DE102009016111B4

DE102009016111B4 - Die castings from a hypereutectic aluminum-silicon casting alloy and process for its production

Info

Publication number: DE102009016111B4
Application number: DE200910016111
Authority: DE
Inventors: Olga Dipl.-Ing. Zak; Hennadiy Dr.-Ing. Zak; Babette Prof. Dr.-Ing. Tonn
Original assignee: Technische Universitaet Clausthal
Current assignee: Technische Universitaet Clausthal
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-04-04
Also published as: EP2236637A2; EP2236637A3; DE102009016111A1

Abstract

Druckgusskörper aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Gusslegierung mit mehr als 15 bis zu 25 Gew.-% Silizium, 0,005 bis 0,3 Gew.-% Zirkonium und mit insgesamt 0 bis 10 Gew.-% an weiteren Nebenlegierungsbestandteilen sowie ad 100 Gew.-% Aluminium, gekennzeichnet durch einen Gehalt in der Legierung an Calcium und/oder Strontium von je Element oder in Summe ab 0,001 bis kleiner 0,05 Gew.%, wobei der Gehalt an Phosphor kleiner als 0,002 Gew.-% und der Gehalt an Kohlenstoff kleiner als 0,0007 Gew.-% ist.Die casting of a hypereutectic aluminum-silicon casting alloy with more than 15 to 25 wt .-% silicon, 0.005 to 0.3 wt .-% zirconium and with a total of 0 to 10 wt .-% of other minor alloying constituents and ad 100 wt. % Aluminum, characterized by a content in the alloy of calcium and / or strontium of each element or in total from 0.001 to less than 0.05 wt.%, Wherein the content of phosphorus is less than 0.002 wt .-% and the content of Carbon is less than 0.0007% by weight.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgusskörper aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Gusslegierung mit mehr als 15 bis zu 25 Gew.-% Silizium und mit insgesamt 0 bis 10 Gew.-% an Nebenlegierungsbestandteilen sowie ad 100 Gew.-% Aluminium, ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgusskörpers aus dieser Legierung, die Calcium und/oder Strontium enthält Das Herstellungsverfahren ermöglichtdie prozesssichere und kosteneffektive Herstellung von verschleißbeanspruchten Aluminiumgussteilen im Druckguss.The The invention relates to a die cast body from a hypereutectic Aluminum-silicon casting alloy containing more than 15 to 25% by weight Silicon and with a total of 0 to 10 wt .-% of minor alloying constituents and ad 100 wt .-% aluminum, a process for the preparation of a Die-cast body from this alloy containing calcium and / or strontium The manufacturing process ermöglichtdie Process-reliable and cost-effective production of wear-stressed materials Cast aluminum parts in die-cast.

In letzter Zeit hat der Einsatz von übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen für verschleißbeanspruchte Bauteile, wie Zylinderkurbelgehäuse, Kolben, Pumpen, Kompressorgehäuse, Propeller erheblich zugenommen. Die gute Verschleißbeständigkeit von diesen Legierungen beruht auf der Anwesenheit von Primärsiliziumausscheidungen im Gefüge, die in einer vorteilhaften und möglichst homogenen Größenverteilung und geometrischen Form vorliegen sollen. Um dies zu erreichen, hat sich eine Feinung des Primärsiliziums mit Phosphor bewährt, welches in der Schmelze Keime erzeugt, an denen dann die primären Siliziumkristalle entstehen (Gießerei 78, 1991, Nr. 23, S. 848–852).In Recently, the use of hypereutectic aluminum-silicon alloys for wear-stressed Components, such as cylinder crankcases, Pistons, pumps, compressor housings, Propellers increased significantly. The good wear resistance of these alloys is due to the presence of primary silicon precipitates in the structure, which in a beneficial and possible homogeneous size distribution and geometric shape should be present. To achieve this, has become a refining of the primary silicon proven with phosphorus, which produces nuclei in the melt, then where the primary silicon crystals arise (foundry 78, 1991, No. 23, pp. 848-852).

Aus der EP 1 683 881 A1 ist eine verbesserte Al-Si-Legierung mit 6 bis 22 Gew.-% Si bekannt, die für die Druckgießverfahren entwickelt wurde. Zur Reduzierung der Klebeneigung liegt der Strontiumgehalt in dieser Legierung im Bereich von 0,05 bis 0,2 Gew.-% vor. Nachteilig wirkt sich jedoch aus, dass die im Patent EP 1 683 881 A1 angegebenen Strontiumgehalte eine ungewünschte Änderung der Morphologie des Primärsiliziums von polyedrisch auf sternförmig hervorrufen. Die weiteren Folgen sind eine merkbare Vergröberung der Primär siliziumkristalle und eine deutliche Abnahme des Volumenanteils dieser harten Phase im Gefüge.From the EP 1 683 881 A1 For example, an improved Al-Si alloy having 6 to 22 weight percent Si, which was developed for die casting processes, is known. To reduce tack, the strontium content in this alloy is in the range of 0.05 to 0.2 wt%. However, a disadvantage is that the in the patent EP 1 683 881 A1 Strontium levels indicated cause an undesirable change in the morphology of the primary silicon from polyhedral to star-shaped. The further consequences are a noticeable coarsening of the primary silicon crystals and a significant decrease in the volume fraction of this hard phase in the microstructure.

Aus der EP 1 978 120 A1 ist eine Aluminium-Silizium-Gusslegierung mit einem gezielt eingestellten, geringen Kohlenstoffgehalt von 0,0007 bis 0,1 Gew.-% bekannt. Diese Legierung besitzt eine gute Duktilität bei gleichzeitig geringer Korrosionsanfälligkeit.From the EP 1 978 120 A1 For example, an aluminum-silicon casting alloy having a targeted low carbon content of 0.0007 to 0.1 wt% is known. This alloy has a good ductility with low susceptibility to corrosion.

Die derzeit erforderliche hohe Gießtemperatur für übereutektische Al-Si-Legierungen von 760°C bis 800°C führt zu merklicher Abnahme der Viskosität der Schmelze und steigert erheblich die Gefahr des Herausspritzens aus der Form. Dies wird zusätzlich durch die hohe freiwerdende Kristallisationswärme bei der Ausscheidung von Primärsiliziumkristallen begünstigt. Die durch höhere Temperaturen geförderte Oxidation und Wasserstoffaufnahme führen darüber hinaus zur verstärkten Bildung von Oxideinschlüssen und Porositäten. Die relativ hohe Kristallisationstemperatur des Primärsiliziums in bekannten Aluminium-Silizium-Gusslegierungen für den Druckguss verstärkt die abrasive Wirkung der Primärsiliziumteilchen auf die Gießwerkzeuge und vermindert damit erheblich ihre Standzeit. All diese Faktoren setzen die Grenzen für die Verarbeitung der übereutektischen Al-Si-Legierungen mit dem Druckgießverfahren herab.The currently required high casting temperature for hypereutectic Al-Si alloys of 760 ° C up to 800 ° C leads to noticeable decrease in viscosity the melt and significantly increases the risk of spewing out out of form. This will be additional due to the high released heat of crystallization in the excretion of Primary silicon crystals favored. The higher Temperatures promoted Oxidation and hydrogen absorption also lead to increased formation of oxide inclusions and porosities. The relatively high crystallization temperature of the primary silicon in known aluminum-silicon casting alloys for the Reinforced die casting the abrasive action of the primary silicon particles on the casting tools and thus significantly reduces their service life. All these factors set the limits for the processing of the hypereutectic Al-Si alloys downcasting by die casting.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Legierung und ein Verfahren bereitzustellen, das eine prozesssichere und kosteneffektive Herstellung von verschleißbeanspruchten Aluminiumgussteilen im Druckguss ermöglicht.Of the Invention is based on the object, an alloy and a method to provide a process-reliable and cost-effective production of wear-stressed Aluminum castings in diecasting possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, nämlich durch gezielte Einstellung von Calcium und/oder Strontium in den übereutektischen Al-Si-Legierungen in wirksamen Mengen von ab 0,001 (≥ 0,001) Gew.-% bis kleiner 0,05 (< 0,05) Gew.-%, vorzugsweise bis < 0,04 Gew.-%, weiter vorzugsweise bis < 0,03 Gew.-%.These Task is achieved by the features of claim 1 are solved, namely by targeted adjustment of calcium and / or strontium in the hypereutectic Al-Si alloys in effective amounts of from 0,001 (≥ 0,001) Gew. -% to less than 0.05 (<0.05) Wt .-%, preferably to <0.04 Wt .-%, more preferably to <0.03 Wt .-%.

Der erfindungsgemäße Druckgusskörper ist eine solche mit den Hauptlegierungsbestandteilen Aluminium und Silizium, genauer mit Siliziumgehalten von > 15 Gew.-% bis ? 25 Gew.-%, sowie Zirkonium als Nebenlegierungsbestandteil in einer Menge von 0,005 bis 0,3 Gew.-%. Es handelt sich um eine übereutektische Legierung. Die Summe der Nebenlegierungsbestandteile soll dabei 18 Gew.-% und vorzugsweise 10 Gew.-% nicht überschreiten.Of the Die casting according to the invention is one with the main alloying components aluminum and silicon, more precisely with silicon contents of> 15 % By weight? 25 wt .-%, and zirconium as a minor alloying ingredient in an amount of 0.005 to 0.3% by weight. It is a hypereutectic alloy. The sum of the secondary alloy constituents should be 18% by weight and preferably not exceed 10 wt .-%.

Besonders vorteilhafte Druckgusslegierungen erhält man, wenn der Silizium-Gehalt über 16 Gew.-% und weiter vorzugsweise über 18 Gew.-% ist.Especially advantageous die-cast alloys are obtained when the silicon content above 16 wt .-% and more preferably about 18% by weight.

Für die Erfindung ist wesentlich, dass der Phosphorgehalt in der Legierung auf wenige ppm begrenzt ist. Es wurde gefunden, dass gerade die Vermeidung von Phosphor und der Einsatz von Calcium oder auch Strontium oder einer Kombination der Elemente Ca und Sr die gewünschten Effekte erbringt. Phosphorzusätze erhöhen die Kristallisationstemperatur des Primärsiliziums, was zu zwangsläufig höheren Gießtemperaturen und höheren Ausscheidungstemperaturen der abrasiven primären Siliziumteilchen führt. Der hohe Formverschleiß mit konventionellen übereutektischen Al-Si-Druckgusslegierungen kann daher auf den Zusatz von Phosphor zurückgeführt werden. Erfindungsgemäß wird daher der Gehalt an Phosphor kleiner als 0,002 Gew.-% (20 ppm) gehalten. Vorzugsweise übersteigt der Phosphorgehalt nicht 10 ppm und weiter vorzugsweise nicht 9 ppm, besonders bevorzugt nicht 7 ppm.For the invention is essential that the phosphorus content in the alloy is limited to a few ppm. It has been found that precisely the avoidance of phosphorus and the use of calcium or else strontium or a combination of the elements Ca and Sr brings about the desired effects. Phosphorus additives increase the crystallization temperature of the primary silicon, which inevitably leads to higher casting temperatures and higher precipitation temperatures of the abrasive primary silicon particles. The high formver Wear with conventional hypereutectic Al-Si die cast alloys can therefore be attributed to the addition of phosphorus. According to the invention, therefore, the content of phosphorus is kept less than 0.002 wt .-% (20 ppm). Preferably, the phosphorus content does not exceed 10 ppm and more preferably not 9 ppm, more preferably not 7 ppm.

Ferner wurde gefunden, dass es wesentlich ist, dass der Kohlenstoffgehalt möglichst gering ist. Durch nicht vollständig reine Ausgangsmaterialien eingeschleppter Kohlenstoff verschlechtert die Gießergebnisse. Der Kohlenstoffgehalt soll daher in der erfindungsgemäßen Legierung kleiner als 0,0007 Gew.-% sein.Further It was found that it is essential that the carbon content preferably is low. By not completely pure starting materials entrained carbon degraded the casting results. Of the Carbon content should therefore be in the alloy according to the invention less than 0.0007% by weight.

Die Ergebnisse der Erfinder zeigen, dass die Feinung und Ausbildungsform des Primärsiliziums in erfindungsgemäßen Druckguss-Legierungen durch Zirkoniumzusätze von 0,005 bis 0,3 Gew.-% deutlich verbessert wird, ohne die Ausscheidungstemperatur der primären Siliziumkristalle zu erhöhen. Dies liegt daran, dass die nach Zr-Zugabe in der Schmelze gebildeten Si2Zr-Teilchen weniger patent sind als AIP-Keime und eine merkliche Unterkühlung benötigen, um keinmwirksam zu werden.The Results of the inventors show that the refining and training of the primary silicon in die cast alloys according to the invention by zirconium additives from 0.005 to 0.3% by weight, without the precipitation temperature the primary To increase silicon crystals. This is because those formed in the melt after Zr addition Si2Zr particles are less patent than AIP germs and a noticeable one hypothermia need, to become ineffective.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Behandlung der übereutektischen Aluminium-Silizium-Schmelze durch Zusätze von Calcium oder Strontium in effektiven Zugabemengen bewirkt eine erhebliche Abnahme der Ausscheidungstemperatur des Primärsiliziums und macht es möglich, die Gießtemperaturen von übereutektischen Al-Si-Legierungen im Vergleich zum Stand der Technik deutlich zu reduzieren. Niedrige Gießtemperaturen und dementsprechend höhere Viskosität der Schmelze gewährleisten eine risikoarme Abwicklung des Druckgießverfahrens ohne Gefahr des Herausspritzens. Zusätzliche Vorteile sind die geringere thermische Belastung der Gießwerkzeuge und erhebliche Steigerung ihrer Standzeit. Der Formverschleiß wird deutlich herabgesetzt. Weiterhin sorgt die Verschiebung der Ausscheidungstemperatur des Primärsiliziums zum späteren Zeitpunkt dafür, dass diese harte Phase erst in der Druckgießform entsteht, so dass die längst bekannte abrasive Wirkung der harten Primärsiliziumkristalle auf die Gießwerkzeuge im neuen Verfahren entfällt.The provided according to the invention Treatment of the hypereutectic Aluminum-silicon melt by addition of calcium or strontium in effective amounts added causes a significant decrease in the excretion temperature of the primary silicon and makes it possible the casting temperatures of hypereutectic Al-Si alloys significantly compared to the prior art to reduce. Low casting temperatures and accordingly higher viscosity ensure the melt a low - risk handling of the pressure casting process without risk of Spouting. additional Advantages are the lower thermal load of the casting tools and considerable increase in their service life. The mold wear becomes clear reduced. Furthermore, the shift ensures the excretion temperature of the primary silicon later for this, that this hard phase arises only in the die, so that the a long time ago known abrasive effect of the hard primary silicon crystals on the casting tools deleted in the new process.

Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte kleinere Erstarrungsintervall der übereutektischen Al-Si-Legierungen trägt darüber hinaus zur deutlichen Verbesserung ihres Warmrissverhaltens bei, was besonders bei der Herstellung von monolithischen Motorblöcken im Druckguss wegen ihrer aufwändigen Verrippung von großem Vorteil ist.The with the method according to the invention achieved smaller solidification interval of over-eutectic Al-Si alloys goes beyond that to significantly improve their hot cracking behavior, which is especially in the manufacture of monolithic engine blocks in die casting because of their complex Ribbing of large Advantage is.

Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Calcium- bzw. Strontiumzugabe eine ausgezeichnete Gefügemodifizierung mit sich bringt. Die wesentlichen Merkmale der Gefügemodifizierung sind eine erhebliche Feinung und homogene Verteilung der Primärsiliziumteilchen und gleichzeitig eine gute Veredelung des Al-Si-Eutektikums. Dabei liegen die Primärsiliziumkristalle im Gefüge in der gewünschten polyedrischen Form vor. Die seit langem angestrebte kombinierte Feinung des Primärslilziums und Veredeltung des Al-Si-Eutektikums gewährleisten bekanntlich die beste Verschleißfestigkeit und führen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.It it has been found that the calcium or strontium addition according to the invention an excellent structure modification brings with it. The essential features of the structure modification are a significant refining and homogeneous distribution of the primary silicon particles and at the same time a good finishing of the Al-Si eutectic. there lie the primary silicon crystals in the structure in the desired polyhedral shape. The long-sought combined Refining the primary lime and refinement of the Al-Si eutectic are known to provide the best wear resistance and lead to improve the mechanical properties.

Grundsätzlich sind dem Fachmann geeignete Nebenlegierungselemente für Aluminium-Silizium-Legierungen, die im Druckguss zu technischen Komponenten weiterverarbeitet werden sollen, bekannt. Die Nebenlegierungskomponenten verleihen der Legierung spezielle Eigenschaften, die für die Gebrauchseignung wesentlich sind. In Weiterbildung der Erfindung sind als mögliche Nebenlegierungsbestandteile vorgesehen:
0 bis 6 Gew.-% Kupfer (Cu),
0 bis 1 Gew.-% Magnesium (Mg),
0 bis 2 Gew.-% Eisen (Fe),
0 bis 3 Gew.-% Nickel (Ni),
0 bis 0,3 Gew.-% Chrom (Cr),
0 bis 1 Gew.-% Mangan (Mn),
0 bis 3 Gew.-% Zink (Zn),
0 bis 0,5 Gew.-% Cobalt (Co),
0 bis 0,3 Gew.-% Titan (Ti),
0 bis 0,1 Gew.-% Bor (B),
0 bis 0,1 Gew.-% Vanadium (V).In principle, suitable secondary alloy elements for aluminum-silicon alloys which are to be further processed by die casting into technical components are known to the person skilled in the art. The minor alloying components impart special properties to the alloy which are essential for usability. In development of the invention are provided as possible secondary alloy components:
0 to 6% by weight of copper (Cu),
0 to 1% by weight of magnesium (Mg),
0 to 2% by weight of iron (Fe),
0 to 3 wt .-% nickel (Ni),
0 to 0.3% by weight of chromium (Cr),
0 to 1 wt .-% manganese (Mn),
0 to 3% by weight of zinc (Zn),
0 to 0.5% by weight of cobalt (Co),
0 to 0.3% by weight of titanium (Ti),
0 to 0.1% by weight boron (B),
0 to 0.1% by weight of vanadium (V).

Von diesen Bestandteilen können einzelne oder mehrere zugefügt werden.From these ingredients can single or multiple added become.

An Verunreinigungselementen sollten insgesamt nicht mehr als 0,6 Gew.-% in der Legierung vorhanden sein, um unkontrollierbare Effekte auf die Eigenschaften der Legierung ausschließen zu können. Verunreinigungselemente sind hier insbesondere Sn, Pb, Bi und Sb. Besonders ist darauf zu achten, dass der Antimongehalt unter 0,01 Gew.-% liegt, da höhere Gehalte die Wirkung von Ca und Sr beeinträchtigen.In total, no more than 0.6% by weight of impurity elements should be present in the alloy in order to prevent uncontrollable effects on the properties of the alloy. Impurity elements are here in particular Sn, Pb, Bi and Sb. Particular care should be taken that the anti mongehalt less than 0.01 wt .-%, since higher levels affect the effect of Ca and Sr.

Vorzugsweise sind in dem Gefüge der erfindungsgemäßen Druckgusskörper Primärsiliziumkristalle in vorwiegend polyedrischer Form vorhanden. Sternförmige Primärsiliziumkristalle sollten nicht oder nur in geringer Menge vorhanden sein.Preferably are in the fabric the diecast body according to the invention primary silicon crystals in predominantly polyhedral form. Star shaped primary silicon crystals should not be present or only in small quantities.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Primärsiliziumkristalle im Gefüge einen mittleren Durchmesser (= (maximale Ausdehnung des Teilchens + minimale Ausdehnung des Teilchens)/2) von 50 μm, vorzugsweise 20 μm, weiter vorzugsweise 10 μm und besonders bevorzugt 7 μm nicht überschreiten, bzw. im Mittel nicht überschreiten.Farther it is preferred that the primary silicon crystals in the structure a mean diameter (= (maximum expansion of the particle + minimum expansion of the particle) / 2) of 50 μm, preferably 20 μm, further preferably 10 μm and more preferably 7 μm do not exceed or on average do not exceed.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer im Druckguss verarbeitbaren übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung mit Calcium- und/oder Strontium-Zugabe.The The invention further comprises a method for producing a die-castable hypereutectic Aluminum-silicon alloy with calcium and / or strontium addition.

Die Aufgabe der Erfindung wird daher auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgusskörpers, bei welchem eine übereutektische Al-Si-Legierung mit einem Gehalt an Calcium und/oder Strontium von je Element oder in Summe ab 0,001 bis kleiner 0,05 Gew.-% (?0,001 bis < 0,05 Gew.-%), einem Gehaltan Phosphor kleiner als 0,002 Gew.-% und einem Gehalt an Kohlenstoff kleiner als 0,0007 Gew.-% mit Formfüllzeiten von 10 bis 300 Millisekunden im Druckguss verarbeitet wird, wobei die Ausscheidung des Primärsiliziums erst in der Gießform erfolgt.The The object of the invention is therefore also achieved by a method for Production of a die cast body, in which a hypereutectic Al-Si alloy with a content of calcium and / or strontium of each element or in total from 0.001 to less than 0.05% by weight (0,00 0.001 to <0.05% by weight), one Content of phosphorus less than 0.002 wt .-% and a content of carbon less than 0.0007 wt% with mold fill times of 10 to 300 milliseconds is processed by die casting, the excretion of the primary silicon first in the mold he follows.

Je nach Siliziumgehalt kann die Temperatur der Schmelze in der Gießkammer ca. zwischen 670°C und 700°C liegen.ever According to silicon content, the temperature of the melt in the casting chamber can be approx. between 670 ° C and 700 ° C lie.

Die übereutektischen Al-Si-Legierungen mit Siliziumgehalten von über 15 bzw. 16 oder 18 Gew.-% zeichnen sich durch breite Erstarrungsintervalle aus. Daher benötigen sie kurze Formfüllzeiten und raschen Druckaufbau bei Formfüllende, um vorzeitige Erstarrung zu vermeiden und maximale Porenverdichtung zu erzielen.The hypereutectic Al-Si alloys with silicon contents of over 15 or 16 or 18 wt .-% draw characterized by wide solidification intervals. Therefore they need short mold filling times and rapid pressure build-up at mold filling, premature solidification to avoid and to achieve maximum pore compression.

Die genaue Zusammensetzung der übereutektischen Al-Si-Legierung ist dabei bevorzugt wie oben beschrieben.The exact composition of the hypereutectic Al-Si alloy is preferred as described above.

In Weiterbildung der Erfindung kann das Calcium in Form einer Calcium-Vorlegierung und/oder das Strontium in Form einer Strontium-Vorlegierung zugefügt wird, wofür insbesondere AlCa10, AlSr90 und AlSr10 verwendet werden.In Further development of the invention, the calcium in the form of a calcium master alloy and / or the strontium is added in the form of a strontium master alloy, for what, in particular AlCa10, AlSr90 and AlSr10.

Obwohl bereits im Gusszustand gute mechanische Werte vorhanden sind, können aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestellte Gussteile allen Wärmebehandlungen unterzogen werden. In Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das Druckgussteil nach dem Gießen einer Wärmebehandlung, einer mechanischen Bearbeitung , einer Honoperation oder einer Kombination mehrerer Behandlungen unterzogen wird.Even though already in the casting state good mechanical values are present, can the alloy according to the invention castings produced all heat treatments be subjected. In development of the invention is therefore intended that the die casting after casting a heat treatment, a mechanical Processing, a honing operation or a combination of several Undergoing treatments.

Die Gusshaut der erfindungsgemäßen Legierung kann durch rasche Erstarrung beim Druckgießverfahren an Primärsilizium verarmt sein. Daher kann die an Primärsilizium verarmte Randzone entfernt werden. Dies kann z. B. durch mechanische Bearbeitung oder auch durch Honoperation erfolgen.The Casting skin of the alloy according to the invention can be due to rapid solidification during die casting of primary silicon to be impoverished. Therefore, the primary silicon depleted edge zone be removed. This can be z. B. by mechanical processing or also done by honing operation.

Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich auch gelöst durch die Verwendung eines verschleißfesten Erzeugnisses nämlich eines mit dem erfindungsgemäßen Druckguss-Verfahren hergestellten Druckgussteils für ein technisches Bauteil, insbesondere einen Kolben, ein Zylinderkurbelgehäuse, eine Laufbuchse, einen Propeller, ein Propellerblatt, eine Pumpe, ein Pumpengehäuse, ein Kompressorgehäuse, einen Motorblock, bzw. allgemein ein Maschinen- oder Geräteteil.The The object of the invention is finally solved by the use of a wear-resistant product namely one with the die-casting method according to the invention manufactured die casting for a technical component, in particular a piston, a cylinder crankcase, a Bushing, a propeller, a propeller blade, a pump, a Pump housing, a compressor housing, an engine block, or generally a machine or device part.

Unter Bezugnahme auf die Abbildungen soll die Erfindung anhand eines Beispiels noch näher erläutert werden, ohne dass die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt wäre.Under Referring to the figures, the invention is by way of example even closer be explained without the invention being limited to this example.

1 zeigt einen im Druckgießverfahren abgegossenen Probekörper; 1 shows a discharged by die casting test specimen;

2 zeigt die Abkühlungskurven einer Legierung AlSi17Cu4Mg mit 50 ppm Phosphor und einer erfindungsgemäßen Legierung Al-Si17Cu4Mg mit 70 ppm Calcium; 2 shows the cooling curves of an alloy AlSi17Cu4Mg with 50 ppm of phosphorus and an alloy according to the invention Al-Si17Cu4Mg with 70 ppm calcium;

3 zeigt das Mikrogefüge einer erfindungsgemäßen Legierung AlSi17Cu4Mg unter Zugabe von 70 ppm Calcium, × 500. 3 shows the microstructure of an alloy according to the invention AlSi17Cu4Mg with the addition of 70 ppm calcium, × 500.

Beispielexample

Stellvertretend für die große Gruppe der übereutektischen Al-Si-Gusslegierungen wurden die Legierungen der Gruppe AlSi17Cu4Mg ausgewählt. Die Versuchslegierungen mit Calcium und mit Phosphor wurden in einem elektrisch beheizten Tiegelofen hergestellt. Die Zugabe von Calcium erfolge mit Hilfe der handelsüblichen Vorlegierung AlCa10. Die Zugabe von Phosphor zur Vergleichslegierung erfolgte mit Draht-Vorlegierung AlCu20P1,4. Die Gießversuche wurden an der Druckgießmaschine GDK 750 (Fa. Müller Weingarten (Deutschland)) mit einer Gießgeschwindigkeit von 50 m/s durchgeführt. Die Gießtemperatur betrug 700°C und die Kokillentemperatur lag bei 180°C. Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einwandfrei abgegossene Probekörper ist in 1 gezeigt.Representing the large group of hypereutectic Al-Si cast alloys, AlSi17Cu4Mg alloys were selected. The test alloys with calcium and with phosphorus were produced in an electrically heated crucible furnace. The addition of calcium successes using the commercial master AlCa10 alloy. The addition of phosphorus to the comparative alloy was carried out with wire master alloy AlCu20P1,4. The casting tests were carried out on the GDK 750 die casting machine (Müller Weingarten (Germany)) with a casting speed of 50 m / s. The casting temperature was 700 ° C and the mold temperature was 180 ° C. The properly discharged with the inventive method test specimen is in 1 shown.

Die Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der untersuchten Legierungen.The Table 1 shows the composition of the alloys studied.

Tabelle 1. Zusammensetzung der Al-Si-Gusslegierungen, Gew.-% Si Ca P Cu Ni Mg Fe Mn Cr Ti Zr Erf. Leg 16,5 0,007 0,0009 3,7 0,02 0,6 0,18 0,14 0,03 0,07 0,005 Leg. Gem. Stand der Technik 16,5 0,0009 0,005 3,9 0,03 0,6 0,16 0,16 0,04 0,05 - Table 1. Composition of Al-Si Cast Alloys, wt% Si Ca P Cu Ni mg Fe Mn Cr Ti Zr Req. Leg 16.5 0,007 0.0009 3.7 0.02 0.6 0.18 0.14 0.03 0.07 0.005 Leg. Gem. State of the art 16.5 0.0009 0.005 3.9 0.03 0.6 0.16 0.16 0.04 0.05 -

2 stellt die gießtechnologischen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik überzeugend dar. Die Absenkung der Ausscheidungstemperatur des Primärsiliziums um 27°C durch Behandlung der Schmelze mit 70 ppm Calcium ist deutlich zu sehen. 2 represents the casting technology advantages of the method according to the invention over the prior art convincing dar. The reduction of the excretion temperature of the primary silicon by 27 ° C by treatment of the melt with 70 ppm of calcium is clearly visible.

Im Mikrogefüge der mit dem neuen Verfahren abgegossenen Legierung wurde gleichzeitig eine gute Veredelung und eine gute Feinung des Primärsiliziums (7 um) erreicht, 3.In the microstructure of the alloy cast by the new process, a good finish and a fine refining of the primary silicon (7 μm) was achieved at the same time. 3 ,

Claims

Die-cast body from a hypereutectic Aluminum-silicon casting alloy with more than 15 up to 25% by weight of silicon, 0.005 to 0.3% by weight Zirconium and with a total of 0 to 10 wt .-% of other secondary alloying constituents and ad 100 wt .-% aluminum, characterized by a content in the alloy of calcium and / or strontium of each element or in total from 0.001 to less than 0.05% by weight, the content of phosphorus less than 0.002 wt .-% and the content of carbon less than Is 0.0007% by weight.

Die-cast body according to claim 1, characterized in that as secondary alloying ingredient at least one of the following elements is present in the alloy is: 0 to 6% by weight of copper (Cu), 0 to 1 wt .-% magnesium (Mg), 0 to 2% by weight of iron (Fe), 0 to 3 wt .-% nickel (Ni) 0 to 0.3% by weight of chromium (Cr), 0 to 1 wt .-% manganese (Mn), 0 to 3% by weight of zinc (Zn), 0 to 0.5 wt .-% cobalt (Co) 0 to 0.3% by weight of titanium (Ti), 0 to 0.1% by weight boron (B), 0 to 0.1% by weight of vanadium (V).

Die-cast body according to claim 1 or 2, characterized in that impurity elements in total, in a content of not more than 0.6% by weight in the alloy available.

Die-cast body according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the primary silicon crystals in the structure a average diameter of 50 microns do not exceed.

Die-cast body according to one of the claims 1 to 4, characterized in that in the structure of primary silicon crystals in polyhedral Form are present.

Process for producing a die-cast body according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the hypereutectic Al-Si alloy with Formfüllzeiten from 10 to 300 milliseconds is processed by die casting, wherein the excretion of the primary silicon first in the mold he follows.

Method according to Claim 6, characterized that the calcium in the form of a calcium master alloy and / or the Strontium in the form of a strontium master alloy is added, in particular AlCa10, AlSr90 and AlSr10 are used.

Method according to claim 6 or 7, characterized that the die casting after casting a heat treatment, a mechanical Processing or a honing operation is subjected.

Use of a method according to one of claims 6 to 8 available Diecast body for, technical Components, in particular pistons, cylinder crankcases, liners, propellers, Propeller blades, pump, Pump housing, Compressor housing Engine block, a machine or equipment parts.