens etwa 80 Gew.-%, bezogen auf die Menge des wenigstens einen ersten Metalls, und wenigstens ein Treibmittel umfasst, wobei auf wenigstens einer ersten und zweiten Fläche des Kernes jeweils eine Schicht wenigstens eines zweiten Metalls in Form nicht-schäumbaren Vollmaterials und mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens etwa 80 Gew.-%, bezogen auf die Menge des wenigstens einen zweiten Metalls, aufgebracht ist, umfassend die Schritte

(I) Bereitstellen eines Containers umfassend die vorgenannte Schicht des wenigstens einen zweiten Metalls, wie vorstehend definiert, auf der wenigstens einen ersten und zweiten Fläche des Containers,

(II) Bereitstellen eines Pulvers umfassend Pulverteilchen des wenigstens einen ersten Metalls,

(III) Bereitstellen eines Pulvers umfassend Pulverteilchen des wenigstens einen Treibmittels, und

(IV) Befüllen des Containers mit den in Schritt (II) und (III) bereitgestellten Pulvern zur Bildung des aufschäumbaren Kernes, wobei ein Vermischen der in Schritt (II) und (III) bereitgestellten Pulver zu der aufschäumbaren Mischung erfolgt;

ein Halbzeug erhältlich durch ein Verfahren wie unter (A) definiert;

ein Halbzeug umfassend einen aufschäumbaren Kern, der eine aufschäumbare Mischung umfasst, wobei die aufschäumbare Mischung ein Pulver umfassend Pulverteilchen wenigstens eines erstes Metalls, wie hierin definiert, und ein Pulver umfassend Pulverteilchen wenigstens eines Treibmittels, wie hierin definiert, umfasst, wobei auf wenigstens einer ersten und zweiten Fläche des Kernes jeweils eine Schicht wenigstens eines zweiten Metalls, wie hierin definiert, aufgebracht ist; und die Verwendung eines Halbzeuges wie unter (B) oder (C) definiert zum Schäumen von Metall, insbesondere zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes umfassend Metallschaum und Metall in Form nicht-schäumbaren Vollmaterials; und

einen Container zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer ers ten und einer zweiten Fläche, die einen Boden und einen Deckel bilden, und Seitenwänden, wobei mindestens eine Seitenwand eine Einknickung nach innen in Richtung einer aufschäumbaren Mischung aufweist.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeuges, das sich für die Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffes primär aus Aluminium und dessen Le- gierungen, bestehend aus massiven metallischen Deckschichten und einem dazwischen aufgeschäumten metallischen Kern, die zusammen ein Sandwich oder Metallschaumsandwich, bilden, eignet. Dieser Verbund wird hergestellt aus den Deckschichten und einer dazwischen eingebrachten Mischung aus mindestens einem Metallpulver. Dieser Verbund (Halbzeug) kann gegebenenfalls zur Herstellung eines Bauteils umgeformt und anschließend der- art thermisch behandelt werden, so dass die Gasabspaltung eines Treibmittel pulvers oder eines Metallpulvers zur Aufschäumung des Kernes und Bildung eines metallischen Verbundwerkstoffes mit sandwichartigen Aufbau, also in Form eines Metallschaumsandwiches, führt. Der Schritt der Umformung kann aber auch unterbleiben. Des Weiteren lassen sich Bauteile aus einem solchen metallischen Verbundwerkstoff herstellen. Wird im Rahmen der Erfindung der Begriff "etwa" oder "im Wesentlichen" im Bezug auf Werte oder Wertebereiche verwendet oder ergeben sich bei der Verwendung dieser Begriffe aus dem Zusammenhang bestimmte Werte (z.B. kann die Formulierung "eine Aufweitung des Containers wird im Wesentlichen verhindert" oder ähnlich als eine Volumenänderung, d.h. im allgemeinen eine Volumenvergrößerung oder Volumenverkleinerung, in Höhe von 0 % verstanden werde), ist hierunter dasjenige zu verstehen, was der Fachmann in dem gegebenen Zusammenhang als fachmännisch üblich ansehen wird. Insbesondere sind Abweichungen der angegebenen Werte von +/- 1 0 %, bevorzugt von +/- 5 %, weiter bevorzugt von +/- 2 %, besonders bevorzugt von +/- 1 % von den Begriffen "etwa" und "im Wesentlichen" um- fasst.

Ein Halbzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst ein schäumbares Vormaterial, das nach dem Aufschäumen einen Verbundwerkstoff ergibt, der einen Metallschaum und massive metallische Deckschichten aufweist. Der Metallschaum ist hierbei als Kern oder Kernmaterial, also Metallschaumkern, zwischen den massiven metallischen Deckschichten vorgesehen. Das Halbzeug eignet sich somit für die Herstellung eines Verbundwerkstoffes sowie letztlich daraus gefertigter Bauteile bestehend aus massiven metallischen Deckschichten und einem dazwischen angeordneten Metallschaumkern, der bevorzugt geschlossenpo- rig ist. Das Halbzeug ist beispielsweise plattenförmig ausgebildet, es kann aber auch umgeformt sein aus bevorzugt einer solchen Plattenform. Verbundwerkstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein metallischer Werkstoff, bei dem zwei strukturell verschiedenartige Werkstoffe, nämlich geschäumtes Metall (Metallschaum) und Metall in Form massiven, nicht-schäumbaren Voll materials miteinander kombiniert sowie form- und/oder stoffschlüs- sig miteinander verbunden sind. Die (endgültige) stoffmetallurgische Verbindung zwischen Metallschaum und Metallvollmaterial erfolgt an deren aneinandergrenzenden Verbindungsflächen durch Aufschmelzen derselben beim Aufschäumen der aufschäumbaren Mischung unter Wärmezufuhr. Allerdings ist bereits im Halbzeug der Großteil der metallurgischen Verbindung zwischen der aufschäumbaren Mischung und dem Vollmaterial vorhanden: Bei- spielsweise können durch Umformen der aufschäumbaren Mischung bzw. des Kernes und der Decklagen oxidfreie Oberflächen erzeugt werden, die dazu führen, dass die Pulverpartikel der aufschäumbaren Mischung und das massive Vollmaterial der Decklage(n) sich verbinden, d.h. es findet eine Art Verschweißung statt. Solche eine Verbindung kann auch durch ein dem Umformen vorgelagertes Vorverdichten oder Verdichten ohne Umformung wie durch axiales Pressen eines plattenförmigen Halbzeuges erfolgen.

Zur Erzielung einen guten mechanischen Belastbarkeit, insbesondere guten Festigkeit und/oder Torsionssteifigkeit des Verbundwerkstoffes umfassend einen Metallschaum ist der Metallschaum geschlossenporig ausgebildet. Die so angestrebten geschlossenen, kugelförmigen Poren ermöglichen eine optimale Lastübertragung über die möglichst intakten, die Poren umgebenden Zellwände, und tragen damit wesentlich zur Festigkeit des Metallschaumes und damit auch des Verbundwerkstoffes umfassend den Metallschaum bei.

Ein Metallschaum ist geschlossenporig, wenn die einzelnen Gasvolumina darin, insbesonde- re zwei aneinander grenzende Gasvolumina, durch eine trennende Festphase (Wand) voneinander getrennt sind oder höchstens durch kleine fertigungsbedingte Öffnungen (Risse, Löcher), deren jeweiliger Querschnitt im Verhältnis zu dem Querschnitt der jeweils zwei Gasvolumina trennenden Festphase (Wand) klein ist, miteinander verbunden sind.

Erfindungsgemäß eignet sich das Halbzeug bevorzugt zur Herstellung eines Verbundwerk- Stoffes umfassend einen im Wesentlichen geschlossenporigen Metallschaum. Der im Wesentlichen geschlossenporige Metallschaum zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Gasvolumina höchstens durch kleine fertigungsbedingte Öffnungen (Risse, Löcher) miteinander verbunden sind, deren Querschnitt aber im Verhältnis zum Querschnitt der die Volumina trennenden Festphase klein ist.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen, ungeschäumten Halbzeuges ist seine Lagerfähigkeit über einen längeren Zeitraum, die es ermöglicht, das Endprodukt, hier einen Metallschaum bzw. Verbundwerkstoff enthaltend einen solchen Metallschaum, bei Bedarf schnell und einfach herzustellen. Hierzu weist das Halbzeug selber einen aufschäumbaren Kern auf, der sei- nerseits einen Vorläufer oder ein Vormaterial für den nach dem Aufschäumen erhältlichen Metallschaumkern bildet. Der aufschäumbare Kern enthält oder umfasst dazu eine aufschäumbare Mischung, die das wenigstens eine erste Metall, das wenigstens eine Treibmittel und gegebenenfalls wenigstens einen Hilfsstoff umfasst oder ausschließlich aus diesen Komponenten besteht. Bevorzugt besteht die aufschäumbare Mischung ausschließlich aus dem wenigstens einen ersten Metall und dem wenigstens einen Treibmittel.

Der aufschäumbare Kern wird pulvermetallurgisch hergestellt, d.h. er enthält oder umfasst eine aufschäumbare Mischung, die zumindest zu Beginn des Herstellprozesses in Form von Pulver umfassend Pulverteilchen vorliegt. Das fertige Halbzeug kann die aufschäumbare Mischung ebenfalls in Pulverform enthalten, bevorzugt liegt die aufschäumbare Mischung im fertigen Halbzeug aber in verdichteter, insbesondere vorverdichteter Form vor. Die (Vor- )Verdichtung des Pulvers führt zu dessen Verfestigung und kann dabei bis hin zu einer metallurgischen Verbindung der Pulverteilchen untereinander reichen, d.h. die einzelnen Kör- ner oder Teilchen des Pulvers (Pulverteilchen) werden mittels Diffusion und Bildung (erster) intermetallischer Phasen innerhalb der Mischung teilweise oder vollständig miteinander verbunden, statt ein loses Pulver zu bilden. Dieses (erste) metallurgische Verbinden hat den Vorteil eines stabileren und kompakteren aufschäumbaren Kernes, der beim Aufschäumen nahezu keine Fehlstellen im Schaum bildet. Durch das erste metallurgische Verbinden wird außerdem ein stabiler Walzbarren erzeugt, d.h. die Verformbarkeit des Halbzeuges, insbesondere durch Walzen, Biegen, Tiefziehen und/oder Hydroforming, wird verbessert. Weiterhin werden durch das erste metallurgische Verbinden die Pulverpartikel teilweise mit den Decklagen verbunden. Das Pulver besteht aus Pulverteilchen, die eine Korngröße von etwa 2 μηι bis etwa 250 μηι, bevorzugt von etwa 10 μηι bis etwa 150 μηι besitzen können. Diese Korngrößen haben den Vorteil, dass sich damit ein besonders homogenes Gemisch, d.h. eine besonders homogene aufschäumbare Mischung bildet, so dass später beim Schäumen sonst auftretende Fehlstellen vermieden werden. Die aufschäumbare (schäumbare) Mischung umfasst wenigstens ein erstes Metall mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens 80 Gew.-% und wenigstens ein Treibmittel. Bevorzugt umfasst die aufschäumbare Mischung genau ein erstes Metall mit einem Gehalt an Alumini- um von wenigstens 80 Gew.-% und genau ein Treibmittel. Die aufschäumbare Mischung kann darüber hinaus Hilfsstoffe umfassen. Bevorzugt umfasst die aufschäumbare Mischung jedoch vorteilhafterweise keinen Hilfsstoff, da mit einem oder mehreren Hilfsstoffen in der Regel das Gefüge der aufschäumbaren Mischung und des aufschäumbaren Kernes derart gestört wird, dass der später daraus erhaltene aufgeschäumte (geschäumte) Kern Fehlstellen wie Inhomogenitäten in der Schaumstruktur, zu große Poren oder Blasen und/oder offene Poren statt geschlossener Poren aufweist. Besonders bevorzugt enthält die aufschäumbare Mischung lediglich genau ein erstes Metall mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens 80 Gew.-%, genau ein Treibmittel, ggf. ein oder mehrere Derivate des Treibmittels und keine weiteren Substanzen oder Hilfsstoffe. Ein oder mehrere Derivate des Treibmittels kom- men insbesondere in Frage, wenn das Treibmittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Metallhydride; in diesem Fall kann das Treibmittel als Derivat(e) zusätzlich wenigstens ein Oxid und/oder Oxihydrid des Metalls oder der Metalle des oder der jeweils eingesetzten Metallhydride umfassen. Derartige Oxide und/oder Oxihydride entstehen bei einer Vorbehandlung des Treibmittels und können dessen Haltbarkeit wie auch dessen Ansprechen beim Schäu- men, also den Zeitpunkt der Freisetzung des Treibgases verbessern, so dass das oder die verwendeten Treibmittel das Treibgas nicht zu früh, aber auch nicht zu spät freisetzen; ein zu frühes oder zu spätes Freisetzen des Treibgases kann dabei übergroße Hohlräume und somit Fehlstellen im Metallschaum erzeugen. Unter dem Begriff "erstes Metall" und "zweites Metall" wird hierin sowohl ein reines Metall, also Aluminium verstanden, als auch eine Metalllegierung, also eine Legierung des Aluminiums, wobei das erste Metall und das zweite Metall nicht identisch sind, d.h. beide Metalle unterscheiden sich wenigstens in einem Legierungsbestandteil, dem Massenanteil oder dem Gewichtsanteil wenigstens eines Legierungsbestandteiles und/oder in der Beschaffenheit (Pulver versus massives Vollmaterial), so dass die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls höher ist als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls. Insbesondere jedoch ist die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls höher als die Liquidustemperatur der aufschäumbaren Mischung.

Durch die Beschaffenheit des wenigstens einen zweiten Metalls als massives, nicht-schäumbares Vollmaterial gegenüber dem wenigstens einen ersten Metall als insbesondere vor-)ver- dichtetes Pulver weist dieses meist ein anderes Schmelzverhalten als jenes auf, d.h. dasselbe Metall oder dieselbe Metalllegierung als Vollmaterial beginnt bei derselben Temperatur auf- grund einer höheren Schmelzenthalpie als in Form von Pulver zeitlich später zu schmelzen. Vollmaterial kann aber auch erst bei einer etwas höheren Temperatur zu schmelzen beginnen als wenn es als insbesondere (vor-)verdichtetes Pulver vorliegt, zumal wenn letzteres dabei auch noch mit einem Treibmittel vermischt ist, denn dies erniedrigt den Schmelzpunkt der Mischung aus Metallpulver und Treibmittel, also der aufschäumbaren Mischung insge- samt.

Es ist für den Verbundwerkstoff vorteilhaft, dass die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls höher ist als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls, insbesondere höher ist als die Liquidustemperatur der aufschäumbaren Mischung. Vorteil- haft ist auch, wenn das wenigstens eine zweite Metall zeitlich so viel später (d.h. ausreichend spät) als das wenigstens eine erste Metall zu schmelzen beginnt, damit die aus dem wenigstens einen zweiten Metall in massiver, nicht-schäumbarer Form gefertigte wenigstens eine Schicht (Deckschicht, Decklage), bevorzugt sind genau zwei Schichten oder metallische Deckschichten, beim Schäumen der aufschäumbaren Mischung nicht schmilzt oder nicht beginnt, zu schmelzen. Es wurde gefunden, dass sich sonst beim Schmelzen der wenigstens einen Schicht während des Schäumvorganges diese ungewollt verformt, insbesondere unter dem Druck des aus dem Treibmittel freigesetzten Gases. Beginnt das wenigstens eine zweite Metall beim Schäumen des wenigstens einen ersten Metalls zu schmelzen, so vermischt es sich dabei mit dem wenigstens einen ersten Metall über die Grenzschichten hinaus und zer- stört den Schaum oder ermöglicht dessen Bildung erst gar nicht oder wird selber geschäumt, so dass der Schäumprozess völlig unkontrollierbar wird.

Der hierzu erforderliche Unterschied zwischen Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls und Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls ist einerseits abhängig von der (chemischen) Natur der Metalle bzw. Metalllegierungen, die für das wenigstens eine erste Metall und das wenigstens eine zweite Metall ausgewählt werden, andererseits durch deren Schmelzverhalten bedingt. Vorteilhafterweise weist das wenigstens eine zweite Metall eine Solidustemperatur auf, die um wenigstens etwa 5 °C höher als die Liqui- dustemperatur der aufschäumbaren Mischung liegt. Diese höhere Solidustemperatur und/oder der zeitlich ausreichend späte Schmelzbeginn des wenigstens einen zweiten Metalls kann erfindungsgemäß realisiert werden

mit der Form oder Beschaffenheit des wenigstens einen zweiten Metalls (als massives Vollmaterial gegenüber einer Pulverform des wenigstens einen ersten Metalls), also ei- ner Form oder Beschaffenheit, die eine höhere Solidustemperatur und/oder höhere

Schmelzenthalpie bedingt (da Metall in Pulverform früher schmilzt und eine niedrigere Solidustemperatur aufweist als massives Metall in Form von Vollmaterial); und/oder dadurch, dass das wenigstens eine zweite Metall gegenüber dem wenigstens einen ersten Metall weniger Legierungsbestandteile aufweist und/oder gegenüber (im Vergleich mit) dem wenigstens einen ersten Metall wenigstens einen identischen Legierungsbestandteil mit niedrigerem Massenanteil in der Legierung aufweist (d.h. der Massenanteil des im wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Metall identischen Legierungsbestandteils ist im wenigstens einen zweiten Metall niedriger oder kleiner als im wenigstens einen ersten Metall).

Da sowohl für den Kern als auch die wenigstens eine Schicht (Deckschicht, Decklage) als Hauptbestandteil dasselbe Metall Aluminium mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens etwa 80 Gew.-% verwendet wird, können die unterschiedlichen Schmelz-, Solidus- und/oder Liquidustemperaturen durch unterschiedliche Legierungszusätze in Pulver und Vollmaterial entsprechend eingestellt werden.

Bevorzugt ist die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls um wenigstens etwa 5 °C höher als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls. Je nach Metall bzw. Metalllegierung ist die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls weiter bevorzugt um wenigstens etwa 6°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 7°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 8°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 9°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 10°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 1 1 °C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 1 2°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 1 3 °C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 14°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 15°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 1 6°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 1 7°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 18°C, noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 1 9°C und noch weiter bevorzugt um wenigstens etwa 20°C höher als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls. In jedem Fall ist mit dem Unterschied zwischen Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls und Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls sicherzustellen, dass beim Schäumvorgang, der mit dem Halbzeug später durchgeführt werden kann, die auf dem Kern aufgebrachten Deckschichten bestehend aus dem wenigs- tens einen zweiten Metall nicht so stark aufweichen oder zu schmelzen beginnen oder schmelzen, so dass durch die Treibgasbildung und/oder -expansion unerwünschte Ausbuchtungen, Beulen, Risse, Löcher und ähnliche Fehlstellen in den Deckschichten entstehen und/oder die Deckschichten mit dem (aufgeschäumten) Kern teilweise oder ganz verschmelzen bzw. sich vermischen. Typischerweise sollte die Solidustemperatur des wenigs- tens einen zweiten Metalls um wenigstens etwa 5°C höher, bevorzugt etwa 10°C höher und besonders bevorzugt um etwa 1 5°C höher als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls sein; in besonderen Fällen ist die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls um wenigstens etwa 20°C höher als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls. Insbesondere ist überraschenderweise gefunden worden, dass eine Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls, die etwa 1 5°C höher ist als die Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls in der Regel einen guten Kom- promiss zwischen der Festigkeit der Metallschaumstruktur und der Deckschichten einerseits und der Qualität der Verbundstruktur, also klare Phasengrenze zwischen Metallschaum und Deckschichten und kein Verschmelzen von Metallschaum und Deckschichten andererseits, liefert. Ganz besonders bevorzugt ist die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls um die vorstehend jeweils angegebene Temperatur höher als die Liquidustemperatur der aufschäumbaren Mischung. Ein typischer Schmelzbereich des wenigstens einen ersten Metalls ist beispielsweise von 565°C bis etwa 590°C und des wenigstens einen zweiten Metalls von etwa 605°C bis etwa 660°C.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind das wenigstens eine erste und zweite Metall nicht identisch. Dazu weist das wenigstens eine zweite Metall gegenüber dem wenigstens einen ersten Metall weniger Legierungsbestandteile auf; das wenigstens eine zweite Metall weist alternativ oder zusätzlich gegenüber dem wenigstens einen ersten Metall wenigstens einen identischen Legierungsbestandteil mit niedrigerem Massenanteil in der Legierung auf; hierdurch kann die gegenüber der Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls hierin angegebene höhere Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls erreicht werden. Die gegenüber der Liquidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls hierin angegebene höhere Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls hat den Vorteil, dass hiermit ein Verbundwerkstoff aus wenigstens einem geschäumten ersten Metall und wenigstens einem zweiten Metall in massiver Form, d.h. in Form eines nicht-schäumbaren Vollmaterials herstellbar ist, weil dadurch das wenigstens eine zweite Metall beim Schäumen des wenigstens einen ersten Metalls bzw. der aufschäumbaren Mischung nicht zu schmelzen beginnt.

Dieses Ziel kann aber auch durch die Beschaffenheit des wenigstens einen zweiten Metalls als (massives, nicht-schäumbares) Vollmaterial gegenüber dem wenigstens einen ersten Metall als insbesondere (vor-)verdichtetes Pulver erreicht werden. Dasselbe Metall oder dieselbe Metalllegierung beginnt als Vollmaterial erst bei einer etwas höheren Temperatur zu schmel zen als wenn es als insbesondere (vor-)verdichtetes Pulver vorliegt, zumal wenn letzteres da bei auch noch mit einem Treibmittel vermischt ist, denn dies erniedrigt den Schmelzpunkt der Mischung aus Metallpulver und Treibmittel, also der aufschäumbaren Mischung insgesamt. Würde das wenigstens eine zweite Metall beim Schäumen des wenigstens einen ersten Metalls zu schmelzen beginnen, so würde es sich dabei mit dem wenigstens einen ersten Metall vermischen und den Schaum zerstören oder diesen gar nicht erst ermöglichen oder selber geschäumt werden, so dass der Schäumprozess völlig unkontrollierbar werden würde.

Bevorzugt enthält das Halbzeug erfindungsgemäß genau ein zweites Metall, d.h. bevorzugt ist auf wenigstens einer ersten und zweiten Fläche des Kernes jeweils eine Schicht genau eines zweiten Metalls in Form nicht-schäumbaren Vollmaterials und mit einem Gehalt an Aluminium von wenigstens 80 Gew.-% aufgebracht. Unter Vollmaterial wird hierbei massives Metall, das nicht geschäumt ist und auch nicht in Pulverform vorliegt, verstanden. Das Metall kann hierbei auch eine Metalllegierung sein. Das Vollmaterial im Sinne dieser Erfindung ist nicht schäumbar (aufschäumbar), im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen aufschäumbaren Mischung. Das wenigstens eine erste Metall ist insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Aluminium,

höherfesten Aluminiumlegierungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierungen (Serie 6000) und Aluminium-Zinklegierun- gen (Serie 7000), wobei unter den Aluminium-Zinklegierungen (Serie 7000)

AIZn _4;5 Mg (Legierung 7020) bevorzugt ist, und

höherfesten Aluminiumlegierungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 500°C bis etwa 580°C, bevorzugt höherfesten Aluminiumlegierungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 500°C bis etwa 580°C, die Aluminium, Magnesium und Silizium umfas- sen, weiter bevorzugt AISi6Cu7,5, AIMg6Si6 und AIMg4(±1 )Si8(±1 ), noch weiter bevorzugt AI Mg6Si6 und AIMg4(±1 )Si8(±1 ), besonders bevorzugt AIMg4(±1 )Si8(±1 ).

Das wenigstens eine erste Metall ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - höherfesten Aluminiumlegierungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierungen (Serie 6000) und Aluminium-Zinklegierungen (Serie 7000), wobei unter den Aluminium-Zinklegierungen (Serie 7000)

AIZn _4;5 Mg (Legierung 7020) bevorzugt ist, und

höherfesten Aluminiumlegierungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 500°C bis et- wa 580°C, bevorzugt höherfesten Aluminiumlegierungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 500°C bis etwa 580°C, die Aluminium, Magnesium und Silizium umfassen, weiter bevorzugt AISi6Cu7,5, AIMg6Si6 und AIMg4(±1 )Si8(±1 ), noch weiter bevorzugt AIMg6Si6 und AIMg4(±1 )Si8(±1 ), besonders bevorzugt AIMg4(±1 )Si8(±1 ). Das wenigstens eine erste Metall kann Aluminium oder Reinaluminium (mindestens

99 Gew.-% Aluminium) sein, wobei Aluminium bevorzugt ist, bei dem der Gehalt an Aluminium von etwa 80 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 83 Gew.-%, bezogen auf das wenigstens eine erste Metall, beträgt. Außerdem kann das wenigstens eine erste Metall eine höherfeste Aluminiumlegierung sein. Die höherfeste Aluminiumlegierung kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierungen (Serie 6000) und Aluminium-Zinklegierungen (Serie 7000), wobei unter den Aluminium-Zinklegierungen (Serie 7000) AIZn4,5Mg (Legierung 7020) bevorzugt ist. Das wenigstens eine erste Metall kann somit insbesondere AIZn4,5Mg (Legierung 7020) sein. Das wenigstens eine erste Metall kann eine höherfeste Aluminiumlegierung mit einem Schmelz- punkt von etwa 500°C bis etwa 580°C sein; bevorzugte höherfeste Aluminiumlegierungen sind AISi6Cu7,5, AIMg6Si6 und AIMg4(±1 )Si8(±1 ). Das wenigstens eine erste Metall kann auch eine höherfeste Aluminiumlegierung mit einem Schmelzpunkt von etwa 500°C bis etwa 580°C sein, die Aluminium, Magnesium und Silizium umfasst oder ausschließlich aus diesen chemischen Elementen zusammengesetzt ist. Bevorzugte höherfeste Aluminiumlegie- rungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 500°C bis etwa 580°C, die Aluminium, Magnesium und Silizium umfassen, sind AIMg6Si6 und AIMg4(±1 )Si8(±1 ), wovon

AIMg4(±1 )Si8(±1 ) besonders bevorzugt ist. Die Angabe (±1 ) in den hierin verwendeten Legierungsformeln bedeutet, dass von dem betreffenden jeweiligen chemischen Element auch ein Massenprozent mehr oder weniger als angegeben vorhanden sein kann. In der Regel gilt jedoch eine Wechselbeziehung zwischen zwei mit solchen Angaben in einer Formel versehenen Elementen, d.h. wenn beispielsweise von dem ersten Element in der Formel, das mit (±1 ) versehen ist, ein Massenprozent mehr vorhanden ist, dann ist von dem zweiten Element in der Formel, das ebenfalls mit (±1 ) versehen ist, ein Massenprozent weniger vorhanden. Die Formel AIMg4(±1 )Si8(±1 ) umfasst somit unter anderem auch die Formeln AIMg5Si7 und AIMg3Si9.

Das wenigstens eine zweite Metall ist insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Aluminium und

höherfesten Aluminiumlegierungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesiumlegierungen (Serie 5000), Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierungen (Serie 6000) und Aluminium-Zinklegierungen (Serie 7000).

Das wenigstens eine zweite Metall kann Aluminium oder Reinaluminium (mindestens 99 Gew.-% Aluminium) sein, wobei Aluminium bevorzugt ist, bei dem der Gehalt an Aluminium von etwa 85 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 98 Gew.-%, bezogen auf das wenigstens eine zweite Metall, beträgt. Außerdem kann das wenigstens eine zweite Metall eine höherfeste Aluminiumlegierung sein. Die höherfeste Aluminiumlegierung kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesiumlegierungen (Serie 5000), Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierungen (Serie 6000) und Aluminium- Zinklegierungen (Serie 7000). Das wenigstens eine zweite Metall kann insbesondere eine Aluminium-Magnesiumlegierung (Serie 5000) sein. Das wenigstens eine zweite Metall kann insbesondere eine Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierung (Serie 6000) sein, bevorzugt AI 6082 (AI Si 1 MgMn). Schließlich kann das wenigstens eine zweite Metall insbesondere eine Aluminium-Zinklegierung (Serie 7000) sein. Die Bezeichnungen "Serie" und "Legierung" gefolgt von einer vierstelligen Zahl sind dem Fachmann geläufige Bezeichnungen für bestimmte Klassen oder Serien von Aluminiumlegierungen oder eine ganz bestimmte Aluminiumlegierung, wie hierin angegeben.

Das erfindungsgemäße wenigstens eine Treibmittel setzt ab einer bestimmten Temperatur, der Ausgastemperatur des Treibmittels, im Wege der Ausgasung oder Gasabspaltung ein Treibgas frei, welches zum Aufschäumen des wenigstens einen ersten Metalls dient. Bei Verwendung eines Metallhydrids als Treibmittel wird als Treibgas Wasserstoff freigesetzt.

Im Hinblick auf die Wahl des Treibmittels wurde überraschenderweise gefunden, dass die Ausgastemperatur des wenigstens einen Treibmittels vorteilhafterweise gleich oder unter der Solidustemperatur des wenigstens einen ersten Metalls liegen sollte, um später einen geschlossenporigen Schaum frei von Fehlstellen und ein optimales Ergebnis beim Schäumen des Kernes zu erzielen. Die Ausgastemperatur des Treibmittels sollte bevorzugt aber nicht mehr als etwa 90°C, besonders bevorzugt nicht mehr als etwa 50°C unter der Solidustem- peratur des wenigstens einen ersten Metalls liegen. In jedem Fall ist die Ausgastemperatur des wenigstens einen Treibmittels kleiner als die Solidustemperatur des wenigstens einen zweiten Metalls, da das zweite Metall beim Schäumen nicht in seinen Solidusbereich gelangen darf, also nicht beginnen darf, zu schmelzen, wie hierin bereits erläutert. Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich Metallhydride, insbesondere die hierin genannten Metallhydride, besonders gut als Treibmittel zum Schäumen von Metall, das wenigstens etwa 80 Gewichts-% (Gew.-%) Aluminium enthält, insbesondere der hierin genannten Metalllegierungen des wenigstens einen ersten Metalls, eignen, da hierbei keine Fehlstellen im geschäumten Metall auftreten. Daher hat sich ein entsprechendes Halbzeug mit einem oder mehreren Metallhydriden als Treibmittel als besonders geeignet zum Aufschäumen des wenigstens einen ersten Metalls und zur Herstellung eines entsprechenden, einen Metallschaum enthaltenden Verbundwerkstoffes herausgestellt. Das erfindungsgemäße Treibmittel umfasst somit bevorzugt wenigstens ein Metallhydrid, bevorzugt wenigstens ein Metallhydrid, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus TiH2, ZrH2, HfH2, MgH2, CaH2, SrH2, UBH4 und UAIH4. Das wenigstens eine Metallhydrid ist weiter bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus TiH2, ZrH2, HfH2, LiBH4 und UAIH4, noch weiter bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus TiH2, LiBH4 und

UAIH4, besonders bevorzugt ist es TiH2. Für bestimmte Anwendungen eignet sich insbesondere eine Kombination zweier Treibmittel, wobei aus jeder der beiden Gruppen

(a) TiH ₂ , ZrH ₂ und HfH ₂ ; und

(b) MgH ₂ , CaH ₂ , SrH ₂ , LiBH ₄ und LiAIH ₄

je ein Treibmittel ausgewählt ist; hiervon bevorzugt ist die Kombination aus TiH ₂ mit einem Treibmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus MgH ₂ , CaH ₂ , SrH ₂ , LiBH ₄ und LiAIH ₄ ; besonders bevorzugt ist die Kombination aus TiH ₂ mit LiBH ₄ oder LiAIH ₄ . Bevorzugt wird erfindungsgemäß genau ein Treibmittel eingesetzt, insbesondere bevorzugt genau ein Metallhydrid als Treibmittel, weiter bevorzugt TiH ₂ , ZrH ₂ , HfH ₂ , LiBH ₄ oder LiAIH ₄ , noch weiter bevorzugt TiH ₂ , LiBH ₄ oder L1AI H4, besonders bevorzugt TiH ₂ . Erfindungsgemäß kann das Treibmittel zusätzlich wenigstens ein Oxid und/oder Oxihydrid des Metalls oder der Metalle eines oder mehrerer der jeweils verwendeten Treibmittel umfassen, welche bei der Vorbehandlung des Treibmittels entstehen und dessen Haltbarkeit wie auch dessen Ansprechen beim Schäumen, also den Zeitpunkt der Freisetzung des Treibgases verbessern. Die Verbesserung des Ansprechens beim Schäumen im Hinblick auf den Zeitpunkt der Freisetzung des Treibgases besteht vor allem in einer Verschiebung der Freisetzung des Treibgases bzw. des Ausgasens in Richtung spät, um ein zu frühes Ausgasen und damit die Bildung von Fehlstellen wie Blasen und Löcher statt (geschlossener) Poren zu vermeiden; dies wird zum einen durch die genannten Oxide und/oder Oxihydride erreicht, zum anderen dadurch erreicht, dass das wenigstens eine Treibmittel, vor allem im Falle der Verwendung eines oder mehrerer Metallhydride, in der Matrix des Halbzeuges, insbesondere in der Matrix des aufschäumbaren Kernes, nach dem ersten und gegebenenfalls zweiten metallischen Verbinden unter hohem Druck steht. Als Methode zur Vorbehandlung des Treibmittels eignet sich die Wärmebehandlung in einem Ofen bei einer Temperatur von 500°C über einen Zeitraum von etwa 5 h. Das Oxid ist insbesondere ein Oxid der Formel Ti- _v O _w , wobei v von etwa 1 bis etwa 2 und w von etwa 1 bis etwa 2 ist. Das Oxihydrid ist insbesondere ein Oxihydrid der Formel TiH _x O _y , wobei x von etwa 1 ,82 bis etwa 1 ,99 und y von etwa 0,1 bis etwa 0,3 ist. Das Oxid und/oder Oxihydrid des Treibmittels kann eine Schicht auf den Körnern des Pulvers des Treibmittels bilden; die Dicke dieser Schicht kann von etwa 10 nm bis etwa 100 nm betragen.

Die Menge des Treibmittels bzw. die Gesamtmenge aller Treibmittel bei Verwendung wenigstens zweier verschiedener Treibmittel kann von etwa 0,1 Gewichts-% (Gew.-%) bis etwa 1 ,9 Gew.-%, bevorzugt von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 1 ,9 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der aufschäumbaren Mischung, umfassend zumindest das mindestens eine erste Metall und mindestens ein Treibmittel, betragen. Die Menge des Oxids und/oder Oxihydrids kann von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des wenigstens einen Treibmittels, betragen. Die Ausgastemperatur des wenigstens einen Treibmittels liegt in einem Bereich von etwa 100°C bis etwa 540°C, bevorzugt in einem Bereich von etwa 400°C bis etwa 540°C, besonders bevorzugt in einem Bereich von etwa 460°C bis etwa 540°C. Für die erfindungsgemäß insbesondere als Treibmittel vorgesehenen Metallhydride ist die Ausgastemperatur jeweils wie folgt (Angabe der Ausgastemperatur in runden Klammern): TiH ₂ (etwa 480°C), ZrH ₂ (etwa 640°C bis etwa 750°C), HfH ₂ (etwa 500°C bis etwa 750°C), MgH ₂ (etwa

415°C), CaH ₂ (etwa 475°C), SrH ₂ (etwa 510°C), LiBH ₄ (etwa 100°C) und LiAIH ₄ (etwa 250°C). Der "Kern" ist eine mittlere Schicht oder Kernschicht, die sich als solche zwischen zwei anderen Schichten, hier den Deckschichten, befindet. Die Kernschicht und die beiden Deckschichten bilden zusammen eine Sandwichstruktur oder kurz einen Sandwich. Der aufschäumbare Kern des Halbzeuges umfasst das wenigstens eine erste Metall, das wenigstens eine Treibmittel und gegebenenfalls wenigstens ein Hilfsmittel. Der (später) geschäumte Kern des Verbundwerkstoffes umfasst das wenigstens eine erste Metall überwiegend in Form von Metallschaum sowie wenigstens ein Zersetzungsprodukt des wenigstens einen Treibmittels, das nach der Ausgasung bzw. Abgabe des Treibgases während des Schäumprozesses entsteht, und gegebenenfalls wenigstens ein Hilfsmittel oder dessen Zersetzungs- produkt infolge des Schäumprozesses.

Unter "Fläche des Kernes" wird eine Fläche auf der äußeren Oberfläche des aufschäumbaren oder geschäumten Kernes verstanden, also auf der Oberfläche, die durch die aufschäumbare Mischung bzw. später den geschäumten Kern gebildet wird. Hierunter fallen insbesondere die Flächen, auf denen sich die Deckschichten befinden sowie seitliche Flächen beziehungsweise Wände, die ebenfalls mit einer Schicht, bevorzugt einer Metallschicht, besonders bevorzugt einer Schicht aus dem wenigstens einen zweiten Metall bedeckt sind.

Die zwei anderen Schichten oder Deckschichten umfassen wenigstens ein zweites Metall, bevorzugt genau ein zweites Metall. Besonders bevorzugt bestehen die Deckschichten lediglich oder genau aus einem zweiten Metall und keinen weiteren Metallen. Die zweiten Metalle oder das zweite Metall der Deckschichten liegen in Form massiven, nicht-schäumbaren Vollmaterials vor, das später beim Schäumen des aufschäumbaren Kernes oder der aufschäumbaren Kernschicht nicht geschäumt wird und daher im Gegensatz zum Kern keine poröse Struktur annimmt.

Zur Vereinfachung des Herstellverfahrens für das Halbzeug und damit letztlich auch des aus dem Halbzeug herstellbaren Verbundwerkstoffes werden die den Kern begrenzende und die Deckschichten aufweisende erste und zweite Fläche durch einen Behälter, also den einge- setzten Container gebildet, der hierzu zwei Flächen hat, die bevorzugt planparallel sind, und zwischen den Flächen einen Zwischenraum zur Aufnahme der aufschäumbaren Mischung zur Bildung der Kernschicht aufweist. Zusätzlich weist der Container weitere, äußere oder seitliche Flächen in Form von Seitenwänden auf, die den Zwischenraum an den anderen Seiten begrenzen, um so ein Herausrieseln der aufschäumbaren Mischung zu verhindern. Diese seitlichen Flächen können vorteilhafterweise, zur Vereinfachung der Fertigung, aus einer Schicht desselben Materials wie die Deckschichten gebildet sein. Der Container weist mindestens eine Öffnung auf im unbefüll- ten Zustand, bevorzugt in mindestens einer der beiden Seitenwände. Bevorzugt sind mindestens zwei Öffnungen, bevorzugt in den Seitenwänden, vorgesehen. Diese können mit Rohren verbunden werden, die geschlossen werden können, zur Öffnung oder Schließung des Containers. Besonders bevorzugt weisen die Seitenwände in Richtung auf das Innere des erfindungsgemäßen Containers, also zur aufschäumbaren Mischung hin, in etwa mittig und parallel (dass heißt im Falle einer bogenförmigen Einknickung in etwa im Bereich eines Minimums) zu einer Längskante der Deckschichten, eine Einknickung auf, die auch bogenförmig ausgebildet sein kann. Diese Einknickung ermöglicht bei einer Vorverdichtung, insbesondere durch Walzen, zur Erzielung einer zweiten metallurgischen Verbindung, wie weiter unten beschrieben, dass der Container sich nicht öffnet. Die Einknickung, dass heißt der In- nenwinkel zwischen den beiden Teilflächen der Seitenwand, soweit nicht bogenförmig ausgebildet, weist bevorzugt einen Winkel in einem Bereich zwischen etwa 1 10° und etwa 1 78°, bevorzugt in einem Bereich von etwa 160° bis etwa 1 76° . Bei einer nach innen gerichteten bogenförmigen Ausgestaltung der Seitenwände weist dieser Bogen einen Radius in einem Bereich von etwa 200mm bis etwa 600mm auf. Die Seitenwände sind bevorzugt mehrschichtig, bevorzugt mindestens dreischichtig, ausgebildet. Dies erleichtert weiterhin eine Vorverdichtung insbesondere gemäß Schritt (VII) wie weiter unten beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Container mit zwei Deckschichten und mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden, die wie vorstehend beschrieben mit einer Ein- knickung ausgebildet sind. Bevorzugt weisen alle Seitenwände eine Einknickung, wie vorstehend beschrieben, auf.

Die seitlichen Flächen enthalten wenigstens eine Öffnung, bevorzugt zwei Öffnungen zum Einfüllen des wenigstens einen ersten Metalls, des wenigstens einen ersten Treibmittels, ggf. des wenigstens einen Hilfsstoffes und/oder der aufschäumbaren Mischung. Diese wenigstens eine Öffnung wird nach dem Befüllen des Containers in Schritt (IV) für den weiteren Herstell prozess des Halbzeuges verschlossen, damit die eingefüllte schäumbare Mischung nicht entweichen kann. Das Verschließen der Öffnung des Containers kann durch eine Me- thode ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Einsetzen eines Stopfens, Ansetzen eines verschließbaren Flansches, Verschweißen, Ansetzen eines Metallrohres und anschließendes vollständiges Zusammenpressen des Rohres an ein-, zwei- oder mehreren Stellen des Rohres, insbesondere vollständiges Zusammenpressen in Form einer, zweier oder mehrerer Einkerbungen oder Pressnähte, wobei im Falle zweier oder mehrerer Einkerbungen oder Press- nähte diese voneinander beabstandet ausgeführt sind, Pressen oder Walzen des gesamten befüllten Containers und ähnliche Methoden sowie Kombinationen hiervon erfolgen.

Wenigstens die erste und zweite Fläche des Containers wird jeweils durch eine Schicht oder Wand als Deckschicht oder Decklage (für den aufschäumbaren Kern und später aufge- schäumten Kern) aus dem wenigstens einen zweiten Metall gebildet. Zur Vereinfachung der Fertigung können aber auch die übrigen, seitlichen Flächen des Containers vorteilhafterweise durch Wände aus demselben wenigstens einen zweiten Metall gebildet sein. Somit bestehen bevorzugt alle äußeren Flächen des Containers aus Wänden, die aus dem wenigstens einen zweiten Metall gefertigt sind. Besonders bevorzugt besteht der gesamte Container aus dem wenigstens einen zweiten Metall, wobei Schweißnähte aus dem einen zweiten Metall oder einem dem zweiten Metall ähnlichen Metall bestehen können. Die Flächen und/oder Seitenwände des Containers können in beliebigen Winkeln zu einander angeordnet sein, solange die erste und zweite Fläche planparallel oder im Wesentlichen planparallel zueinander sind. Der Container kann dazu die Form eines Kastens, eines Zylinders, insbesondere eines flachen Zylinders mit einer Höhe, die kleiner als der Durchmesser des Zylinders ist, eines Prismas oder eines polygonalen Körpers aufweisen.

Im Falle eines Kastens wird die erste und zweite Fläche des Containers durch die jeweils rechteckige oder quadratische Begrenzungsfläche an der Ober- und Unterseite des Kastens gebildet. Im Falle eines Zylinders wird die erste und zweite Fläche des Containers durch die jeweils kreisrunde oder elliptische Begrenzungsfläche an den beiden Enden des Zylinders gebildet. Im Falle eines Prismas wird die erste und zweite Fläche des Containers durch die jeweils dreiecksförmige Begrenzungsfläche an den beiden Enden des Zylinders gebildet. Im Falle eines polygonalen Körpers wird die erste und zweite Fläche des Containers durch die jeweils polygonale Begrenzungsfläche an den beiden Enden des polygonalen Körpers gebildet. Die auf die jeweilige erste und zweite Fläche aufgebrachte Deckschicht weist dementsprechend jeweils die Form (Grundriss) der jeweiligen ersten und zweiten Fläche auf, also eine rechteckige, quadratische, kreisrunde, elliptische, dreieckige oder polygonale Form, be- vorzugt ist jedoch eine im Wesentlichen quadratische oder rechteckige Form. Der Container weist mithin bevorzugt eine Kastenform auf, besonders bevorzugt die Form eines flachen Kastens, bei dem die Höhe, also der Abstand zwischen den Oberflächen der ersten und zweiten Fläche, geringer ist als die Breite und Tiefe, also die Abstände zwischen den Oberflächen der seitlichen Flächen des Kastens, wobei der flache Kasten insbesondere die Form ei- ner Platte haben kann.

Bevorzugt ist die wenigstens eine erste Fläche des Containers zu der wenigstens einen zweiten Fläche des Containers gegenüberliegend angeordnet. Die wenigstens eine erste Fläche des Containers verläuft zu der wenigstens einen zweiten Fläche des Containers bevorzugt im Wesentlichen planparallel. Bevorzugt ist der aufschäumbare Kern als Schicht zwischen der wenigstens einen ersten und zweiten Fläche des Containers ausgebildet.

Die Wände des Containers, die die erste und zweite Fläche des Containers und damit die Deckschichten bilden, weisen normalerweise eine Dicke oder Stärke von etwa 20 mm bis et- wa 200 mm, bevorzugt von etwa 50 mm bis etwa 100 mm auf. Die Wände des Containers, die die übrigen seitlichen Flächen beziehungsweise Seitenwände des Containers bilden, weisen normalerweise eine Dicke oder Stärke von etwa 5 mm bis etwa 50 mm, bevorzugt von etwa 10 mm bis etwa 30 mm auf.

Das wenigstens eine erste Metall wird in Form eines Pulvers bereitgestellt. Das Pulver umfasst naturgemäß Pulverteilchen, also Metallteilchen die so fein gemahlen sind, dass eine möglichst homogene Struktur des Kernes ohne Fehlstellen erreicht wird, so dass auch später beim Schäumen keine Fehlstellen entstehen, um so den gewünschten geschlossenporigen Metallschaum zu erhalten. Die Pulverteilchen des wenigstens einen ersten Metalls weisen daher vorteilhafterweise eine Körnung oder Korngröße, d.h. Teilchendurchmesser von etwa 2 μηι bis etwa 250 μηι, bevorzugt von etwa 2 μηι bis etwa 200 μηι, weiter bevorzugt von etwa 10 μηι bis etwa 150 μηι auf. Das wenigstens eine Treibmittel wird ebenfalls in Form eines Pulvers bereitgestellt. Das Pulver umfasst naturgemäß Pulverteilchen, also Teilchen des Treibmittels, die so fein gemahlen sind, dass eine möglichst homogene Struktur des Kernes ohne Fehlstellen und dabei eine möglichst vollständige Vermischung mit den Pulverteilchen des wenigstens einen ersten Metalls erreicht wird, so dass dieses später beim Schäumen möglichst vollständig aufge- schäumt werden kann und beim Schäumen auch keine Fehlstellen entstehen, um so den gewünschten geschlossenporigen Metallschaum zu erhalten. Die Pulverteilchen des wenigstens einen Treibmittels weisen daher vorteilhafterweise eine Körnung oder Korngröße oder von etwa 5 μηι bis etwa 20 μηι auf. Um die genannte möglichst homogene Struktur des Kernes ohne Fehlstellen zu erreichen, erfolgt vorteilhafterweise des Weiteren eine Vermischung des Pulvers des wenigstens einen ersten Metalls mit dem Pulver des wenigstens einen Treibmittels zu der aufschäumbaren Mischung. Bevorzugt erfolgt das Mischen oder Vermischen des wenigstens einen ersten Metalls und wenigstens einen Treibmittels vor dem Befüllen des Containers, d.h. vor Schritt (IV) , oder während des Befüllens des Containers, also während Schritt (IV), jeweils mit dem wenigstens einen ersten Metall und dem wenigstens einen Treibmittel. Im ersteren Fall wird die aufschäumbare Mischung durch Mischen eines Pulvers jeweils des wenigstens einen ersten Metalls und des wenigstens einen Treibmittels vor dem Befüllen des Containers herge- stellt, im letzteren Fall bildet sich die aufschäumbare Mischung während des Füllvorganges, indem die Pulver des wenigstens einen ersten Metalls und des wenigstens einen Treibmittels zusammen und im richtigen Mischungsverhältnis in den Container gegeben werden. Das Mischen während des Befüllens des Containers, also während Schritt (IV) hat den Vorteil, dass ein separater Verfahrensschritt zum Mischen eingespart wird und so das Verfahren ins- gesamt mit noch weniger Schritten auskommt und somit ökonomischer durchzuführen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zusätzlich einen Schritt

(V) Trocknen

(V.1 ) des Pulvers des wenigstens einen ersten Metalls vor Schritt (IV) und/oder des Pulvers des wenigstens einen Treibmittels vor Schritt (IV), oder

(V.2) der aufschäumbaren Mischung vor Schritt (IV), oder

(V.3) der aufschäumbaren Mischung und des Containers nach Schritt (IV)

umfassen. In Schritt (V.1 ) kann das Trocknen des Pulvers des wenigstens einen ersten Metalls alternativ oder zusätzlich vor Schritt (II) erfolgen. In Schritt (V.1 ) kann das Trocknen des Pulvers des wenigstens einen Treibmittels alternativ oder zusätzlich vor Schritt (III) erfolgen. Das Trocknen erfolgt durch dem Fachmann bekannte Verfahren wie Erhitzen, insbesondere auf eine Temperatur von etwa 100°C bis etwa 450°C, bevorzugt bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 200°C bis etwa 370 °C, weiter bevorzugt bis etwa 300°C, unter Absaugen der Feuchtigkeit, durch Trockenmittel oder Kombinationen hiervon. Erhitzen oder Absaugen der Feuchtigkeit ist bevorzugt. Erhitzen unter Absaugen der Feuchtigkeit ist besonders bevorzugt. Das Trocknen hat den Vorteil, dass sich beim Schäumen keine Dampfblasen aus Wasserdampf und dementsprechende Fehlstellen bilden können.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich einen Schritt (VI) erstes metallurgisches Verbinden der Pulverteilchen der aufschäumbaren Mischung miteinander und/oder mit der jeweils einen Schicht des zweiten Metalls auf der ersten und zweiten Fläche des Kernes zur Bildung des aufschäumbaren Kernes nach Schritt (IV) oder (V)

umfassen.

Unter dem Begriff "erstes metallurgisches Verbinden" wird erfindungsgemäß verstanden: Verbinden der Pulvermischung und der Decklagen mittels Diffusion und Bildung erster intermetallischer Phasen innerhalb der Mischung. Das erste metallurgische Verbinden hat den Vorteil eines stabileren und kompakteren aufschäumbaren Kernes, der beim Aufschäumen nahezu keine Fehlstellen im Schaum bildet. Durch das erste metallurgische Verbinden wird ein stabiler Walzbarren erzeugt. Weiterhin werden die Pulverpartikel teilweise mit den Decklagen verbunden. Das erste metallurgische Verbinden in Schritt (VI) kann insbesondere erfolgen durch ein Vorverdichten der aufschäumbaren Mischung zusammen mit dem Container (Behälter) unter Anwendung von Druck in einem Bereich von etwa 0,05MPa bis etwa 1 ,5MPa, bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,1 MPa bis etwa 1 ,1 MPa, und noch weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,15MPa bis etwa 0,45MPa, und bei einer Temperatur der aufschäumbaren Mi- schung und des Containers von etwa 400°C bis etwa 490°C oder von etwa 65 % bis etwa 90 %, bevorzugt etwa 70% bis etwa 85%, insbesondere etwa 80 %, der Solidustemperatur der aufschäumbaren Mischung beziehungsweise des mindestens einen ersten Metalls. Die Zeitdauer (Haltedauer) kann von etwa 4 h bis etwa 48 h, bevorzugt von etwa 6 h bis etwa 32h, bevorzugt bis etwa 24 h, betragen. Insbesondere kann das Halbzeug auf etwa 80 % der Schmelztemperatur der aufschäumbaren Mischung aufgeheizt und für etwa 6 Stunden bis etwa 32 Stunden, bevorzugt bis etwa 24 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden. Bevorzugt ist die Anwendung von Druck vertikal zur ersten und zweiten Fläche des Containers, also vertikal zu den Decklagen, wobei die erste und zweite Fläche bzw. die Decklagen im Wesentlichen planparallel zueinander angeordnet sind. Die Anwendung von Druck kann hierbei mittels zweier planparalleler Werkzeuge, bspw. einem Tisch mit einer darauf verfahrbaren horizontalen Platte, in einem Pressprozess erfolgen. Bevorzugt ist hinsichtlich der Temperatur beim Vorverdichten eine Temperatur der aufschäumbaren Mischung und des Containers von etwa 65 % bis etwa 90 %, bevorzugt etwa 70% bis etwa 85%, insbesondere etwa 80 % der Solidustemperatur der aufschäumbaren Mischung.

Das Vorverdichten des Containers (Behälters) kann mittels zweier planparalleler Werkzeuge in einem Pressprozess erfolgen. Hierbei erfolgt die Vorverdichtung des Pulvers bei einem Druck in einem Bereich von etwa 0,05MPa bis etwa 1 ,5MPa, bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,1 MPa bis etwa 1 ,1 MPa, und noch weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,1 5MPa bis etwa 0,45MPa, und bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 400°C bis etwa 490°C, bevorzugt bis etwa 470°C, weiter bevorzugt bis etwa 460°C, oder bei etwa 65 % bis etwa 90 %, bevorzugt etwa 70% bis etwa 85%, insbesondere etwa 80 %, der Solidustemperatur der aufschäumbaren Mischung beziehungsweise des mindestens einen ersten Metalls. Bevorzugt erfolgt hierbei die Vorverdichtung des Pulvers bei etwa 65 % bis etwa 90 %, bevorzugt etwa 70% bis etwa 85%, insbesondere bei etwa 80 %, der Solidustemperatur der aufschäumbaren Mischung beziehungsweise des mindestens einen ersten Metalls. Der Pressprozess kann insbesondere erfolgen, wenn sich der Container in einer Luftatmosphäre bei Umgebungsluftdruck befindet. Dies erspart den Aufwand für eine Schutzgasatmosphäre oder das Anlegen von Vakuum und/oder Arbeiten unter Vakuum. Durch das Vorverdichten, welches bevorzugt durch axiales Pressen durchgeführt wird, wird ein stabiler Walzbarren erzeugt. Weiterhin werden die Pulverpartikel teilweise mit den Decklagen des Containers verbunden. Alternativ, und im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt, kann das erste metallurgische Verbinden in Schritt (VI) insbesondere erfolgen durch ein Erhitzen der aufschäumbaren Mischung und des Containers auf etwa 70 % bis etwa 90 %, bevorzugt etwa 75% bis etwa 85%, bevorzugt etwa 80 %, der Solidustemperatur der aufschäumbaren Mischung, wobei eine Aufweitung des Containers weitgehend verhindert wird. Bevorzugt liegt die Tempera- tur in einem Bereich von etwa 450°C bis etwa 495 °C, noch weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 455°C bis etwa 465 °C. Die Zeitdauer (Haltedauer) beträgt hierbei etwa 4 h bis etwa 48 h, bevorzugt etwa 6 h bis etwa 32 h, weiter bevorzugt bis etwa 24 h, noch weiter bevorzugt etwa 24h bis etwa 32h. Insbesondere kann der Behälter auf etwa 80 % der Schmelztemperatur der aufschäumbaren Mischung aufgeheizt und für etwa 6 Stunden bis etwa 24 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden. Dies kann insbesondere bei Umgebungsluftdruck erfolgen. Dies erspart den Aufwand für eine Schutzgasatmosphäre oder das Anlegen von Vakuum und/oder Arbeiten unter Vakuum. Die Aufweitung des Containers kann bei dieser alternativen Ausbildung durch dem Fachmann bekannte Vorrichtungen, et- wa durch Schraubzwingen, Klammern, Gewichte und/oder einen entsprechend formstabilen und steifen Halterahmen, die jeweils oder in Kombination den Container zwingen, in seiner ursprünglichen Form zu bleiben, wirkungsvoll unterbunden werden. Der Halterahmen kann auch eine Art Form, ähnlich einer Gießform, sein. Ferner kann die Aufweitung des Containers durch axiales Pressen, insbesondere durch eine oder mehrerer Pressen, bevorzugt senkrecht zu den Decklagen, die vor dem Schritt (VI) von zwei oder mehr Seiten des Containers bzw. entlang einer oder mehrerer Achsen des Containers zugefahren werden, ohne hierbei den Container zusammenzudrücken, verhindert werden. Der angewandte Druck liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,15MPa bis etwa 0,6MPa, weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,2MPa bis etwa 0,4MPa. Das (vorzeitige) Ausgasen des Treibmit- tels in Schritt (VI) wird verhindert durch die Vorverdichtung der aufschäumbaren Mischung, entweder durch die Anwendung von äußerlich erzeugtem Druck oder durch den Druck, der durch die Verhinderung der Aufweitung des Containers in dessen Innerem entsteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zusätzlich einen Schritt

(VII) zweites metallurgisches Verbinden des in Schritt (VI) erhaltenen aufschäumbaren

Kernes mit den Schichten des wenigstens einen zweiten Metalls auf der ersten und zweiten Fläche des Containers

umfassen. Unter dem Begriff "zweites metallurgisches Verbinden" wird erfindungsgemäß verstanden eine Erzeugung oxidfreier Oberflächen durch Umformen des Kernes und der Decklagen, was dazu führt, dass die Pulverpartikel und die Decklagen sich verbinden, d.h. es findet eine Art Verschweißung statt. Das zweite metallurgische Verbinden erlaubt ein einfaches Verfahren beim Verbinden, da beispielweise keine einzelnen Schweißnähte angebracht werden müssen, und da es auch eine stabilere Verbindung ergibt als etwa durch Klebstoff erzielbar ist, der die beim späteren Schäumen auftretenden Temperaturen nicht unbeschadet überstehen würde.

Das zweite metallurgische Verbinden kann erfindungsgemäß durch Vorgänge umfassend Diffusion und Walzen, aber auch axiales oder hydrostatisches Pressen, wobei Walzen bevor- zugt ist, unter Einwirkung von Druck auf den Container erfolgen. Bei einem Walzprozess liegt der Druck im Walzenspalt bevorzugt in einem Bereich von etwa 5000t bis etwa 7000t, weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 5600t bis etwa 6500t. Die Temperatur des Containers liegt hierbei unterhalb der Ausgastemperatur des wenigstens einen Treibmittels, unterhalb der Solidustemperatur des aufschäumbaren Kernes und unterhalb der Solidustem- peratur des wenigstens einen zweiten Metalls. Bevorzugt beträgt die Temperatur beim zweiten metallurgischen Verbinden von etwa 400°C bis etwa 520°C, bevorzugt von etwa 440°C bis etwa 510°C, noch weiter bevorzugt in einem Bereich von etwa 470°C bis etwa 500°C, wobei die Temperatur hierbei stets unterhalb der Ausgastemperatur des wenigstens einen Treibmittels liegen muss, damit es keine Blasen im gewalzten Material gibt. Insbeson- dere kann das zweite metallurgische Verbinden erfolgen, in dem der Behälter bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels warmgewalzt wird. Anschließend kann noch ein Kaltwalzprozess folgen, bevorzugt um Blechstärken unter 9 mm zu erreichen. Mittels des Walzprozesses oder anderer Techniken wie axialem Pressen oder hydrostatischem Pressen, jeweils in den angegebenen Temperaturbereichen, wird eine zweite metallurgische Verbindung von Pulver und Decklage erreicht und weiterhin das Pulver der aufschäumbaren Mischung auf etwa 90 % bis etwa 100 % seiner nominalen Dichte kompak- tiert. Die "nominale Dichte" der aufschäumbaren Mischung ist die Dichte, die die auf- schäumbare Mischung haben würde, läge sie nicht in Pulverform, sondern in kompakter Form als massives Vollmaterial vor. Anschließend werden die entstandenen dreischichtigen Bleche konfektioniert und gegebenenfalls dem Schäumprozess zugeführt. Der Container kann so weit geöffnet werden, dass entstehende Gase während des Aufheizens für das erste und/oder zweite metallurgische Verbinden in Schritt (VI) und/oder (VII) entweichen können. Der Container bleibt zwischen dem ersten und dem zweiten metallurgischen Verbinden geschlossen. Weiterhin kann der Container so weit geöffnet werden, dass entstehende Gase während des ersten und/oder zweiten metallurgischen Verbindens in Schritt (VI) und/oder (VII) entweichen können. Insbesondere kann der Container so weit geöffnet werden, dass entstehende Gase während des Aufheizens für den Walzprozess und während des Walzvorganges in Schritt (VII) entweichen können. Der Vorteil hierbei ist, dass keine Gase während des Walzprozesses eingeschlossen werden und, vor allem bei geringen Blechdicken, zu gasgefüllten Beulen schon vor dem Schäumprozess führen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ein ungeschäumtes Halbzeug erhältlich, das sich praktisch unbegrenzt lagern lässt, ohne dass es später zu Nachteilen beim Schäumprozess, also bei der Herstellung eines geschäumten Verbundwerkstoffes aus dem Halbzeug kommt. Insbesondere wird hierdurch ein Altern und vorzeitiges Ausgasen des Treibmittels verhindert. Bei dem erfindungsgemäßen Halbzeug kann der aufschäumbare Kern als Schicht zwi- sehen den beiden Schichten des wenigstens einen zweiten Metalls ausgebildet sein. Wie hierin bereits ausgeführt, können im Halbzeug die Pulverteilchen der aufschäumbaren Mischung in Pulverform vorliegen, sind aber bevorzugt durch das erste und das zweite pulvermetallurgische Verbinden verdichtet. Besonders bevorzugt sind die Pulverteilchen verfestigt. Ganz besonders bevorzugt sind die (verfestigten) Pulverteilchen teilweise oder nahezu voll- ständig, insbesondere vollständig untereinander metallurgisch verbunden: Die einzelnen Körner oder Teilchen des Pulvers (Pulverteilchen) sind mittels Diffusion und Bildung (erster) intermetallischer Phasen innerhalb der Mischung teilweise oder vollständig miteinander verbunden, statt ein loses Pulver zu bilden. Dies hat den Vorteil eines stabileren und kompakteren aufschäumbaren Kernes, der beim Aufschäumen nahezu keine Fehlstellen im Schaum bildet. Außerdem verbessert die erste und zweite metallurgische Verbindung die Verformbarkeit des Halbzeuges, insbesondere durch Walzen, Biegen, Tiefziehen, Hydroforming und Heißpressen, als auch die Festigkeit der Verbindung zwischen geschäumten Kern und den Deckschicht, so dass Materialermüdungen vermieden werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Halbzeug ist bevorzugt der aufschäumbare Kern mit den Schichten des wenigstens einen zweiten Metalls metallurgisch verbunden sein, was ein einfaches Verfahren beim Verbinden erlaubt, da beispielweise keine einzelnen Schweißnähte angebracht werden müssen, und da es auch eine stabilere Verbindung ergibt als etwa durch Kleben, insbesondere im Hinblick auf die zum späteren Aufschäumen des aufschäumbaren Kernes notwendigen erhöhten Temperaturen. Das metallurgische Verbinden des aufschäumbaren Kernes mit einer Schicht des zweiten Metalls auf einer Fläche des Containers kann durch ein Verfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Walzen und Diffusion, aber auch axialem oder isostatischem Pressen, bei höheren Temperaturen erfolgen. Die durch das (zweite) metallurgische Verbinden erzielte Verbindung zwischen dem schäumbaren Kern und dem wenigstens einen zweiten Metall ist so fest, dass sie auch die erhöhten Temperaturen des Schäumprozesses, für den das Halbzeug hergestellt wird, übersteht. Das erfindungsgemäße Halbzeug lässt sich zum Schäumen von Metall, also zur Herstellung eines Metallschaumes verwenden. Insbesondere eignet sich das Halbzeug für die Verwen- dung zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes umfassend Metallschaum und Metall in Form nicht-schäumbaren Vollmaterials.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der gefüllte Container in einem Arbeitsschritt auf eine Temperatur von etwa 300°C erhitzt und die Feuchtigkeit entfernt. An- schließend wird der Container entweder bei etwa 400°C bis etwa 460°C, bevorzugt bei einer äußeren Druckbeaufschlagung, insbesondere durch axiales Pressen, mit einem Druck in einem Bereich von etwa 0,2MPa bis etwa 1 ,5MPa, bevorzugt mit einem Druck in einem Bereich von etwa 0,2MPa bis etwa 1 ,1 MPa, vorverdichtet oder in einer Vorrichtung, die ein Aufweiten des Containers verhindert, auf 80 % der Solidustemperatur des Kernmaterials (der aufschäumbaren Mischung) erwärmt. Beide Verfahren dienen auch dazu, die Stabilität des Containers für den anschließenden Walzprozess zu erhöhen. Weiterhin wird durch den Containeraufbau ein Herausrieseln des Metallpulvers bzw. der Pulvermischung verhindert. Durch diesen Prozessschritt wird erreicht, dass die Pulverschüttung verdichtet wird, eine An- bindung des Aluminiumpulvers mittels Diffusion an die Decklagen erfolgt und damit der Verbund eine höhere Schubfestigkeit für das anschließende Walzen erhält. Anschließend wird der Container so weit geöffnet, dass entstehende Gase während des Aufheizens für den Walzprozess und während des Walzvorganges entweichen können. Das Öffnen kann durch Entnahme von Stopfen oder ähnlichem aus mindestens zwei seitlichen Öffnungen des Con- tainers erfolgen. Der entstandene Verbund kann umgeformt werden und/oder direkt durch Erhitzen geschäumt werden.

Die Erfindung wird anhand der nachstehend aufgeführten und beschriebenen Zeichnungen bzw. Figuren näher erläutert, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hervorgehen, ohne dass jedoch dadurch die Erfindung oder einzelne Merkmale der Erfindung hierauf notwendigerweise beschränkt werden. Vielmehr können dort beschriebene Merkmale untereinander und mit den zuvor beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden. Fig. 1 ist eine Darstellung des Containers und zeigt den kastenförmig aus Boden (3) und Seitenwänden (1 ) bestehenden Containerunterteil und den Deckel (3). Boden und Deckel (3) bilden die aus dem wenigstens einen zweiten Metall (Deckschichtmaterial) gefertigten Schichten bzw. Deckschichten bzw. Decklagen, die später den aufschäumbaren Kern abdecken. Zum Einfüllen der aufschäumbaren Mischung und gegebenenfalls Entweichen von Gasen während des ersten und/oder zweiten metallurgischen Verbindens während der Schritte (VI) und (VII) dienen die Einfülllöcher bzw. Öffnungen (2).

Fig. 2 ist eine Darstellung des Containers in einer Explosionszeichnung und zeigt ebenfalls die Seitenwände (1 ), die eine Einknickung von etwa 1 75° aufweisen, Einfülllöcher bzw. Öff- nungen (2) und Boden und Deckel (3) als (spätere) Deckschichten bzw. Decklagen.

Die Erfindung wird anhand der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass dadurch die Erfindung oder einzelne Merkmale der Erfindung hierauf notwendigerweise beschränkt werden.

Beispiel 1

Für die Herstellung des schäumbaren Halbzeuges zur Erzeugung von Aluminiumschaum- Sandwichstrukturen wurden folgende Verfahrensschritte angewandt. Als erstes wurde die Pulvermischung (aufschäumbare Mischung) hergestellt. Hierzu wurden 0,4 bis 1 ,0 Ge- wichts-% TiH ₂ in Pulverform (Gewichts-% bezogen auf die Aluminiumlegierung) mit einem Pulver der Aluminiumlegierung AISi8Mg4 als erstes Metall gemischt. Anschließend wurde diese Pulvermischung in einen Aluminiumcontainer der Legierung AI 6082 (AI Si 1 MgMn) als zweites Metall gefüllt, bei dem zwei gegenüberliegende Wände die späteren Decklagen des dreischichtigen, zu einer Sandwichstruktur (Verbundwerkstoff) schäumenden Vormaterials (Halbzeuges) bildeten. Hierbei wurde die Aluminiumlegierung des Containers so gewählt, dass diese eine Solidustemperatur aufwies, die höher war als die Liquidustemperatur der Pulvermischung (aufschäumbare Mischung). Nachdem der Behälter vollständig mit der Pulvermischung gefüllt war, wurde die Pulvermischung getrocknet. Dabei wurde das Pulver auf 300°C erhitzt und die entstandene Feuchtigkeit entfernt. Anschließend wurde der Behälter auf ca. 80 % der Solidustemperatur der Pulvermischung beziehungsweise des mindestens einen ersten Metalls aufgeheizt und für 6 bis 24 Stunden auf einer Temperatur von 455°C gehalten, um ein erstes metallurgisches Verbinden zu erzielen, wobei eine Aufweitung des Containers unterdrückt wurde. Im folgenden Walzprozess wurde der Behälter bei einem Druck von etwa 6000t im Walzenspalt bei einer Temperatur von etwa 475°C zur Erzielung einer zweiten metallurgischen Verbindung warmgewalzt. Anschließend folgte gegebenenfalls noch ein Kaltwalzprozess, um Blechstärken unter 9 mm zu erreichen. Mittels des Walzprozesses wurde die zweite metallurgische Verbindung von Pulver und Decklage erreicht und weiterhin das Pulver auf 98 % bis 100 % der Dichte des Vollmaterials kompaktiert. Anschließend wurden die entstandenen dreischichtigen Bleche konfektioniert und dem Schäumprozess zugeführt. Das vorstehende Verfahren wurde auch mit folgenden Aluminiumlegierungen für das Metall in der Pulvermischung und des Containers sowie folgenden Treibmitteln in den angegebenen Mengen ausgeführt:

1 Die Angabe der Menge des Treibmittels in Gewichts-% (Gew.-%) ist bezogen auf die Gesamtmenge der aufschäumbaren Mischung/Pulvermischung. Dasselbe Verfahren wurde statt mit TiH ₂ auch mit folgenden Treibmitteln durchgeführt: ZrH ₂ , HfH ₂ , MgH ₂ , CaH ₂ , SrH ₂ , LiBH ₄ und LiAIH ₄ sowie den Kombinationen jeweils aus TiH ₂ mit LiBH ₄ und TiH ₂ mit LiAIH ₄ . Beispiel 2

Für die Herstellung des schäumbaren Halbzeuges zur Erzeugung von Aluminiumschaum- Sandwichstrukturen wurden folgende Verfahrensschritte angewandt. Als erstes wurde die Pulvermischung (aufschäumbare Mischung) hergestellt. Hierzu wurden 0,4 bis 1 ,0 Gewichts-% TiH ₂ in Pulverform (Gewichts-% bezogen auf die Aluminiumlegierung) mit einem Pulver der Aluminiumlegierung AISi8Mg4 gemischt. Anschließend wurde diese Pulvermischung in einen Aluminiumbehälter (Aluminiumcontainer) der Legierung AL 6082 (AI Si 1 Mg- Mn) gefüllt, bei dem zwei gegenüberliegende Wände die späteren Decklagen des dreischichtigen, zu einer Sandwichstruktur schäumenden Vormaterials (Halbzeuges) bildeten. Hierbei wurde die Legierung des Aluminiumbehälters so gewählt, dass diese eine Solidu- stemperatur aufwies, die höher war als die Liquidustemperatur der Pulvermischung (aufschäumbare Mischung). Nachdem der Behälter vollständig mit der Pulvermischung gefüllt war, wurde die Pulvermischung getrocknet. Dabei wurde das Pulver auf 300°C erhitzt und die entstandene Feuchtigkeit entfernt. Anschließend wurde der Behälter bei einem Druck von 0,2MPa mittels zweier planparalleler Werkzeuge in einem Pressprozess über etwa 28h erstmals vorverdichtet. Hierbei erfolgte die Vorverdichtung des Pulvers bei 400°C bis 460°C. Durch das Vorverdichten wurde ein stabiler Walzbarren erzeugt. Weiterhin wurden die Pulverpartikel teilweise mit den Decklagen im Rahmen einer ersten metallurgischen Verbindung verbunden. Im folgenden Walzprozess zur zweiten Vorverdichtung wurde der Behälter bei einer Temperatur von etwa 475°C und einem Druck im Walzenspalt von etwa 6000t warmgewalzt. Anschließend folgte gegebenenfalls noch ein Kaltwalzprozess, um Blechstär- ken unter 9 mm zu erreichen. Mittels des Walzprozesses wurde eine zweite metallurgische Verbindung von Pulver und Decklage erreicht und weiterhin das Pulver auf etwa 98 % bis 100 % seiner nominalen Dichte kompaktiert. Anschließend wurden die entstandenen dreischichtigen Bleche konfektioniert und dem Schäumprozess zugeführt. Das vorstehende Verfahren wurde auch mit folgenden Aluminiumlegierungen für das Metall in der Pulvermischung und des Containers sowie folgenden Treibmitteln in den angegebenen Mengen ausgeführt:

¹ Die Angabe der Menge des Treibmittels in Gewichts-% (Gew.-%) ist bezogen auf die G samtmenge der Pulvermischung. Dasselbe Verfahren wurde statt mit TiH ₂ auch mit folg den Treibmitteln durchgeführt: ZrH ₂ , HfH ₂ , MgH ₂ , CaH ₂ , SrH ₂ , LiBH ₄ und LiAIH ₄ sowie den Kombinationen jeweils aus TiH ₂ mit LiBH ₄ und TiH ₂ mit LiAIH ₄ .