DE102019118944A1 - HYPEREUTECTIC ALLOY WITH IMPROVED EXPANSION AND IMPACT RESISTANCE - Google Patents
HYPEREUTECTIC ALLOY WITH IMPROVED EXPANSION AND IMPACT RESISTANCE Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019118944A1 DE102019118944A1 DE102019118944.6A DE102019118944A DE102019118944A1 DE 102019118944 A1 DE102019118944 A1 DE 102019118944A1 DE 102019118944 A DE102019118944 A DE 102019118944A DE 102019118944 A1 DE102019118944 A1 DE 102019118944A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- hypereutectic
- hypereutectic alloy
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Hypereutektische Legierung mit verbesserter Dehnung und Schlagzähigkeit, wobei eine Zusammensetzung der hypereutektischen Legierung im Bezug steht zu der Erzeugung von einer Intermolekular-Verbindung-Phase und von Primär-Si. Die hypereutektische Legierung weist auf: 1,0 bis 3,0 Gew.-% Kupfer (Cu), 0,1 bis 0,3 Gew.-% Magnesium (Mg), 13,5 bis 15,5 Gew.-% Silizium (Si), 0,1 Gew.-% oder weniger Nickel (Ni), und eine Ausgleich durch Aluminium (Al). Daher ist es möglich, eine verbesserte Abrasion-Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu einer ADC12-Legierung zu haben und eine verbesserte Dehnung und eine verbesserte Schlagzähigkeit im Vergleich zu einer K14-Legierung zu haben.Hypereutectic alloy with improved elongation and impact resistance, a composition of the hypereutectic alloy related to the generation of an intermolecular compound phase and primary Si. The hypereutectic alloy has: 1.0 to 3.0% by weight copper (Cu), 0.1 to 0.3% by weight magnesium (Mg), 13.5 to 15.5% by weight silicon (Si), 0.1% by weight or less nickel (Ni), and a balance by aluminum (Al). Therefore, it is possible to have an improved abrasion resistance compared to an ADC12 alloy and to have an improved elongation and an improved impact resistance compared to a K14 alloy.
Description
QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNGCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung einer hypereutektischen (z.B. einer übereutektischen) Legierung und insbesondere eine Zusammensetzung, die im Bezug steht zu der Erzeugung von einer Intermolekular-Verbindung-Phase und von Primär-Si.The present invention relates to a composition of a hypereutectic (e.g. a hypereutectic) alloy, and more particularly to a composition related to the generation of an intermolecular compound phase and primary Si.
Beschreibung bezogener TechnikDescription of related technology
Aktuell haben eine ADC12-Legierung und eine K14-Legierung, welche handelsübliche Aluminium-Legierungen sind, ein Problem darin, dass es schwierig ist, diese Legierungen bei dünnwandigen Getriebe-Teilen zu verwenden, die eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit und eine Dehnungsfähigkeit erfordern. Der Grund dafür ist, dass in dem Fall einer ADC12-Legierung, welche eine eutektische Legierung ist, eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit schlecht ist. Als ein Resultat ist das Verschleiß-auftretende Phänomen aufgrund eines gegenüberliegenden Stahl-Teils ersichtlich bzw. offensichtlich, wenn die Legierung bei dünnwandigen Kupplung-Teilen eines Getriebes verwendet wird. In dem Fall einer K14-Legierung, welche eine hypereutektische Legierung ist, die eine ausgezeichnete Abrasion-Widerstandsfähigkeit hat, sind eine Dehnungsfähigkeit und eine Bruchfestigkeit reduziert durch Primär-Si, was als ein Abrasion-widerstandsfähiges Partikel dient. Darüber hinaus hat es verschiedene Bestrebungen gegeben, um Abrasion-Widerstandsfähigkeit-Charakteristiken einer ADC12-Legierung zu verbessern, wie beispielsweise mittels Kugelstrahlens oder Wärmebehandelns, jedoch gibt es ein Problem darin, dass diese Bestrebungen nicht effektiv sind bzw. waren, um Abrasion-Widerstandsfähigkeit-Charakteristiken zu verbessern.Currently, an ADC12 alloy and a K14 alloy, which are commercially available aluminum alloys, have a problem in that these alloys are difficult to use with thin-walled gear parts that require abrasion resistance and elongation. The reason for this is that in the case of an ADC12 alloy which is a eutectic alloy, abrasion resistance is poor. As a result, the phenomenon of wear due to an opposing steel part is apparent when the alloy is used in thin-walled clutch parts of a transmission. In the case of a K14 alloy, which is a hypereutectic alloy that has excellent abrasion resistance, elongation and breaking strength are reduced by primary Si, which serves as an abrasion-resistant particle. In addition, there have been various efforts to improve abrasion resistance characteristics of an ADC12 alloy, such as by shot peening or heat treatment, but there is a problem that these efforts are not effective to improve abrasion resistance. To improve characteristics.
ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNGEXPLANATION OF THE INVENTION
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Dehnungsfähigkeit (z.B. eine Dehnung) und eine Schlagzähigkeit in einer Legierung gleichzeitig zu verbessern im Vergleich zu einer K14-Legierung, während eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit verbessert wird im Vergleich zu einer ADC12-Legierung.An object of the present invention is to simultaneously improve elongation (e.g. elongation) and impact resistance in an alloy compared to a K14 alloy, while improving abrasion resistance compared to an ADC12 alloy.
Um das Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine hypereutektische (z.B. übereutektische) Legierung bereit, die aufweist: 1,0 bis 3,0 Gew.-% Kupfer (Cu), 0,1 bis 0,3 Gew.-% Magnesium (Mg), 13,5 bis 15,5 Gew.-% Silizium (Si), 0,1 Gew.-% oder weniger Nickel (Ni), und einen Ausgleich durch (z.B. einen Rest, z.B. einen Restbetrag) Aluminium (Al).To achieve the goal, the present invention provides a hypereutectic (eg, hypereutectic) alloy comprising: 1.0 to 3.0 wt% copper (Cu), 0.1 to 0.3 wt% magnesium (Mg), 13.5 to 15.5% by weight silicon (Si), 0.1% by weight or less nickel (Ni), and a compensation by (e.g. a remainder, e.g. a remainder) aluminum (Al ).
In einer Ausführungsform kann die hypereutektische Legierung ferner aufweisen: 0,5 Gew.-% oder weniger Eisen (Fe).In one embodiment, the hypereutectic alloy may further comprise: 0.5 wt% or less iron (Fe).
In einer Ausführungsform kann die hypereutektische Legierung ferner aufweisen: 0,1 Gew.-% oder weniger Mangan (Mn).In one embodiment, the hypereutectic alloy may further comprise: 0.1 wt% or less manganese (Mn).
In einer Ausführungsform kann die hypereutektische Legierung ferner aufweisen: 0,1 Gew.-% oder weniger Zink (Zn).In one embodiment, the hypereutectic alloy may further comprise: 0.1 wt% or less zinc (Zn).
In einer Ausführungsform können Primär-Si-Partikel eine Durchschnittsgröße von 30 µm oder weniger haben.In one embodiment, primary Si particles can have an average size of 30 µm or less.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in einer Legierung möglich, eine verbesserte Abrasion-Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu einer ADC12-Legierung zu haben und eine verbesserte Dehnungsfähigkeit (z.B. eine verbesserte Dehnung) und eine verbesserte Schlagzähigkeit im Vergleich zu einer K14-Legierung zu haben.According to the present invention, it is possible in an alloy to have improved abrasion resistance compared to an ADC12 alloy, and to have improved extensibility (e.g. improved elongation) and improved impact resistance compared to a K14 alloy.
Figurenliste Figure list
-
1A und1B stellen jeweilig Intermetallische-Verbindung-Phasen in Beispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung dar.1A and1B respectively represent intermetallic compound phases in Examples 1 and 2 of the present invention. -
2A und2B stellen jeweilig Intermetallische-Verbindung-Phasen in Vergleichsbeispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung dar.2A and2 B respectively represent intermetallic compound phases in Comparative Examples 1 and 2 of the present invention. -
3 stellt eine Intermetallische-Verbindung-Phase in einem Vergleichsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung dar.3rd represents an intermetallic compound phase in Comparative Example 3 of the present invention. -
4A ist ein Bild einer Intermetallische-Verbindung-Phase einer hypereutektischen (z.B. übereutektischen) Legierung, die 2,5 Gew.-% Kupfer (Cu) aufweist, als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, und4B ist ein Bild einer Intermetallische-Verbindung-Phase einer hypereutektischen (z.B. übereutektischen) Legierung, die 3,5 Gew.-% Kupfer (Cu) aufweist, als ein Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung.4A FIG. 10 is an image of an intermetallic compound phase of a hypereutectic (eg, hypereutectic) alloy having 2.5% by weight of copper (Cu) as an example of the present invention, and4B FIG. 14 is an image of an intermetallic compound phase of a hypereutectic (eg, hypereutectic) alloy containing 3.5% by weight of copper (Cu) as a comparative example of the present invention. -
5A-5D sind Bilder, die Größen von Primär-Si gemäß dem Gehalt von Magnesium (Mg) darstellen, und in5A-5D sind 0,2 Gew.-%, 0,3 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, und 0,8 Gew.-% Magnesium (Mg) jeweilig (zugeordnet) enthalten.5A-5D are pictures showing sizes of primary Si according to the content of magnesium (Mg) and in5A-5D contain 0.2% by weight, 0.3% by weight, 0.5% by weight, and 0.8% by weight of magnesium (Mg) respectively (assigned). -
6 stellt durchschnittliche Partikelgrößen von Primär-Si gemäß dem Gehalt von Magnesium (Mg) dar.6 represents average particle sizes of primary Si according to the content of magnesium (Mg). -
7A ist ein Bild der Struktur, wenn der Gehalt von Silizium (Si) höher ist als 15,5 Gew.-%, und7B ist ein Bild der Struktur, wenn der Gehalt von Silizium (Si) geringer ist als 13,5 Gew.-%.7A is a picture of the structure when the content of silicon (Si) is higher than 15.5% by weight, and7B is a picture of the structure when the content of silicon (Si) is less than 13.5% by weight. -
8 stellt Bruchfestigkeiten von Bedingungen 1 bis 5 dar.8th represents breaking strengths ofconditions 1 to 5.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung durch die offenbarten Ausführungsformen nicht limitiert oder eingeschränkt. Ziele und Effekte der vorliegenden Erfindung werden von der Natur her verstanden oder werden ersichtlich von der folgenden Beschreibung, und die Ziele und die Effekte der vorliegenden Erfindung werden nicht beschränkt durch nur die folgende Beschreibung. Ferner, in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn es ermittelt ist, dass die ausführliche Beschreibung für die allgemein bekannte Technologie, die im Bezug zu der vorliegenden Erfindung steht, den Kern der vorliegenden Erfindung unnötigerweise verschleiern kann, wurde die ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Tabelle 1]
Tabelle 1 zeigt die Haupt-Zusammensetzungen der hypereutektischen Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung (nachstehend als „vorliegende hypereutektische Legierung“ bezeichnet), einer ADC12-Legierung, welche eine eutektische Legierung ist, und einer K14-Legierung, welche eine hypereutektische Legierung ist. Bezugnehmend auf Tabelle 1 weist die vorliegende hypereutektische Legierung auf: 1,0 bis 3,0 Gew.-% Kupfer (Cu), 0,1 bis 0,3 Gew.-% Magnesium (Mg), 13,5 bis 15,5 Gew.-% Silizium (Si), 0,1 Gew.-% oder weniger Nickel (Ni), und einen Ausgleich durch (z.B. einen Rest, z.B. einen Restbetrag) Aluminium (Al). Darüber hinaus kann die vorliegende hypereutektische Legierung ferner aufweisen: 0,5 Gew.-% oder weniger Eisen (Fe), 0,1 Gew.-% oder weniger Mangan (Mn), und 0,1 Gew.-% oder weniger Zink (Zn).Table 1 shows the main compositions of the hypereutectic alloy according to the present invention (hereinafter referred to as “present hypereutectic alloy”), an ADC12 alloy which is a eutectic alloy, and a K14 alloy which is a hypereutectic alloy. Referring to Table 1, the present hypereutectic alloy has: 1.0 to 3.0 wt% copper (Cu), 0.1 to 0.3 wt% magnesium (Mg), 13.5 to 15.5 % By weight silicon (Si), 0.1% by weight or less nickel (Ni), and a compensation by (for example a remainder, for example a remainder) aluminum (Al). In addition, the present hypereutectic alloy may further include: 0.5 wt% or less iron (Fe), 0.1 wt% or less manganese (Mn), and 0.1 wt% or less zinc ( Zn).
Die Charakteristiken der vorliegenden hypereutektischen Legierung sollen Kupfer (Cu) in einer geringeren Menge aufweisen als der Gehalt von Kupfer (Cu) in der eutektischen Legierung (ADC12) und der hypereutektischen Legierung (K14), wobei die geringere Menge 1,0 bis 3,0 Gew.-% ist, und sollen den Gehalt von Magnesium (Mg) auf 0,1 bis 0,3 Gew.-% setzen im Gegensatz zu der eutektischen Legierung (ADC12) und der hypereutektischen Legierung (K14).The characteristics of the present hypereutectic alloy are said to have copper (Cu) in a smaller amount than the copper (Cu) content in the eutectic alloy (ADC12) and the hypereutectic alloy (K14), the smaller amount being 1.0 to 3.0 Is wt .-%, and should the content from magnesium (Mg) to 0.1 to 0.3% by weight in contrast to the eutectic alloy (ADC12) and the hypereutectic alloy (K14).
Kupfer (Cu) dient dazu, um die Festigkeit der Legierung zu erhöhen mittels Bildens einer Al-Cu-basierten intermetallischen Verbindung während einer Aluminium-Geschmolzenes-Metall-Erstarrung. Allerdings, wenn der Gehalt von Kupfer (Cu) in der Legierung hoch ist, wird eine Al2Cu-Phase erzeugt und Magnesium (Mg) bildet eine Al5Cu2Mg8Si6-Phase und die Phase wird verbraucht, so dass eine β-Al5FeSi-Phase erzeugt wird. Diese Nadel-ähnliche (z.B. Nadel-förmige) β-Al5FeSi-Phase verursacht eine erhebliche Verringerung einer Dehnungsfähigkeit (z.B. einer Dehnung). Im Kontrast dazu, wenn der Gehalt von Kupfer (Cu) niedrig ist, wird eine geringe Menge einer Al5Cu2Mg8Si6-Phase gebildet aufgrund eines geringen Gehalts von Kupfer (Cu), und Al8Mg3FeSi6 ist/wird kristallisiert eher als die β-Al5FeSi-Phase mittels des restlichen Magnesiums (Mg). Gleichzeitig wird eine relativ geringe Menge einer Nadelähnlichen (z.B. Nadel-förmigen) β-Al5FeSi-Phase gebildet, dadurch wird die Dehnungsfähigkeit verbessert.Copper (Cu) is used to increase the strength of the alloy by forming an Al-Cu-based intermetallic compound during aluminum molten metal solidification. However, when the content of copper (Cu) in the alloy is high, an Al 2 Cu phase is generated, and magnesium (Mg) forms an Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 phase, and the phase is consumed, so that β-Al 5 FeSi phase is generated. This needle-like (eg needle-shaped) β-Al 5 FeSi phase causes a considerable reduction in an extensibility (eg an elongation). In contrast, when the content of copper (Cu) is low, a small amount of an Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 phase is formed due to a low content of copper (Cu) and Al 8 Mg 3 FeSi 6 is / is crystallized rather than the β-Al 5 FeSi phase by means of the remaining magnesium (Mg). At the same time, a relatively small amount of a needle-like (eg needle-shaped) β-Al 5 FeSi phase is formed, which improves the stretchability.
Zusammenfassend beabsichtigt die vorliegende hypereutektische Legierung, niedrige Dehnungsfähigkeit-Charakteristiken der hypereutektischen Legierung in der bezogenen Technik zu verbessern mittels Begrenzens des Gehalts von Kupfer (Cu) auf 1,0 bis 3,0 Gew.-%, unter Berücksichtigung, dass Primär-Si-Partikel und eine Mehrzahl von intermetallischen Verbindungen in der hypereutektischen Legierung in der bezogenen Technik vorhanden sind und sich daher die Dehnungsfähigkeit verschlechtert.In summary, the present hypereutectic alloy intends to improve the low elongation characteristics of the hypereutectic alloy in the related art by limiting the copper (Cu) content to 1.0 to 3.0% by weight, taking into account that primary Si Particles and a plurality of intermetallic compounds are present in the hypereutectic alloy in the related art, and therefore the stretchability deteriorates.
Magnesium (Mg) dient dazu, um die Größen von Primär-Si-Partikeln zu steuern, was (z.B. welche) die Dehnungsfähigkeit beeinflusst (beeinflussen). Wenn der Gehalt von Magnesium (Mg) geringer ist als 0,1 Gew.-% oder höher ist als 0,3 Gew.-%, kann eine Durchschnittsgröße von Primär-Si-Partikeln größer sein als 30 µm, und daher kann sich die Dehnungsfähigkeit verschlechtern. Demzufolge, in einer Ausführungsform, um die Durchschnittsgröße von Primär-Si-Partikeln auf 30 µm oder weniger bzw. kleiner zu steuern, ist/wird 0,1 bis 0,3 Gew.-% Magnesium (Mg) hinzugegeben.Magnesium (Mg) is used to control the sizes of primary Si particles, which (e.g. which ones) affect the stretchability. If the content of magnesium (Mg) is less than 0.1% by weight or higher than 0.3% by weight, an average size of primary Si particles may be larger than 30 µm, and therefore the Deterioration in stretchability. Accordingly, in one embodiment to control the average size of primary Si particles to 30 µm or less or smaller, 0.1 to 0.3% by weight of magnesium (Mg) is added.
Silizium (Si) dient dazu, um Primär-Si innerhalb eines Bereichs des eutektischen Punkts oder mehr (z.B. in einem größeren Bereich des eutektischen Punkts) herbeizuführen, und erlaubt dem Primär-Si, eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit zu verbessern als ein Abrasion-widerstandsfähiger Partikel. Wenn der Gehalt von Silizium (Si) in der Legierung geringer ist als 13,5 Gew.-%, ist/wird Primär-Si nicht herbeigeführt. Wenn der Gehalt (von Silizium (Si)) höher ist als 15,5 Gew.-%, ist/wird Plättchen-ähnliches (z.B. Plättchen-förmiges) Primär-Si in einer großen Menge kristallisiert. Als ein Resultat wird eine Sprödigkeit (z.B. eine Zerbrechlichkeit) erhöht. Demzufolge, in einer Ausführungsform, ist/wird 13,5 bis 15,5 Gew.-% Silizium (Si) hinzugegeben.Silicon (Si) serves to induce primary Si within a range of the eutectic point or more (eg, in a larger range of the eutectic point) and allows the primary Si to improve abrasion resistance than an abrasion-resistant particle . If the content of silicon (Si) in the alloy is less than 13.5% by weight, primary Si is not produced. If the content (of silicon (Si)) is higher than 15.5% by weight, platelet-like (e.g. platelet-shaped) primary Si is crystallized in a large amount. As a result, brittleness (e.g., fragility) is increased. Accordingly, in one embodiment, 13.5 to 15.5 weight percent silicon (Si) is added.
Eisen (Fe) dient dazu, um Gussform-Verlöten (aus dem Englischen: die soldering) zu verhindern (z.B. um zu verhindern, dass ein Gussstück mit der Gussform verlötet (z.B. verschweißt) wird,) während eines Gießens. Wenn Eisen (Fe) in einer Menge von mehr als 0,5 Gew.-% hinzugegeben wird, wird eine Mehrzahl von β-Al5FeSi-Phasen erzeugt. Als ein Resultat verschlechtert sich die Dehnungsfähigkeit. Daher, in einer Ausführungsform, ist/wird 0,5 Gew.-% oder weniger Eisen (Fe) hinzugegeben.Iron (Fe) is used to prevent the mold from being soldered (eg to prevent a casting from being soldered (eg welded) to the mold) during a casting. When iron (Fe) is added in an amount of more than 0.5% by weight, a plurality of β-Al 5 FeSi phases are generated. As a result, the stretchability deteriorates. Therefore, in one embodiment, 0.5 wt% or less iron (Fe) is added.
Mangan (Mn) dient dazu, um die Dehnungsfähigkeit zu verbessern mittels Unterdrückens von Eisen (Fe), Nadel-ähnliches (z.B. Nadel-förmiges) β-Al5FeSi zu erzeugen aufgrund der (z.B. bedingt durch die) Bildung von der Al15(Mn, Fe)Si2-Phase. Wenn Mangan (Mn) in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-% hinzugegeben wird, wird eine intermetallische Verbindung wie beispielsweise Al20Mn3Cu2 erzeugt. Als ein Resultat verschlechtert sich die Dehnungsfähigkeit. Daher, in einer Ausführungsform, ist/wird 0,1 Gew.-% oder weniger Mangan (Mn) hinzugegeben.Manganese (Mn) is used to improve the stretchability by suppressing iron (Fe), to produce needle-like (e.g. needle-shaped) β-Al 5 FeSi due to the (e.g. due to) formation of the Al 15 ( Mn, Fe) Si 2 phase. If manganese (Mn) is added in an amount of more than 0.1% by weight, an intermetallic compound such as Al 20 Mn 3 Cu 2 is produced. As a result, the stretchability deteriorates. Therefore, in one embodiment, 0.1 wt% or less of manganese (Mn) is added.
Zink (Zn) ist in Aluminium (Al) hoch-fest gelöst, und daher dient es dazu, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern mittels einer Mischkristallverfestigung (aus dem Englischen: solid-solution strengthening). Wenn Zink (Zn) in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-% hinzugegeben wird, kann sich die Dehnungsfähigkeit verschlechtern. Daher, in einer Ausführungsform, ist/wird 0,1 Gew.-% oder weniger Zink (Zn) hinzugegeben.Zinc (Zn) is dissolved in aluminum (Al) with a high strength, and therefore it serves to improve the mechanical properties by means of solid solution strengthening (from the English: solid-solution strengthening). If zinc (Zn) is added in an amount of more than 0.1% by weight, the stretchability may deteriorate. Therefore, in one embodiment, 0.1 wt% or less zinc (Zn) is added.
Nickel (Ni) dient dazu, um eine Wärmebeständigkeit und eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit zu verbessern. Wenn Nickel (Ni) in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-% hinzugegeben wird, kann sich die Dehnungsfähigkeit verschlechtern, da die Al3Ni2- und die Al7Cu4Ni-Phase erzeugt werden. Daher, in einer Ausführungsform, ist/wird 0,1 Gew.-% oder weniger Nickel (Ni) hinzugegeben.Nickel (Ni) is used to improve heat resistance and abrasion resistance. If nickel (Ni) is added in an amount of more than 0.1% by weight, the elongation may deteriorate because the Al 3 Ni 2 and Al 7 Cu 4 Ni phases are generated. Therefore, in one embodiment, 0.1 wt% or less nickel (Ni) is added.
[Tabelle 2]
Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzungen von Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 7 der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf Tabelle 2 weisen Vergleichsbeispiele 1 und 2 (jeweils zugeordnet) 3,23 Gew.-% und 4,16 Gew.-% Kupfer (Cu) auf, was (jeweils) mehr ist als der höchste Gehalt von Kupfer (Cu) der vorliegenden Erfindung. Vergleichsbeispiel 3 weist 0,31 Gew.-% Nickel auf, was mehr ist als der höchste Gehalt von Nickel (Ni) der vorliegenden Erfindung. Vergleichsbeispiel 4 weist mehr auf als der höchste Gehalt von Eisen (Fe). Vergleichsbeispiel 5 weist mehr auf als der höchste Gehalt von Magnesium (Mg). Vergleichsbeispiel 6 weist mehr auf als der höchste Gehalt von Silizium (Si). Die Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 7 ist in der Zusammensetzung der eutektischen Legierung, ADC12-Legierung, in Tabelle 1 enthalten.Table 2 shows the compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 7 of the present invention. Referring to Table 2, Comparative Examples 1 and 2 (each assigned) have 3.23 wt% and 4.16 wt% copper (Cu), which is (each) more than the highest copper (Cu) content of the present invention. Comparative Example 3 has 0.31 wt% nickel, which is more than the highest nickel (Ni) content of the present invention. Comparative Example 4 has more than the highest iron (Fe) content. Comparative Example 5 has more than the highest content of magnesium (Mg). Comparative example 6 has more than the highest content of silicon (Si). The composition of Comparative Example 7 is included in the composition of the eutectic alloy, ADC12 alloy, in Table 1.
[Tabelle 3]
Tabelle 3 zeigt die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, die Dehnung, die Schlagzähigkeit, und die Verschleißmenge in Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 7 der vorliegenden Erfindung. Die Zugfestigkeit, die Streckgrenze und die Dehnung wurden gemessen unter der Bedingung von 1 mm/min in Übereinstimmung mit ASTM E8M. Für die Auswertung einer Abrasion-Widerstandsfähigkeit wurde die Schwingungs-Verschleißprüfung (aus dem Englischen: reciprocating friction wear test, z.B. Hin- und-Her-Gehend-Reibung-Verschleiß-Test) gemessen (z.B. durchgeführt) unter den Bedingungen einer Bedingungs-Belastung von 500 N, einer Temperatur von 150°C, einer Frequenz von 2,5 Hz, und einer Zeit (z.B. einer Dauer) von 2000 s mittels Auswählens eines Gegenstück-Materials (SCr420HB, Einsatzhärtung). Die Izod-Schlagzähigkeit (z.B. die Schlagzähigkeit nach Izod) wurde gemessen in Übereinstimmung mit ASTM E23.Table 3 shows the tensile strength, the yield strength, the elongation, the impact resistance, and the amount of wear in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 7 of the present invention. The tensile strength, the yield strength and the elongation were measured under the condition of 1 mm / min in accordance with ASTM E8M. For the evaluation of an abrasion resistance, the vibration wear test (from the English: reciprocating friction wear test, e.g. back and forth friction wear test) was measured (e.g. carried out) under the conditions of a condition load of 500 N, a temperature of 150 ° C, a frequency of 2.5 Hz, and a time (eg a duration) of 2000 s by selecting a counterpart material (SCr420HB, case hardening). Izod impact strength (e.g., Izod impact strength) was measured in accordance with ASTM E23.
Bezugnehmend auf Tabelle 3 kann gesehen werden, dass die Dehnung bzw. die Dehnungsfähigkeit und die Schlagzähigkeit in Beispielen 1 und 2 besser sind als jene in Vergleichsbeispielen 1 bis 6 und auf einem (jeweiligen) Level (z.B. Niveau) sind, das gleichwertig ist zu oder höher ist als die Dehnung bzw. die Dehnungsfähigkeit und die Schlagzähigkeit in Vergleichsbeispiel 7, das die Zusammensetzung der eutektischen Legierung hat. Die Verschleiß-Widerstandsfähigkeit in Beispielen 1 und 2 ist viel besser als die in Vergleichsbeispiel 7.Referring to Table 3, it can be seen that the elongation and elongation and impact resistance in Examples 1 and 2 are better than those in Comparative Examples 1 to 6 and are at a (respective) level that is equivalent to or is higher than the elongation or the extensibility and the impact resistance in Comparative Example 7, which is the composition of the eutectic Alloy. The wear resistance in Examples 1 and 2 is much better than that in Comparative Example 7.
Im Kontrast dazu kann gesehen werden, dass die Dehnungsfähigkeit und die Schlagzähigkeit in Vergleichsbeispielen 1 und 2 geringer sind als die Dehnungsfähigkeit und die Schlagzähigkeit in Beispielen 1 und 2.
Vergleichsbeispiel 3 ist ein Vergleichsbeispiel zum Auswerten der Effektivität (z.B. Wirkungsweise) des Gehalts von Nickel (Ni), das zu einer handelsüblichen hypereutektischen Legierung hinzugegeben wird.
Vergleichsbeispiel 4 ist ein Vergleichsbeispiel zum Auswerten von Dehnungsfähigkeit-Verschlechterung-Charakteristiken gemäß dem Gehalt von Eisen (Fe). Es kann gesehen werden, dass, wenn der Gehalt von Eisen (Fe) höher ist als 0,5 Gew.-%, sich die Dehnungsfähigkeit verschlechtert im Vergleich zu Beispiel 2, da eine Mehrzahl von den β-Al5FeSi-Phasen erzeugt sind.Comparative Example 4 is a comparative example for evaluating elongation-deterioration characteristics according to the content of iron (Fe). It can be seen that when the iron (Fe) content is higher than 0.5% by weight, the elongation deteriorates compared to Example 2 because a plurality of the β-Al 5 FeSi phases are generated .
Vergleichsbeispiel 5 ist ein Vergleichsbeispiel zum Auswerten von Dehnungsfähigkeit-Verschlechterung-Charakteristiken gemäß dem Gehalt von Magnesium (Mg). Es kann gesehen werden, dass, wenn der Gehalt von Magnesium (Mg) höher ist als 0,3 Gew.-%, die Partikelgrößen von Primär-Si mehr (z.B. größer) als 30 µm vergrößert sind (z.B. die Partikelgrößen von Primär-Si derart vergrößert sind, dass sie über 30 µm groß sind). Als ein Resultat verschlechtert sich die Dehnungsfähigkeit.Comparative Example 5 is a comparative example for evaluating elongation-deterioration characteristics according to the content of magnesium (Mg). It can be seen that if the content of magnesium (Mg) is higher than 0.3% by weight, the particle sizes of primary Si are increased (eg larger) than 30 µm (eg the particle sizes of primary Si are so enlarged that they are over 30 µm in size). As a result, the stretchability deteriorates.
In dem Fall von Vergleichsbeispiel 6 kann gesehen werden, dass, da der Gehalt von Silizium (Si) erhöht ist, die Menge von Primär-Si auch erhöht ist, und als ein Resultat verschlechtert sich die Dehnungsfähigkeit. In dem Fall von Vergleichsbeispiel 7 kann gesehen werden, dass Primär-Si, das als ein Abrasion-widerstandsfähiges Partikel dient, nicht kristallisiert ist. Als ein Resultat verschlechtert sich die Abrasion-Widerstandsfähigkeit signifikant.In the case of Comparative Example 6, it can be seen that since the content of silicon (Si) is increased, the amount of primary Si is also increased, and as a result, the stretchability deteriorates. In the case of Comparative Example 7, it can be seen that primary Si serving as an abrasion-resistant particle is not crystallized. As a result, the abrasion resistance deteriorates significantly.
Bezugnehmend auf
[Tabelle 4]
[Tabelle 5]
Tabelle 4 ist eine Tabelle eines Vergleichens und Zusammenfassens der Dehnungen, der Schlagzähigkeiten, der Torsions-Bruchfestigkeiten, und Verschleißmengen von einer ADC14-Legierung und einer K14-Legierung, welche hypereutektische Legierungen sind, einer ADC12-T5-Legierung, welche eine eutektische Legierung ist, und der vorliegenden hypereutektischen Legierung. Tabelle 5 ist eine Tabelle eines Zusammenfassens von durchschnittlichen Bruchfestigkeiten und Mindest-Bruchfestigkeiten von Bedingung-1 bis Bedingung-5, in welchen die Dicke (z.B. die Stärke) der vorliegenden handelsüblichen hypereutektischen Legierung variiert ist.
Die vorliegende handelsübliche eutektische Legierung, wie beispielsweise eine ADC12-Legierung, hat eine unzureichende Abrasion-Widerstandsfähigkeit und erfordert daher zusätzlich ein Oberflächen-Behandlungs-Verfahren zum Sicherstellen einer Abrasion-Widerstandsfähigkeit, wenn sie bei Teilen (z.B. Bauteilen) verwendet wird, die eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit erfordern. Jedoch ist eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit unzureichend sichergestellt, selbst wenn das Oberflächen-Behandlungs-Verfahren verwendet ist, so dass eine vorliegende handelsübliche hypereutektische Legierung, die eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit aufweist, ebenfalls verwendet wird. Allerdings, wenn Teile (z.B. Bauteile) hergestellt werden und ausgewertet werden mittels Verwendens (z.B. Einsetzens) der vorliegenden handelsüblichen hypereutektischen Legierung, sind die Dehnungsfähigkeit und die Schlagzähigkeit unzureichend im Vergleich zu einer ADC12-Legierung, so dass bestätigt werden kann, dass die Torsions-Bruchfestigkeit erheblich verringert ist und ~3040,06 Nm [310 kp.m] nicht erfüllt werden kann. Um den Nachteil auszugleichen kann der Nachteil gelöst werden mittels Erhöhens der Dicke eines Produkts (z.B. eines Bauteils). In diesem Fall kann es experimentell bestätigt werden, dass die Verschlechterung einer Bruchfestigkeit nur behoben werden kann, wenn die vorliegende Dicke um mindestens 40% oder mehr erhöht wird.The present commercial eutectic alloy, such as an ADC12 alloy, has insufficient abrasion resistance and therefore additionally requires a surface treatment method to ensure abrasion resistance when used on parts (e.g. components) that are subject to abrasion - Require resilience. However, abrasion resistance is insufficiently ensured even when the surface treatment method is used, so a present commercial hypereutectic alloy having abrasion resistance is also used. However, when parts (eg components) are manufactured and evaluated by using (e.g. inserting) the present commercial hypereutectic alloy, the stretchability and the impact resistance are insufficient compared to an ADC12 alloy, so that it can be confirmed that the torsional breaking strength is significantly reduced and ~ 3040.06 Nm [310 kp.m] cannot be met. In order to compensate for the disadvantage, the disadvantage can be solved by increasing the thickness of a product (for example a component). In this case, it can be experimentally confirmed that the deterioration of breaking strength can only be corrected if the present thickness is increased by at least 40% or more.
In diesem Fall, aufgrund einer Erhöhung eines Gewichts, die einhergeht mit der Erhöhung einer Dicke des Teils (z.B. Bauteils), wird der Gewicht-Reduktions-Effekt gemäß der Verwendung eines Aluminium-Materials reduziert. Allerdings, wenn die vorliegende hypereutektische Legierung verwendet wird, ist es möglich, eine Dehnungsfähigkeit und eine Schlagzähigkeit auf einem (jeweiligen) Level (z.B. Niveau) sicherzustellen, das gleichwertig ist zu oder mehr (z.B. größer) ist als jene einer ADC12-Legierung. Daher ist es möglich, die Torsions-Bruchfestigkeit eines Produkts (z.B. eines Bauteils) sicherzustellen, welche gleichwertig ist zu oder mehr (z.B. größer) ist als die einer ADC12-Legierung, und es ist möglich, eine Abrasion-Widerstandsfähigkeit auf einem Level (z.B. Niveau) sicherzustellen, das gleichwertig ist zu dem der vorliegenden handelsüblichen hypereutektischen Legierung. Demzufolge kann gesehen werden, dass es möglich ist, die vorliegende hypereutektische Legierung bei vorliegenden Teilen (z.B. Bauteilen) direkt zu verwenden (z.B. einzusetzen) ohne eine zusätzliche Erhöhung in einer Dicke (z.B. einer Stärke) und ohne eine Modifikation der Form wie bei der vorliegenden handelsüblichen hypereutektischen Legierung. Die Ermüdungslebensdauer eines Teils (z.B. eines Bauteils) kann erfüllt sein/werden mittels Auswertens der Torsions-Bruchfestigkeit des Teils.In this case, due to an increase in weight associated with an increase in the thickness of the part (e.g., component), the weight reduction effect is reduced according to the use of an aluminum material. However, when the present hypereutectic alloy is used, it is possible to ensure elongation and impact resistance at a level (e.g. level) that is equivalent to or more (e.g. larger) than that of an ADC12 alloy. Therefore, it is possible to ensure the torsional breaking strength of a product (e.g., a component) that is equivalent to or more (e.g., larger) than that of an ADC12 alloy, and it is possible to provide a level of abrasion resistance (e.g. Level), which is equivalent to that of the commercially available hypereutectic alloy. Accordingly, it can be seen that it is possible to directly use (e.g., use) the present hypereutectic alloy on existing parts (e.g. components) without an additional increase in thickness (e.g. thickness) and without modifying the shape as in the present one commercial hypereutectic alloy. The fatigue life of a part (e.g. a component) can be / be achieved by evaluating the torsional breaking strength of the part.
Aspekte der vorliegenden Erfindung wurden ausführlich beschrieben durch die repräsentativen Beispiele. Allerdings wird es von dem Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, verstanden sein, dass verschiedene Modifikationen in den zuvor beschriebenen Beispielen möglich sind innerhalb des Bereichs, der sich von dem Umfang der vorliegenden Erfindung nicht entfernt. Daher sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Beispiele beschränkt sein, sondern sollte ermittelt werden mittels nicht nur der Ansprüche, die nachstehend beschrieben werden, sondern auch mittels all den Änderungen oder modifizierten Ausführungsformen, die von den Ansprüchen und den äquivalenten Konzepten davon abgeleitet sind.Aspects of the present invention have been described in detail by the representative examples. However, it will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains that various modifications are possible in the examples described above within the scope that does not depart from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the examples described above, but should be determined not only by means of the claims described below, but also by means of all the changes or modified embodiments, that of the claims and the equivalent concepts thereof are derived.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- KR 1020180160172 [0001]KR 1020180160172 [0001]
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180160172A KR20200072224A (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Hyper-eutectic alloy with improved elongation and impact strength |
KR10-2018-0160172 | 2018-12-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019118944A1 true DE102019118944A1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=70859095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019118944.6A Withdrawn DE102019118944A1 (en) | 2018-12-12 | 2019-07-12 | HYPEREUTECTIC ALLOY WITH IMPROVED EXPANSION AND IMPACT RESISTANCE |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200190633A1 (en) |
JP (1) | JP2020094273A (en) |
KR (1) | KR20200072224A (en) |
DE (1) | DE102019118944A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112662919A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-16 | 广东省科学院智能制造研究所 | Al-Si-Cu-Mg-Ni alloy material and preparation method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08176768A (en) | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Nissan Motor Co Ltd | Wear resistant aluminum member and production thereof |
-
2018
- 2018-12-12 KR KR1020180160172A patent/KR20200072224A/en unknown
-
2019
- 2019-06-18 US US16/444,919 patent/US20200190633A1/en not_active Abandoned
- 2019-07-12 DE DE102019118944.6A patent/DE102019118944A1/en not_active Withdrawn
- 2019-10-21 JP JP2019191777A patent/JP2020094273A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020094273A (en) | 2020-06-18 |
US20200190633A1 (en) | 2020-06-18 |
KR20200072224A (en) | 2020-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2954081B1 (en) | Aluminium casting alloy | |
DE102016219711B4 (en) | Aluminum alloy for die casting and process for its heat treatment | |
EP3143173B2 (en) | Method for producing an engine component, engine component, and use of an aluminum alloy | |
DE102009021336B9 (en) | Copper-nickel-zinc alloy and its use | |
DE202006006518U1 (en) | Aluminum casting alloy, useful in production of safety components, contains silicon | |
DE102007033827A1 (en) | Aluminum casting alloy and its use | |
DE102012105089A1 (en) | Multilayer bearing shell | |
EP2920334B1 (en) | Method for producing an engine component, engine component, and use of an aluminium alloy | |
EP1712648A2 (en) | Copper-zinc alloy and use thereof | |
DE102008020523A1 (en) | Ductile magnesium alloy | |
DE2450607B2 (en) | USE OF AN ALLOY TO MANUFACTURE PARTS WITH HIGH DAMPING CAPACITY AND HIGH ABSORPTION OF VIBRATIONS AND NOISE | |
EP2455505A1 (en) | Cylinder head for combustion engines made of an aluminium alloy | |
DE102011112005A1 (en) | Alloy, preferably aluminum casting alloy, useful e.g. as a sand or die casting alloy, comprises a specified range of silicon, zinc, iron, copper, magnesium, strontium, sodium, antimony and aluminum | |
DE102019118944A1 (en) | HYPEREUTECTIC ALLOY WITH IMPROVED EXPANSION AND IMPACT RESISTANCE | |
DE102014217823B4 (en) | Highly elastic hypereutectic aluminum alloy and process for its production | |
DE202015100698U1 (en) | cast alloy | |
DE102014208457B4 (en) | WEAR-RESISTANT ALLOY WITH COMPLEX MICROSTRUCTURE | |
DE10335086A1 (en) | Multi-layer bearing based on aluminum | |
DE102014208324B4 (en) | Wear-resistant alloys with complex microstructure | |
DE102017103148A1 (en) | Al-cast alloy | |
DE102012004725A1 (en) | Silicon-containing copper-nickel-zinc alloy | |
DE102014208452B4 (en) | Wear-resistant alloy with complex microstructure | |
DE102014208325B4 (en) | Wear-resistant alloys with complex microstructure | |
EP3274481B1 (en) | Copper-zinc alloy and use thereof | |
DE102014208460B4 (en) | WEAR-RESISTANT ALLOY WITH COMPLEX MICROSTRUCTURE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |