DE102007012424A1 - Process for producing an aluminum alloy - Google Patents

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Abstract

Zur Herstellung einer Aluminium-Legierung folgender Zusammensetzung: 9,5 bis 11,5 Gew.-% Silizium, 0,3 bis 1,0 Gew.-% Mangan, 0,1 biis 0,6 Gew.-% Magnesium, max. 0,25 Gew.-% Eisen, max. 0,15 Gew.-% Titan, max. 0,10 Gew.-% Zink, max. 0,05 Gew.-% Kupfer, 50-200 ppm Strontium sowie Aluminium als Rest und Verunreinigungen einzeln max. 0,03 Gew.-%, insgesamt max. 0,1 Gew.-%, wird einer erschmolzenen Aluminium-Basislegierung, die mindestens 9 Gew.-% Silizium und zumindest einen Teil des Magnesiums der herzustellenden Aluminium-Legierung enthält, eine Aluminium-Vorlegierung, die das restliche Mangan, das gesamte Strontium sowie ggf. Eisen und ggf. Magnesium enthält, in einer solchen Menge beigegeben, dass eine Aluminium-Legierung der vorstehenden Zusammensetzung gebildet wird.For producing an aluminum alloy of the following composition: 9.5 to 11.5% by weight of silicon, 0.3 to 1.0% by weight of manganese, 0.1 to 0.6% by weight of magnesium, max. 0.25% by weight of iron, max. 0.15% by weight of titanium, max. 0.10% by weight of zinc, max. 0.05% by weight of copper, 50-200 ppm of strontium and aluminum as balance and impurities individually max. 0.03 wt .-%, a total of max. 0.1 wt .-%, is a molten aluminum base alloy containing at least 9 wt .-% of silicon and at least a portion of the magnesium of the aluminum alloy to be produced, an aluminum master alloy, the remaining manganese, the entire strontium and optionally containing iron and optionally magnesium, added in an amount such that an aluminum alloy of the above composition is formed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminium-Legierung, insbesondere für den Druckguss.The The invention relates to a process for producing an aluminum alloy, especially for the die casting.

Zur Herstellung von Druckgussbauteilen werden meist AlSiMg-Legierungen verwendet, vor allem die Legierung AlSi9MgMnSr, die unter unterschiedlichen Handelsnamen wie „Silafont 36", „Aural 2" und dergleichen vertrieben werden. Bei diesen Legierungen ist das Eisen weitgehend durch Mangan ersetzt. Bei noch ausreichender Verringerung der Klebeneigung sollen aufgrund des reduzierten Eisengehalts und der Strontiumzugabe Verbesserungen in der Dehnung erzielt werden. Damit zeichnen sich diese Druckgusslegierungen neben einer ausgezeichneten Giessbarkeit durch eine sehr gute Dehnung im Gusszustand, höchste Dehnung nach Wärmebehandlung und darüber hinaus durch eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit aus.to Manufacture of die casting components mostly AlSiMg alloys are used, especially the alloy AlSi9MgMnSr, which under different Trade names such as "Silafont 36 "," Aural 2 "and the like to be expelled. In these alloys, the iron is largely replaced by manganese. With still sufficient reduction of sticking tendency due to the reduced iron content and the strontium addition Improvements in the elongation can be achieved. This is what distinguishes These die-cast alloys in addition to an excellent castability due to a very good elongation in the cast condition, highest elongation after heat treatment and above in addition, by a very good corrosion resistance.

In der Automobilindustrie ist es von Bedeutung, eine bestimmte Legierung nicht nur von einem sondern von verschiedenen Herstellern beziehen zu können, damit z. B. bei Ausfall eines Herstellers kein Lieferengpass entsteht. Ferner sollen die Legierungen einzelner Hersteller miteinander vermischt werden können, ohne dass schmelzmetallurgische Probleme entstehen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass, wenn die AlSi9MgMnSr-Legierungen verschiedener Hersteller vermischt werden, mitunter Legierungen entstehen können, die sowohl in gefügetechnischer Hinsicht wie in ihren dynamischen und statischen Eigenschaften unzureichend sind, und dies trotz gleicher chemischer Zusammensetzung.In In the automotive industry it is important to have a specific alloy not just from one but from different manufacturers to be able to thus z. B. in case of failure of a manufacturer no supply bottleneck arises. Furthermore, the alloys of individual manufacturers are mixed together can be without melting metallurgical problems arise. It has however, shown that when the AlSi9MgMnSr alloys from different manufacturers can be mixed, sometimes alloys can arise, the both in joining technical terms as in their dynamic and static properties inadequate are, despite the same chemical composition.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer AlSi9MgMnSr-Legierung bereitzustellen, die zumindest gleich gute Eigenschaften wie die handelsüblichen AlSi9MgMnSr-Legierungen aufweist.task The invention is therefore a simple process for the production to provide an AlSi9MgMnSr alloy that is at least equal good properties like the commercial AlSi9MgMnSr alloys having.

Dies wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren erreicht. In den Ansprüchen 2 und 3 sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. Der Anspruch 4 hat die Verwendung der erfindungsgemäßen hergestellten Legierung zur Herstellung von Druckgussbauteilen zum Gegenstand.This is inventively the method characterized in claim 1 achieved. In the claims 2 and 3 are preferred embodiments the method according to the invention specified. The claim 4 has the use of the produced according to the invention Alloy for the production of die-cast components.

Nach der Erfindung wird von einer handelsüblichen AlSi9Mg-Gusslegierung als Basislegierung ausgegangen, z. B. einer Gusslegierung die folgende Zusammensetzung aufweist: 9,0 bis 12,5 Gew.% Silizium, 0,1 bis 0,5 Gew.%, insbesondere mindestens 0,3 Gew.% Magnesium und maximal 0,25 Gew.%, insbesondere maximal 0,15 Gew.% Eisen, maximal 0,15 Gew.% Titan, maximal 0,10 Gew.% Zink, maximal 0,10 Gew.% Mangan, maximal 0,05 Gew.% Kupfer, wobei Aluminium den Rest bildet und die Verunreinigungen einzeln maximal 0,03 Gew.%, insgesamt maximal 0,1 Gew.% ausmachen.To The invention is characterized by a commercial AlSi9Mg casting alloy as Base alloy assumed, z. As a casting alloy, the following composition 9.0 to 12.5% by weight of silicon, 0.1 to 0.5% by weight, in particular at least 0.3% by weight of magnesium and not more than 0.25% by weight, in particular not more than 0.15% by weight of iron, not more than 0.15% by weight of titanium, not more than 0.10 % By weight of zinc, not more than 0.10% by weight of manganese, not more than 0.05% by weight of copper, wherein aluminum forms the remainder and the impurities individually not more than 0.03% by weight, totaling at most 0.1% by weight.

Vorzugsweise wird als Basislegierung folgende Legierung verwendet:
Si 9,0–12,5 Gew.%
Fe 0,15 Gew.%
Cu 0,02 Gew.%
Mn 0,10 Gew.%
Mg 0,10–0,45 Gew.%
Zn 0,07 Gew.%
Ti 0,15 Gew.%
sowie Al als Rest und Verunreinigungen einzeln maximal 0,03 Gew.%, insgesamt maximal 0,1 Gew.%. Das heißt, die bevorzugte Basislegierung entspricht einer Legierung nach DIN EN AB-43300, jedoch kann der Si-Gehalt statt 9,0 bis 10,0 Gew.% bei der Legierung nach dieser Norm erfindungsgemäß mehr als 10,0 Gew.% bis zu 12,5 Gew.% und der Mg-Gehalt statt 0,30 bis 0,45 Gew.% entsprechend dieser Norm erfindungsgemäß 0,10–0,45 Gew.% betragen.The following alloy is preferably used as the base alloy:
Si 9.0-12.5% by weight
Fe 0.15% by weight
Cu 0.02% by weight
Mn 0.10% by weight
Mg 0.10-0.45% by weight
Zn 0.07% by weight
Ti 0.15% by weight
and Al as the remainder and impurities individually a maximum of 0.03% by weight, in total not more than 0.1% by weight. That is, the preferred base alloy corresponds to an alloy according to DIN EN AB-43300, but the Si content instead of 9.0 to 10.0 wt.% In the alloy according to this standard according to the invention more than 10.0 wt.% Up to 12.5 wt.% And the Mg content instead of 0.30 to 0.45 wt.% According to this standard according to the invention 0.10-0.45 wt.% Be.

Die Basislegierung, auch mit mehr als 10,0 Gew.% Silizium bzw. weniger als 0,30 Gew.% Magnesium wird als Gusslegierung im Handel angeboten. Die Basislegierung wird dann in die gewünschte Druckgusslegierung übergeführt. Dazu wird die Basislegierung geschmolzen und innig mit der Vorlegierung vermischt, und zwar in einer solchen Menge, dass eine AlSi9MgMnSr-Druckgusslegierung der gewünschten, nachstehend angegebenen Zusammensetzung entsteht:
9,5 bis 11,5 Gew.% Silizium,
0,3 bis 1,0, insbesondere 0,4 bis 0,8 Gew.% Mangan,
0,1 bis 0,6, insbesondere 0,3 bis 0,5 Gew.% Magnesium,
max. 0,25 Gew.% Eisen,
maximal 0,15, vorzugsweise maximal 0,10 Gew.% Titan,
maximal 0,10, vorzugsweise maximal 0,08 Gew.% Zink,
maximal 0,05 Gew.% Kupfer,
50 bis 300, insbesondere 150 bis 250 ppm Strontium sowie
Aluminium als Rest und Verunreinigungen einzeln max. 0,03 Gew.%, insgesamt max. 0,1 Gew.%.The base alloy, also containing more than 10.0% by weight of silicon or less than 0.30% by weight of magnesium, is commercially available as a cast alloy. The base alloy is then converted into the desired diecasting alloy. For this purpose, the base alloy is melted and intimately mixed with the master alloy, in such an amount as to produce an AlSi9MgMnSr die casting alloy of the desired composition given below:
9.5 to 11.5 wt% silicon,
From 0.3 to 1.0, in particular from 0.4 to 0.8,% by weight of manganese,
0.1 to 0.6, in particular 0.3 to 0.5 wt.% Magnesium,
Max. 0.25% by weight iron,
not more than 0.15, preferably not more than 0.10% by weight of titanium,
not more than 0.10, preferably not more than 0.08% by weight of zinc,
not more than 0.05% by weight of copper,
50 to 300, especially 150 to 250 ppm strontium as well
Aluminum as remainder and impurities individually max. 0.03% by weight, in total max. 0.1% by weight.

Die Vorlegierung ist eine Aluminiumlegierung, die das gesamte Mangan, das gesamte Strontium sowie ggf. Eisen und ggf. das restliche Magnesium der herzustellenden Aluminium-Legierung enthält, also eine AlMnSr-Legierung, die zusätzlich ggf. Fe und/oder Mg enthält, d. h. z. B. eine AlMnSrFe-, AlMnSrMg- oder AlMnSrFeMg-Legierung.The Master Alloy is an aluminum alloy containing all manganese, the entire strontium and optionally iron and possibly the remaining magnesium contains the aluminum alloy to be produced, ie an AlMnSr alloy, the additional optionally contains Fe and / or Mg, d. H. z. An AlMnSrFe, AlMnSrMg or AlMnSrFeMg alloy.

Der Mangan-Gehalt der Vorlegierung wird dabei vorzugsweise derart gewählt, dass sich der Mangan-Gehalt in der herzustellenden Legierung in weiten Grenzen von 0,3 bis 1 Gew.% unter Berücksichtigung des Abbrandes in der Basislegierung einstellen lässt. Gleichermaßen wird der Strontium-Gehalt der Vorlegierung vorzugsweise so gewählt, dass der Strontium-Gehalt in der herzustellenden Legierung 50– 300, vorzugsweise 150–250 ppm beträgt.The manganese content of the master alloy is preferably selected such that the manganese content in the alloy to be produced within wide limits of 0.3 to 1 wt.% Under Berück view of the burnup in the base alloy. Similarly, the strontium content of the master alloy is preferably selected so that the strontium content in the alloy to be produced is 50-300, preferably 150-250 ppm.

Die so hergestellte Druckgusslegierung weist die gleichen Eigenschaften wie die handelsüblichen AlSi9MgMnSr-Druckgusslegierungen auf. Sie ist sowohl in gefügetechnischer Hinsicht wie in ihren dynamischen und statischen Eigenschaften den handelsüblichen AlSi9MgMnSr-Druckgusslegierungen zumindest gleichwertig.The Die-cast alloy produced in this way has the same properties like the commercial ones AlSi9MgMnSr-cast alloys on. It is both in joining technical Regard as in their dynamic and static properties the commercial AlSi9MgMnSr die-cast alloys at least equivalent.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, wirtschaftlich sinnvoll eine handelsübliche Basislegierung in eine hochwertige Druckgussvariante überzuführen, ohne metallurgische Probleme in Kauf zu nehmen. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Druckgusslegierung ist insbesondere im Kraftfahrzeug- und Motorenbau hervorragend verwendbar.With the method according to the invention Is it possible, economically reasonable a commercial base alloy in one to convert high quality die cast variant, without to accept metallurgical problems. The process according to the invention produced diecasting alloy is particularly useful in motor vehicle and engine construction outstandingly usable.

Claims (4)

Verfahren zur Herstellung einer Aluminium-Legierung folgender Zusammensetzung: 9,5 bis 11,5 Gew.% Silizium, 0,3 bis 1,0 Gew.% Mangan, 0,1 bis 0,6 Gew.% Magnesium, max. 0,25 Gew.% Eisen, max. 0,15 Gew.% Titan, max. 0,10 Gew.% Zink, max. 0,05 Gew.% Kupfer, 50–300 ppm Strontium, sowie Aluminium als Rest und Verunreinigungen einzeln max. 0,03 Gew.%, insgesamt max. 0,1 Gew.%, dadurch gekennzeichnet, dass einer erschmolzenen Aluminium-Basislegierung, die mindestens 9 Gew.% Silizium und zumindest einen Teil des Magnesiums der herzustellenden Aluminium-Legierung enthält, eine Aluminium-Vorlegierung, die das restliche Mangan, das gesamte Strontium sowie ggf. Eisen und ggf. Magnesium enthält, in einer solchen Menge beigegeben wird, dass eine Aluminium-Legierung der vorstehenden Zusammensetzung gebildet wird.Process for producing an aluminum alloy of the following composition: 9.5 to 11.5 wt.% Silicon, 0.3 to 1.0 wt.% Manganese, 0.1 to 0.6 wt.% Magnesium, max. 0.25% by weight iron, max. 0.15% by weight of titanium, max. 0.10% by weight of zinc, max. 0.05% by weight copper, 50-300 ppm strontium, and aluminum as balance and impurities individually max. 0.03% by weight, in total max. 0.1 wt.%, Characterized in that a molten aluminum base alloy containing at least 9 wt.% Silicon and at least a portion of the magnesium of the aluminum alloy to be produced, an aluminum master alloy containing the remaining manganese, the entire strontium and optionally iron and optionally magnesium, is added in an amount such that an aluminum alloy of the above composition is formed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die herzustellende Aluminium-Legierung 0,4 bis 0,8 Gew.% Mangan, 0,3 bis 0,5 Gew.% Magnesium und/oder 150 bis 250 ppm Strontium aufweist.Method according to claim 1, characterized in that that the aluminum alloy to be produced is from 0.4 to 0.8% by weight manganese, 0.3 to 0.5 wt.% Magnesium and / or 150 to 250 ppm strontium. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Basislegierung folgende Zusammensetzung aufweist: 9,0 bis 12,5 Gew.% Silizium, 0,1 bis 0,45 Gew.% Magnesium, max. 0,25 Gew.% Eisen, max. 0,15 Gew.% Titan, max. 0,10 Gew.% Zink, max. 0,10 Gew.% Mangan max. 0,05 Gew.% Kupfer, Aluminium als Rest und Verunreinigungen einzeln max. 0,03 Gew.%, insbesondere max. 0,1 Gew.%.Method according to claim 1 or 2, characterized the aluminum base alloy has the following composition: 9.0 up to 12.5% by weight of silicon, 0.1 to 0.45% by weight of magnesium, Max. 0.25% by weight iron, Max. 0.15% by weight of titanium, Max. 0.10% by weight Zinc, Max. 0.10% by weight of manganese Max. 0.05% by weight copper, aluminum as remainder and impurities individually Max. 0.03 wt.%, In particular Max. 0.1% by weight. Verwendung der nach einer der Ansprüche 1 bis 3 hergestellten Aluminium-Legierung als Druckgusslegierung.Use of according to one of claims 1 to 3 produced aluminum alloy as a die-cast alloy.
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