Beschreibung
Hochporöse Materialien mit einer zellulären Struktur weisen neben ihrem geringen spezifischen Gewicht auch eine hohe Steifigkeit auf. Die wenig bekannte Tatsache, daß auch Metalle mit zellulärer Struktur hergestellt werden können, ist die Grundlage zahlreicher Forschungsansätze, Leichtbaumaterialien herzustellen. Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Metallschäume veranlaßten die Studiengesellschaft Stahlanwendung e.V. und die beiden Forschungsnehmer in Bremen und Aachen dazu, Herstellungsmöglichkeiten und Anwendungsbereiche von hochporösen Stahlwerkstoffen zu untersuchen.
Geschlossenporige Stahlschäume können durch Übertragung des “Treibmittelverfahrens”, das für niedrigschmelzende Metalle bereits im halbindustriellen Maßstab eingesetzt wird, hergestellt werden. Für Eisenkohlenstofflegierungen konnten mit den Forschungsarbeiten vielversprechende Ergebnisse erzielt werden, deren Übertragung auf hochlegierte Stahlsorten noch aussteht. Bei der Herstellung offener Porosität in Stahlschäumen sind drei unterschiedliche Verfahren, nämlich das Arbeiten mit Platzhalterwerkstoffen, das Reaktionssintern von Eisen- und Aluminiumpulvern und das Aufschäumen von MIM-Feedstock untersucht worden.
Die untersuchten Möglichkeiten, Stahlschaum auf pulvermetallurgischem Wege zu erzeugen, haben sich als aussichtsreich erwiesen: Die Erzeugung größerer Materialvolumina steht als nächste Aufgabe für weitere Forschung bevor. Auch schmelzmetallurgische Verfahren zur Herstellung hochporöser Eisenbasisschäume sind untersucht worden. Geschlossenporige Strukturen einzustellen, erscheint nach den vorliegenden Erkenntnissen schwierig. Dagegen ist die Herstellung offenporiger Stahlschäume durch Umgießen von Platzhalterwerkstoffen oder nach dem Feingießverfahren möglich. Durch Weiterentwicklung der benutzten Versuchseinrichtungen wird es in Zukunft möglich sein, auch größere Probenvolumina herzustellen. Gerade mit Blick auf die prospektive Marktstudie, die der vorliegenden Untersuchung vorangegangenen ist, erscheint die Herstellung offenporiger Strukturen von Stahlschäumen sehr aussichtsreich zu sein.
Nach dem ermutigenden ersten Schritt im Rahmen einer Studie, innovative Anwendungsfelder für Stahlschäume zu identifizieren, haben die hier vorgelegten Forschungsergebnisse konkrete Möglichkeiten aufgezeigt, wie die Erzeugung von geschlossenporigen und offenporigen Stahlschäumen im Labormaßstab darstellbar ist, so daß der Schritt in die halbtechnische Erzeugung größerer Stahlschaum-Volumina nunmehr angegangen werden kann.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.
Veröffentlichung:
1998
Autoren:
Dr.-Ing. M.Weber, Dr.-Ing. M. Knüwer, Uni. Prof. Dr.-Ing. W. Bleck
