DE1934617C3 - Verwendung von Magnesium-Aluminium-Druckgußlegierungen als Werkstoff zur Herstellung solcher DruckguBteile, die aufgrund ihrer Form oder Formgebung besonders zur Warmrißbildung neigen - Google Patents

Description

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weichen der Wismut oder der Zing

0,3% beträgt, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.

Verwendung von Magnesium-Aluminium-Druckgußlegierungen als Werkstoff zur Herstellung solcher Druckgußteile, die auf Grund ihrer Form oder Formgebung besonders zur Warmrißbildung neigen _a5 Magnesium-Aluminium-Legierungen, die 3 bis 10% Aluminium und gewöhnlicherweise 0,3 bis 2% Zink enthalten, z.B. /¹Z 91, haben, wenn sie als Gußlegierungen benutzt werden, eine Reihe von guten Eigenschaften, darunter, um uinige yx erwähnen, ein gutes Fließvermögen, Dnickgicßbarkeit und zufriedenstellende Festigkeitseigenschaften cci Temperaturen bis zu etwa 100° C.

wird erfindungsgemäß den bezeichneten _mi_eEierungen eine bestimmte Menge (0,1 _bis 0 4 Gewichtsprozent) Wismut oder Zinn zugebt um bei Drudcgußteilen d.e nachteilige Erscheinung der Warmrißbildung zu verringern

Aus der deutschen Patentschrift 687 181 sind zwar bereits Magnesiumlegierungen bekannt, d.e ι his 18% Zink oder Aluminium oder beides, S¹OS bis 2% Wismut oder Antimon oder beides, Rest mindestens 80% Magnesium bestehen und die auch als Gußlegierungen verwendet werden können, _ao jS Hegt der dort beschriebenen Erfindung eine anderartige Aufgabe zugrunde, nämlich die, Leg.erun^de Magnesium mit Zink oder Aluminium oder

, oeiden Metallen, die mehr als 80% Magne- und 1 bis 18% Zink oder Aluminium oder beides enthalten, eine größere Beständigst gegen Korrosion durch Wasser oder feuchte Luft zu ver-Diese Aufgabe wird gemäß der in der deut-Patentschrift 687 181 beschriebenen Erfindung einen Zusatz (0,05 bis 2%) von Antimon oder ut oder durch einen entsprechenden Zusatz von

^eSSKA daß dieser Druckschrift zumindest die der vorliegenden Erfindung zugrunde fegende Aufgabe nicht zu entnehmen ist. »" dieser SArift it zwar die Rede davon, daß die dar-

Diese Legierungen sind nicht besonders warmnB- "^.j,^ f_{st zwar} die Rede davon, daß die darempfindlich, doch würden ihre Verwendungsmogheh- 35 Ln. ^₁ Legierungen sowohl als Guß- wie keiten noch erweitert werden, wenn die WarmnBnei- au^ _Knetl_egierungen verwendet wenden können,

keiten noch erweitert werden, wen gung noch mehr reduziert werden könnte. Die heutige Druckgußtechnik ermöglicht nämlich die Maski i ädi ößeren Zahl von Guß auch als Knetlegierungen ver ,

doch wird hierdurch die Verwendung der erfindungsemäß in Betracht gezogenen Legierungen zur Herihd warmnßfesten Druckguß-

senproduktion einer ständig größeren Zahl von Guß- »cmai) m um.-.. _e-.-„ _

stücken, wovon ein Teil große Anforderungen an die 40 stellung von weitgehend warmnßfesten Druckguß-Warmrißneigung der Legierung stellt. teilen nicht nahegelegt. Die Lehre der deutschen Pa-AIs Warmriß wird die Rißbildung in einem me- tenschrift 687 181 enthalt namhch nicht den genngtallischen Gußstück bezeichnet, die in dem Zwei- sten Hinweis auf das erfinderische Konzept der vor-Phasen-Gebiet festflüssig während des Abkühlungs- liegenden Erfindung, das dann besteht, daß die Vorgangs auftritt. Der obengenannte Gußlegierungs- 45 Warmrißbildung einer Magnesium-Aluminium-Zinktyp hat ein ziemlich großes Erstarmngsintervall, so Legierung mit einer ganz eng umrissenen Zusamdaß während der Erstarrung leicht Spannungen im mensetzung durch den Zusatz einer genngen Menge Gußstück entstehen können. Diese können durch Wismut oder Zinn weitgehend unterdrückt werden Kontraktionshmdernisse in der Gußform oder im kann. Die Ansprüche der genannten Druckschrift -kern verursacht werden, aber auch durch ein Teil- 5° umfassen nämlich Magnesiumlegierungen, die frei schrumpfen des Gußstücks selbst. Die Spannungen, von Aluminium sind oder bis zu 18% Aluminium die dadurch während der Erstarrung entstehen, kön- enthalten können, die frei von Zink sind oder bis nen zu Warmrissen führen. Diese Neigung verstärkt zu 18% Zink enthalten können, die Zink und Alusich, wenn die verschiedenen Teile des Gußstücks minium enthalten können, die frei von Wismut sind ungleichmäßig abgekühlt werden, was bei scharfen 55 oder bis zu 2% Wismut enthalten können. Der Fach-Ubergängen vcn didc- zu dünnwandigen Partien mann erfährt somit aus dieser Druckschrift, daß alle kaum zu vermeiden ist. diese äußerst verschiedenartigen Legierungen durch Es sind verschiedene Verfahren und Mittel be- einen 0,05 bis 2%igen Zusatz an Antimon oder kannt, um die Neigung der Gußlegierungen zur Wismut oder beider Metalle korrosionsbeständiger Warmrißbildung zu unterdrücken. Von Magnesium- ^6o gemacht werden können, und zwar auch in gegosse-Aruminium-Legterungen des obengenannten Typs nem Zustand.

weiß man, daß eine Variation im Aluminium- und Hinweise auf die Verhinderung der Warmrißbil-

Zinkgehalt einen Einfluß auf die Warmrißneigung dung bei Druckgußlegierungen der beschriebenen Art der Legierung hat. finden sich jedoch in dieser Druckschrift nicht, so

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ⁶5 daß es als überraschend anzusehen ist, daß die die Warmrißbildung von Druckgußteilen aus Magne- Warmrißbildung der Magnesiumlegierungen des sium-Aluminium-Legieningen der bekannten Typen Typs AZ 91 und AZ 61 durch einen Zusatz von 0,1 AZ 91 und AZ 61 zu verringern. bis 0,4% Wismut oder Zinn start unterdrückt wer-

den kann. Dazu kommt noch, daß ein Fachmann, der auf Grund der Lehre der deutschen Patentschrift 181 korrosionsbeständige Gußstücke herstellen möchte, keine Möglichkeit hat, eine geringere Neigung zur Wannrißbildung aufzufinden, da es, um eine Aussage über die Warmrißbjldung machen zu können, erforderlich ist, eine große Anzahl von Druckgußteilen herzustellen und unter dem Gesichtspunkt der Wannrißbildung zu untersuchen und vergleichenden Temperatur- und Abkühlungsbedingungen zu unterwerfen. Dabei ist die Warmrißbildung von großer wirtschaftlicher Bedeutung und sie kann ausschlaggebend für die Massenproduktion bestimmter Gegenstände sein.

Der erfindungsgemäß verwendeten Legierung können gegebenenfalls bis zu 0,5% Mangan, 0,5% Silicium, 0,5% Kupfer und die üblichen Mengen brandschützender Metalle (Beryllium) zugesetzt werden.

Im folgenden werden einige illustrierpn<!e Versuche beschrieben:

A) 1. Es wurden Legierungen vom AZ 91-Typ (9% Aluminium, 0,7% Zink, 0,2% Mangan) mit variierenden Mengen von Wismut und Zinn gemäß folgender Tabelle hergestellt:

Gewichtsprozent Bi

0,10

0,20

0,35

0,40

0,50

Gewichtsprozent Sn

0,11

0,30

0,31

0,50

Diese Legierungen wurden im Hinblick auf Warmrißneigung in einer modifizierten Probekokille untersucht, die in »Gießerei« 45 Heft 26 (1958), Seiten 761 bis 765 beschrieben ist.

Die Ergibnisse sind aus der Figur ersichtlich. Die Ordinate stellt die Abweichung der Umschlagtemperatur gegenüber AZ 91 ohne Bi oder Sn in °C dar. Mit Umschlagtemperatur ist die niedrigste Kokillentemperatur gemeint, die eine rißfeste Probe gibt. Die Kurve für Wismut zeigt eine Temperaturdifferenz von 70 bis 80° C bei 0,2 bis 0,3% Zusatz von Wismut; dies ist ein praktisch sehr bedeutender Temperaturunterschied.
Die Figur zeigt weiter einen ähnlichen Effekt

ίο bei Zinn, nämlich eine Temperaturdifferenz

von 30 bis 40° C bei 0,i bis 0,4 Gewichtsprozent Sn.

2. Ein Wismutzusatz von 0,3% zu einer AZ 61-Legierung (6% Aluminium, 0,7% Zink, 0,2% Mangan) ergab eine Verbesserung von 55° C im Vergleich mit AZ 61 ohne Wismut beim Versuch in der oben erwähnten Kokille.

Die Legierungen gcinäß 1. und 2. zeigten eine ao Zugfestigkeit, die normal für die jeweilige Legierung ist. Versuche zeigten ferrsr, daß ein Zusatz von Wismut keine erhöhte Korrosionsneigung beim Eintauchen in 3%ige NaCl-Lösung ergab.

B) Aus AZ 91-Legierungen mit und ohne Wismut

wurde ein formbedingt besonders warmrißempfindlicher Teil im Druckguß hergestellt. Die Druckgußteile wurden auf Warmrisse untersucht.

Ergebnisse

AZ 91: 4 Risse pro Druckgußteil (Durchschnitt für 200 Druckgußteile)
3% ganz fehlerfreie Druckgußteile

AZ 91 mit 0,3% Wismut: 3,3 Risse pro Druckgußteil (Durchschnitt für 100 Druckgußteile)

7% ganz fehlerfreie Druckgußteile

Die oben beschriebenen Versuche zeigen somit, daß die Warmrißneigung beim Druckgießen von Magnesium-Aluminium-Legierungen der Typen AZ

4» 91 und AZ 61 mit einem Zuratz von Wismut oder Zinn (nach Versuch B AZ 91 mit 0,3% Wismut) stark herabgesetzt werden kann. Somit eignen sich Magnesium-Aluminium-Druckgußlegierungen, bestehend aus 3 bis 10% Aluminium, 0,3 bis 2% Zink, 0,1 bis 0,4% Wismut oder Zinn, Rest Magnesium, als Werkstoff zur Herstellung solcher Dnickgußteile, die auf Grund ihrer Form oder Formgebung besonders zur Warmrißbildung neigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die ν ^DlC n'dunÄ Magnesium-AirrninfuriT-Druckguli-

   Aluminium, 0,3 bis 2% Zink, 0,1 bis 0£% Wismut oder Zinn, Rest Magnesium, als WerkstoU zur Herstellung solcher Druckgußteile, die auf Grund ihrer Form oder Formgebung besonnen zur Warmrißbildung neigen- .
2. 2. Verwendung yon Magnesium-Alum nium Drudcgußlegienmgen gemäß Anspruch ι, oei welchen der Wismut- oder der Zinngehalt 0,2 bis

   erkstoff zur Herstellung sol auf Grund ihrer Form oder Warmrißbildung neigen,