DE19524564A1 - Aluminiumguß-Legierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumguß-Legierung, insbesondere zum Gießen von Zylinderköpfen.

Bekannt ist für den genannten Zweck die Legierung VDS-Nr. 226 (VDS: Vereinigung deutscher Schmelzhütten) mit
8,0 bis 11,0% Si,
2,0 bis 3,5% Cu,
0,1 bis 0,5% Mg,
0,1 bis 0,5% Mn,
max. 0,8% Fe,
max. 1,2% Zn,
max. 0,3% Ni,
max. 0,2% Pb,
max. 0,1% Sn,
max. 0,15% Ti
max. 0,05% anderen Elementen jeweils
max. 0,15% anderen Elementen insgesamt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der vorstehenden Legierung das Gußgefüge zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck erfüllt durch eine Aluminiumguß-Legierung mit
5,0 bis 11,0% Si,
0,8 bis < 2,0% Cu,
0,1 bis 1,3% Mg,
0,1 bis 0,8% Mn,
max. 0,8% Fe,
max. 1,3% Zn,
max. 2,0% Ni,
max. 0,5% Pb,
max. 0,3% Sn,
max. 0,25% Ti,
max. 0,8% Zr,
max. 0,8% Co,
max. 0,8% Cr,
max. 0,8% Mo,
max. 0,8% W,
max. 0,8% Ag.

Die erfindungsgemäße Legierung unterscheidet sich von der bekannten, abgesehen von erweiterten Bereichen der Gehalte an den übrigen Elementen, durch einen auf unter 2,0% verringerten Kupfergehalt.

Der damit verbundene Vorteil sei im folgenden anhand von Abkühlungskurven erläutert.

Fig. 1 zeigt die Abkühlungskurve einer Legierung VDS-Nr. 226 mit 3,1% Kupfer,

Fig. 2 zeigt die Abkühlungskurve einer im wesentlichen gleichen Legierung, aber mit 2,0% Kupfer und

Fig. 3 zeigt die Abkühlungskurve einer im wesentlichen gleichen Legierung, aber mit 1,5% Kupfer.

Der Siliziumgehalt betrug in der Legierung der Fig. 1 9,3%, Fig. 2 9,6% und Fig. 3 9,7%.

In dem in Fig. 1 mit dem Doppelpfeil 1 abgegrenzten Bereich scheiden sich α-Dendrit­ ten des Aluminiummischkristalls aus, in dem Bereich 2 folgt die binäre eutektische Ausscheidung Aluminium-Silizium mit Kupfer in fester Lösung und in dem Bereich 3 erstarren kupferhaltige tertiäre bzw. komplexe eutektische Phasen.

In Fig. 2 sind etwa die gleichen Bereiche 1 und 2 zu erkennen. Der Bereich 3 ist erheb­ lich verkleinert.

In Fig. 3 ist der Bereich 3 gänzlich weggefallen (Pfeil).

Die Verkleinerung bzw. der Wegfall des Bereiches 3 bedeutet, daß in dieser späten Phase keine wesentliche Ausscheidung der kupferhaltigen eutektischen Phasen mehr stattfindet. Damit verkürzt sich das gesamte Erstarrungsintervall der Legierung. Die Neigung zur Bildung von Mikrolunkern ist verringert. Die günstigen mechanischen Eigenschaften der Legierung bei erhöhter Temperatur bleiben jedoch erhalten.

Entscheidender Faktor ist der Gehalt an Kupfer. Er soll sich nach der Erfindung in sol­ chen Grenzen halten, daß das Kupfer möglichst vollständig in dem im Bereich 2 erstar­ renden Metall gelöst ist. Bei einer Absenkung des Gehalts auf etwa 2% Kupfer tritt bereits eine merkliche Verbesserung ein, wie Fig. 2 erkennen läßt. Bei einem Gehalt von 1,5% findet, wie Fig. 3 zu entnehmen ist, keine nennenswerte eutektische Aus­ scheidung an dem tertiären Eutektikum mehr statt.

Als konkreteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Legierung sei folgende Zusammen­ setzung angegeben:
8,0 bis 11,0% Si,
0,8 bis < 2,0% Cu,
0,1 bis 0,6% Mg,
0,1 bis 0,5% Mn,
max. 0,8% Fe,
max. 1,2% Zn,
max. 0,3% Ni,
max. 0,2% Pb,
max. 0,1% Sn,
max. 0,2% Ti
max. 0,05% andere Elemente jeweils
max. 0,15% andere Elemente insgesamt.

Claims (3)

1. Aluminiumguß-Legierung, insbesondere zum Gießen von Zylinderköpfen, mit
5,0 bis 11,0% Si,
0,8 bis < 2,0% Cu,
0,1 bis 1,3% Mg,
0,1 bis 0,8% Mn,
max. 0,8% Fe,
max. 1,3% Zn,
max. 2,0% Ni,
max. 0,5% Pb,
max. 0,3% Sn,
max. 0,25% Ti,
max. 0,8% Zr,
max. 0,8% Co,
max. 0,8% Cr,
max. 0,8% Mo,
max. 0,8% W,
max. 0,8% Ag.

2. Legierung nach Anspruch 1 mit 8,0 bis 11,0% Si.

3. Legierung nach Anspruch 2 mit der Zusammensetzung
8,0 bis 11,0% Si,
0,8 bis < 2,0% Cu,
0,1 bis 0,6% Mg,
0,1 bis 0,5% Mn,
max. 0,8% Fe,
max. 1,2% Zn,
max. 0,3% Ni,
max. 0,2% Pb,
max. 0,1% Sn,
max. 0,2% Ti
max. 0,05% andere Elemente jeweils
max. 0,15% andere Elemente insgesamt.