DE102017108459A1 - Vehicle component made of a particle-reinforced metal material - Google Patents
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Abstract
Die Offenbarung betrifft ein Fahrzeugbauteil (100) eines Fahrzeuges, das aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff (101) geformt ist, wobei der partikelverstärkte Metallwerkstoff (101) keramische Partikel (103) umfasst, und wobei eine Verteilung der keramischen Partikel (103) in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff (101) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101) gewählt ist.The disclosure relates to a vehicle component (100) of a vehicle that is formed of a particle-reinforced metal material (101), wherein the particle-reinforced metal material (101) comprises ceramic particles (103), and wherein a distribution of the ceramic particles (103) in the particle-reinforced metal material (101) is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material (101).
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugbauteil aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff, insbesondere aus einer partikelverstärkten Aluminium-Legierung.The present disclosure relates to a vehicle component made of a particle-reinforced metal material, in particular of a particle-reinforced aluminum alloy.
Zum Reduzieren von Emissionen bei Fahrzeuggen wird versucht das Fahrzeuggewicht durch die Verwendung von leichten Werkstoffen mit einem geringen Gewicht zu verringern. Damit entsprechende Fahrzeuge weiterhin die notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen können, müssen die verwendeten leichten Werkstoffe auch vorteilhafte Materialeigenschaften aufweisen, um im Fahrzeugbau verwendet werden zu können.In order to reduce emissions of vehicle loads, it is attempted to reduce the weight of the vehicle by using lightweight materials with a low weight. For corresponding vehicles to continue to meet the necessary safety requirements, the lightweight materials used must also have advantageous material properties in order to be used in vehicle construction.
Die Druckschrift
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein weiteres, effizientes Fahrzeugbauteil zu schaffen.It is the object of the present disclosure to provide another efficient vehicle component.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.This object is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the description and the accompanying figures.
Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch die Verwendung eines partikelverstärkten Metallwerkstoffes in einem Fahrzeugbauteil gelöst werden kann, wobei die Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoffes in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes gewählt ist.The present disclosure is based on the finding that the above object can be achieved by the use of a particle-reinforced metal material in a vehicle component, wherein the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material.
Auf diese Weise kann in Abhängigkeit der gewünschten Materialeigenschaften die Dichte der keramischen Partikel innerhalb des partikelverstärkten Metallwerkstoffes variiert werden, um je nach Anforderungsprofil des Fahrzeugbauteils unterschiedliche Materialeigenschaften zu realisieren.In this way, depending on the desired material properties, the density of the ceramic particles within the particle-reinforced metal material can be varied in order to realize different material properties depending on the requirement profile of the vehicle component.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Offenbarung ein Fahrzeugbauteil eines Fahrzeuges, das aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff geformt ist, wobei der partikelverstärkte Metallwerkstoff keramische Partikel umfasst, und wobei eine Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes gewählt ist.According to one aspect, the disclosure relates to a vehicle component of a vehicle formed from a particle-reinforced metal material, wherein the particle-reinforced metal material comprises ceramic particles, and wherein a distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected in dependence on a given material property of the particle-reinforced metal material.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch den partikelverstärkten Metallwerkstoff besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des Fahrzeugbauteils sichergestellt werden können.As a result, the advantage is achieved that particularly advantageous material properties of the vehicle component can be ensured by the particle-reinforced metal material.
Partikelverstärkte Metallwerkstoffe, wie z.B. partikelverstärkte Aluminium-Legierungen, ermöglichen die Verwendung von Leichtmetallen im Fahrzeugbau, wodurch das Gewicht des Fahrzeugs vorteilhaft reduziert werden kann. Durch die Verwendung von keramischen Partikeln in den partikelverstärkten Metallwerkstoffen können besonders vorteilhafte Materialeigenschaften, wie z.B. Steifigkeit oder Belastbarkeit, des Fahrzeugbauteils sichergestellt werden.Particle-reinforced metal materials, such as e.g. Particle-reinforced aluminum alloys, allow the use of light metals in vehicle construction, whereby the weight of the vehicle can be advantageously reduced. By using ceramic particles in the particle-reinforced metal materials, particularly advantageous material properties, such as e.g. Stiffness or load capacity of the vehicle component can be ensured.
Dadurch kann das einen partikelverstärkten Metallwerkstoff umfassende Fahrzeugbauteil die für den Fahrzeugbau notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen und gleichzeitig ein geringes Gewicht aufweisen.As a result, the vehicle component comprising a particle-reinforced metal material can fulfill the safety requirements necessary for vehicle construction and at the same time have a low weight.
In dem Fahrzeugbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes gewählt. Somit kann durch eine Anpassung der Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff gleichzeitig die vorgegebene Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes vorteilhaft eingestellt werden. Dadurch können die Materialeigenschaften des Fahrzeugbauteils je nach Ort und dem Zweck der Verwendung in dem Fahrzeug variabel angepasst werden, wodurch sich besonders flexible Materialgestaltungsmöglichkeiten im Fahrzeugbau ergeben.In the vehicle component according to the present disclosure, the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected depending on a predetermined material property of the particle-reinforced metal material. Thus, by adjusting the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material at the same time the predetermined material property of the particle-reinforced metal material can be adjusted advantageously. As a result, the material properties of the vehicle component can be variably adjusted depending on the location and the purpose of use in the vehicle, resulting in particularly flexible material design options in vehicle construction.
In einer Ausführungsform sind die keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff homogen verteilt, wobei die keramischen Partikel insbesondere in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff verteilt sind.In one embodiment, the ceramic particles are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material, wherein the ceramic particles are distributed homogeneously in the particle-reinforced metal material, in particular in the entire volume of the vehicle component.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die durch die homogene Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff bedingten Materialeigenschaften ebenfalls gleichmäßig in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff verteilt sind. Insbesondere sind die keramischen Partikel in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff verteilt. Dadurch kann eine unregelmäßige Verteilung der keramischen Partikel verhindert werden, so dass das Auftreten von Bereichen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff mit nachteiligen Materialeigenschaften verhindert werden kann.As a result, the advantage is achieved that the material properties caused by the homogeneous distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material are likewise distributed uniformly in the particle-reinforced metal material. In particular, the ceramic particles in the entire volume of the vehicle component are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material. Thereby, an irregular distribution of the ceramic particles can be prevented, so that the occurrence of regions in the particle-reinforced metal material having adverse material properties can be prevented.
In einer Ausführungsform ist die Anzahl der keramischen Partikel in einem ersten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils und ist die Anzahl der keramischen Partikel in einem zweiten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils gleich groß, wobei der erste Volumenbereich und der zweite Volumenbereich dasselbe Volumen aufweisen. In one embodiment, the number of ceramic particles is in a first volume region of the vehicle component and the number of ceramic particles in a second volume region of the vehicle component is the same, wherein the first volume region and the second volume region have the same volume.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die gleiche Anzahl von keramischen Partikeln in gleich großen Volumenbereichen des Fahrzeugbauteils eine besonders vorteilhafte homogene Verteilung der keramischen Partikel in dem Fahrzeugbauteil sichergestellt wird.Thereby, the advantage is achieved that a particularly advantageous homogeneous distribution of the ceramic particles in the vehicle component is ensured by the same number of ceramic particles in the same large volume areas of the vehicle component.
In einer Ausführungsform sind die keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff inhomogen verteilt, wobei das Fahrzeugbauteil insbesondere einen ersten Volumenbereich und einen zweiten Volumenbereich aufweist, welche dasselbe Volumen aufweisen, wobei die Anzahl der keramischen Partikel in dem ersten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils und die Anzahl der keramischen Partikel in dem zweiten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils unterschiedlich groß ist.In one embodiment, the ceramic particles are inhomogeneously distributed in the particle-reinforced metal material, the vehicle component in particular having a first volume region and a second volume region having the same volume, wherein the number of ceramic particles in the first volume region of the vehicle component and the number of ceramic particles is different in size in the second volume region of the vehicle component.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass in dem Fahrzeugbauteil gezielt Bereiche mit einer unterschiedlichen Anzahl von keramischen Partikeln gebildet werden können, um die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes bereichsweise anzupassen. Beispielsweise kann in einem Außenbereich des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, z.B. an einer Kontaktstelle mit einem anderen Bauteil, die Anzahl der keramischen Partikeln größer sein, als in einem Innenbereich des partikelverstärkten Metallwerkstoffes. Dadurch kann z.B. eine Steifigkeit des Fahrzeugbauteils spezifisch an dem Außenbereich erhöht werden.As a result, the advantage is achieved that in the vehicle component areas with a different number of ceramic particles can be formed in order to adapt the material properties of the particle-reinforced metal material in certain areas. For example, in an outside area of the particle-reinforced metal material, e.g. at a contact point with another component, the number of ceramic particles be greater than in an inner region of the particle-reinforced metal material. Thereby, e.g. a rigidity of the vehicle component can be increased specifically at the outer area.
In einer Ausführungsform umfasst der partikelverstärkte Metallwerkstoff partikelverstärktes Aluminium, insbesondere eine partikelverstärkte Aluminium-Legierung.In one embodiment, the particle-reinforced metal material comprises particle-reinforced aluminum, in particular a particle-reinforced aluminum alloy.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das partikelverstärkte Aluminium, insbesondere die partikelverstärkte Aluminium-Legierung, die Fertigung eines besonders leichten Fahrzeugbauteils mit besonders vorteilhaften Materialeigenschaften, wie z.B. eine hohe Steifigkeit, ermöglicht.As a result, the advantage is achieved that the particle-reinforced aluminum, in particular the particle-reinforced aluminum alloy, the production of a particularly light vehicle component with particularly advantageous material properties, such. a high rigidity, allows.
In einer Ausführungsform umfasst die partikelverstärkte Aluminium-Legierung, neben Aluminium zusätzlich Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Kupfer, Titian, Silicium, Nickel, Zink und/oder Beryllium, und umfasst die partikelverstärkte Aluminium-Legierung insbesondere eine Aluminium-Silicium-Magnesium-Mangan-Legierung, und/oder eine Aluminium-Magnesium-Silicium-Kupfer-Legierung, und/oder eine Aluminium-Zink-Legierung.In one embodiment, in addition to aluminum, the particle-reinforced aluminum alloy additionally comprises manganese, magnesium, iron, chromium, copper, titanium, silicon, nickel, zinc and / or beryllium, and the particle-reinforced aluminum alloy comprises in particular an aluminum-silicon-magnesium alloy. Manganese alloy, and / or an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy, and / or an aluminum-zinc alloy.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die neben Aluminium in der Aluminium-Legierung enthaltenden Elemente ermöglichen, dass die Materialeigenschaften der Aluminium-Legierung besonders vorteilhaft an die Erfordernisse des entsprechenden Fahrzeugbauteils angepasst werden können. Eine Aluminium-Magnesium-Silicium-Kupfer-Legierung, z.B. AlMg1SiCu (AW-6061) gemäß der
In einer Ausführungsform umfassen die keramischen Partikel Bornitrid, Aluminiumnitrid, Titannitrid, Zirconiumnitrid, Borcarbid, Zirconiumcarbid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Wolframcarbid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanborid, Zirconiumborid, Wolframborid oder Mischungen davon, insbesondere Siliciumcarbid.In one embodiment, the ceramic particles comprise boron nitride, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, boron carbide, zirconium carbide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, alumina, chromium oxide, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, or mixtures thereof, especially silicon carbide.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Bestandteile der keramischen Partikel besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes sichergestellt werden können. Beispielsweise weisen Siliciumcarbid-Partikel eine besonders große Härte auf, wodurch besonders vorteilhafte Festigkeitseigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes sichergestellt werden können.As a result, the advantage is achieved that particularly advantageous material properties of the particle-reinforced metal material can be ensured by the constituents of the ceramic particles. For example, silicon carbide particles have a particularly high hardness, whereby particularly advantageous strength properties of the particle-reinforced metal material can be ensured.
In einer Ausführungsform ist der Anteil der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff von 5 Gew-% bis 40 Gew-%, insbesondere von 15 Gew-% bis 30 Gew-%, gewählt.In one embodiment, the proportion of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is from 5% by weight to 40% by weight, in particular from 15% by weight to 30% by weight.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch den Gewichtsanteil der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff die gewünschten Materialeigenschaften des Fahrzeugbauteils vorteilhaft festgelegt werden können. Durch eine Erhöhung des Anteils der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff können Materialeigenschaften, wie z.B. Festigkeit, des partikelverstärkten Metallwerkstoffes verbessert werden.As a result, the advantage is achieved that the desired material properties of the vehicle component can advantageously be determined by the proportion by weight of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material. By increasing the proportion of ceramic particles in the particle-reinforced metal material, material properties such as e.g. Strength of the particle-reinforced metal material can be improved.
In einer Ausführungsform umfasst die Materialeigenschaft eine Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, eine Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes und/oder eine Solidustemperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, wobei die Materialeigenschaft insbesondere ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes umfasst.In an embodiment, the material property comprises a density of the particle-reinforced metal material, a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material, a thermal conductivity of the particle-reinforced metal material, and / or a solidus temperature of the particle-reinforced metal material, wherein the material property in particular comprises a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass vorteilhafte Werte der genannten Materialeigenschaften für die Verwendung des Fahrzeugbauteils in einem Fahrzeug erforderlich sind. Um das Gewicht des Fahrzeugbauteils zu reduzieren, ist es vorteilhaft dass die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes einen reduzierten Wert aufweist. Der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung des Fahrzeugbauteils, wobei hierbei ein erhöhter Wert mit einem erhöhten Widerstand des Fahrzeugbauteils gegenüber Verformung korreliert. Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit des Fahrzeugbauteils Wärme zu leiten. Die Solidustemperatur kennzeichnet die Temperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes bei und unterhalb dieser der partikelverstärkte Metallwerkstoff vollständig in fester Phase vorliegt.As a result, the advantage is achieved that advantageous values of the mentioned material properties are required for the use of the vehicle component in a vehicle. In order to reduce the weight of the vehicle component, it is advantageous that the density of the particle-reinforced metal material has a reduced value. The modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material describes the relationship between stress and strain during the deformation of the vehicle component, whereby an increased value correlates with an increased resistance of the vehicle component to deformation. The thermal conductivity describes the ability of the vehicle component to conduct heat. The solidus temperature characterizes the temperature of the particle-reinforced metal material at and below which the particle-reinforced metal material is completely in solid phase.
In einer Ausführungsform ist die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 2,5 g/cm3 bis 3,1 g/cm3, insbesondere von 2,7 g/cm3 bis 2,9 g/cm3, gewählt.In one embodiment, the density of the particle-reinforced metal material is selected from 2.5 g / cm 3 to 3.1 g / cm 3 , in particular from 2.7 g / cm 3 to 2.9 g / cm 3 .
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine reduzierte Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes eine besonders vorteilhafte Leichtbauweise des Fahrzeugbauteils ermöglicht.As a result, the advantage is achieved that a reduced density of the particle-reinforced metal material allows a particularly advantageous lightweight construction of the vehicle component.
In einer Ausführungsform ist der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 70 GPa bis 130 GPa, insbesondere von 90 GPa bis 110 GPa, gewählt.In one embodiment, the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material is selected from 70 GPa to 130 GPa, in particular from 90 GPa to 110 GPa.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Elastizitätsmodul je nach Position des Fahrzeugbauteils in dem Fahrzeug vorteilhaft eingestellt werden kann. Wird eine besonders hohe Steifigkeit des Fahrzeugbauteils benötigt, weist der Elastizitätsmodul einen hohen Wert auf. Wird eine besonders hohe Verformbarkeit des Fahrzeugbauteils benötigt, weist der Elastizitätsmodul einen niedrigeren Wert auf.As a result, the advantage is achieved that the modulus of elasticity can be advantageously adjusted depending on the position of the vehicle component in the vehicle. If a particularly high rigidity of the vehicle component is required, the modulus of elasticity has a high value. If a particularly high deformability of the vehicle component is required, the modulus of elasticity has a lower value.
In einer Ausführungsform ist die Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 130 W/m x K bis 170 W/m x K, insbesondere von 140 W/m x K bis 160 W/m x K, gewählt.In one embodiment, the thermal conductivity of the particle-reinforced metal material of 130 W / m × K to 170 W / m × K, in particular from 140 W / m × K to 160 W / m × K, is selected.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die vorteilhafte Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes ein besonders wirksames Abführen von Wärme in dem Fahrzeugbauteil sicherstellt.As a result, the advantage is achieved that the advantageous thermal conductivity of the particle-reinforced metal material ensures a particularly effective dissipation of heat in the vehicle component.
In einer Ausführungsform ist die Solidustemperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 530 °C bis 610 °C, insbesondere von 550 °C bis 590 °C, gewählt.In one embodiment, the solidus temperature of the particle-reinforced metal material is selected from 530 ° C to 610 ° C, in particular from 550 ° C to 590 ° C.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein besonders Temperatur-resistenter partikelverstärkter Metallwerkstoff erhalten wird.As a result, the advantage is achieved that a particularly temperature-resistant particle-reinforced metal material is obtained.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil vollständig aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff, insbesondere aus einer partikelverstärkten Aluminium-Legierung, gebildet.In one embodiment, the vehicle component is formed entirely from a particle-reinforced metal material, in particular from a particle-reinforced aluminum alloy.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein vollständig aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff gebildetes Fahrzeugbauteil besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes über den gesamten Bereich des Fahrzeugbauteils sicherstellt.As a result, the advantage is achieved that a vehicle component formed entirely from a particle-reinforced metal material ensures particularly advantageous material properties of the particle-reinforced metal material over the entire area of the vehicle component.
In einer Ausführungsform weisen die keramischen Partikel des partikelverstärkten Metallwerkstoffes einen Durchmesser zwischen 100 nm und 30 µm auf.In one embodiment, the ceramic particles of the particle-reinforced metal material have a diameter between 100 nm and 30 μm.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Auswahl von keramischen Partikeln mit unterschiedlichen Durchmessern die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Werkstoffes vorteilhaft eingestellt werden können.As a result, the advantage is achieved that the material properties of the particle-reinforced material can be advantageously set by the selection of ceramic particles with different diameters.
In einer Ausführungsform weisen die keramischen Partikel eine runde, eckige und/oder plattenförmige Form auf.In one embodiment, the ceramic particles have a round, angular and / or plate-like shape.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Auswahl einer runden, eckigen und/oder plattenförmigen Form die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Werkstoffes vorteilhaft eingestellt werden können.As a result, the advantage is achieved that the material properties of the particle-reinforced material can be advantageously set by selecting a round, angular and / or plate-shaped form.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil als ein Strangpressprofil oder ein Schmiedeteil hergestellt.In one embodiment, the vehicle component is manufactured as an extruded profile or a forged part.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch ein Schmieden oder Strangpressen eine besonders vorteilhafte Fertigung des Fahrzeugbauteils sichergestellt wird.As a result, the advantage is achieved that a particularly advantageous production of the vehicle component is ensured by forging or extrusion.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil in einem Fahrwerk eines Fahrzeuges einbaubar, wobei das Fahrzeugbauteil insbesondere eine Radaufhängung, einen Lenker, eine Achse, einen Achsträger, einen Federlenker und/oder einen Stoßfänger umfasst. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Fahrzeugbauteil besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften und ein reduziertes Gewicht des Fahrwerks sicherstellt. In one embodiment, the vehicle component can be installed in a chassis of a vehicle, the vehicle component in particular comprising a wheel suspension, a link, an axle, an axle carrier, a spring link and / or a bumper. As a result, the advantage is achieved that the vehicle component ensures particularly advantageous mechanical properties and a reduced weight of the chassis.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil in einer Karosserie eines Fahrzeuges einbaubar, wobei das Fahrzeugbauteil insbesondere eine Bodenplatte, einen Seitenschweller, einen Dachrahmen, eine Fahrzeugsäule und/oder einen Seitenrahmen umfasst.In one embodiment, the vehicle component can be installed in a body of a vehicle, the vehicle component in particular comprising a floor panel, a side sill, a roof frame, a vehicle pillar and / or a side frame.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Fahrzeugbauteil besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften und ein reduziertes Gewicht der Karosserie sicherstellt.As a result, the advantage is achieved that the vehicle component ensures particularly advantageous mechanical properties and a reduced weight of the body.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 Fahrzeugbauteil eines Fahrzeuges aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff gemäß einer ersten Ausführungsform; und -
2 Fahrzeugbauteil eines Fahrzeuges aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
1 Vehicle component of a vehicle made of a particle-reinforced metal material according to a first embodiment; and -
2 Vehicle component of a vehicle made of a particle-reinforced metal material according to a second embodiment.
Das Fahrzeugbauteil
Das Fahrzeugbauteil
Zum Reduzieren von Emissionen bei Fahrzeugen wird versucht das Fahrzeuggewicht durch die Verwendung von leichten Werkstoffen zu verringern. Damit entsprechende Fahrzeuge weiterhin die notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen, müssen die verwendeten leichten Werkstoffe auch vorteilhafte Materialeigenschaften aufweisen, um im Fahrzeugbau verwendet werden können.In order to reduce emissions in vehicles, an attempt is made to reduce vehicle weight by using lightweight materials. In order for corresponding vehicles to continue to meet the necessary safety requirements, the light materials used must also have advantageous material properties in order to be used in vehicle construction.
Hierbei werden in herkömmlich verwendeten Fahrzeugbauteilen Metallwerkstoffe, wie z.B. Aluminium-Legierungen, verwendet. Aufgrund von nachteiligen Materialeigenschaften, wie z.B. geringe Steifigkeit, von herkömmlich verwendeten Metallwerkstoffen, wie z.B. Aluminium-Legierungen, sind aufgrund der notwendigen Sicherheitsanforderungen im Fahrzeugbar oftmals größere Wandungsdicken der herkömmlichen Fahrzeugbauteile notwendig. Die größeren Wandungsdicken der herkömmlichen Fahrzeugbauteile wirken sich nachteilig auf den Preis des Fahrzeugbauteils und auf das Gewicht des Fahrzeugbauteils aus.Here, in conventionally used vehicle components, metal materials, such as e.g. Aluminum alloys, used. Due to adverse material properties, such as low stiffness, of conventionally used metal materials, e.g. Aluminum alloys are often necessary due to the necessary safety requirements in the vehicle bar greater wall thicknesses of conventional vehicle components. The larger wall thicknesses of conventional vehicle components adversely affect the price of the vehicle component and the weight of the vehicle component.
Das Fahrzeugbauteil
Die Verteilung der keramischen Partikel
Wie in der ersten Ausführungsform gemäß der
Eine homogene, bzw. gleichmäßige, Verteilung der keramischen Partikel
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die gleiche Anzahl von keramischen Partikeln in gleich großen Volumenbereichen
Der partikelverstärkte Metallwerkstoff
Die keramischen Partikel
Die keramischen Partikel
Durch die Verwendung von verschiedenen Arten, Größen, Formen und Mengen von keramischen Partikeln
Die vorgesehene Materialeigenschaft des partikelverstärkten Werkstoffes
Hier kann die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes
Hierbei kann der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes
Die Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes
Die Solidustemperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes
Somit ermöglicht die Verwendung eines partikelverstärkten Metallwerkstoffes
Hierbei sind die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes
Zudem kann ein entsprechendes Fahrzeugbauteil
Das in der
Wie in der
Beispielsweise kann das Fahrzeugbauteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Fahrzeugbauteilvehicle component
- 101101
- Partikelverstärkter MetallwerkstoffParticle-reinforced metal material
- 103103
- Keramische PartikelCeramic particles
- 105105
- Erster Volumenbereich des FahrzeugbauteilsFirst volume range of the vehicle component
- 107107
- Zweiter Volumenbereich des FahrzeugbauteilsSecond volume range of the vehicle component
- 109109
- Innenbereich des FahrzeugbauteilsInterior of the vehicle component
- 111111
- Außenbereich des FahrzeugbauteilsExterior of the vehicle component
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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