[发明专利]多孔金属产品及制造多孔金属产品的方法

说明书

发明领域

本发明涉及高度多孔金属体的制造，其包括设计为金属泡沫、微胞金属、金属海绵或金属格构衍架结构的材料，所有这些材料是具有(指导性地)至少10％(特别是更多)的多孔结构的金属结构。范围十分广泛的制造方法已经开发出来用于制造多孔性金属材料(在Metal Foams：A Design Guide，M F Ashby，A G Evans，N A Fleck，L J Gibson，J WHutchinson，H N G 15Wadley，2000，Butterworth-Heinemann，[J Banhart，Progress in Materials Science 46(2001)559-632]中所描述的，http://www.metalfoam.net/)。 

背景技术

更特别地，本发明涉及通过包括围绕着定义泡沫形状的可移动耐火模具或空间支持物浸润熔融金属的铸造方法来制造上述材料或结构。已经有若干种金属泡沫的制造途径属于此类，例如在[M F Ashby，A G Evans，N A Fleck，L J Gibson，J W Hutchinson，H N G Wadley″Metal Foams：A Design Guide″Butterworth-Heinemann，Boston，(2000)]，[J Banhart，Progress in Materials Science 46(2001)559-30632]，[Y Conde，J-F Despois，R Goodall，A Marmottant，L Salvo，C San Marchi&A Mortensen，Advanced Engineering Materials 8(9)795-803(2006)]中描述的。由于复杂的相互连接的多孔结构-通常超过产品总体积的40％，这样的模具或空间支持物以及制造它们的方法的需求通常会与那些用于使中空铸件成型的方法要求不同。 

在[Y Yamada，K Shimojima，Y S akaguchi，M Mabuchi，N Nakamura，T Asahina，T Mukai，H Kanahashi & K Higashi，Journal of Materials Science Letters，18(1999)1477-1480]中描述了使用聚合物前体的熔模铸造的方法；还被人们猜测的在于正是这种方法用于制造“多塞乐(Duocel)金属 泡沫”，这种产品目前由ERG Materials和Aerospace公司出售(http://www.ergaerospace.com/)，[M F Ashby，A G Evans，N A Fleck，L JGibson，J W Hutchinson，H N G Wadley″Metal Foams：A Design Guide″Butterworth-15 Heinemann，Boston，(2000)]。在此方法中，例如聚氨基甲酸乙酯的打开的气孔(open-celled)有机泡沫填充有耐火泥浆的，特别是在熔模铸造的被固化的模制化合物中，在固化之后，热处理用于使模具密实并去除初始聚合物前体。金属被铸造到模具中并成型，模具材料使用常规方法去除，例如通过机械振动或通过水力喷射。 

美国专利号US3052967[J Banhart，Progress 25in Materials Science 46(2001)559-632]描述了使用了预先成型的由粘合剂固定在一起的沙粒来制造泡沫的方法，所述粘合剂在高温下分解，这使得所述沙粒能够散开。 

如果铸造足够快，之后烧结的聚合物粒可以被用作与铝的预成型件。铸造之后，热高温分解处理被用于去除聚合物。例如，这种方法由Fraunhofer Institute in Bremen， http://www.ifam.fraunhofer.de/index.php？seite＝/2801/leichtbauwerkstoffe/offenporoese-strukturen/&lang＝en.描述。