DE1458074A1

DE1458074A1 - Process for injection molding and heat treatment of aluminum alloys as well as aluminum alloys and products made from them

Info

Publication number: DE1458074A1
Application number: DE19641458074
Authority: DE
Inventors: Harrison Brogden; Welch Paul R
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1963-05-07
Filing date: 1964-04-25
Publication date: 1970-01-08
Also published as: FR1396058A; BE647621A; CH434583A; NL6404947A; GB1057915A

Description

Dipl. »Ing · Heins Ciaessen Patent attorney - ',, -. «.-. Stuttgart-Zuffenhaueen H 5 8 O 7 4 Hellmuth-Hirth-Strasse 42

ISE/Seg. 2862ISE / Seg. 2862

International Standard Electric Corporation, New York Process for injection molding and heat treatment of

Aluminiumlegierungen sowie hierfür bestimmte Aluminiumlegierung und daraus hergestellte Produkte.Aluminum alloys and also specific aluminum alloys and products made from them.

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf Yerfahren sum Spritzgießen Ton Aluminiumlegierungen und auf die duroh diese Yerfahren hergestellten Produkte, und sie besieht sich insbesondere auf ein neues Yerfahren sum SpritsgleSen und zur Wärmebehandlung einer Aluminiumlegierung und sowohl auf das gespritzte Zwischenprodukt als auoh auf das am Ende erhaltene wärmebehandelte Produkt, wodurch die erhaltenen Produkte vorzügliche physikalische Eigenschaften bezüglich der FlieBgrenze sowie der Dehnungs- und Biegefestigkeit erhalten.The present invention relates to methods of injection molding Clay aluminum alloys and on the products manufactured by these processes, and it is looked at in particular to a new method of spraying and heat treatment an aluminum alloy and both the sprayed intermediate product and the heat-treated product obtained in the end Product, which gives the products obtained excellent physical properties with regard to the yield point as well the elongation and flexural strength obtained.

Der Spritzguß ist ein besonders wirtschaftliches Yerfahren zur Herstellung von Aluminiumteilen und eignet sich besonders für hohe Produktionsmengen. Bisher hatten jedoch die gespritzten Aluminiumteile relativ schlechte physikalische Eigenschaften, und zwar keine gute fließgrenze und für manche Anwendungsaweoke eine ungenügend· Dehnung·- und Biegefestigkeit. Es wurden zwar Yerfahren vorgeschlagen, die teurer sind als das Spritzgießen und die sich auoh nicht für eine hohe Produktionsleistung eignen, wie z.B. Dauerformen, Schmieden, Kaltwalzen, Kaltziehen, Kaltspritzen mit kalter Nachbearbeitung, mit denen versucht wurde, bessere physikalische Eigenschaften bei manchen Arten von AIuminlumteilea zu erzielen, wie z.B. feile für militttrisoh«Injection molding is a particularly economical Yerfahren for Manufacture of aluminum parts and is particularly suitable for high production quantities. So far, however, had the injected Aluminum parts have relatively poor physical properties, not good yield strength and aweoke for some applications insufficient elongation and flexural strength. Processes have been proposed that are more expensive than injection molding and which are also not suitable for high production output, such as permanent molding, forging, cold rolling, cold drawing, cold spraying with cold post-processing which has been used to attempt to obtain better physical properties in some types of aluminum parts a to achieve, e.g. file for militttrisoh "

fr./bm. - 22. 4. 1964 - 2 -fr./bm. - April 22, 1964 - 2 -

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Zwecke, Explosionsmotoren und Teile davon, HiIfskraftmaschinen, Haushalteanwendungen, Beschläge, Bauteile, Teile von Außenbord» motoren und viele andere. Als Beispiel sei eine Aluminiumlegierung für elektrische Anschlußteile genannt, die unter der Kummer MIL-C 26 500 und 26 518 aus Aluminium Ho. 6061-T6 durch Kaltapritzen hergestellt wurde, um die militärischen Aribrderungen zu erfüllen.Purposes, explosion engines and parts thereof, auxiliary power machines, Household applications, fittings, components, parts for outboard motors and many others. As an example, an aluminum alloy for electrical connection parts is mentioned, which under the Kummer MIL-C 26 500 and 26 518 made of aluminum Ho. 6061-T6 through Kaltapritzen was made to meet the military aribretraces to meet.

Die Schwierigkeiten bei dem bekannten Spritzgießen von Aluminiumteilen bestanden nicht allein darin, daß sie relativ schlechte physikalische Eigenschaften kurz nach dem Spritzguß hatten, sondern auch darin, daß die Fachleute für Aluminium-" Spritzguß keinerlei wesentliche Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von durch Spritzguß hergestellten Aluminiumteilen durch eine Wärmebehandlung der Teile nach dem Spritzguß für möglich hielten, so daß die für eine Wärmebehandlung geeigneten Teile nach einem anderen Verfahren hergestellt werden mußten.The difficulties with the known injection molding of aluminum parts was not only that they had relatively poor physical properties shortly after injection molding had, but also in the fact that those skilled in the art of aluminum "injection molding" did not make any substantial improvement in the physical Properties of aluminum parts produced by injection molding by heat treatment of the parts after injection molding for held possible, so that the parts suitable for heat treatment had to be manufactured by a different process.

Ss wurden auch andere Verfahren in der Technik vorgeschlagen, um Teile aus Aluminiumlegierungen herzustellen, welche einer Wärmebehandlung unterworfen werden können, doch war ea schwierig, die physikalischen Eigenschaften der Teile dur^h die Wärmebehandlung su steuern,und bestimmte relative Änderungen in der !'ließgrenze sowie in der Dehnungs- und Biegefestigkeit könnttnnicht erzielt werden.Other techniques have also been suggested in the art, to make parts from aluminum alloys which can be subjected to heat treatment, but it was difficult to the physical properties of the parts due to the heat treatment su control, and certain relative changes in the! 'read limit as well as in the tensile strength and flexural strength could not be achieved.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neues Verfahren zum Spritzgießen von Aluminiumlegierungen, bei dem dl· soeben erhaltenen Teile bessere physikalische Eigenschaften haben al· Teile aus Aluminiumlegierung«», die nach dem bekannten Spritzgußverfahren hergestellt wurden·The present invention relates to a new process for injection molding of aluminum alloys, in which the parts just obtained have better physical properties than Parts made of aluminum alloy «» made by the well-known injection molding process were manufactured·

Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein neue· Verfahren zum Spritsgießen von Aluminiumlegierungen, wobei Teile erhalten werden, bei denen die physikalischen eigenschaften, insbesondere The invention also relates to a new method for Injection molding of aluminum alloys, whereby parts are obtained in which the physical properties, in particular

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die Iließgrenze aowie die Dehnungs- und Biegefestigkeit durch eine nachfolgende Wärmebehandlung und Alterung verbessert werden kann«the yield point as well as the elongation and flexural strength can be improved by subsequent heat treatment and aging «

Weiter ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Spritzgießen und «ur Wärmebehandlung einer Aluminiumlegierung, bei dem einzelne phyeikalliohe Eigenschaften, wie die Fließgrenze sowie die -Dehnung»~ und Biegefestigkeit genau gesteuert werden können daroh Veränderung der Wärmebehandlung und des Alterungszyklus, dem die duroh Spritaguß erzeugten Seile unterworfen werden. The present invention also relates to a method for injection molding and heat treatment of an aluminum alloy, in the case of the individual phyeikalliohe properties, such as the yield point and the elongation and flexural strength can be precisely controlled can change the heat treatment and the aging cycle, to which the ropes produced by duroh injection molding are subjected.

Schließlich ist es nooh Gegenstand der Erfindung, eine Aluminiumlegierung zum Spritsgießen von Aluminiumteilen anzugeben, mit der Teile mit wesentlich verbesserten und genau gesteuerten physikalischen Eigenschaften erhalten werden, vergliohen alt den bekannten Spritegußteilen aus Aluminiumlegierung.Finally, it is nooh the subject of the invention, an aluminum alloy to specify the injection molding of aluminum parts, with the parts with much improved and precisely controlled physical properties are obtained, compared old the known fuel castings made of aluminum alloy.

The invention will now be described in detail.

Bei den bisher bekannten Verfahren sum Spritsgießen von AIu-' miniualegierungen wurde es als absolut notwendig erachtet und stellte eine absolut feste Regel dar, daß die Legierung mindestens 1 Gewichtsprozent Eisen enthalten muß, auf keinen Fall weniger als 0,8 $> Eisen. Binar der Gründe für diesen Eisengehalt war der, daß Aluminiumlegierungen alt niedrigerem Eisengehalt an der Form duroh einen Lot- oder Sohweißprozeß anhafteten, so daß die gegossenen Teile zerstört wurden, wenn man versuchte, sie aus der, Form zu entfernen, und daß oft auch die form zerstört wurde, so daß sie nicht «»ehr repariert werden konnte. Dieeer Eisengehalt von wenigstens 1 i> wurde mindestens teilweise aus dem Slsen der Wände des Behälters erhalten, der sum Schmelzen und zum Transport des geschmolzenen Aluminiums verwendet wurde, da Aluminium eine große Affinität für Eisen hat. So wurde bei den Aluminiumteilen, die bisher durch Spritzguß hergestellt wurden, etwa· Eisen von dem geschmolzenen Aluminium sowohl aus dem Ofen als auchMiniualegierungen in the previously known method fuel sum casting AIu- 'it was deemed absolutely necessary and represented an absolutely fixed rule that the alloy must contain at least 1 weight percent iron, in no case less than 0.8 $> iron. Binary of the reasons for this iron content was that aluminum alloys with a lower iron content adhered to the mold through a soldering or soldering process, so that the cast parts were destroyed if one tried to remove them from the mold, and often that too form was destroyed so that it could not be repaired. Dieeer iron content of at least 1 i> was at least partially receive the container from the Slsen of the walls, the sum melting and was used for the transport of the molten aluminum, since aluminum has a high affinity for iron. For example, in the aluminum parts previously made by injection molding, iron was removed from the molten aluminum from both the furnace and

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aus dem Schmelztiegel aufgenommen und auch aus der Gießpfanne oder einem anderen Behälter, der dazu verwendet wurde, das geschmolzene Aluminium von dem Schmelztiegel zu den Formen zu transportieren. Ψβηη es passierte, daß die gegossenen Teile an . der form anhafteten, so war es Üblich, der Schmelze etwas Eisen zuzusetzen. Pies wurde im allgemeinen in vollkommen unkontrollierter Weise durch einen Bedienungsmann vorgenommen, der einfach einige Hagel in den Schmelztiegel warf«from the crucible and also from the ladle or other container that was used to transport the molten aluminum from the crucible to the molds. Ψβηη it happened that the cast parts at. stuck to the mold, it was customary to add some iron to the melt. Pies were generally carried out in a completely uncontrolled manner by an operator who simply threw a few hailstones into the crucible «

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Gehalt dee geschmolzenen Aluminiums an Eisen, das während des Gießverfahrens hineingelangt, wesentlich vermindert gegenüber der Menge, die bei dem bekannten Gießverfahren verwendet wurde, und zwar auf einen Gehalt von 0 bis nicht über 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 0 und 0,15 1·· According to the present invention, the iron content of the molten aluminum that gets in during the casting process is substantially reduced compared to the amount used in the known casting process, to a content of from 0 to not more than 0.5 percent by weight, preferably between 0 and 0.15 1 ··

Um diesen niedrigen Eisengehalt in der geschmolzenen Aluminiumlegierung, welche für das Spritzgußverfahren verwendet wird, zu erhalten, ist es notwendig, die Aluminiumlegierung vor einer Berührung mit jedem eisenhaltigen Material zu schützen, während es sich in geschmolzenem Zustand befindet. Ss wird daher der Ofen oder der Schmelztiegel mit Siliziumkarbid oder einem äquivalenten Material ausgekleidet, um zu verhindern, daß durch das geschmolzene Aluminium Eisen aufgenommen wird. Mit anderen Worten, die Auskleidung des Ofens und des Schmelztiegel besteht aus einem nicht-eisenhaltigen Material hohen Schmelzpunktes. Wenn eine Gießpfanne zum Transportieren der geschmolzenen Legierung vom Schmelztiegel zur Spritzgußmaschine verwendet wird, sollte sie aus keramischem Material bestehen oder mit einem feuerfesten Material ausgekleidet sein, das so wenig wie möglich Eisen enthält. Es muß auch anderweitig eine Verunreinigung mit Eisen vermieden werden, indem z.B. ein Rohr aus Siliziumkarbid oder ein ähnliches Schutzrohr oder ein Überzug für das Thermoelementrohr benutzt wird und alle Einrichtungen, die alt dem geschmolzenen Metall in Kontakt kommen.In order to achieve this low iron content in the molten aluminum alloy, which is used for the injection molding process, it is necessary to prepare the aluminum alloy before a Protect contact with any ferrous material while it is in a molten state. Ss therefore becomes the Furnace or the crucible with silicon carbide or an equivalent Lined material to prevent iron from being absorbed by the molten aluminum. In other words, the lining of the furnace and the crucible is made of a non-ferrous material with a high melting point. When a ladle is used to transport the molten alloy from the crucible to the injection molding machine, it should be made of ceramic material or lined with a refractory material that is as little as possible Contains iron. Iron contamination must also be avoided in other ways, for example by using a silicon carbide tube or a similar protective tube or cover for the thermocouple tube is used and all facilities that old come into contact with the molten metal.

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Der niedrige Bisengehalt gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus verschiedenen Gründen wesentlich, die nachfolgend kurz erläutert werden sollen und von denen später einige la einzelnen erläutert werden.The low bis level according to the present invention is essential for various reasons, which are briefly explained below and some of them will be explained later.

So haben die nach der vorliegenden Erfindung erhaltenen Teilt gleich nach dem QuS eine bessere fließgrenze und eine bessere Dehnung·- und Biegefestigkeit als die Aluminiumlegierungen, die bisher hierzu verwendet wurden, wobei die verbesserten physikalischen Eigenschaften mindestens teilweise auf eine wesentliche Verringerung der Kristallisation innerhalb der UuSteile zurückzuführen ist und auf eine wesentliche Verringerung der Menge von Gaseineohlüasen, so daß sich ein kompakteres Produkt ergibt« Weiter haben die soeben gegossenen feile genügende Plastizität oder Geschmeidigkeit, so daß sie geschmiedet, verformt, geprägt oder in anderer Weise verarbeitet werden können, was bisher axt Spritsgußteilen aus Aluminiualegierungen nicht möglich war. Diese Verarbeitung kann sofort nach dem Spritzguß vorgenommen werden oder nach einer Wärmebehandlung, aber vor der Alterung oder auch nach der Alterung, obwohl bei dem Endzustand die Festigkeit der felle so groß ist, daß sie viel schwieriger zu bearbeiten sind.Thus, the parts obtained according to the present invention have a better flow limit and a better one immediately after the QuS Elongation · - and flexural strength than the aluminum alloys that hitherto have been used for this purpose, the improved physical properties at least partially due to an essential Reduction in crystallization within the UuSteile attributable and to a substantial reduction in the amount of gas inlets, so that a more compact product results « Furthermore, the files that have just been cast have sufficient plasticity or suppleness so that they can be forged, deformed, embossed or can be processed in some other way, what was previously ax Injection molded parts from aluminum alloys was not possible. This processing can be done immediately after injection molding or after a heat treatment, but before aging or after aging, although in the final state the The strength of the skins is so great that they are much more difficult to achieve edit are.

Sin anderer Vorteil des niedrigen Eisengehaltes besteht darin, daß er eine Beziehung hat zu den anderen Bestandteilen der Legierung. Beispielsweise wird durch den verminderten Eisengehalt die Wichtigkeit von Magnesium und Kupfer bei der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Gußteile noch verstärkt, und es sind auch früher nicht mögliche Abwandlungen bei den relativen Mengen von Magnesium und Kupfer in der Legierung möglich geworden, um verschiedene Eigenschaften der Gußteile la Bedarfs·· fall« zu erhalten, felter ist bei dem niedrigen lisengshmlt der Legierung «in viel größerer lagnesiumgehalt Möglich, wodurch die erhaltenen Spritzgußteile verbessert werden, und wodurch die Wärmebehandlung und dl« Alterung zur Verbesserung der Another benefit of the low iron content is that it has a relationship with the other components of the alloy. For example, it is due to the reduced iron content reinforces the importance of magnesium and copper in improving the physical properties of the castings, and even earlier there were no possible modifications to the relative ones Amounts of magnesium and copper in the alloy have become possible in order to achieve various properties of the cast parts as required fall «, felter is with the low lisengshmlt the alloy «possible in a much higher magnesium content, which means the injection molded parts obtained are improved, and thereby the heat treatment and dl «aging to improve the

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Teile viel wirksamer wird.Parts becomes much more effective.

Schließlich erlaubt der verminderte Eisengehalt der gemäß der Erfindung verwendeten Aluminiumlegierung einmal, daß die gegossenen Alumini unit eile einer Wärmebehandlung und einer Alterung unterworfen werden können, wobei die physikalischen .Eigenschaften verbessert werden. Tatsächlich sind die Aluminiumgußteile gemäß der Erfindung ao gut für eine Wärmebehandlung als auch für eine Alterung geeignet, daß die Fließgrenze sowie die Dehnungs- und Biegefestigkeit des endgültigen Produkts gegeneinander abgestimmt und mit einem großen Grad von Genauigkeit eingestellt werden können. Solche relative Änderungen der verschiedenen physikalischen Eigenschaften und so eine genaue Einstellung oder Auswahl der physikalischen Eigenschaften war bis~ her nicht möglich, auch nicht mit komplizierteren Verfahren seur Herstellung von Teilen aus Aluatiniumlegierungen, wie z.B. Dauerforaen, Schmieden, Kaltwalzen, Kaltziehen oder Kaltepritaen Mit kalter Sachbearbeitung.Finally, the reduced iron content allows the according to Invention used aluminum alloy once that the cast aluminum unit part of a heat treatment and aging can be subjected to the physical .properties be improved. In fact, the aluminum castings according to the invention are ao good for heat treatment as also suitable for aging that the yield point as well as the elongation and flexural strength of the final product against each other can be tuned and adjusted with a large degree of accuracy. Such relative changes of the various physical properties and so an accurate setting or selection of physical properties has not been possible up to now, not even with more complicated procedures Manufacture of parts from aluminum alloys, such as permanent fora, Forging, cold rolling, cold drawing or cold prepping cold clerk.

Sowohl Kupfer als auch Magnesium sind wesentliche Bestandteile der Legierung, obwohl es nicht sicher ist, daß Kupfer ein notwendiger Bestandteil ist. Kupfer und Magnesium verteilen sich zu einer kristallinen struktur in der Aluminiumlegierung, die als dchneeflookentyp oder Zwischenschichttyp bezeichnet werden kann, welcher eine Abwandlung der Kornstruktur der Legierung ist und sie mehr dehnbar und auch härter macht, alt dem Ergebnis, daß die Anwesenheit von Kupfer und Magnesium die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Biegefestigkeit, Dahnungafeetigkeit und das Fließen der gegossenen Teile aus Aluminiumlegierung verbessert.Both copper and magnesium are essential components of the alloy, although copper is not certain to be a necessary one Component is. Copper and magnesium distribute themselves to a crystalline structure in the aluminum alloy, which can be referred to as the snowflake type or intermediate layer type, which is a modification of the grain structure of the alloy and makes them more elastic and also harder, old the result, that the presence of copper and magnesium improves the physical properties, in particular the flexural strength and resistance to teeth and the flow of the cast aluminum alloy parts improved.

Kupfer und Magnesium sind beide la einigen Alustiniumlegisrungen enthalten, die bisher fiir den Spritzguß verwendet wurden. 3« wurde jedoch gefunden, daß die Bedeutung dieser beiden Elemente für die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Sprits-Copper and magnesium are both under some alustinium alloys that have been used for injection molding so far. 3 « however, it was found that the importance of these two elements in improving the physical properties of the fuel

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gußteile wesentlich erhöht wird, wenn der Eisengehalt gemäß der vorliegenden Erfindung vermindert wird.cast parts is significantly increased if the iron content according to the present invention is reduced.

Ein anderer weaentlicher Paktor bezüglich dee Gehaltes der Legierung gemäß der Erfindung an Kupfer und Magnesium bei wesentlich vermindertem Eisengehalt besteht darin, daß die relativen Mengen von Magnesium und Kupfer variiert werden können» um die physikalischen Eigenschaften der Gußteile zu beeinflussen. So ergibt beispielsweise eine Erhöhung des Magnesiumgehaltes bei einer gleichzeitigen Terminderung des Kupfergehaltes eine größere Dehnbarkeit der gegossenen felle. Solche Veränderungen der physikalischen Eigenschaften von SpritEgußteilen aus Aluminiumlegierungen konnten bei dem höheren Elsengehalt nicht ersielt werden.Another factor related to the content of the alloy According to the invention of copper and magnesium with a significantly reduced iron content is that the relative Amounts of magnesium and copper can be varied »around the To influence physical properties of the cast parts. For example, there is an increase in the magnesium content A simultaneous reduction in the copper content increases the ductility of the cast heads. Such changes in physical Properties of fuel castings made of aluminum alloys could not be achieved with the higher iron content will.

Infolge des relativ hohen Eisengehaltes der bekannten Spritzgußlegierungen konnte der Magnesiumgehalt der Legierung nur verhältnismäßig gering sein, da jede wesentliche Menge von Magnesium in Kombination mit dem Eisen die erhaltenen Teile zu spröde machte. Ss wurde jedoch gefunden, daß durch den wesentlich verminderten Bisengehalt gemäß der vorliegenden Erfindung ein wesentlicher Anstieg d«B Gehaltes an Magnesium in der Legierung nicht nur möglich ist, sondern auch die physikalischen Eigenschaften der Gußteile verbessert. Beispielsweise war der Magnesiumgehalt der bekannten MagnesiumguSlsgierungen für feilt hoher Qualität 0,1 Gewichtsprozent, während besonders gute Ergebnisse bei einer Legierung gemäß der Erfindung mit einem Magnesiumgehalt von 0,35 $> bis 0,65 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,45 Gewichtsprozent, erhalten wurden. Wenn der Magnesiumgehalt den Wert von 0,35 i> wesentlich unterschreitet, ao ist die BIegungs- und Dehnungsfestigkeit der gegossenen Teile wesentlich vermindert und die Empfindlichkeit der Teile gegenüber einer Wärmebehandlung und einer Alterung wesentlich vermindert. Wenn andererseits der Magnesiumgehalt den Wert von 0,65 # wesentlich überschreitet, so 1st die Dehnbarkeit wesentlich, beeinträchtigt-.As a result of the relatively high iron content of the known injection molding alloys, the magnesium content of the alloy could only be relatively low, since any substantial amount of magnesium in combination with the iron made the parts obtained too brittle. However, it has been found that the significantly reduced bisene content according to the present invention not only enables a substantial increase in the magnesium content of the alloy, but also improves the physical properties of the castings. For example, the magnesium content of the known polishes MagnesiumguSlsgierungen for high quality was 0.1 weight percent, while especially good results have been obtained in accordance with an alloy of the invention having a magnesium content of 0.35 $> to 0.65 weight percent, preferably 0.45 weight percent. If the magnesium content falls significantly below the value of 0.35 i> , the flexural strength and elongation strength of the cast parts is significantly reduced and the sensitivity of the parts to heat treatment and aging is significantly reduced. On the other hand, if the magnesium content substantially exceeds 0.65 #, the ductility is substantially impaired.

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Dsser erhöht· Magnesiumgehalt bei der legierung gemäfl der Erfindung in Kombination Bit einem verminderten Sieengehalt iet ein wesentlicher Faktor bei der Erzielung verbeeserter physikalischer Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung und eine Alt« rung der Gußteile.This increases the magnesium content in the alloy according to the invention In combination bit a reduced sieve content is a major factor in achieving improved physical properties Properties through heat treatment and aging of the cast parts.

In Tabelle I sind die Bestandteile einer Legierung gemäß der Erfindung mit den bekannten Spritsgußlegierungen verglichen. Die Legierung gemäß der Erfindung ist mit Hr. 1 bezeichnet und hat ausgezeichnete Eigenschaften nach dem Guß und kann einer Wärmebehandlung mit einer Verbesserung der physikalischen Eigenschaften unterworfen werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Legierung beschränkt, die in dieser Tabelle angegeben ist. Die mit Hr. 2 bezeichnete Legierung ist die allgemein verwendete Legierung zur Herstellung von Spritzgußteilen hoher Qualität.In Table I the constituents of an alloy according to the invention are compared with the known injection molding alloys. The alloy according to the invention is marked with Mr. 1 and has excellent properties after casting and can be a Heat treatment with an improvement in physical properties can be subjected. However, the present invention is not limited to an alloy given in this table. The one with Mr. 2 is the general alloy Alloy used to manufacture high quality injection molded parts.

33 CuCu .0.0 FeFe 1414th 77th Tabelle ITable I. MgMg 00 ZnZn TiTi HiHi SnSn AlAl 3,73.7 0»0 » 33 Si MnSi Mn 0,450.45 11 ,02, 02 0,050.05 00 00 Restrest 1.1. ,0-4, 0-4 1,1, 8,2 0,028.2 0.02 0,10.1 fOfO 00 0,50.5 0,30.3 BestBest 2.2. ,5-9,5 0,5, 5-9.5 0.5

Aus der obigen Aufstellung kann entnommen werden, daß susätslioh su den großen Unterschieden im Eisen- und Magnesiumgehalt der beiden Legierungen auch noch ein wesentlicher Unterschied im Mangangehalt vorhanden ist. Der wesentlich größere Mangangehalt der bekannten Legierungen war dazu erforderlich, um den größeren Eisengehalt in Lösung su halten·From the above list it can be seen that susätslioh In addition to the large differences in the iron and magnesium content of the two alloys, there is also an essential difference is present in the manganese content. The much larger manganese content of the known alloys was necessary to achieve the keep larger iron content in solution

Die anderen Bestandteile, welche in der obigen Aufstellung aufgeführt sind, einschließlich Silicium, Zink, Titan, Hiokel und Zinn, beeinflussen nicht wesentlich das Gießverfahren bei den vorhandenen Mengen. Das Silicium ist deshalb vorteilhaft, weil es die Gleiteigensohaften verbessert und die Wahrscheinlichkeit' vermindert, daß die Gießteile an der Form anhaften·The other components listed in the list above including silicon, zinc, titanium, Hiokel and tin do not significantly affect the casting process at the existing quantities. The silicon is advantageous because it improves the slip properties and reduces the likelihood that the cast parts will stick to the mold

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Sa wurd· gefunden, daß es außerordentlich schwierig und technisch nicht su rerwirkliohen ist, eine Aluminiumlegierung «it niedriges Eisengehalt im Spritsgußverfahren nach der bekannten Methode su verarbeiten» und so ist es ein Seil der vorliegenden Erfindung» eine Reihe von Abwandlungen des bekannten Spritsgußverfahrene vorzunehmen, woduroh eine Aluminiumlegierung mit niedrigem lieengehalt in sufriedenstellender Weise für dtn Spritsguß verwendet werden kann» ohne daß das Problem auftritt» dad die Teile sich mit der form verlöten oder verschweißen. Zusätzlich muß in den Abschnitten des Grußverf ahrens, das dem bekannten Verfahren gleicht» eine besonders gute Form verwendet werden» so daß gute Ergebnisse bei niedrigem Eisengehalt und relativ hohem Hagneeiumgehalt «nielt werden.It has been found that it is extremely difficult and technically unsuccessful to process an aluminum alloy "with a low iron content in the injection molding process according to the known method" and so it is a rope of the present invention "to make a number of modifications of the known injection molding process, where a low-density aluminum alloy can be used satisfactorily for injection molding "without the problem" since the parts braze or weld to the mold. In addition, in the sections of the greeting procedure, which is similar to the known procedure, "a particularly good shape must be used" so that good results are obtained with a low iron content and a relatively high hagne egg content ".

Sei dem bekannten Spritzgußverfahren liegt die Temperatur der Schmelse der Aluminiumlegierung üblicherweise in dem Bereioh von 600 - 680° 0. Obwohl solohe Temperaturen ausreichend sind, um Aluminiumlegierungen im Spritsgußverfahren su verarbeiten» die t + oder mehr Eisengehalt haben» ist das Verarbeiten von Legierungen mit vermindertes Eisengehalt von nicht mehr als 0,5 Gewiohtsprosent, vorsugeweiee mit 0 bis 0,15 Gewicht»present Eisen» sehr schwierig» wenn nicht unmöglich, wenn die oben genannten Temperaturen verwendet werden· (teste der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur der Sohmelse über 700° C gehalten» vorsugeweiee in einem Bereich von etwa 730° C bis etwa 760° C. Bei diesen Temperaturen können Aluminiumlegierungen mit niedrigem Eisengehalt gut verarbeitet werden» und die Oußteile können gut aus der form entnommen werden» ohne dafi eine Zerstörung durch Verlöten oder dgl. eintritt*Is the known injection molding process, the temperature of the Schmelse the aluminum alloy is usually in the Bereioh 600-680 ° 0. Although solohe temperatures are sufficient to aluminum alloys in Spritsgußverfahren su process "have the t + or more iron content" is the processing of alloys having reduced Iron content of not more than 0.5 percent by weight, provided with 0 to 0.15 weight »present iron» very difficult »if not impossible if the above temperatures are used (test of the present invention, the temperature of the Sohmelse is above 700 ° C kept in a range from about 730 ° C to about 760 ° C. At these temperatures, aluminum alloys with a low iron content can be processed well and the outer parts can be easily removed from the mold without being destroyed by soldering or the like. entry*

Bin sueätslioher Vorteil der höheren Temperatur der Sohmelse besteht darin» äafi eine bessere Löslichkeit der Legierungebeet andt eile vorhanden ist» so daß vermieden wird» daß fleokige Gebiete auftreten, und daß eine gleichmäßige Legierung über all· Teile des Gußstückes vorhanden ist» was sehr wichtig ist» us gleichmäßige physikalische Eigenschaften der Teile su erhalten·A great advantage of the Sohmelse's higher temperature there is a better solubility of the alloy bed and some part is present so that it is avoided that fuzzy areas occur and that a uniform alloy over all · parts of the casting are present »which is very important» we obtain uniform physical properties of the parts

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Venn die Temperatur der Schmelzt 760° C wesentlich überschreitet, beginnen einige Legierungsbestandteile, wie z.B. das Magnesium, auszubrennen oder sich zu verschlechtern.If the temperature of the melt significantly exceeds 760 ° C, some alloy components, such as magnesium, begin to burn out or deteriorate.

Zusätzlich zu der erhöhten Temperatur der Schmelze wurde weiter gefunden, daß es sehr vorteilhaft ist, die Temperatur über diejenige zu steigern, die bisher üblicherweise verwendet wurde. Die Temperatur der form liegt bei dem bekannten Verfahren beispielsweise unter 150° 0. ils wurde gefunden, daß es bei vermindertem Sieengehalt wünschenswert ist, die form auf einer Temperatur zwischen 160° C und etwa 315° C au halten. Unterhalb dieses Temperaturbereiches besteht die große Gefahr, daß die eingespritzte Legierung sich am Eingußkanal mit der Form verbindet, während oberhalb dieses Temperaturbereiches die überschüssige Wärme die Form erweicht.In addition to the increased temperature of the melt was continued found that it is very beneficial to keep the temperature above that to increase that has been commonly used up to now. The temperature of the mold is, for example, in the known method below 150 ° 0 ils it has been found that with a reduced sieen content it is desirable to use the mold on a Maintain a temperature between 160 ° C and about 315 ° C. Below this temperature range there is a great risk that the Injected alloy connects to the mold at the sprue channel, while above this temperature range the excess Warmth softens the shape.

Vie es bereits oben erwähnt wurde, ißt es vorteilhaft, die Gefäße und Torriohtungen zum Schmelzen und Transportieren der gesohmolsenen Aluminiumlegierung mit einer geeigneten Auskleidung zu versehen, um zu verhindern, daß die geschmolzene Legierung während des Sohmelzprozeeses mit eisenhaltigem Material in Kontakt kommt und uk so einen niedrigen Bisengehalt der Legierung zu gewährleisten.As already mentioned above, it is beneficial to eat the vessels and Torriohtungen for melting and transporting the melted Aluminum alloy to be provided with a suitable lining to prevent the molten alloy in contact with ferrous material during the melting process comes and uk such a low bison content of the alloy to ensure.

Es ist weiter erforderlich, zu verhindern, daß die Schmelze an der Oberfläche oxydiert. Dies wird dadurch erreicht, daß entweder «ines oder mehrere Flußmittel auf die Schmelze aufgebracht werden, oder die Oberfläche in einer Inerten Gasatmosphäre oder im Vakuum verarbeitet wird, oder daß andere bekannte Mittel angewendet werden. Die Schmelze sollte durch Zusatz von Chlor, Chlor-Stickstoff oder anderen geeigneten Flußmitteln vor dem fließprozeß entgast werden, und dieses Verfahren sollte entweder von Hand oder mechanisch während des Schmelzvorgange· wiederholt werden, um einen mögliohst niedrigen Gasgehalt zu erzielen. Ss muß darauf geachtet werden, dafi die Verunreinigungen aus der Lösung ausfallen können, während die Legierung flüssig ist und bevor der Gießvorgang fortgesetzt wird.It is also necessary to prevent the melt from adhering the surface is oxidized. This is achieved by applying either one or more fluxes to the melt, or the surface in an inert gas atmosphere or processed in a vacuum, or that other known means are used. The melt should be obtained by adding Chlorine, chlorine-nitrogen, or other suitable flux must be degassed prior to the flow process, and this procedure should be used be repeated either by hand or mechanically during the melting process in order to keep the gas content as low as possible achieve. Care must be taken that the impurities may precipitate out of solution while the alloy is liquid and before casting continues.

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U5807AU5807A

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Ss ist erwünscht, die Gußstücke so dicht wie möglich zu machen, denn wenn sich Gastaschen im Gußstück bilden» so ergeben sich bei der nachfolgenden Wärmebehandlung Blasen und somit unbrauchbare Gußteile. Der »uvor genannte Entgasungeprozeß ist daher sehr wesentlich. Sin anderer wichtiger Paktor, um dichte Gußteile au erhalten, ist der wesentlich verhinderte Eisengehalt, da infolge des höheren Eisengehaltes der bekannten Aluminiumspritzgußlegierungen eine starke Tendenz sur Bildung ron Gastaschen in den Seilen besteht·It is desirable to make the castings as tight as possible, because when gas pockets are formed in the casting »so arise bubbles during the subsequent heat treatment and thus unusable Castings. The above-mentioned degassing process is therefore very essential. Another important factor in obtaining dense castings is the significantly reduced iron content, because of the higher iron content of the known aluminum injection molding alloys a strong tendency towards the formation of gas pockets consists in the ropes

Sin anderes Verfahren, welches mit dazu dient, möglichst dichte Gußstücke su erhalten, besteht darin, das geechmoliene Metall in die Höhlung der form bei relativ niedrigem Druck und so langsam wie möglich einzubringen, ohne daß sich das Metall verfestigt, und das Metall nicht umzurühren, wenn es in die Ausnehmung der Gußform fließt, wodurch erreicht wird, daß die Gase in der Gußform entweichen und dann, wenn die Höhlung der Form teilweise gefüllt ist, plötzlich die Gußgeschwindigkeit und den Druck su erhöhen. Am Ende kann die Gußgeechwindigkeit und der Druck bis zu viermal größer sein als am Anfang des Gießens. Der hohe Gießdruck liegt in der Größenordnung von 400 - 550 Atm. Es soll noch erwähnt werden, daß infolge der Ausbildung der einzelnen Gußteile geeignete Änderungen der Gießgeschwindigkeit und des Druckes erforderlich sind.Another method, which is used to make it as dense as possible Castings are obtained by using the geechmoliene metal to be introduced into the cavity of the mold at relatively low pressure and as slowly as possible without the metal solidifying, and not to stir the metal as it flows into the cavity of the mold, thereby causing the gases to flow escape in the mold and then, when the cavity of the mold is partially filled, suddenly the casting speed and the Increase pressure su. In the end, the casting speed and the Pressure up to four times greater than at the start of pouring. The high casting pressure is in the range of 400-550 atm. It should also be mentioned that as a result of the formation of the Changes to the casting speed suitable for individual castings and pressure are required.

Ss ist weiter vorteilhaft, wenn die Form eine größe Eingußöffnung hat, so daß ein Verlöten oder ein Zerstäuben während der anfänglichen Phase mit geringer Gußgeschwindigkeit nicht so leicht eintritt. Weiter ist es wünschenswert, einen relativ großen Überschuß an Metall einzugießen, um die meisten Gase aus der eigentlichen Form abzuleiten.It is also advantageous if the mold has a large gate so that soldering or sputtering does not occur during the initial low casting speed phase occurs so easily. It is also desirable to pour a relatively large excess of metal in order to keep most of the gases out derive the actual shape.

Weiter ist es erwünscht, so wenig wie möglich Gleitmittel in der Form zu verwenden, um die Möglichkeit zu vermindern, daß Einschlüsse des Gleitmittels in den Gußteilen entstehen.Further, it is desirable to use as little lubricant in the mold as possible to reduce the possibility of that Inclusions of the lubricant arise in the cast parts.

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ISE/Reg. 2862 U 5 8 O 7 4ISE / Reg. 2862 U 5 8 O 7 4

TrotB der oben genannten Vorkehrungen, um die Möglichkeit ron Gaseinschlussen in den Teilen zu vermeiden, haben die Gußteile eine so starke Tendenz, während der nachfolgenden Wärmebehandlung Blasen zu bilden, daß es vorteilhaft ist, einen weiteren Verfahrene schritt einzuschalten, wenn eine neue Form in den Arbeitsprozeß eingeführt wird. Beim Ausprobieren der neuen Gußform werden das normale Anschneiden, die Entlüftung und der normale Gießkopf verwendet, um einen ersten SuB mit der Form durchzuführen« Wenn das Probestück fertig ist, wird der ganze Gießling mit dem Anguß und den Gießteilen selbst in einem Ofen einer Wärmebehandlung unterworfen und auf eine so hohe Temperatur erhitzt, um gleichzeitig eine verminderte festigkeit in dem Aluminium und eine Ausdehnung der Gase in den Teilen zu erzielen, so daß Blasen an die Oberfläche der Teile kommen, um genau die Stellen zu bestimmen, welche korrigiert werden müssen« Sie Änderung der verschiedenen Faktoren, wie z.B. die Gußgeschwindigkeit, die Temperatur, die Entlüftung und die Menge des Angusses und ähnliche Faktoren, können dann durchgeführt werden, bis solche Probestücke einer Wärmebehandlung unterworfen werden können, ohne daß Blasen auf dem Gußte11 auftreten. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, größere Angüsse vorzusehen als dies üblicherweise bei der Konstruktion der Fora vorgesehen ist. In der Praxis hat sich gezeigt, daß eine Temperatur in der Größenordnung von etwa 540° C für eine relativ kürzt Zeitdauer, beispielsweise für eine Stunde, ausreicht, um solche Blasen zu erzeugen.Take the above precautions to avoid the chance The cast parts have to avoid gas inclusions in the parts such a strong tendency to bubble during the subsequent heat treatment that it is advantageous to add another Process step to turn on when a new shape is in the work process is introduced. When trying out the new mold, the normal cutting, venting and normal Watering head used to make a first SuB with the mold « When the specimen is ready, the entire casting with the sprue and castings themselves becomes one in an oven Subjected to heat treatment and heated to such a high temperature that at the same time a reduced strength in the aluminum and to cause the gases in the parts to expand so that bubbles come to the surface of the parts to do just that Make to determine which ones need to be corrected «you change the various factors such as casting speed, temperature, venting and the amount of sprue and like factors, can then be carried out until such specimens are subjected to heat treatment without bubbles appearing on the casting11. In some In some cases, it may be necessary to provide larger sprues than is usually provided in the construction of the fora is. In practice it has been shown that a temperature of the order of about 540 ° C for a relatively short period of time, for example, for an hour, is sufficient to generate such bubbles.

Bei der Änderung der Form als Ergebnis des oben genannten Blasentests wird nicht das Gas aus der Aluminiumlegierung entfernt, sondern in einen Teil des Gußstückes gebracht, der nachher entfernt wird, so daß das Gas nicht in einem Maße in dem fertigen Gußstück vorhanden ist, mit dem normalerweise gerechnet werden muß»When changing shape as a result of the above bladder test the gas is not removed from the aluminum alloy, but brought into a part of the casting, which is subsequently removed so that the gas is not present in the finished casting to the extent that would normally be expected got to"

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H58074H58074

ISE/Reg. 2862ISE / Reg. 2862

Nach dem Entfernen dee Gußstückes aus der Form nach der Verfestigung iet kein zusätzlicher oder nicht üblicher Verfahrenssohritt, wie z.B. ein Abschrecken, erforderlich, und man kann die Teile auf Zimmertemperatur abkühlen lassen, und die ?/ärmebβhandlung kann entweder unmittelbar danach durchgeführt werden» oder die feile können gelagert werden und später einer Wärmebehandlung unterworfen werden, ohne daß die «/ärmebehandlung ein anderes Ergebnis hat.After removing the casting from the mold after solidification there is no additional or unusual procedural step, such as quenching, is required and the parts can be allowed to cool to room temperature and the heat treatment can either be carried out immediately afterwards »or the file can be stored and subsequently subjected to heat treatment be subjected without the heat treatment having any other result.

Es kann jede bekannte und übliche Wärmebehandlung oder Alterung verwendet werden, die bei Aluminiumlegierungen üblich iet, die nach einem anderen Verfahren als dem Spritzgußverfahren verarbeitet wurden, wenn die Teile nach dem Spritzgußverfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurden. Sine solche Wärmebehandlung und Alterung war jedoch unwirksam bei der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Teilen aus. Aluminiumlegierung, die nach dem bekannten Verfahren durch Spritsguß hergestellt wurden, während die Teile, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurden, dadurch eine wesentliche Verbesserung erfahren· It can be any known and customary heat treatment or aging are used, which are common to aluminum alloys were processed by a process other than injection molding if the parts were processed by injection molding according to of the invention. However, such heat treatment and aging were ineffective in improving physical properties Properties of parts. Aluminum alloys produced by injection molding according to the known process, while the parts that have been manufactured according to the method according to the invention experience a significant improvement thereby ·

Zusätzlich su den Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften infolge der Wärmebehandlung und Alterung kann durch eine geeignete Änderung der Temperatur und der Zeit der Wärmebehandlung sowie der Temperatur und der Zeit der Alterung ein weiter Bereich von Werten für die fließgrenee sowie für dit Dehnungsund Biegefestigkeit eraielt werden, so daß den verschiedenen Anforderungen des Konstrukteure Rechnung getragen werden kann.In addition, there are improvements in physical properties as a result of the heat treatment and aging can be achieved by appropriately changing the temperature and the time of the heat treatment as well as the temperature and the time of aging have a wide range of values for the flow rate and for the expansion rate Flexural strength can be obtained so that the various requirements of the designer can be taken into account.

Die Wärmebehandlung ist ein· Wärmebehandlung gur Verbesserung der Löslichkeit, wobei die Teile auf eine Temperatur erhitet werden, die awar unterhalb» jedoch relativ nahe am Schmelspu&kt der Legierung liegt, so daS eine geeignete Verteilung der Legierungsbestandteile la gansen Gußstück stattfindet. Dies ist erwünscht, da die Legierungsbestandteil· sich leicht in eineeinen Schichten absoheid*n, wenn der öußteil von außen her askühlt, nachdem er au· der form genommen wurde. Sin· solch· Wär»·-The heat treatment is a heat treatment to improve solubility, whereby the parts are heated to a temperature which is generally below but relatively close to the melting point of the alloy, so that a suitable distribution of the alloy components takes place throughout the casting. This is desirable because the alloy constituents easily separate into one layer when the outer part cools from the outside after it has been removed from the mold. Sin such a would be -

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~ 14 -~ 14 -

BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL

behandlung zur Verbesserung der Löslichkeit kann in einem Bereich von 5 bis 8° C tob Schmelzpunkt liegen. Die Wärmebehandlung zur Verbesserung der Löslichkeit kann in einem Temperaturbereich Ton 475 bis 515° C durchgeführt werden, Jedoch wird ein Temperaturbereich ron etwa 495 bis 505° C Torgezogen. Die Wärmebehandlung kann in einem weiten Zeitbereich durchgeführt werden, jedoch wird Torzugsweise eine Dauer von 4 bis 6 Stunden angewendet.Treatment to improve solubility can range from 5 to 8 ° C tob melting point. The heat treatment to improve the solubility can be carried out in a temperature range Ton 475 to 515 ° C can be carried out, however, a temperature range of about 495 to 505 ° C is possible. the Heat treatment can be carried out over a wide time range, but preferably a duration of 4 to 6 hours applied.

Die Wärmebehandlung zur Verbesserung der Löslichkeit kann ohne nachfolgende künstliche Alterung angewendet werden, wobei eine natürliche Alterung bei Zimmertemperatur eintritt und die Teile die erforderlichen physikalischen Eigenschaften innerhalb von 2 bis 3 Tagen erhalten. Teile, die einer natürlichen Alterung unterworfen wurden, werden als Teile im Zustand T5 bezeichnet. Ss kann jedoch eine weitere Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Teile durch eine künstliche Alterung erzielt werden, die dann mit dem Zustand T6 bezeichnet werden.The heat treatment to improve solubility can be used without subsequent artificial aging, natural aging occurs at room temperature and the parts acquire the required physical properties within 2 to 3 days. Parts that have undergone natural aging are referred to as parts in T5 condition. However, a further improvement in the physical properties of the parts can be achieved through artificial aging, which is then referred to as T6.

Ss ist wünschenswert, jedooh nicht erforderlich, die Teile zwischen der Wärmebehandlung zur Verbesserung der Löslichkeit und der künstlichen Alterung mit Wasser abzuschrecken.Ss is desirable but does not require the parts between to quench the heat treatment to improve solubility and artificial aging with water.

Die künstliche Alterung kann, wie die Wärmebehandlung zur Verbesserung der Löslichkeit, in einem relativ weiten Bereich durchgeführt werden. Obwohl auch ein größerer Temperaturbereich für die Alterung verwendet werden kann, hat sich der Temperaturbereich von etwa 150° C bis etwa 175° C als am besten geeignet erwiesen. Auch die Dauer der Alterung kann in einem weiten Bereich variiert werden, wobei Zeiten von etwa 3 Stunden bis 10 Stunden besonders geeignet sind.Artificial aging, like heat treatment, can improve the solubility, can be carried out in a relatively wide range. Although also a wider temperature range can be used for aging, the temperature range of about 150 ° C to about 175 ° C has proven to be most suitable proven. The duration of aging can also be varied within a wide range, with times ranging from about 3 hours to 10 hours are particularly suitable.

Spritzgußteile gemäß der Erfindung, die aus der in der Tabelle I mit 1 bezeichneten Legierung bestanden, wurden verschiedenen Wärmebehandlungen und Alterungen unterworfen, wobei sich eine Dehnungefestigkeit zwischen 3,2 1» und 11 % ergeben hat und eine Biegungsfestigkeit von 2840 Atm bis 4560 Atm und eine Fließgrenze von 1660 Atm bis etwa 3880 Atm.Injection-molded parts according to the invention, which consisted of the alloy designated 1 in Table I, were subjected to various heat treatments and aging, which resulted in a tensile strength between 3.2 1 » and 11 % and a flexural strength of 2840 atm to 4560 atm and a yield point of 1660 atm to about 3880 atm.

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U58074U58074

Sin Beispiel für die Wirkung der Änderung der Alterimgeeeit für Teile, die aus einem Material naoh BO. 1 der Tabelle I her«· gestellt waren, und die alle einer Wärmebehandlung jsur Verfceseerung der Löaliohkeit bei der gleichen Temperatur und for die gleiche Zeit unterworfen wurden, ist dae folgende t Eine Anzahl von Teilen wurde einer Wärmebehandlung für 5 Stunden bei 495° C unterworfen und dann in kaltem Wasser abgeaohreckt. Dann wurden.die Teile in drei Portionen unterteilt, um die Wirkung der Alterungszelt auf die physikalischen Eigenschaften «u untersuchen. Die Alterungstemperatur betrug für alle drei feilmengen 160° C, Die Ergebnisse sind In Tabelle II festgehalten»An example of the effect of changing the alteration for parts made of one material naoh BO. 1 of Table I «· and all of them underwent heat treatment for acidification the solution at the same temperature and for the were subjected to the same time, the following t A number of parts were subjected to heat treatment for 5 hours subjected at 495 ° C and then evaporated in cold water. Then the parts were divided into three servings to maximize the effect the aging tent on the physical properties «u investigate. The aging temperature was for all three volumes 160 ° C, the results are recorded in Table II »

Alterungs-
seitAging
since Tabelle IITable II Biege
festigkeitBend
strength Dehnung·-
festigkeitStrain·-
strength Port. ITo.Port. ITo. 7 Stunden
8 Stunden
9 Stunden7 hours
8 hours
9 hours flieögrenseflieögrense 4258 Atm
4392 Atm
4392 Atm4258 atm
4392 atm
4392 atm 11 *
10 f
7,5 Jt11 *
10 f
7.5 Jt 1
2
31
2
3 2996 Atm
3278 Ata
3419 Atm2996 atm
3278 Ata
3419 atm

Sicht allein die Dehnungsfestigkeit, die Fließgrenie und die Biegefestigkeit der im Spritagußverfahren hergestellten Alaminiumteile kann den speziellen Anforderungen des Konstrukteurs angepaßt werden,ν sondern diese Faktoren können zusätzlich «ehr genau eingestellt werden durch genaue Temperaturkontrolle und Kontrolle der Zeit, sowohl bei der Wärmebehandlung sur Yeribes-βerung der Löslichkeit, als auohs bei der Alterung. Beispielsweise kann die liieSgrense und die Biegefestigkeit innerhalb von to Atm eingestellt werden.View only the tensile strength, the flow limit and the Flexural strength of the aluminum parts manufactured in the injection molding process can meet the special requirements of the designer be adjusted, ν but these factors can additionally «or can be precisely adjusted by precise temperature control and control of the time, both in the case of heat treatment sur Yeribes-βerung solubility, as well as aging. For example can have the liieSgrense and the flexural strength within can be adjusted from to Atm.

Solche Änderungen in der Dehnungsfestigkeit, Fließgrenze und Biegefestigkeit können nicht durch Veränderung der Wärmebehandlung von Teilen erreicht werden, die nach einem anderen Verfahren, "«lee.B* Waleen, Kalteprit«en und Dauerformen oder anderen hergestellt wurden. Weiterhin ist es nicht möglich, die fllefigrenxe und Biegefestigkeit ron Teilen, die nach solohtn anderen Verfahren hergestellt wurden, mit einer Genauigkeit von etwaSuch changes in tensile strength, yield strength and Flexural strength cannot be achieved by changing the heat treatment can be achieved by parts that are made by a different process, "« lee.B * Waleen, Kalteprit «en and permanent molds or others were manufactured. Furthermore, it is not possible to fllefigrenxe and flexural strength of parts manufactured by other methods with an accuracy of approximately

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10 Atm einzustellen, wie dies bei der vorliegenden Erfindung möglich ist.Set 10 atm as in the present invention is possible.

Ss let wichtig noch au erwähnen, daß bei den meisten militärischen Verwendungen gefordert wird, daß Teile aus Alualniumlegierungen ein Minimum von Bindestens 5 ^ an Dehnungsfestigkeit haben und eine fließgrenee von mindestens 2860 AtBi* Bei allen drei Beispielen, die in der Tabelle II angegeben sind, ist diese Forderung erfüllt. Pie besten physikalischen Eigenschaften, welche bei Teilen erhalten wurden, welche naoh den bekannten Spritzgußverfahren hergestellt wurden, waren eine Dehnungsfestigkeit von etwa 1,5 bis 3 #» eine Fließgrense von etwa 1770 Ate und eine Biegefestigkeit von etwa 2928 Ata. Diese Eigenschaften können durch Irgendeine Wärmebehandlung nicht verbessert werden.Let’s also mention that with most military Uses it is required that parts made of aluminum alloys have a minimum of at least 5 ^ of tensile strength and have a flow size of at least 2860 AtBi * Bei all three examples given in Table II meet this requirement. Pie best physical properties, which were obtained in parts which were manufactured according to the known injection molding process, were one Tensile strength of about 1.5 to 3 # »a flow size of about 1770 Ate and a flexural strength of about 2928 Ata. These properties can be achieved by any heat treatment cannot be improved.

Auch ohne die Wärmebehandlung und die Alterung gemäß der Erfindung haben die Gußteile gemäß der Erfindung gleich naoh dem GuS bessere physikalische Eigenschaften als die Spritsgußteile aus Aluminium, die naoh den bisherigen Verfahren hergestellt wurden. So haben die Teile naoh dem GuS bei einer Zusammensetzung, wie aie in No. 1 der Tabelle I angegeben ist, eine. Dehnungefestigkeit von 5,5 - 7,5 i> und eine ?lieflgrenae von etwa 2043 Atm bis etwa 2583 Atm und eine Biegefestigkeit von etwa 3269 Atm bis 3473 Atm.Even without the heat treatment and the aging according to the invention, the cast parts according to the invention, like the GuS, have better physical properties than the injection-molded parts made of aluminum, which were produced according to the previous methods. So the parts according to the GuS with a composition as aie in No. 1 of Table I is given, a. Elongation strength of 5.5 - 7.5 i> and a lieflgrenae of about 2043 Atm to about 2583 Atm and a flexural strength of about 3269 Atm to 3473 Atm.

Die wirtschaftlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus folgenden Beispielen hervor t Die Herstellungskosten für eine elektrische Verbindungemuffe aus Aluminiumlegierung, welche durch Kaltspritzen hergestellt wurde, um die militärischen Anforderungen »u erfüllen, betrugen etwa 1,06 US Dollar. Wenn der gleiche Teil nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, betrugen die Herstellungskosten etwa 0,23 US Dollar, wobei susätzlioh die Fließgrenae, die Dehnungefeetigkeit und die Biegefestigkeit um etwa 20 i» besser waren als bei den durch Kaltspritzen hergestellten Teilen.The economic advantages of the present invention are evident from the following examples. The manufacturing cost of an aluminum alloy electrical connection sleeve, which was manufactured by cold spraying to meet military requirements, was approximately US $ 1.06. When the same member was prepared according to the present invention, the production costs amounted to 0.23 US dollars about, wherein the susätzlioh Fließgrenae that Dehnungefeetigkeit and the bending strength were better by about 20 i "than the produced by cold spraying parts.

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~¹⁷~ H58074~ ¹⁷ ~ H58074

ISB/Beg. 2862ISB / Beg. 2862

Die Ursache dafür, dafl Title Teile bisher aus Stahl hergestellt wurden, obwohl Aluminium wegen seines geringen Gewichtes und anderer Eigenschaften vorausiehen gewesen wäre, ist der große Bereich, innerhalb dessen rersohledene eigenschaften, »1· die flieflgrense, die Biegefestigkeit und die Sehnangefestigkeit, bei Stahl gewählt werden können, Ba es gemäS der Erfindung sub ersten XaI «öglich ist, solche Änderungen bei eines Aluminium großer Festigkeit su eralelen, Insbesondere bei Teilen, welche in wirtschaftlicher feise aus Aluminium hergestellt werden können, eröffnet die Erfindung der Anwendung τοη Aluminiumlegierungen ein weites Feld, das ihnen bisher verschlossen war.The reason for this is that title parts have so far been made of steel Although aluminum would have been preferred because of its low weight and other properties, it is the big one Range within which the sole properties, »1 · the flieflgrense, the flexural strength and the tendon strength, in the case of steel can be chosen, Ba it according to the invention sub First XaI “is possible to make such changes in an aluminum great strength su eralelen, especially with parts which can be manufactured economically from aluminum, The invention of the application τοη aluminum alloys opens up a wide field that was previously closed to them.

Die Erfindung 1st jedoch nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausfiihrungsbeispiele beschränkt«However, the invention is not limited to that shown and described Design examples limited "

Anlagen tPlants t

19 Patentansprüche19 claims

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Claims

2862 H58074 claim «t

1.) A method for producing τοη files from an aluminum alloy by injection molding, characterized in that an aluminum alloy with an iron content τοη not more than O ₉ 5 Cfewichtsprozent rerwendet.

2 ·) Method according to claim 1, characterized in that a Alloy with a maximum of 0.15 percent by weight iron is used.

3.) Method according to claim 1 and 2, characterized in that that the alloy in the molten state is protected against the absorption of iron by being in the molten state State of the gate for injection molding only in non-ferrous containers or those with a non-ferrous protective coating, is stored or transported

4.) Method according to claim 1 to 3 »characterized in that that an aluminum alloy with a magnesium content τοη at least 0.35 percent by weight is used

5.) The method according to claim 4, characterized in that a · Aluminum alloy with 0.35 to 0.65 percent by weight of magnesium is used

6 ·) Method according to claim 1 to 5, characterized in that an aluminum alloy with a certain copper content Is used

7 ·) Method according to Claim 6, characterized in that the Relative amounts of magnesium and copper in the alloy to change the physical properties of duroh Injection molded parts are tared.

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■■■ ·. ■■■ - 19 - ■■■, "■"

U58074.

ISS / Reg. 2862

8.) Yerfahren according to claim 1 bia 7 $ characterized »that the! Alloy is worked out at a temperature above about 700 ° C ▼.

9.) The method according to claim 8, characterized in that the Alloy in the lea range from about 720 ° C to about 760 ° C ▼ is worked out.

10.) The method according to claim 1 to 9, characterized in »that the injection mold is kept at a temperature τοη at least · about 160 ° C.

11.) The method according to claim 10, characterized in that the Injection mold at a temperature in the range of about 160 ° C is held until about 515 ° C.

12.) The method according to claim 1 to 11, characterized in that that in injection molding the molten alloy first ▼ is injected into the farm slowly and at relatively low pressure, and then that Injection is made at relatively high speed and relatively high pressure.

· 13) The method of claim 1 to 12, characterized in that the parts produced by injection molding are subjected for a certain period of time · ä a "heat treatment for improving the solubility of the alloying constituent ·"

14.) The method according to claim 13, characterized in that the Heat treatment is applied for 4 to 6 hours

15 ·) Method according to claim 13 and 14, characterized in that the heat treatment to improve the solubility of the alloy constituents in a temperature range from about 475 ° 0 to 515®: * dttrohgeftöirt iiri · ^: · "

- tO -

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- ²⁰ ~ U58074

ISB / Reg. 2862

16.) Method according to claim 15 »daduroh gekennaelohnet, deJ the heat treatment to improve the solubility of the Control components In a temperature range ron etna 490 ° C to about 505 ° 0 is carried out.

17 ·) Terfahren according to claim 1 to 16, characterized in that the injection molding manufactured parts are subjected to an artificial aging for a certain time and at a temperature which is lower than the temperature of the heat treatment to improve the solubility . but higher than room temperature.

18 ") The method according to claim 17, because it refuses to let the Artificial aging at a temperature τοη about 150 ° C to about 175 ° 0 and about 3 hours to about 10 hours.

19 ·) Spritsgufiteil aluminum alloy, an iron content gekennselohnet dureh τοη Gewichteprosent most 0.5, in particular ron höclst .7 ^ * * 5 Gtewiohtsprosent, optionally a ISagneslumgehalt τοη me 'r than 0.75 weight percent, especially τοη 0.35 to 0, 65 Gawicateprosent and possibly with a retention of copper

ΪΓ. / Bm. - April 22, 1964

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