-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung, die in Fahrzeugteilen verwendet wird, die Verschleißfestigkeit und Selbstschmierfähigkeit erfordern können, und ein Verfahren zum Vorbereiten der Aluminiumlegierung. Insbesondere ist die Aluminiumlegierung mit einer komplexen Mikrostruktur geliefert, die verschleißfeste harte Partikel und selbstschmierende weiche Partikel enthalten kann.
-
HINTERGRUND
-
Als verschleißfeste Aluminiumlegierung für Kraftfahrzeugteile wird im Allgemeinen eine hypereutektische Aluminium-Eisen-Legierung (Al-Fe-Legierung) verwendet, die ca. 13,5 bis ca. 18 Gew.-% oder insbesondere ca. 12 Gew.-% oder mehr Silizium (Si) und ca. 2 bis ca. 4 Gew.-% Kupfer (Cu) enthält. Da solch eine herkömmliche hypereutektische Al-Fe-Legierung eine Mikrostruktur mit primären festen Siliziumpartikeln (Si-Partikeln) aufweist, kann dieselbe im Vergleich zu nur Al-Fe-Legierungen eine verbesserte Verschleißfähigkeit aufweisen und folglich kann dieselbe im Allgemeinen in Fahrzeugteilen verwendet werden, die Verschleißfähigkeit erfordern, wie beispielsweise Schaltgabeln, Heckverkleidungen, Taumelscheiben und Ähnliches.
-
Ein Beispiel handelsüblicher Legierungen kann eine Legierung vom Typ R14 (Ryobi Corporation, Japan), eine Legierung vom Typ K14, die der R14-Legierung ähnelt, und eine Legierung vom Typ A390 enthalten, die für Monoblöcke oder Aluminiumauskleidungen verwendet wird.
-
Da solche hypereutektischen Legierungen eine große Menge Silizium (Si) enthalten, kann jedoch die Gießbarkeit derselben herabgesetzt werden, das Abstimmen der Größe und der Verteilung der Siliziumpartikel schwierig sein und die Schlagbiegefestigkeit derselben verringert werden. Zudem können die Herstellungskosten höher als die von anderen Aluminiumlegierungen sein, da dieselben speziell entwickelte Legierungen sind.
-
Indessen kann eine Al-Sn-Legierung ein anderes Beispiel einer selbstschmierenden Aluminiumlegierung für Fahrzeugteile sein. Da die Al-Sn-Legierung ca. 8 bis ca. 15 Gew.-% Zinn (Sn) enthält, können selbstschmierende weiche Zinnpartikel (Sn-Partikel) mit einer Mikrostruktur ausgebildet werden, wobei dadurch die Reibung verringert wird. Daher kann diese Al-Sn-Legierung als Basiswerkstoff für Metalllager verwendet werden, die bei Verbindungen mit einem hohen Reibungskontakt verwendet werden. Diese Al-Sn-Legierung kann jedoch eine verringerte Festigkeit von ca. 150 MPa oder weniger aufweisen, obwohl die Festigkeit derselben durch den Siliziumgehalt (Si-Gehalt) verbessert werden kann. Daher kann solch eine Al-Sn-Legierung nicht für strukturelle Teile eines Fahrzeugs verwendet werden.
-
Die oben als eine verwandte Technik der vorliegenden Erfindung gelieferte Beschreibung dient lediglich zum Unterstützen des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollte nicht ausgelegt werden in der verwandten Technik enthalten zu sein, die jemandem mit technischen Fähigkeiten bekannt ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung kann folglich eine technische Lösung zu den oben beschriebenen Problemen liefern. Insbesondere liefert die vorliegende Erfindung eine neuartige verschleißfeste Aluminiumlegierung mit einer hohen Festigkeit und einer komplexen Mikrostruktur, die sowohl harte Partikel als auch weiche Partikel enthalten kann. Daher kann die neuartige Legierung sowohl die Verschleißfestigkeit von einer hypereutektischen Al-Fe-Legierung als auch die Selbstschmierfähigkeit von einer Al-Sn-Legierung aufweisen.
-
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine verschleißfeste Aluminiumlegierung mit einer komplexen Mikrostruktur Folgendes enthalten: einen Bereich von ca. 19 bis 27 Gew.-% Zink (Zn); einen Bereich von ca. 3 bis 5 Gew.-% Zinn (Sn); einen Bereich von ca. 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe); und einen Ausgleich bzw. Rest aus Aluminium (Al). Die verschleißfeste Aluminiumlegierung kann ferner einer Bereich von ca. 1 bis 3 Gew.-% Kupfer (Cu) enthalten. Die verschleißfeste Aluminiumlegierung kann auch einen Bereich von ca. 0,3 bis 0,8 Gew.-% Magnesium (Mg) enthalten. Zudem kann die verschleißfeste Aluminiumlegierung ferner einen Bereich von ca. 1 bis 3 Gew.-% Kupfer (Cu) und einen Bereich von ca. 0,3 bis 0,8 Gew.-% Magnesium (Mg) enthalten.
-
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine verschleißfeste Aluminiumlegierung mit einer komplexen Mikrostruktur Folgendes enthalten: einen Bereich von ca. 19 bis 27 Gew.-% Zink (Zn); einen Bereich von ca. 3 bis 5 Gew.-% Bismut (Bi); einen Bereich von ca. 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe); und einen Rest aus Aluminium (Al).
-
Es ist klar, dass Gewichtsprozent von Legierungsbestandteilen, die hierin offenbar sind, auf dem Gesamtgewicht der Legierung basieren, sofern nicht anderweitig angegeben.
-
Die Erfindung liefert auch die obigen Legierungen, die im Wesentlichen aus oder aus den offenbarten Werkstoffen bestehen. Beispielsweise ist eine Legierung geliefert, die im Wesentlichen aus oder aus 19 bis 27 Gew.-% Zink (Zn), 3–5 Gew.-% Zinn (Sn), 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe), 1 bis 3 Gew.-% Kupfer (Cu) und einem Rest aus Aluminium (Al) besteht. In einem anderen Aspekt ist eine Legierung geliefert, die im Wesentlichen aus oder aus 19 bis 27 Gew.-% Zink (Zn), 3–5 Gew.-% Zinn (Sn), 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe), 1 bis 3 Gew.-% Kupfer (Cu), 0,3 bis 0,8 Gew.-% Magnesium und einem Rest aus Aluminium (Al) besteht. In noch einem anderen Aspekt ist eine Legierung geliefert die im Wesentlichen aus oder aus 9 bis 27 Gew.-% Zink (Zn), 3–5 Gew.-% Bismut (Bi), 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe) und einem Rest aus Aluminium (Al) besteht.
-
Ferner sind Fahrzeuge und Fahrzeugteile geliefert, die eine oder mehrere der hierin offenbarten Legierungen aufweisen. Bevorzugt sind Kraftfahrzeugteile, die eine Legierung aufweisen, die hierin offenbart ist.
-
Andere Aspekte der Erfindung sind unten offenbart.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die oben erwähnten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung eindeutiger verständlich, in der:
-
1 einen beispielhaften Graph veranschaulicht, der eine Korrelation zwischen einem Reibungskoeffizienten und einer Menge an Sn oder Zn, die weiche Partikel bilden können, in einer komplexen Mikrostruktur der Beispiele und Vergleichsbeispiele nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z. B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
-
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
-
Sofern nicht speziell angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, ist der Ausdruck „ca.”, wie hierin verwendet, als innerhalb eines Bereiches einer normalen Toleranz in der Technik, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwertes, zu verstehen. „Ca.” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext klar, sind alle hierin gelieferten numerischen Werte durch den Ausdruck „ca.” modifiziert.
-
Nachstehend werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben werden.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Aluminiumlegierung mit einer komplexen Mikrostruktur, die eine Aluminiummatrix mit sowohl harten Partikeln als auch weichen Partikeln aufweisen kann.
-
Bei bestimmen Beispielen herkömmlicher Legierungen können Legierungselemente zum Bilden selbstschmierender Partikel Zinn (Sn), Blei (Pb), Bismut (Bi) und Zn enthalten. Da diese Legierungselemente mit Aluminium nicht chemisch reagieren können, können keine intermetallischen Verbindung erzeugt werden und keine Phasentrennung auftreten. Ferner können diese Legierungselemente einen im Wesentlichen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen und folglich unter einer starken Reibungsbedingung teilweise schmelzen, um einen Schmierfilm zu bilden, und liefern dadurch eine Aluminiumlegierung mit Selbstschmierfähigkeit.
-
Unter den oben erwähnten Legierungselementen kann Blei (Pb) das geeignetste Elemente zum Bilden selbstschmierender Partikel hinsichtlich der Selbstschmierfähigkeit und Kosten sein. Blei (Pb) ist jedoch als ein schädliches Metallelement klassifiziert und in einer Fahrzeugindustrie verboten. Daher kann anstelle des Bleis (Pb) Zinn (Sn) oder alternativ Bismut (Bi) verwendet werden. Zudem kann im Vergleich zu Zinn (Sn) und Bismut (Bi) Zink (Zn) aufgrund seines hohen Schmelzpunktes nachteilig sein, der die Selbstschmierfähigkeit herabsetzen kann. Indessen kann Zn in einer im Wesentlichen großen Menge aufgrund der geringen Kosten desselben hinzugefügt werden. Zink (Zn) kann daher teilweise als ein Legierungselement zum Bilden weicher Partikel verwendet werden, um kostspieliges Zinn (Sn) oder Bismut (Bi) zu ersetzen, und verbessert dadurch die Kostenwettbewerbsfähigkeit eines Werkstoffes.
-
In einer beispielhaften Ausführungsform können Legierungselemente zum Bilden harter Partikel Silizium (Si) und Eisen (Fe) enthalten. Silizium (Si) oder Eisen (Fe) kann eine eutektische Reaktivität mit Aluminium (Al) aufweisen und winkelförmige harte Partikel bilden, wenn dieselben in einer vorbestimmten Mindestmenge oder mehr hinzugefügt werden. Bei beispielhaften Aluminiumlegierungen kann Silizium (Si) harte Partikel bilden, wenn Si einer Al-Fe-Zweistofflegierung in einer Menge von ca. 12,6 Gew.-% oder mehr hinzugefügt wird. Anschließend können primäre feste Siliziumpartikel (Si-Partikel) gebildet werden, wobei dadurch die Legierung mit Verschleißfähigkeit versehen wird. Wenn Silizium (Si) zusammen mit Zink (Zn) hinzugefügt wird, das ein Element zum Bilden weicher Partikel ist, kann jedoch der Gehalt an Silizium (Si) abhängig von dem Gehalt an Zink (Zn) variieren. Wenn der Gehalt an Zink (Zn) ca. 10 Gew.-% beträgt, wird Silizium (Si) beispielsweise in einer Menge von mindestens 7 Gew.-% bis höchstens 14 Gew.-% hinzugefügt. Wenn Silizium (Si) in einer Menge von weniger als mindestens 7 Gew.-% hinzugefügt wird, können keine harten Partikel gebildet werden; und wenn Silizium (Si) in einer Menge von mehr als höchstens 14 Gew.-% hinzugefügt wird, kann eine erhebliche Menge harter Partikel gebildet werden, wobei dadurch die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit der Legierung herabgesetzt werden.
-
In Al-Fe-Legierungen kann Eisen (Fe) als eine Verunreinigung bestehen. In Al-Fe-Zweistofflegierungen, die kein Silizium (Si) enthalten, können jedoch, wenn Eisen (Fe) in einer Menge von ca. 0,5 Gew.-% oder mehr oder weniger als 3 Gew.-% hinzugefügt wird, Al-Fe-basierte Partikel einer intermetallischen Verbindung gebildet werden, wobei folglich die Legierung mit Verschleißfestigkeit versehen wird. Im Gegensatz dazu können Al-Fe-basierte Partikel einer intermetallischen Verbindung übermäßig gebildet werden, wenn Eisen (Fe) in einer Menge von 3 Gew.-% oder mehr hinzugefügt wird, wobei dadurch die mechanischen Eigenschaften der Legierung herabgesetzt werden und der Schmelzpunkt derselben erhöht wird.
-
In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen können Legierungselemente zum Verbessern der Festigkeit von Aluminiumlegierungen Kupfer (Cu) und Magnesium (Mg) enthalten. Kupfer (Cu) kann intermetallische Verbindungen durch eine Reaktion mit Aluminium (Al) bilden und die Festigkeit einer Aluminiumlegierung verbessern. Die Effekte von Kupfer (Cu) können abhängig von dem Kupfergehalt (Cu-Gehalt), den Gieß-/Abkühlbedingungen oder Wärmebehandlungsbedingungen variieren. Magnesium (Mg) kann intermetallische Verbindungen durch eine Reaktion mit Silizium (Si) oder Zink (Zn) bilden und die Festigkeit der Aluminiumlegierung verbessern. Ebenso wie Kupfer (Cu), können die Effekte von Magnesium (Mg) abhängig von dem Magnesiumgehalt (Mg-Gehalt), den Gieß-/Abkühlbedingungen oder Wärmebehandlungsbedingungen variieren.
-
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung in detaillierten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden.
-
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Aluminiumlegierung Folgendes enthalten: einen Bereich von ca. 19 bis 27 Gew.-% Zink (Zn); einen Bereich von ca. 3 bis 5 Gew.-% Zinn (Sn); einen Bereich von ca. 1 bis 3 Gew.-% Kupfer (Cu); einen Bereich von ca. 0,3 bis 0,8 Gew.-% Magnesium (Mg); einen Bereich von ca. 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe) zum Bilden harter Partikel; und einen Rest aus Aluminium (Al) als Hauptbestandteil. Wenn Zink (Zn) in einer Menge von weniger als ca. 19 Gew.-% hinzugefügt wird, kann insbesondere eine unzureichende Menge weicher Zn-Partikel gebildet werden und folglich kann keine ausreichende Selbstschmierfähigkeit der Aluminiumlegierung erhalten werden. Wenn Zink (Zn) in einer Menge von mehr als ca. 27 Gew.-% hinzugefügt wird, kann die Solidus-Linie der Aluminiumlegierung im Wesentlichen niedrig sein, wobei dadurch die Gießbedingungen herabgesetzt werden.
-
Zinn (Sn) kann eine höhere Selbstschmierfähigkeit, aber höhere Kosten als Zink (Zn) aufweisen. Wenn Zinn (Sn) in einer Menge von weniger als ca. 3 Gew.-% hinzugefügt wird, können insbesondere weiche Sn-Partikel nicht ausreichend gebildet werden und die Selbstschmierfähigkeit von weichen Zn-Partikeln kann nicht ausreichend erhalten werden. Wenn Zinn (Sn) in einer Menge von mehr als 5 Gew.-% hinzugefügt wird, kann die reibungsverringernde Wirkung der Legierung während Fahrzuständen im Vergleich zu steigenden Kosten von Sn geringfügig sein und folglich kann die Menge an Zinn (Sn) hinsichtlich der Kosteneffizienz begrenzt sein.
-
Wenn Eisen (Fe) zum Bilden harter Partikel in einer Menge von weniger als ca. 0,6 Gew.-% hinzugefügt wird, können zudem Al-Fe-basierte Partikel einer intermetallischen Verbindung in Form von harten Partikeln nicht ausreichend gebildet werden, beispielsweise etwa weniger als ca. 0,5%, und folglich kann die Aluminiumlegierung keine ausreichende Verschleißfestigkeit aufweisen. Wenn Eisen (Fe) in einer Menge von mehr als ca. 2,0 Gew.-% hinzugefügt wird, kann die Liquidus-Linien-Temperatur, bei der Al-Fe-basierte harte Partikel gebildet werden, im Wesentlichen ansteigen, beispielsweise höher als ca. 750°C, wobei dadurch die Gießbarkeit herabgesetzt wird und Partikel der metallischen Verbindung vergröbert werden.
-
Kupfer (Cu) kann die mechanischen Eigenschaften einer Aluminiumlegierung verbessern und Kupfer (Cu) kann in einer Menge von ca. 1 Gew.-% oder mehr hinzugefügt werden. Wenn Kupfer (Cu) in einer Menge von mehr als 3 Gew.-% hinzugefügt wird, können jedoch intermetallische Verbindungen mit anderen Elementen erzeugt werden und folglich können die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung herabgesetzt werden. Daher kann die Menge an Cu begrenzt sein. Alternativ kann Magnesium (Mg) anstelle von Kupfer (Cu) in einer Menge von ca. 0,3 Gew.-% oder mehr hinzugefügt werden und folglich können die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung zusätzlich verbessert werden. Wenn Magnesium (Mg) in einer Menge von mehr als ca. 0,8 Gew.-% hinzugefügt wird, können jedoch Verbindungen mit verringerten mechanischen Eigenschaften erzeugt werden. Daher kann die Menge an Mg begrenzt sein.
-
Die Charakteristiken einer geringen Reibung von Al-Zn-Sn-Legierungen in Bezug auf weiche Partikel nach einer beispielhaften Legierung der vorliegenden Erfindung wurden evaluiert. Wie in 1 gezeigt, wurden beispielhafte Al-Zn-Sn-Legierungen der Beispiele 1 bis 3 und Vergleichbeispiele 1 und 2 vorbereitet, während der jeweilige Gehalt an Zn und Sn verändert wurde, und dann wurden die Veränderungen des Reibungskoeffizienten in Bezug auf jede Al-Zn-Sn-Legierung gemessen. Wenn Sn in einer Menge von ca. 3 Gew.-% in den Al-3Sn-19Zn-Legierungen der Beispiele 1 bis 3 hinzugefügt wird, können folglich ausreichende Charakteristiken einer geringen Reibung, beispielsweise ein Reibungskoeffizient von ca. 0,150 oder weniger, erhalten werden. Wenn Sn in einer Menge von ca. 3 Gew.-% in den Al-3Sn-17Zn-Legierungen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 hinzugefügt wird, können jedoch keine ausreichenden Charakteristiken einer geringen Reibung erhalten werden. Daher können ausreichende Charakteristiken einer geringen Reibung nur erhalten werden, wenn Zn in einer Menge von ca. 19 Gew.-% oder mehr mit dem Mindestgehalt an Sn von ca. 3 Gew.-% hinzugefügt wird. Ferner können ausreichende Charakteristiken einer geringen Reibung selbst dann erhalten werden, wenn der jeweilige Gehalt an Sn und Zn zunimmt.
-
Anschließend wurden die Verschleißfestigkeit und die mechanischen Eigenschaften beispielhafter Al-25Zn-4Sn-yFe-Legierungen der Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 in der Tabelle 1 evaluiert. [Tabelle 1]
| Klass. | Al (Gew.-%) | Zn (Gew.-%) | Sn (Gew.-%) | Fe (Gew.-%) | Cu (Gew.-%) | Mg (Gew.-%) | Al-Fe-Partikelanteil (%) | Liquidus-Linie (°C) | Festigkeit (MPa) |
| Vergleichsbeispiel 1 | Rest | 25 | 4 | 0,4 | 2 | 0,5 | 0,2 | - | - |
| Beispiel 1 | Rest | 25 | 4 | 0,6 | 2 | 0,5 | 0,5 | - | 320 |
| Beispiel 2 | Rest | 25 | 4 | 1,6 | 2 | 0,5 | 3,5 | - | - |
| Beispiel 3 | Rest | 25 | 4 | 2,0 | 2 | 0,5 | 4,5 | 750 | 360 |
| Vergleichsbeispiel 2 | Rest | 25 | 4 | 2,2 | 2 | 0,5 | 5 | 755 | - |
-
Unter den in Tabelle 1 angegebenen Al-25Zn-4Sn-yFe-Legierungen kann in den Al-25Zn-4Sn-yFe-Legierungen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 mit ca. 0,4 Gew.-% Fe eine unzureichende Menge, beispielsweise weniger als ca. 0,5%, der Al-Fe-basierten harten Partikel gebildet werden und keine ausreichende Verschleißfestigkeit erhalten werden. Im Gegensatz dazu kann, wenn Fe in einer im Wesentlichen großen Menge von ca. 2,2 Gew.-% hinzugefügt wird, die Liquidus-Linien-Temperatur, bei der Al-Fe-basierte harte Partikel gebildet werden, übermäßig ansteigen, beispielsweise höher als ca. 750°C, wobei dadurch die Gießbarkeit herabgesetzt wird und Partikel der metallischen Verbindung vergröbert werden.
-
Im Gegensatz dazu kann, wenn Fe in einer Menge von ca. 0,6 bis ca. 2,0 Gew.-% in den Al-25Zn-4Sn-yFe-Legierungen der Beispiele 1 bis 3 hinzugefügt wird, eine ausreichende Menge Al-Fe-basierter harter Partikel gebildet werden und diese Legierungen können eine Festigkeit von ca. 320 bis ca. 360 MPa aufweisen, wobei dadurch eine ausreichende Verschleißfestigkeit und ausreichende mechanische Eigenschaften erhalten werden.
-
Die verschleißfeste Aluminiumlegierung mit einer komplexen Mikrostruktur nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes enthalten: einen Bereich von ca. 19 bis 27 Gew.-% Zink (Zn); einen Bereich von ca. 3 bis 5 Gew.-% Bismut (Bi); einen Bereich von ca. 0,6 bis 2,0 Gew.-% Eisen (Fe); und einen Rest aus Aluminium (Al). Insbesondere kann Bismut (Bi) als ein starkes selbstschmierendes Element anstelle von Zinn (Sn) verwendet werden.
-
Wie oben beschrieben wurde, kann die verschleißfeste Aluminiumlegierung mit einer komplexen Mikrostruktur nach der vorliegenden Erfindung sowohl die Verschleißfestigkeit von einer hypereutektischen Al-Fe-Legierung als auch die Selbstschmierfähigkeit von einer Al-Sn-Legierung aufweisen und dadurch eine hohe Festigkeit, verbesserte Verschleißfestigkeit und verbesserte Selbstschmierfähigkeit aufweisen.
-
Zwar wurden die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken offenbart, aber jemand mit technischen Fähigkeiten wird einsehen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind ohne von dem Bereich und Wesen der Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart sind.
