DE102022118222A1

DE102022118222A1 - Verfahren zum Strangpressen von grobkörnigen Magnesiumlegierungen mit niedrigem Aluminiumgehalt

Info

Publication number: DE102022118222A1
Application number: DE102022118222.3A
Authority: DE
Inventors: Henry Zhan; Congjie Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2023-11-30
Also published as: CN117161116A; US20230381845A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Bilden eines stranggepressten Knüppels aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel bereit. Das Verfahren umfasst das Strangpressen der grobkörnigen Magnesiumlegierung bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr 300 °C bis kleiner oder gleich ungefähr 360 °C, um den stranggepressten Knüppel zu bilden. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel weist eine durchschnittliche Korngröße von größer oder gleich ungefähr 800 µm und einen niedrigen Aluminiumgehalt auf. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel umfasst größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Aluminium. Der stranggepresste Knüppel kann eine Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie aufweisen, die einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des stranggepressten Knüppels einnehmen.

Description

EINLEITUNG
Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung, die nicht unbedingt zum Stand der Technik gehören.
Leichtmetallkomponenten sind zu einem wichtigen Schwerpunkt bei der Herstellung von Fahrzeugen geworden, insbesondere von Automobilen, bei denen eine kontinuierliche Verbesserung der Leistung und der Kraftstoffeffizienz wünschenswert ist. Während herkömmliche Stahl- und andere Metalllegierungen verschiedene Leistungsvorteile bieten, einschließlich hoher Festigkeit, können solche Materialien ein hohes Gewicht aufweisen. Leichtmetallkomponenten für Automobilanwendungen werden häufig aus Aluminium- und/oder Magnesiumlegierungen hergestellt. Solche Leichtmetalle können tragende Komponenten bilden, die fest und steif sind und gleichzeitig eine gute Festigkeit und Duktilität (z. B. Dehnung) aufweisen. Hohe Festigkeit und Duktilität sind besonders wichtig für Sicherheitsanforderungen und Haltbarkeit in Fahrzeugen, wie z. B. Automobilen.
Magnesiumbasierte Legierungen sind zwar ein Beispiel für Leichtmetalle, die zum Bilden von tragenden Bauteilen in einem Fahrzeug verwendet werden können, in der Praxis kann die Verwendung von magnesiumbasierten Legierungen jedoch begrenzt sein. Zum Beispiel ist es häufig wünschenswert, den Aluminiumgehalt von magnesiumbasierten Legierungen zu reduzieren, um die Verformbarkeit der magnesiumbasierten Legierungen zu verbessern. Die Reduzierung des Aluminiums kann sich auf eine solche Weise negativ auf die Kornverfeinerung während des Gießens auswirken, dass magnesiumbasierte Legierungen mit geringen Aluminiumanteilen häufig ein grobkörniges Gefüge aufweisen. Bei bestimmten Abwandlungen können grobkörnige Gefüge verfeinert werden, um die Schmiedbarkeit zu verbessern, indem Strangpressverfahren mit Temperaturen von größer ungefähr oder genau 380 °C und einem großen Aspektverhältnis (z. B. größer oder gleich ungefähr oder genau 15) eingesetzt werden. Bei Produkten (z. B. Laufrad), die durch Durchführen von Schmiedevorgängen an stranggepressten Knüppeln mit großen Durchmessern (z. B. größer oder gleich ungefähr oder genau 200 mm) gebildet werden, sind die Strangpressverhältnisse jedoch begrenzt (z. B. kleiner oder gleich ungefähr oder genau 5). In diesen Fällen kann das grobkörnige Mikrogefüge als solches nicht ohne Weiteres durch herkömmliche Strangpressverfahren verfeinert werden, beispielsweise aufgrund des begrenzten plastischen Verformungsgrads und der geringen Korngrenzenanteile im ursprünglichen Gefüge, wodurch die Anzahl der Stellen für dynamische Rekristallisation (DRX) oder Keimbildung begrenzt ist. Dementsprechend wäre es wünschenswert, Verfahren zu entwickeln, die die Schmiedbarkeit von magnesiumbasierten Legierungen mit grobkörnigem Mikrogefüge verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zum Strangpressen von grobkörnigen Magnesiumlegierungen zu stranggepressten Knüppeln.
Bei verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Bilden eines stranggepressten Knüppels aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel bereit. Das Verfahren umfasst das Strangpressen des aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppels bei Temperaturen von kleiner oder gleich ungefähr 360 °C, um den Knüppel zu bilden. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel kann eine durchschnittliche Korngröße von größer oder gleich ungefähr 800 µm aufweisen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr 300 °C stranggepresst werden.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel einen niedrigen Aluminiumgehalt aufweisen. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel kann größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Aluminium umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ungefähr 2 Gew.-% Aluminium umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel größer oder gleich ungefähr 0,3 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,6 Gew.-% Mangan umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ungefähr 0,5 Gew.-% Mangan umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zink, größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zinn, größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% Calcium und/oder größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Seltenerdmetalle umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ungefähr 1 Gew.-% Zink umfassen.
Bei einem Aspekt kann der stranggepresste Knüppel eine Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie umfassen.
Bei einem Aspekt kann die Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des stranggepressten Knüppels einnehmen.
Bei einem Aspekt kann ein aus dem stranggepressten Knüppel hergestellter Gegenstand eine Vielzahl von zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörnern umfassen.
Bei einem Aspekt können die zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörner einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des Gegenstands im hergestellten Zustand einnehmen.
Bei einem Aspekt kann der Gegenstand im hergestellten Zustand größer oder gleich ungefähr 20 % Grenzen mit Fehlausrichtungen von größer oder gleich ungefähr 60 Grad bis kleiner oder gleich ungefähr 100 Grad umfassen.
Bei verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Bilden eines Schmiedeteils bereit. Das Verfahren kann das Herstellen eines stranggepressten Knüppels aus einem aus aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel durch Strangpressen des aus aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehenden Knüppels bei Temperaturen von kleiner oder gleich ungefähr 360 °C umfassen, um den stranggepressten Knüppel zu bilden. Der aus aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehende Knüppel kann eine durchschnittliche Korngröße von größer oder gleich ungefähr 800 µm aufweisen. Der stranggepresste Knüppel kann in das Schmiedeteil integriert werden.
Bei einem Aspekt kann das Verfahren nach dem Strangpressen ferner das Bewegen des stranggepressten Knüppels durch ein Schmiedegesenk mit einer Öffnung umfassen, die der Querschnittsgeometrie des Schmiedeteils entspricht.
Bei einem Aspekt kann das Strangpressen bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr 300 °C durchgeführt werden.
Bei einem Aspekt kann der aus aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehende Knüppel größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Aluminium umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehende Knüppel größer oder gleich ungefähr 0,3 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,6 Gew.-% Mangan, größer oder gleich ungefähr 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zink, größer oder gleich ungefähr 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zinn, größer oder gleich ungefähr 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% Calcium und größer oder gleich ungefähr 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Seltenerdmetalle umfassen.
Bei einem Aspekt kann der stranggepresste Knüppel eine Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie umfassen.
Bei einem Aspekt kann die Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des stranggepressten Knüppels einnehmen.
Bei einem Aspekt kann das Schmiedeteil eine Vielzahl von zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörnern umfassen.
Bei einem Aspekt können die zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörner einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des Schmiedeteils einnehmen.
Bei einem Aspekt kann das Schmiedeteil größer oder gleich ungefähr 20 % Grenzen mit Fehlausrichtungen von größer oder gleich ungefähr 60 Grad bis kleiner oder gleich ungefähr 100 Grad umfassen.
Bei verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Bilden eines stranggepressten Knüppels aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel bereit. Das Verfahren kann das Bewegen des aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppels durch eine Strangpressdüse bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr 300 °C bis kleiner oder gleich ungefähr 360 °C umfassen, um den Knüppel zu bilden. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel kann größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Aluminium umfassen. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel kann eine durchschnittliche Korngröße von größer oder gleich ungefähr 800 µm aufweisen.
Bei einem Aspekt kann der stranggepresste Knüppel eine Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie umfassen.
Bei einem Aspekt kann die Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des stranggepressten Knüppels einnehmen.
Bei einem Aspekt kann der stranggepresste Knüppel verwendet werden, um einen Gegenstand herzustellen, der eine Vielzahl von zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörnern umfasst.
Bei einem Aspekt können die zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörner einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des Gegenstands im hergestellten Zustand einnehmen.
Bei einem Aspekt kann der Gegenstand im hergestellten Zustand größer oder gleich ungefähr 20 % Grenzen mit Fehlausrichtungen von größer oder gleich ungefähr 60 Grad bis kleiner oder gleich ungefähr 100 Grad umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ferner größer oder gleich ungefähr 0,3 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,6 Gew.-% Mangan umfassen.
Bei einem Aspekt kann der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zink, größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zinn, größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% Calcium und/oder größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Seltenerdmetalle umfassen.
Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich aus der hierin gegebenen Beschreibung. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausgestaltungen und nicht aller möglichen Ausführungen und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.

1 zeigt ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines stranggepressten Knüppels aus einem aus grobkörniger, aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
2 zeigt eine grafische Veranschaulichung, die die Häufigkeit von Grenzenfehlausrichtungen für einen aus einem beispielhaften stranggepressten Knüppel hergestellten Gegenstand darstellt, wobei der stranggepresste Knüppel aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel unter Verwendung eines Strangpressverfahrens mit Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 300 °C bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 360 °C gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung hergestellt wird.
3 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines beispielhaften stranggepressten Knüppels, der aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel unter Verwendung eines Strangpressverfahrens mit Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 300 °C bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 360 °C gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde.
4 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines beispielhaften stranggepressten Knüppels, der aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel unter Verwendung eines Strangpressverfahrens mit Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 380 °C hergestellt wurde.

Entsprechende Bezugszeichen kennzeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Da beispielhafte Ausgestaltungen vorgesehen sind, ist dies eine sorgfältige Offenbarung, die Fachleuten den vollen Umfang vermittelt. Es werden zahlreiche spezifische Details aufgeführt, wie Beispiele spezifischer Zusammensetzungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein umfassendes Verständnis der Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausgestaltungen in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert sein können und dass keine davon so ausgelegt werden sollten, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränken. Bei einigen beispielhaften Ausgestaltungen sind bekannte Prozesse, bekannte Gerätestrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausgestaltungen und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Wie hierin verwendet, können die Singularformen „ein“, „eine“ sowie „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen einschließen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig anderes hervor. Die Begriffe „umfassen“, „umfassend“, „enthalten“ und „aufweisen“ sind inklusiv und spezifizieren daher das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Elementen, Zusammensetzungen, Schritten, ganzen Zahlen, Vorgängen und/oder Komponenten, schließen aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus.
Obwohl der offene Begriff „umfassend“ als ein nicht einschränkender Begriff zu verstehen ist, der dazu dient, verschiedene hierin dargelegte Ausgestaltungen zu beschreiben und zu beanspruchen, kann der Begriff bei bestimmten Aspekten alternativ auch als ein stärker einschränkender und restriktiverer Begriff verstanden werden, wie z. B. „bestehend aus“ oder „im Wesentlichen bestehend aus“. Daher umfasst die vorliegende Offenbarung für jede gegebene Ausgestaltung, die Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganze Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte angibt, ausdrücklich auch Ausgestaltungen, die aus solchen angegebenen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elementen, Merkmalen, ganzen Zahlen, Vorgängen und/oder Verfahrensschritten bestehen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Im Falle von „bestehend aus“ schließt die alternative Ausgestaltung alle zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte aus, während im Falle von „im Wesentlichen bestehend aus“ alle zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte, die sich erheblich auf die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften auswirken, von einer solchen Ausgestaltung ausgeschlossen sind, aber alle Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte, die sich nicht erheblich auf die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften auswirken, in der Ausgestaltung eingeschlossen sein können.
Alle hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass sie zwangsläufig in der bestimmten erläuterten oder veranschaulichten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, es sei denn, sie sind ausdrücklich als Reihenfolge der Durchführung gekennzeichnet. Es versteht sich außerdem, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewendet werden können, sofern nicht anders angegeben.
Wird eine Komponente, ein Element oder eine Schicht als „auf“ oder „in Eingriff mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als mit dem- oder derselben „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet, kann sie bzw. es sich direkt auf oder in Eingriff mit der anderen Komponente, dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden oder mit dem- oder derselben verbunden oder gekoppelt sein, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wird dagegen ein Element als „direkt auf“ oder „direkt in Eingriff mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als mit dem- oder derselben „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ bezeichnet, dürfen keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in ähnlicher Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „benachbart“ oder „angrenzend“ gegenüber „direkt benachbart“ oder „direkt angrenzend“ usw.). Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Punkte ein.
Obwohl die Begriffe „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. hierin verwendet sein können, um verschiedene Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden, sofern nicht anders angegeben. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um einen Schritt, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Schritt, einem anderen Element, einer anderen Komponente, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erste“, „zweite“ und andere numerische Begriffe implizieren, wenn sie hierin verwendet werden, keine Abfolge oder Reihenfolge, es sei denn, der Kontext weist eindeutig darauf hin. So könnte man einen ersten Schritt, ein erstes Element, eine erste Komponente, einen ersten Bereich, eine erste Schicht oder einen ersten Abschnitt, die im Folgenden erörtert werden, als zweiten Schritt, zweites Element, zweite Komponente, zweiten Bereich, zweite Schicht oder zweiten Abschnitt bezeichnen, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausgestaltungen abzuweichen.
Räumlich oder zeitlich relative Begriffe wie „vor“, „nach“, „innere“, „äußere“, „unterhalb“, „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen können hierin der Einfachheit halber verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie in den Figuren veranschaulicht. Räumlich oder zeitlich relative Begriffe können dazu bestimmt sein, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung unterschiedliche Ausrichtungen des in Gebrauch oder Betrieb befindlichen Geräts oder Systems einzuschließen.
In dieser gesamten Offenbarung stellen die Zahlenwerte ungefähre Maße oder Grenzen für Bereiche dar, um geringfügige Abweichungen von den angegebenen Werten und Ausgestaltungen, die ungefähr den genannten Wert aufweisen, sowie solche Werte, die genau den genannten Wert aufweisen, einzuschließen. Anders als in den Arbeitsbeispielen am Ende der detaillierten Beschreibung sind alle Zahlenwerte von Parametern (z. B. von Mengen oder Bedingungen) in dieser Patentschrift, einschließlich der im Anhang befindlichen Ansprüche, so zu verstehen, dass sie in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert sind, unabhängig davon, ob „ungefähr“ tatsächlich vor dem Zahlenwert erscheint oder nicht. „Ungefähr“ bedeutet, dass der angegebene Zahlenwert eine leichte Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Genauigkeit des Werts, ungefähr oder ziemlich nahe am Wert, fast). Wird die Ungenauigkeit, die durch „ungefähr“ gegeben ist, in der Technik nicht anderweitig mit dieser gewöhnlichen Bedeutung verstanden, dann bezeichnet „ungefähr“, wie es hierin verwendet wird, zumindest Abwandlungen, die sich aus gewöhnlichen Verfahren zur Messung und Verwendung solcher Parameter ergeben können. Zum Beispiel kann „ungefähr“ eine Abweichung von kleiner oder gleich 5 %, optional kleiner oder gleich 4 %, optional kleiner oder gleich 3 %, optional kleiner oder gleich 2 %, optional kleiner oder gleich 1 %, optional kleiner oder gleich 0,5 % und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich 0,1 % umfassen.
Darüber hinaus umfasst die Offenbarung von Bereichen die Offenbarung aller Werte und weiter unterteilten Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs, einschließlich der Endpunkte und der für die Bereiche angegebenen Teilbereiche.
Es werden nun beispielhafte Ausgestaltungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf stranggepresste Knüppel, die aus grobkörnigen, aluminiumarmen Magnesiumlegierungen und insbesondere aus aus grobkörnigen, aluminiumarmen Magnesiumlegierungen bestehenden Knüppeln hergestellt werden. Aus grobkörnigen, aluminiumarmen Magnesiumlegierungen bestehende Knüppel können eine durchschnittliche Korngröße von größer oder gleich ungefähr oder genau 800 µm aufweisen. Die grobkörnigen Magnesiumlegierungen umfassen eine oder mehrere Magnesiumlegierungen. Magnesiumlegierungen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfassen Aluminium (Al) und Mangan (Mn). Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen außerdem Zink (Zn), Zinn (Sn) und/oder Calcium (Ca) umfassen. In noch anderen Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen außerdem Seltenerdmetalle wie eines oder mehrere der Elemente der Lanthanidenreihe und/oder Yttrium (Y) umfassen. Die grobkörnigen Magnesiumlegierungen können zum Beispiel bestimmte Kombinationen aus Aluminium, Mangan, Zink, Zinn, Calcium und Seltenerdmetallen umfassen. Eine Magnesiumlegierung kann beispielsweise im Wesentlichen aus Magnesium, Aluminium und Mangan bestehen. Eine andere beispielhafte Magnesiumlegierung kann im Wesentlichen aus Magnesium, Aluminium und Mangan bestehen, aber auch aus wenigstens einem der Metalle Zink, Zinn, Calcium und einem oder mehreren Seltenerdmetallen. Das heißt, in den beispielhaften Magnesiumlegierungen können zusätzliche Zusammensetzungen, Werkstoffe, Bestandteile, Elemente und/oder Merkmale weggelassen werden, die die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften der beispielhaften Magnesiumlegierung wesentlich beeinträchtigen, aber alle Zusammensetzungen, Werkstoffe, Bestandteile, Elemente und/oder Merkmale, die die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften der beispielhaften Magnesiumlegierung nicht wesentlich beeinträchtigen, können einbezogen werden.
Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen einen niedrigen Aluminiumgehalt aufweisen. Die Magnesiumlegierungen können zum Beispiel größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-% Aluminium umfassen. Die Magnesiumlegierungen können größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,6 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,7 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,8 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,9 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,2 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,3 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,4 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,6 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,7 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,8 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,9 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,0 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,2 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,3 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,4 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,6 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,7 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,8 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,9 Gew.-% Aluminium umfassen. Die Magnesiumlegierungen können kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,9 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,8 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,7 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,6 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,4 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,1 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,0 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,9 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,8 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,7 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,6 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,4 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,1 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,9 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,8 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,7 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,6 Gew.-% umfassen.
Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0,3 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,6 Gew.-% Mangan umfassen. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0,3 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,35 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,4 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,45 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,55 Gew.-% Mangan umfassen. Die Magnesiumlegierungen können kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,6 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,55 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,45 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,4 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,35 Gew.-% Mangan umfassen.
Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-% Zink umfassen. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,05 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,0 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-% Zink umfassen. Die Magnesiumlegierungen können kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-% Zink umfassen.
Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-% Zinn umfassen. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,05 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,0 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-% Zinn umfassen. Die Magnesiumlegierungen können kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-% Zinn umfassen.
Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-% Calcium umfassen. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,05 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-%, größer oder gleich ungefähr oder genau 0,15 Gew.-%, größer oder gleich ungefähr oder genau 0,2 Gew.-%, größer oder gleich ungefähr oder genau 0,25 Gew.-%, größer oder gleich ungefähr oder genau 0,3 Gew.-%, größer oder gleich ungefähr oder genau 0,35 Gew.-%, größer oder gleich ungefähr oder genau 0,4 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten größer oder gleich ungefähr oder genau 0,45 Gew.-% Calcium umfassen. Die Magnesiumlegierungen können kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,45 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,4 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,35 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,25 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,15 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,05 Gew.-% Calcium umfassen.
Bei bestimmten Abwandlungen können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 5 Gew.-% der Seltenerdmetalle umfassen. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 0 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,0 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 3 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 3,5 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 4 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 4,5 Gew.-% der Seltenerdmetalle umfassen. Die Magnesiumlegierungen können kleiner oder gleich ungefähr oder genau 5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 4,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 4,0 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 3,0 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 2,0 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-% der Seltenerdmetalle umfassen.
Bei jeder Abwandlung umfassen die Magnesiumlegierungen einen Rest an Magnesium. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen größer oder gleich ungefähr oder genau 85 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 86 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 87 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 88 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 89 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 90 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 91 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 92 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 93 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 94 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 95 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 96 Gew.-%, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 97 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 98 Gew.-% Magnesium umfassen.
Bei jeder Abwandlung können die Magnesiumlegierungen außerdem Spuren anderer Elemente umfassen, wie nur zum Beispiel Beryllium (Be) und/oder Strontium (Sr), die die Grundeigenschaften der Magnesiumlegierungen nicht wesentlich beeinträchtigen. Beispielsweise können die Magnesiumlegierungen kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,4 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,1 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 1,0 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,9 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,8 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,7 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,6 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,5 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,4 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,3 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,2 Gew.-%, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 0,1 Gew.-% und bei bestimmten Aspekten Mengen, die nicht nachweisbar sind, umfassen.
Bei verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung Verfahren zum Bilden von stranggepressten Knüppeln aus grobkörnigen, aluminiumarmen Magnesiumlegierungen und insbesondere aus aus grobkörnigen, aluminiumarmen Magnesiumlegierungen bestehenden Knüppeln bereit. Die Verfahren umfassen beispielsweise das Strangpressen des aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppels bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 300 °C bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 360 °C. Beispielsweise kann der Knüppel aus grobkörniger Magnesiumlegierung bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 300 °C, optional größer oder gleich ungefähr oder genau 305 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 310 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 315 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 320 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 325 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 330 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 335 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 340 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 345 °C, größer oder gleich ungefähr oder genau 350 °C und bei bestimmten Aspekten optional größer oder gleich ungefähr oder genau 355 °C stranggepresst werden. Der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel kann bei Temperaturen von kleiner oder gleich ungefähr oder genau 360 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 355 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 350 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 345 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 340 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 335 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 330 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 325 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 320 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 315 °C, optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 310 °C und bei bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich ungefähr oder genau 305 °C stranggepresst werden. Wie der Fachmann weiß, ist das Strangpressen ein Verfahren, bei dem Metall in fließfähiger Form durch einen begrenzten Bereich, z. B. eine Pressform, geleitet wird, um einen Zwischenknüppel mit einer Standardform oder einem Standardquerschnitt zu bilden, während das Schmieden ein Hochdruckverfahren ist, das beispielsweise das Bewegen des Zwischenknüppels durch eine Pressform umfasst, um ein endgültiges komplexes dreidimensionales Schmiedeteil oder -stück zu bilden.
Wie in 1 veranschaulicht, kann ein beispielhaftes Verfahren 100 zum Bilden eines stranggepressten Knüppels aus einem aus grobkörniger, aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel das Erhitzen 120 des aus grobkörniger, aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehenden Knüppels auf eine Temperatur von größer oder gleich ungefähr oder genau 300 °C bis kleiner oder genau 360 °C und das Strangpressen 130 des erhitzten, aus grobkörniger, aluminiumarmer Magnesiumlegierung bestehenden Knüppels umfassen, um den stranggepressten Knüppel zu bilden. Bei bestimmten Abwandlungen kann das Strangpressen 130 mit einer Stößelgeschwindigkeit von größer oder gleich ungefähr oder genau 0,5 mm/s bis kleiner oder genau 3 mm/s erfolgen. Bei bestimmten Abwandlungen kann das Strangpressen 130 ein Strangpressverhältnis von größer oder gleich ungefähr oder genau 2 bis kleiner oder gleich ungefähr 5 aufweisen.
Als Ergebnis des Niedertemperaturstrangpressverfahrens können die stranggepressten Knüppel jeweils eine Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie innerhalb der Magnesiummatrix aufweisen, die den stranggepressten Knüppel definieren. In den nachfolgenden Schmiedeprozessen können die Zwillingsmorphologien so umgewandelt werden, dass das Mikrogefüge des gebildeten Magnesiumgegenstands zwillingsinduzierte dynamische Rekristallisationskörner umfasst. Die Zwillingsmorphologien können einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr oder genau 20 % der Gesamtfläche der stranggepressten Knüppel einnehmen, die gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurden. Bei bestimmten Abwandlungen können die Zwillinge mit linsenförmiger Morphologie eine Grenzenfehlausrichtung aufweisen, die größer oder gleich ungefähr oder genau 60 Grad bis kleiner oder gleich ungefähr 100 Grad ist. Wie in 2 veranschaulicht, in der die x-Achse 202 den Winkel der Fehlausrichtung in Grad darstellt und die y-Achse 204 die Häufigkeit darstellt, kann ein Anteil von Grenzen mit einer Fehlausrichtung zwischen 60 Grad und 100 Grad größer oder gleich ungefähr oder genau 20 % aller Grenzen ausmachen. Bei jeder Abwandlung können die im stranggepressten Knüppel gebildeten Zwillinge als Keimbildungsorte für die dynamische Rekristallisation feiner Körner bei nachfolgenden Schmiedeprozessen dienen.
Bei verschiedenen Aspekten kann das Verfahren 100 das Bilden 110 des Knüppels aus grobkörniger, aluminiumarmer Magnesiumlegierung umfassen. Das Bilden 110 der grobkörnigen, aluminiumarmen Magnesiumlegierung kann ein Gießverfahren umfassen, z. B. unter Verwendung eines direkten Kokillengießverfahrens und/oder eines halbkontinuierlichen Gießverfahrens. Bei jeder Abwandlung kann der stranggepresste Knüppel einen durchschnittlichen Durchmesser von größer oder gleich ungefähr oder genau 200 mm und bei bestimmten Abwandlungen optional größer oder gleich ungefähr oder genau 300 mm aufweisen.
3 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines beispielhaften stranggepressten Knüppels, der unter Verwendung eines Strangpressverfahrens mit Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 300 °C bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 360 °C hergestellt wurde, wobei die Vielzahl von Zwillingen eine linsenförmige Morphologie aufweisen. Nur zum Vergleich zeigt 4 eine mikroskopische Aufnahme eines beispielhaften stranggepressten Knüppels, der unter Verwendung eines Strangpressverfahren mit Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 380 °C hergestellt wurde. Die weißen Pfeile kennzeichnen in diesem Fall die dynamische Rekristallisation feiner Körner. In diesem Fall ist der Flächenanteil der dynamischen Rekristallisation feiner Körner kleiner oder gleich ungefähr oder genau 10 %.
Knüppel, die aus grobkörnigen Magnesiumlegierungen mit niedrigem Aluminiumgehalt stranggepresst werden, eignen sich besonders für die Herstellung von Bauteilen für Kraftfahrzeuge oder andere Fahrzeuge (z. B. Motorräder, Boote, Traktoren, Busse, Motorräder, Wohnmobile, Wohnwagen und Panzer), sie können aber auch in einer Vielzahl anderer Branchen und Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel (nicht einschränkend) einschließlich Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, Konsumgüter, Geräte, Gebäude (z. B. Häuser, Büros, Schuppen, Lagerhallen), Büroausrüstung und -möbel und Maschinen für Industrieausrüstung, landwirtschaftliche Geräte, Landmaschinen oder Schwermaschinen. Nicht einschränkende Beispiele für Teile oder Gegenstände in Kraftfahrzeugen umfassen Motorhauben, Säulen (z. B. A-Säulen, Scharniersäulen, B-Säulen, C-Säulen und dergleichen), Karosserieteile, einschließlich konstruktiver Karosserieteile, Türverkleidungen und Türkomponenten, Innenböden, Bodenplatten, Dächer, Außenflächen, Unterbodenschutz, Räder, Querlenker und andere Aufhängungen, Knautschdosen, Stoßfänger, konstruktive Schienen und Rahmen, Querträger, Fahrgestell- oder Antriebskomponenten und dergleichen.
Bei verschiedenen Aspekten sieht die vorliegende Offenbarung Verfahren zum Bilden von Gegenständen oder Komponenten aus stranggepressten Knüppeln vor. Zum Beispiel umfasst ein Verfahren zum Bilden von Komponenten das Schmieden des stranggepressten Knüppels. Bei bestimmten Abwandlungen kann das Schmieden das Bewegen des stranggepressten Knüppels durch eine Pressform mit einer Öffnung oder einem Schlitz umfassen, die bzw. der der Querschnittsgeometrie der Komponente entspricht, so dass das aus der Pressform austretende Schmiedeteil die Querschnittsgeometrie aufweist. Bei bestimmten Abwandlungen kann die Pressform eine erste und eine zweite Hälfte aufweisen, die zusammen die Öffnung bilden. Die erste Hälfte und die zweite Hälfte können dazu ausgelegt sein, einen Druck auf den stranggepressten Knüppel auszuüben. Beispielsweise kann ein Druck von größer oder gleich ungefähr oder genau 50 kN bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 150 kN auf den stranggepressten Knüppel ausgeübt werden. Bei bestimmten Abwandlungen kann das Schmieden durchgeführt werden, indem der stranggepresste Knüppel mit einer Stößelgeschwindigkeit von größer oder gleich ungefähr oder genau 1 mm/s bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 15 mm/s durch die Pressform gedrückt wird. Das Schmieden kann bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr oder genau 350 °C bis kleiner oder gleich ungefähr oder genau 450 °C erfolgen. Bei bestimmten Abwandlungen kann das Verfahren im Anschluss an den Schmiedeprozess einen oder mehrere Fließdrückprozesse umfassen, wie der Fachmann weiß.
Die vorstehende Beschreibung der Ausgestaltungen dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie erhebt keinen Anspruch darauf, vollständig zu sein oder die Offenbarung einzuschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausgestaltung sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausgestaltung beschränkt, sondern sind optional austauschbar und können in einer ausgewählten Ausgestaltung verwendet werden, auch wenn sie nicht speziell gezeigt oder beschrieben sind. Dieselben können auch auf vielerlei Weise abgewandelt werden. Solche Abwandlungen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle diese Änderungen sind dazu bestimmt, in dem Umfang der Offenbarung enthalten zu sein.

Claims

Verfahren zum Bilden eines stranggepressten Knüppels aus einem aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppel, wobei das Verfahren umfasst: Strangpressen des aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehenden Knüppels bei Temperaturen von kleiner oder gleich ungefähr 360 °C, um den stranggepressten Knüppel zu bilden, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel eine durchschnittliche Korngröße von größer oder gleich ungefähr 800 µm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel bei Temperaturen von größer oder gleich ungefähr 300 °C stranggepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel einen niedrigen Aluminiumgehalt aufweist und größer oder gleich ungefähr 1,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Aluminium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ungefähr 2 Gew.-% Aluminium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ferner größer oder gleich ungefähr 0,3 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,6 Gew.-% Mangan umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ungefähr 0,5 Gew.-% Mangan umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der aus grobkörniger Magnesiumlegierung bestehende Knüppel ferner wenigstens eines der Folgenden umfasst: größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zink, größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 3 Gew.-% Zinn, größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% Calcium und größer 0 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Seltenerdmetalle.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die grobkörnige Magnesiumlegierung ungefähr 1 Gew.-% Zink umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Knüppel eine Vielzahl von zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörnern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der stranggepresste Knüppel eine Vielzahl von Zwillingen mit linsenförmiger Morphologie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die zwillingsinduzierten dynamischen Rekristallisationskörner einen Flächenanteil von größer oder gleich ungefähr 20 % der Gesamtfläche des Knüppels einnehmen.