DE19713398A1 - Hochbildsame Aluminiumlegierung und Verfahren zur Herstellung der hochbildsamen Aluminiumlegierung - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine nicht-vergütbare Aluminiumle­ gierung mit hoher Bildsamkeit für den Druckguß und ein Ver­ fahren zur Herstellung von aus der Legierung hergestellten Teilen.

2. Hintergrund der Erfindung

Der Druckguß findet Anwendung bei der Herstellung von Alu-Gußstücken in verschiedenen Industriezweigen wegen seiner guten Formeigenschaften und der geringeren Herstellungskosten als bei anderen Gießverfahren. Bekannt sind Aluminiumlegie­ rungen für den Druckguß, ADC5 und ADC6 gemäß Definition in H5302 der JIS (Japanischen Industrienorm) oder ADC7 gemäß Definition in der früheren JIS, wobei ADC7 jedoch wegen des seltenen Gebrauchs aus der früheren JIS und deren zweiter Ergänzung am 1. November 1976 entfernt wurde. Das Formen ei­ ner Vielzahl von Teilen in einem Stück aus einer Aluminiumle­ gierung wurde in der Automobilindustrie in jüngster Zeit un­ tersucht und entwickelt, um Kosten und Gewicht durch Anwen­ dung des Druckgußverfahrens zu reduzieren. Das einteilige Formpreßstück kann jedoch keine Anwendung finden, wenn das vorgesehene gesamte Teil einige Teile von spezieller Konstruktion aufweist, die eine Entformung nach dem Formpressen unmöglich machen. Eine Lösungsmöglichkeit für dieses Problem könnte darin bestehen, daß zunächst eine Ausgangskonstruktion hergestellt wird, die eine Entformung zuläßt, und daß die Teile nach der Entformung einer plastischen Verformung durch Biegen ausgesetzt werden, damit das Formpreßstück die festge­ legte Form erhält. Die Realisierung der obigen Idee ist je­ doch schwierig, da eine Aluminiumlegierung für den Druckguß im allgemeinen eine so schlechte Bildsamkeit besitzt, daß die Biegeoperation leicht zu Brüchen oder Rissen im Produkt oder zum Bruch des Produkts führt. Um ein derartiges Problem zu lösen, beschreiben die ungeprüften japanischen Patentveröf­ fentlichungen Nr. 3-122242 und 6-330202 Aluminiumlegierungen mit verbesserter Festigkeit, Bildsamkeit und Zähigkeit, die durch Veränderung der Bestandteile und des Verhältnisses der Bestandteile der Legierungen erreicht werden. Die ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 62-149839 und 7- 252616 schlagen andere Aluminiumlegierungen mit erhöhter Fe­ stigkeit und Abriebfestigkeit vor, die durch Erhöhung des Siliziumdioxidanteils erzielt werden.

Die Aluminiumlegierung nach dem bisherigen Stand der Technik, die einen relativ hohen Magnesiumanteil aufweist, besitzt höhere Festigkeit, neigt jedoch zu solchen Fehlern wie Lun­ kern im Innern des Gußstücks und zu mehr Brüchen an der Pro­ duktoberfläche, wodurch sich, in anderen Worten, die Bruchmerkmale durch Auftreten von mehr Brüchen verschlech­ tern. Eine Aluminiumlegierung mit relativ hohem Magnesiuman­ teil hat daher im allgemeinen ziemlich schlechte gießtechno­ logische Eigenschaften. Die Dehnung des aus der Aluminiumle­ gierung mit hohem Magnesiumanteil hergestellten Gußstücks wird daher schlechter als die der Legierung selbst. Tatsäch­ lich weisen ein Gußstück aus ADC6 und anderen Legierungen als Beispielen für Legierungen mit hohem Magnesiumgehalt entspre­ chend den vorgenannten Japanischen Industrienormen geringere Dehnungen auf als die Legierung selbst. Auch eine in den Ver­ öffentlichungen Nr. 3-122242 und 6-330202 beschriebene Legie­ rung enthält einen relativ hohen Magnesiumanteil, wie die in der JIS definierte Legierung, so daß eine gute Dehnung des Formpreßstücks nicht erwartet wird. Da die in den Veröffent­ lichungen 62-149839 und 7-252616 beschriebenen Legierungen gegenüber der in der JIS definierten ADC7 einen relativ hohen Siliziumdioxidanteil enthalten, besitzen sie etwas bessere gießtechnologische Eigenschaften und der Dehnungsgrad der Legierung selbst reduziert sich damit und wird kleiner als der der in der JIS definierten Legierungen. Somit besteht im allgemeinen ein umgekehrtes Verhältnis zwischen gießtechnolo­ gischen Eigenschaften und Dehnung. Der Versuch, die gießtech­ nologischen Eigenschaften einer Legierung durch Veränderung der Bestandteile oder von deren Verhältnis zu verbessern, bewirkt nämlich die Reduzierung der Dehnung der Legierung selbst und andererseits verschlechtern sich die gießtechnolo­ gischen Eigenschaften bei Erhöhung der Dehnung einer Legie­ rung selbst, was insgesamt zu einer reduzierten Dehnung des Gußstücks führt. Infolgedessen war es schwierig, zu einer Legierung zu gelangen, die gute gießtechnologische Eigen­ schaften und außerdem eine gute Dehnung aufweist, so daß sich das aus der Legierung hergestellte Gußstück durch Biegen oder ein ähnliches Verfahren plastisch verformen läßt. Inzwischen ist es möglich, die Dehnung des Formpreßstücks durch Wärmebe­ handlung zu verbessern oder eine plastische Verformung zu erleichtern, indem man es auf hoher Temperatur hält, doch bringt dieses Verfahren nicht immer ausreichende Ergebnisse und führt gewöhnlich noch zu einer Erhöhung der Kosten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Zweck der Erfindung besteht in der Herstellung einer Le­ gierung hoher Festigkeit mit verbesserten gießtechnologischen Eigenschaften und verbesserter Dehnung durch Auswahl einer geeigneten Kombination von Bestandteilen und eines geeigneten Verhältnisses zwischen diesen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Herstellung eines Formpreßstücks, welches ohne Wärmebehandlung über eine hohe Dehnung verfügt.

Noch ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaf­ fung eines Verfahrens zur Herstellung vollständiger Teile, von denen einige Abschnitte speziell ausgebildet sind und wodurch eine Entformung nach dem Formpressen mittels einer einteiligen Form unmöglich wird.

Gemäß der Erfindung werden die obigen Zwecke durch eine Alu­ miniumlegierung erfüllt, die Mangan, Eisen, Magnesium sowie eine Siliziumdioxidverunreinigung enthält und bei der ein gewöhnlich als Verunreinigung angesehener Eisengehalt inner­ halb festgelegter Grenzen gehalten wird. Der Magnesiumgehalt ist relativ geringer und der Mangangehalt ist relativ größer als bei einer herkömmlichen Aluminiumlegierung.

Die hochbildsame Aluminiumlegierung enthält 1,0-2,0 Gew.-% Mangan, 0,4-1,5 Gew.-% Fe, 0,01-0,5 Gew.-% Magnesium und der Rest sind Aluminium und Verunreinigungen. Wenn nämlich der Mangangehalt weniger als 1,0 Gew.-% beträgt, wird die Festig­ keit der Legierung durch Auflösungserscheinungen verringert, was zu einer reduzierten Zugfestigkeit führt. Beträgt der Mangangehalt andererseits mehr als 2,0 Gew.-%, neigt das Man­ gan zur Reaktion mit anderen Elementen und zur Bildung von Verbindungen, die ebenfalls eine Reduzierung der Zugfestig­ keit und eine unzureichende Verbesserung der Dehnung bewir­ ken. Deshalb sollte der Mangangehalt im Bereich von 1,0-2,0 Gew.-% liegen. Beträgt der Eisengehalt weniger als 0,4 Gew.-%, kommt es oft zu Einbrand zwischen der Legierung und der Form, was zu einer unzureichenden Verbesserung der Bruchmerk­ male führt. Wenn der Fe-Gehalt andererseits mehr als 1,5 Gew.-% beträgt, kommt es leicht zur Reaktion des Eisens mit anderen Elementen und es entstehen Verbindungen, die eben­ falls eine geringere Dehnung bewirken als bei herkömmlicher Legierung, und daher sollte der Eisengehalt im Bereich von 0,4-1,5 Gew.-% liegen.

Wenn, wie im Fall des oben genannten Mangans, der Magnesium­ gehalt weiterhin weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, geht der Effekt einer erhöhten Zugfestigkeit durch Auflösungserschei­ nungen zurück und bei mehr als 0,5 Gew.-% wird die Dehnung verringert. Der Mangangehalt sollte daher von 0,01 bis 0,5 Gew.-% betragen.

Gemäß der Erfindung haben Mangangehalt und Eisengehalt engere Bereichsgrenzen als die oben genannten, d. h. der Mangangehalt beträgt von 1,2-1,6 Gew.-% und der Eisengehalt von 0,4-0,7 Gew.-%. Diese Zusammensetzung wird gewählt, weil es bei einem höheren Eisengehalt als 0,7 Gew.-% zu einer unzureichenden Verbesserung der Dehnung kommt und weil bei weniger als 0,4 Gew.-% die Bruchmerkmale nicht genügend verbessert werden. Durch Anwendung des engeren Manganbereichs von 1,2-1,6 Gew.-% zusätzlich zu dem engeren Bereich des Eisengehalts kommt es zu einer weiteren Verbesserung der Dehnung ohne Verschlechte­ rung der Bruchmerkmale und der Festigkeit.

Die hochbildsame Aluminiumlegierung enthält 1,5-2,5 Gew.-% Mangan, 0,1-0,3 Gew.-% Eisen, 0,7-1,2 Gew.-% Magnesium und im übrigen Aluminium und Verunreinigungen. Dem ist so, weil ein Magnesiumgehalt unter 0,7 Gew.-% eine unzureichende Zugfe­ stigkeit bewirkt und ein Gehalt über 1,2 Gew.-% die Oxidation der geschmolzenen Aluminiumlegierung erleichtert, was zu Pro­ dukten geringerer Qualität führt und das Fließvermögen ver­ ringert und somit schlechte gießtechnologische Eigenschaften bewirkt und weiterhin leicht zu Verbindungen führt, die eine Reduzierung der Dehnung bewirken. Der höhere Magnesiumgehalt als 0,5% nach Anspruch 1 und 2 ergibt eine geringere Dehnung im Vergleich zur Dehnung gemäß diesen Ansprüchen. Darüber hinaus verschlechtert sich die Dehnung bei einem Fe-Gehalt von über 0,3%. Bei weniger als 0,1% kommt es zu Einbrand an der Form und die Bruchmerkmale verschlechtern sich. Somit sollte der Fe-Gehalt zwischen 0,1 und 0,3 Gew.-% betragen. Was das Mangan anbelangt, so bewirken weniger als 1,5 Gew.-% Mangan eine unzureichende Verbesserung der Festigkeit und mehr als 2,5% eine Reduzierung der Zugfestigkeit sowie eine Verringerung der Dehnung auf einen Wert, der unter dem der herkömmlichen Aluminiumlegierung liegt. Der Mangangehalt sollte somit zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-% betragen. Diese Zu­ sammensetzung bewirkt eine weitere Verbesserung der Festig­ keit ohne Reduzierung der Dehnung und Verschlechterung der gießtechnologischen Eigenschaften.

Die Legierung hat einen vorzuziehenden Manganbereich von 1,8-2,2 Gew.-%, um höhere Festigkeit bei ausreichender Dehnung zu erzielen.

Die Legierung kann weiterhin wenigstens einen der drei fol­ genden Bestandteile enthalten: 0,1-0,2 Gew.-% Titan, 0,01-0,1 Gew.-% Bor und 0,01-0,2% Beryllium. Diese Bestandteile Ti­ tan, Bor und Beryllium können die Körnung im Gußstück feiner machen, was zu einer Verbesserung der Bruchmerkmale führt. Wenn die Zusatzmengen jedoch für Titan weniger als 0,1 Gew.-%, für Bor weniger als 0,01 Gew.-% und für Beryllium weniger als 0,01 Gew.-% betragen, reicht die Wirkung der Zusätze nicht zu einer Verbesserung der Bruchmerkmale aus. Betragen die Anteile mehr als 0,2%, 0,1% bzw. 0,2%, so entstehen große Verbindungen, die zu einer Verringerung der Dehnung führen. Weiterhin reduziert Titan in dieser Menge das Fließ­ vermögen der geschmolzenen Legierung. Somit sollten die oben jeweils genannten Mengen gewählt werden, um die Bruchmerkmale zu verbessern, ohne die Dehnung der Legierungen zu beein­ trächtigen.

Bei der Herstellung von Teilen aus hochbildsamer Aluminiumle­ gierung wird zunächst ein Druckgußstück unter Verwendung der hochbildsamen Aluminiumlegierung mit 0,5-2,5 Gew.-% Mangan, 0,1-1,5 Gew.-% Eisen und 0,01-1,2 Gew.-% Magnesium herge­ stellt und dann werden bestimmte Abschnitte des Gußstücks etwa bei Raumtemperatur plastisch verformt. In der Legierung verringert Mangan unter 0,5 Gew.-% die Zugfestigkeit zu sehr und ein Gehalt über 2,5% verringert die Festigkeit und die genannte Dehnung. Der Eisen- und Magnesiumgehalt sind so ge­ wählt, daß gute gießtechnologische Eigenschaften und eine Dehnung mit angemessener Festigkeit gewährleistet sind. Diese Eigenschaften ermöglichen ein Gußstück mit hoher Dehnung ohne Wärmebehandlung. Daher können einige besondere Abschnitte einer plastischen Verformung unterzogen werden, um die vorge­ sehenen Formen etwa bei Raumtemperatur zu erzielen, ohne daß es zu Brüchen, Rissen und Durchbrüchen kommt.

Der vorzuziehende Anteilsbereich der Legierung beträgt 0,4-1,5 Gew.-% für Eisen und 0,01-0,5 Gew.-% für Magnesium, um effektiv verbesserte Bruchmerkmale ohne Verringerung von Deh­ nung und Festigkeit zu erzielen. Diese Zusammensetzung der Legierung verleiht dem Gußstück eine verbesserte Dehnung und dadurch wird die plastische Verformung erleichtert.

Der vorzuziehende Anteilsbereich der Legierung beträgt 1,0-2,0 Gew.-% für Mangan, um eine höhere Dehnung bei ausreichen­ der Festigkeit zu erzielen.

Der vorzuziehende Anteilsbereich beträgt 1,2-1,6 Gew.-% für Mangan und 0,4-0,7 Gew.-% für Eisen, um ähnliche Wirkungen zu erzielen, wie sie in Anspruch 2 der Erfindung beschrieben sind.

Der vorzuziehende Anteilsbereich der Legierung beträgt 0,1-0,3 Gew.-% für Eisen und 0,7-1,2 Gew.-% für Magnesium, um höhere Festigkeit zu erzielen, ohne Dehnung und gießtechnolo­ gische Eigenschaften zu beeinträchtigen. Diese Zusammenset­ zung verbessert die Festigkeit des hergestellten Teils und gleichzeitig wird die plastische Verformung erleichtert.

Der vorzuziehende Anteilsbereich beträgt 1,5-2,5 Gew.-% für Mangan, um eine höhere Festigkeit bei ausreichender Dehnung zu erzielen.

Der vorzuziehende Anteilsbereich der Legierung beträgt 1,8-2,2 Gew.-% für Mangan, um ähnliche Wirkungen zu erzielen, wie sie in Anspruch 4 der Erfindung beschrieben sind.

Die Legierung kann weiterhin wenigstens einen der drei fol­ genden Bestandteile enthalten: 0,1-0,2 Gew.-% Titan, 0,01-0,1 Gew.-% Bor und 0,01-0,2 Gew.-% Beryllium.

Die plastische Verformung erfolgt durch Biegen, wobei der Innenradius des gebogenen Teils größer ist als die Dicke des zu biegenden Teils. Die plastische Verformung wird bewirkt durch Ziehen oder Strecken beim Stanzen. Sowohl der Radius der Matrizenschulter als auch der Radius der Stempelschulter des Stanzwerkzeugs ist mehr als 5 mal größer als die Dicke des zu ziehenden oder zu streckenden Teils. Durch diese An­ ordnung kann ein Bruch oder Riß eines in der der Schulter der Matrize oder des Stempels entsprechenden Position hergestell­ ten Gußstücks vermieden werden.

Die plastische Verformung erfolgt an dem Teil, bei dem Struk­ tur oder Form schwer herzustellen sind, direkt durch Druck­ guß. Durch diese Erfindung kann ein Teil mit den oben genann­ ten Abschnitten aus einem Stück hergestellt werden, wobei eine erste Konstruktion zunächst die Entformung ermöglicht und nach der Entformung eine plastische Verformung an den betreffenden Abschnitten stattfindet, um dem Formpreßstück die bestimmte Form zu verleihen. Diese Erfindung ermöglicht auch eine Reduzierung der Kosten und Gewichte solcher Teile.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine bruchstückartige perspektivische Ansicht der Rückseite der Instrumententafel eines Automobils entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines rechtwinkligen Einbauteils der als Gußstück hergestellten Instrumententafel, der noch nicht gebogen ist.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorderseite der Instrumententafel.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der Maschine.

Fig. 5 ist eine perspektivische Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in Fig. 1, die zeigt, daß die rechtwinkligen Einbauteile der Instrumententafel durch Biegewerkzeuge gebo­ gen werden.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht der Stanzmatrizen.

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entsprechend Fig. 6, die ein Gußstück beim Ziehen durch die Stanzmatrizen zeigt.

Fig. 8 ist eine Grundriß-Skelettansicht eines Lenkrads ent­ sprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Türaufprallträ­ gers in Verbindung mit einer anderen Ausführungsform der Er­ findung.

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X aus Fig. 9.

Fig. 11 ist eine entsprechende Ansicht in Verbindung mit ei­ ner Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 10.

Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Druckaus­ gleichbehälters in Verbindung mit einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung.

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Instrumenten­ tafelelements in Verbindung mit einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung.

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht einer Stoßstangen­ verstärkung in Verbindung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht einer Pedalkonsole in Verbindung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung.

Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht einer Frontplatte in Verbindung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 17 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Dehnung und Legierungstypen zeigt.

Fig. 18 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Zugfe­ stigkeit und Legierungstypen zeigt.

Fig. 19 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen 0,2% Haltbarkeit und Legierungstypen zeigt.

Fig. 20 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen einer durchschnittlichen Gesamtzahl von Brüchen oder einer durch­ schnittlichen Gesamtlänge der Brüche und dem Legierungstyp zeigt.

Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht eines Test-Gußteils.

Fig. 22 ist eine optische Mikroaufnahme, die die Innenstruk­ tur des Teststücks zeigt, welches aus einer Legierung nach Beispiel I hergestellt wurde.

Fig. 23 ist eine optische Mikroaufnahme, die eine Innenstruk­ tur des Teststücks zeigt, welches aus einer Legierung nach Beispiel II hergestellt wurde.

Fig. 24 ist eine optische Mikroaufnahme, die eine Innenstruk­ tur des Teststücks zeigt, welches aus ADC6 hergestellt wurde.

Fig. 25 ist eine optische Mikroaufnahme, die eine Innenstruk­ tur des Teststücks zeigt, welches aus ADC7 hergestellt wurde.

Fig. 26 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Mangan­ gehalt und Zugfestigkeit zeigt.

Fig. 27 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Mangan­ gehalt und Dehnung zeigt.

Fig. 28 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Eisenge­ halt und Dehnung zeigt.

Fig. 29 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Magnesi­ umgehalt und Dehnung zeigt.

Fig. 30 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Magnesi­ umgehalt und Zugfestigkeit zeigt.

Fig. 31 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen Magnesi­ um- und Eisengehalten und der Geschwindigkeit des Auftretens der Brüche zeigt.

Fig. 32 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Ausführungsform 1

Die Fig. 1 bis 3 sind bruchstückartige perspektivische An­ sichten der Instrumententafel A eines Automobils. In Fig. 1 hat die Tafel A Kastenform mit einer Öffnung auf der Rücksei­ te, wobei sich an der Peripherie rechtwinklige Einbauab­ schnitte 1 befinden, die vom Haupttafel der Tafel ausgehen, um sie am vorderen Teil der Kabine zu befestigen. Jedes Ein­ bauteil besitzt in der Mitte ein gebohrtes Loch 2 und ist zur Mitte der Öffnung hin etwa im rechten Winkel zum Hauptteil der Tafel gebogen. Der Innenradius des gebogenen Teils ist länger als seine Dicke. Fig. 2 zeigt ein vergrößertes recht­ winkliges Einbauteil, hergestellt nach dem Druckgußverfahren, welches noch nicht gebogen ist. Eine in Fig. 3 dargestellte Öffnung ist für das Handschuhfach vorgesehen.

Die Tafel A besteht aus einer hochbildsamen Aluminiumlegie­ rung mit mehr als 10% Dehnung. Die Aluminiumlegierung ent­ hält 0,5-2,5 Gew.-% Mangan, 0,1-1,5 Gew.-% Eisen, 0,01-1,2 Gew.-% Magnesium und im übrigen Aluminium und Verunreinigun­ gen. Wenn nämlich der Mangangehalt weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, reduziert sich die Festigkeit der Legierung durch Auflösung und dies führt zu einer verringerten Zugfestigkeit. Beträgt der Mangangehalt andererseits mehr als 2,5 Gew.-%, kommt es leicht zur Reaktion des Mangans mit anderen Elemen­ ten und es bilden sich Verbindungen, die ebenfalls zu einer Verringerung der Zugfestigkeit und zu einer unzureichenden Verbesserung der Dehnung führen. Deshalb sollte der Mangange­ halt im Bereich von 0,5-2,5 Gew.-% liegen. Beträgt der Magne­ siumgehalt weniger als 0,01 Gew.-%, so reduziert sich die Festigkeit der Legierung durch Auflösung und dies führt zu einer verringerten Zugfestigkeit, wie im Fall von Mangan. Ein Magnesiumgehalt von mehr als 1,2 Gew.-% erleichtert die Oxi­ dation der geschmolzenen Aluminiumlegierung; die Oxide wan­ dern dann ein und dies führt zu Produkten geringerer Quali­ tät, das Fließvermögen verringert sich und dies bewirkt un­ günstige gießtechnologische Eigenschaften und weiterhin be­ steht die Neigung zur Bildung von Verbindungen, wodurch die Dehnung zu stark reduziert wird. Der Mg-Gehalt sollte somit zwischen 0,01 und 1,2 Gew.-% liegen.

Beträgt der Magnesiumgehalt weniger als 0,01 Gew.-%, so redu­ ziert sich die Verstärkungswirkung der Legierung durch Auflö­ sung und dies führt zu einer verringerten Zugfestigkeit, wie im Fall von Mangan. Ein Magnesiumgehalt von mehr als 1,2 Gew.-% erleichtert die Oxidation der geschmolzenen Aluminium­ legierung. Infolgedessen wandern die Oxide ein und dies führt zu Produkten geringerer Qualität, das Fließvermögen verrin­ gert sich und bewirkt schlechte gießtechnologische Eigen­ schaften und weiterhin besteht eine Neigung zur Bildung von Verbindungen, wodurch die Dehnung zu stark reduziert wird. Der Mg-Gehalt sollte deshalb zwischen 0,01 und 1,2 Gew.-% betragen.

Es ist möglich, eine andere Kombination von Bestandteilen zu wählen, zum Beispiel 0,4-1,5 Gew.-% Eisen, 0,01-0,5 Gew.-% Magnesium und eine bestimmte Menge Mangan, wie oben. Liegt der Eisengehalt unter 0,4, kann es zu einem Einbrand kommen und dies bewirkt unzureichende Bruchmerkmale. Ein Eisengehalt über 1,5 Gew.-% bewirkt eine geringere Dehnung als die her­ kömmlicher Legierungen. Daher sollte der Eisengehalt zwischen 0,4 und 1,5 Gew.-% betragen, obgleich die Dehnung im Fall eines Eisengehalts unter 0,4 geringer ist. Beträgt der Magne­ siumgehalt über 0,5 Gew.-%, kommt es zu einer weiteren Redu­ zierung der Dehnung außer der Reduzierung infolge des oben genannten Eisengehalts. Ein Magnesiumgehalt unter 0,01 Gew.-% reduziert die Verstärkungswirkung. D-halb sollte der Magne­ siumgehalt im Bereich von 0,01-0,5 Gew.-% liegen.

Es ist auch möglich, noch eine weitere Kombination von Be­ standteilen zu wählen, zum Beispiel 0,1-0,3 Gew.-% Eisen, 0,7-1,2 Gew.-% Magnesium und Mangan in gleicher Menge wie oben. Ein Magnesiumgehalt unter 0,7 Gew.-% erschwert die Auf­ rechterhaltung einer ausreichend hohen Festigkeit und ein Gehalt über 1,2 Gew.-% beeinträchtigt die Formpreßeigenschaf­ ten und reduziert die Dehnung erheblich. Daher sollte der Magnesiumgehalt zwischen 0,7 und 1,2 Gew.-% betragen, obschon es im Fall eines Magnesiumgehalts unter 0,7 Gew.-% zu einer geringeren Dehnung kommt. Bei einem Eisengehalt über 0,3 Gew.-% kommt es zu einer weiteren Reduzierung der Dehnung, außer der durch den obigen Magnesiumgehalt bewirkten Reduzie­ rung. Ein Eisengehalt unter 0,1 Gew.-% bewirkt leicht einen Einbrand. Der Eisengehalt sollte daher zwischen 0,1 und 0,3 Gew.-% betragen.

Für die Herstellung der Tafel A wird zunächst ein Druckguß­ teil hergestellt. Wie jedoch bereits gesagt, kommt das Druck­ gußverfahren nicht in Frage, wenn das vorgesehene Gesamtteil bestimmte Elemente wie ein rechtwinkliges Einbauteil 1 auf­ weist, wodurch nach Beendigung des Formpreßvorgangs die Tren­ nung (durch Auseinanderziehen) eines Satzes von Formwerkzeu­ gen unmöglich wird, von denen eines für den hinteren Teil der Tafel A und das andere für den vorderen Teil bestimmt ist. Aus diesem Grund wird, wie in Fig. 2 dargestellt, zunächst eine Ausgangskonstruktion hergestellt, bei der die rechtwink­ ligen Einbauteile 1 der Tafel A nicht gebogen sind, damit eine Entformung möglich wird.

Fig. 4 zeigt eine Druckgußmaschine. Tafel A wird in dem Raum 33 zwischen einer festen Formhälfte 31 und einer beweglichen Formhälfte 32 gepreßt. Die feste Formhälfte ist an einer Formplatte 35 mit einer Einpreßmuffe 34 befestigt und besitzt ein Verbindungselement 31a zur Verbindung des Raums 33 mit einem Lochelement 34a der Einpreßmuffe 34. In dem Lochelement 34a ist an einem Ende ist an einem Ende der Einpreßmuffe 34 ein Kolben angebracht, worüber ein Gießelement 34b liegt, um die geschmolzene Legierung zum Pressen der Tafel A in den Raum 33 zu gießen. Die gepreßte Tafel A besitzt noch gerade rechtwinklige Einbauteile und diese werden dann durch Biegen plastisch verformt, um die Tafel A fertigzustellen. Das Bie­ gen erfolgt etwa bei Raumtemperatur und der Innenradius für das Biegen sollte größer sein als die Dicke des zu biegenden Teils, um Brüche, Risse oder Durchbrüche zu vermeiden.

Fig. 5 zeigt das Biegewerkzeug mit dem oberen Halter 41 und dem unteren Halter 42 zum Aufspannen des vorderen Teils der Tafel A und mit den Stempeln 43, die am nach oben und unten verschiebbaren oberen Halter 41 befestigt sind. Jeder Stempel befindet sich in der Position, die dem jeweiligen rechtwink­ ligen Einbauteil 1 entspricht, um es etwa im rechten Winkel durch Herabschieben nach innen zu biegen.

Bei Anwendung des Zieh- oder Stanzstreckverfahrens gemäß Ab­ bildung in Fig. 6 und 7 wird ein Teil eines zu biegenden Guß­ stücks 45 zwischen einer Matrize 46 und einem Halter 47 auf­ gespannt und dann zu einer festgelegten Form gestanzt. Zu diesem Zweck sollten sowohl der Matrizenschulterradius R1 als auch der Stempelschulterradius R2 mehr als 5 mal so groß sein wie die Dicke des zu ziehenden oder zu streckenden Teils. Dadurch sollen Brüche, Risse oder Durchbrüche vermieden wer­ den.

Bei dieser Ausführungsform 1 ist festzustellen, daß das Teil, welches einige Abschnitte aufweist, die eine direkte Anwen­ dung des Druckgußverfahrens wegen seiner Struktur oder Form erschweren, durch Anwendung der Kombination der hochbildsamen Aluminiumlegierung gemäß dieser Erfindung mit einem Biegever­ fahren gemäß dieser Erfindung hergestellt werden kann, jedoch ohne kostspielige Wärmebehandlung und ohne Fehler wie Brüche, Risse oder Durchbrüche in den betreffenden Abschnitten, so daß sich Kosten und Gewicht des Teils reduzieren. Da die In­ strumententafel weiterhin aus einer hochbildsamen Aluminium­ legierung hergestellt wird, bricht sie nicht durch, sondern dehnt sich aus, falls es zu einer Fahrzeugkollision kommt. Dies bedeutet, daß die Instrumententafel eine bei einer Kol­ lision auftretende Aufprallenergie aufnehmen und damit die Sicherheit der Fahrzeuginsassen verbessern kann.

Es ist möglich, eine andere Kombination von Bestandteilen zu wählen, zum Beispiel 0,4-1,5 Gew.-% Eisen, 0,01-0,5 Gew.-% Magnesium und die gleiche Menge Mangan wie oben. Diese Kombi­ nation bewirkt eine weitere Verbesserung der Bruchmerkmale ohne Verringerung der Dehnung und Festigkeit der Legierung. Infolgedessen erhöht sich die Dehnung des Gußstücks weiter und dadurch wird die plastische Verformung des Gußstücks er­ leichtert.

Es ist auch möglich, noch eine weitere Kombination von Be­ standteilen zu wählen, zum Beispiel 0,1-0,3 Gew.-% Eisen, 0,7-1,2 Gew.-% Magnesium sowie Mangan in gleicher Menge wie oben. Diese Kombination erhöht die Festigkeit der Legierung und verbessert damit die Formpreßeigenschaften.

Die Fig. 26 bis 30 zeigen das Verhältnis zwischen Mangange­ halt und Zugfestigkeit oder Dehnung der Aluminiumlegierung, das Verhältnis zwischen Eisengehalt und Dehnung.

Fig. 31 zeigt das Verhältnis zwischen Magnesiumgehalt, Eisen­ gehalt und Geschwindigkeit des Auftretens der Brüche am Guß­ stück. Nach diesen Figuren kann gesagt werden, daß sich die Dehnung mit zunehmendem Gehalt bei allen Bestandteilen ver­ ringert, die Zugfestigkeit erreicht ihr Maximum bei 2,0 Gew.-% Mangan und steigt mit einer Zunahme des Magnesiumgehalts linear an. Die Bruchmerkmale verbessern sich mit dem Inhalt auf lineare Weise. Die Bruchmerkmale verbessern sich mit zu­ nehmendem Eisengehalt. Somit ist der geeignete und nützliche Bereich für den Gehalt an Mangan, Eisen und Magnesium be­ stimmt.

Ausführungsform 2

Fig. 8 zeigt ein Lenkradskelett B mit Lenkradeinbauelement 4 und Speichen 5, bei dem die Erfindung Anwendung findet. Das Lenkradskelett ist, wie bei Ausführungsform 1, vollständig aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Anders als bei Aus­ führungsform 1 besitzt es keinen Teil, der eine Entformung nach dem Druckgießen unmöglich macht, und daher wird es di­ rekt im Druckgußverfahren hergestellt. Die Aluminiumlegierung enthält 1,0-2,0 Gew.-% Mangan, 0,4-1,5 Gew.-% Eisen, 0,01-0,5 Gew.-% Magnesium und der Rest sind Aluminium und Verunreini­ gungen, was auf eine gute Dehnung abzielt, da die Dehnung eines der wichtigsten Merkmale ist, welche das Lenkrad auf­ weisen sollte, um den Fahrer bei einer Kollision durch Auf­ nahme der Aufprallkräfte zu schützen. Ein Mangangehalt unter 1,0 Gew.-% führt zu ungenügender Festigkeit, ein Gehalt über 2,0 Gew.-% verringert die Dehnung. Der Mangangehalt sollte deshalb 1,0-2,0 Gew.-% betragen. Der Grund für den Bereich von Eisen und Magnesium ist ähnlich wie oben.

Bei der obigen Aluminiumlegierung ist es vorzuziehen, den Mangangehalt auf 1,2-1,6 Gew.-% und den Eisengehalt auf 0,4-1,7 Gew.-% zu ändern, ohne den Magnesiumgehalt zu verändern. Ein Eisengehalt über 0,7 Gew.-% bewirkt keine weitere Verbes­ serung der Dehnung. Andererseits bewirkt ein Eisengehalt un­ ter 0,4 Gew.-% unzureichende Bruchmerkmale. Der Eisengehalt sollte deshalb zwischen 0,4 und 0,7 Gew.-% betragen. Der Grund für den genannten Manganbereich liegt in der Erzielung einer geeigneten Festigkeit und Dehnung. Die Dehnung des Lenkradskeletts bei dieser Ausführungsform ist gegenüber der­ jenigen des Gußstücks nach Ausführungsform 1 verbessert und ergibt somit ein sichereres Lenkrad, welches Aufprallkräfte mit weniger Brüchen aufnehmen kann. Diese Eigenschaft ist sicherer, wenn die Legierung mit 1,2-1,6 Gew.-% Mangan und 0,4-0,7 Gew.-% Eisen verwendet wird.

Ausführungsform 3

Die Fig. 9 und 10 zeigen Türaufprallträger C, der im Innern der Tür als Verstärkung angebracht ist und bei dem die Erfin­ dung Anwendung findet. Der Türaufprallträger hat eine schlan­ ke Form und an beiden Enden sind Löcher für Schrauben vorhan­ den. Das Profil im mittleren Bereich des Trägers hat H-Form. Der Türträger ist aus einer hochbildsamen Aluminiumlegierung hergestellt, die 1,5-2,5 Gew.-% Mangan, 0,1-0,3 Gew.-% Eisen und 0,7-1,2 Gew.-% Magnesium enthält, wodurch die Festigkeit verbessert werden soll. Ein Mangangehalt unter 1,5 Gew.-% verringert nämlich die Festigkeit, ein Gehalt über 2,5 Gew.-% verringert die Dehnung zu sehr, und daher sollte der Mangan­ gehalt zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-% betragen. Der Grund für den Eisen- und Magnesiumbereich ist ähnlich wie oben.

Bei der obigen Aluminiumlegierung ist es vorzuziehen, den Mangangehalt auf 1,8-2,2 Gew.-% zu ändern, ohne die Eisen- und Magnesiumgehalte zu verändern. Der Grund für diese Ände­ rung liegt in der Gewährleistung einer besseren Festigkeit. Der Türaufprallträger wird, wie bei Ausführungsform 2, direkt nach dem Druckgußverfahren hergestellt, weil er keinen Teil aufweist, der eine Entformung nach Beendigung des Druckguß­ verfahrens unmöglich macht. Durch Verwendung der vorgenannten Aluminiumlegierung besitzt der Türaufprallträger C eine grö­ ßere Festigkeit als bei der Tafel gemäß Ausführungsform 1.

Ausführungsform 4

Fig. 11 zeigt einen Türaufprallträger D, dessen Profil im mittleren Bereich des Trägers in etwa rechtwinklig ist oder eine modifizierte C-Form aufweist.

Für die Herstellung des Türträgers D wird zunächst ein Träger mit modifizierter Querschnittsform, im wesentlichen U-förmig, der in der Zeichnung mittels punktierter Linie mit einem obe­ ren Teil 7 und einem unteren Teil 8 dargestellt ist, nach dem Druckgußverfahren aus einer hochbildsamen Aluminiumlegierung gepreßt, die die gleiche ist wie in Ausführungsform 3. Diese Form macht es möglich, die Formhälften nach Beendigung des Druckgusses zu trennen. Der obere und der untere gerichtete Teil werden nach innen gebogen, um etwa bei Raumtemperatur eine Form in Originalauslegung herzustellen. Es treten keine Brüche, Risse und Durchbrüche auf. Der Türträger D gemäß die­ ser Ausführungsform besitzt eine höhere konstruktive Steifig­ keit als der Träger C bei Ausführungsform 3.

Ausführungsform 5

Fig. 12 zeigt einen im Einlaßsystem eingebauten Druckaus­ gleichbehälter E, bei dem die Erfindung Anwendung findet. Der Ausgleichbehäler E besitzt gekrümmte Einlaßöffnungen C, wo­ durch die Außenwand des Ausgleichbehälters eine ähnlich ge­ krümmte Form erhält. Dieser Ausgleichbehälter E wird voll­ ständig nach dem Druckgußverfahren aus einer hochbildsamen Aluminiumlegierung hergestellt, bei der es sich um die glei­ che Legierung handelt, wie sie in Ausführungsform 1 verwendet wurde.

Da der gekrümmte Aufbau es auch unmöglich macht, den Aus­ gleichbehälter direkt nach dem Druckgußverfahren herzustel­ len, muß er für den Druckguß zunächst gerade gerichtet und dann durch Biegen gekrümmt werden, um den vollständigen Aus­ gleichbehälter zu erhalten.

Früher hatte ein vollständig nach dem Druckgußverfahren her­ gestellter Ausgleichbehälter eine rauhe Oberfläche an der Innenwand der Einlaßöffnung, weil für die Ausbildung der Öff­ nung beim Gießen ein Sandkern verwendet wurde. Andererseits besitzt der gemäß der Erfindung hergestellte Ausgleichbehäl­ ter eine sehr glatte Oberfläche der Einlaßöffnung, weil er nach dem Druckgußverfahren hergestellt und damit die Mitnahme von Teilchen reduziert wird.

Ausführungsform 6

Fig. 13 zeigt ein an einer Kunstharz-Instrumententafel eines Automobils zur Verstärkung angebrachtes Instrumententafelele­ ment F, bei dem die Erfindung Anwendung findet. Das Instru­ mententafelelement aus Aluminiumlegierung besitzt einen schlanken Körper mit rechtwinkligen Öffnungen 13 zur Reduzie­ rung des Gewichts und im mittleren Bereich des Körpers befin­ den sich Abschnitte 12 für den Einbau eines Handschuhfachs.

Ausführungsform 7

Fig. 1 zeigt eine Automobil-Stoßstangenverstärkung G, bei der die Erfindung Anwendung findet. Die Stoßstangenverstärkung aus Aluminiumlegierung besitzt rechtwinklige Öffnungen mit darin angebrachten diagonalen Versteifungsrippen 14.

Ausführungsform 8

Fig. 15 zeigt eine Pedalkonsole H aus Aluminiumlegierung zur Anbringung eines Gaspedals oder Bremspedals, bei dem die Er­ findung Anwendung findet. Die Konsole H besteht aus einem Konsolenkörper 17 und einem Flansch 18 mit einem Loch 19 für eine Schraube in jeder Ecke, und diese sind aus einem Stück gepreßt.

Ausführungsform 9

Fig. 16 zeigt eine im vorderen Teil des Automobils einzubau­ ende Frontplatte 1 aus Aluminiumlegierung, bei der die Erfin­ dung Anwendung findet. Die Platte 1 mit einer Öffnung für ein Kühlgebläse im mittleren Bereich wird ganz aus einem Stück gepreßt.

Alle bei den Ausführungsformen 6 bis 9 weiter oben genannten Teile werden nach dem Druckgußverfahren aus der hochbildsamen Aluminiumlegierung ähnlich den Ausführungsformen 1 bis 5 her­ gestellt, wodurch Kosten und Gewicht der Produktion reduziert und die Sicherheit der Fahrgäste erhöht werden.

Alle diese Ausführungsformen beinhalten die Aluminiumlegie­ rungen mit den Bestandteilen Mangan, Eisen und Magnesium. Ebenfalls verwendet werden kann die Aluminiumlegierung, die weiterhin wenigstens einen der drei folgenden Bestandteile enthält:
0,1-0,2 Gew.-% Titan, 0,01-0,1 Gew.-% Bor und 0,01-0,2 Gew.-% Beryllium.

Diese Bestandteile Titan, Bor und Beryllium machen die Kör­ nung in einem Gußstück feiner und dies führt zur Verbesserung der Bruchmerkmale. Wenn die Menge der Zusätze jedoch bei Ti­ tan weniger als 0,1 Gew.-%, bei Bor weniger als 0,01 Gew.-% und bei Beryllium weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, reicht die Wirkung der Zusätze nicht zur Verbesserung der Bruchmerkmale aus. Ist die Menge größer als 0,2 bzw. 0,1 Gew.-%, so bilden sich große Verbindungen, die eine Verringerung der Dehnung bewirken. Titan in dieser Menge reduziert außerdem das Fließ­ vermögen der geschmolzenen Legierung. Daher sollten die je­ weiligen oben genannten Mengen so gewählt werden, daß sich die Bruchmerkmale verbessern, ohne die Dehnung der Legierun­ gen zu beeinträchtigen, die zu einer größeren Dehnung der Gußstücke führt. Natürlich kann die Erfindung auch bei ande­ ren Automobilteilen wie Motorkonsole, Blechrahmen, Einlaß­ krümmer und dergleichen und bei anderen Teilen als Automobil­ teilen Anwendung finden.

Beispiele

Tabelle 1 zeigt vierzehn Arten von Aluminiumlegierungen als Beispiele für die Erfindung, die sich voneinander jeweils im Hinblick auf Bestandteile und Anteile unterscheiden, wobei natürlich jedes Beispiel auch Spuren von Verunreinigungen enthält.

Dehnung, Zugfestigkeit und 0,2%-Haltbarkeit dieser 14 Legie­ rungen, die als Beispiel genannt werden, werden im Vergleich zu den Legierungen ADC6 der JIS und ADC7 der früheren JIS gemessen, wobei ADC6 0,5 Gew.-% Mangan, 0,10 Gew.-% Eisen, 4,00 Gew.-% Magnesium und 0,10 Gew.-% Siliziumdioxid enthält und ADC7 0,56 Gew.-% Eisen und 4,9 Gew.-% Siliziumdioxid, kein Mangan oder Magnesium, enthält.

In Tabelle 1 und den Fig. 17 bis 19 sind die gemessenen me­ chanischen Eigenschaften des aus diesen Aluminiumlegierungen hergestellten Druckgußteils, die als Beispiele ausgewählt wurden, dargestellt, und die Innenstrukturen, betrachtet mit­ tels optischem Mikroskop mit 5-facher Vergrößerung, der Pro­ bestücke 1, 2, ADC6 und ADC7 sind jeweils in den Fig. 22 bis 25 dargestellt. Es wird festgestellt, daß jede erfindungsge­ mäße Legierung nach Tabelle 1 eine bessere Dehnung aufweist als ADC6 oder ADC7, zumeist um mehr als 10% besser. Es wird auch gezeigt, daß Zugfestigkeit und 0,2%-Haltbarkeit jeder einzelnen Legierung nach Tabelle 1 bessere Werte aufweisen.

Fig. 21 zeigt einen Probestückring, hergestellt aus der Le­ gierung nach Beispiel 1, 2, ADC6 oder ADC7, zur Auswertung der Bruchmerkmale. Die Formen zur Herstellung der Probestücke hatten bei der Herstellung Raumtemperatur.

Fig. 20 zeigt das Ergebnis des Tests, wobei die durchschnitt­ liche (Gesamt)länge und die durchschnittliche (Gesamt)anzahl der Brüche durch Messung der Zahl der Brüche und der Länge aller an der Oberfläche der Testringe beobachteten Brüche ermittelt wurden.

Die Legierung nach Beispiel 1 bietet eine merkliche Verbesse­ rung in den Bruchmerkmalen, die durch die Zusammensetzung mit einem geringeren Magnesiumgehalt und einem angemessenen Fe-Gehalt bewirkt worden sein muß. Wie in den Fig. 22 bis 25 dargestellt, ist die Innenstruktur besser als bei ADC6 oder ADC7 und es werden praktisch fast keine Lunker beobachtet. Die Legierung nach Beispiel 2 zeigt die schlechtesten Bruchmerkmale unter sämtlichen Beispielen, doch zeigt sich eine Verbesserung der gießtechnologischen Eigenschaften auf­ grund der Innenstruktur. Hinsichtlich der Legierungen aus den anderen Beispielen wurden die gleichen Auswertungstests vor­ genommen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 zeigt die gießtechnologischen Eigenschaften und diese sind durch den höheren Fe-Gehalt verbessert. Insgesamt wird festgestellt, daß die Legierungen gemäß den Beispielen eine bessere Dehnung und bessere gießtechnologi­ sche Eigenschaften sowie ausreichende Festigkeit aufweisen, insbesondere die Legierungen nach den Beispielen 1 und 11 haben eine bessere Dehnung und bessere gießtechnologische Eigenschaften und die Legierungen gemäß den Beispielen 2 und 14 zeigen eine erhöhte Festigkeit, was etwas schwächere gieß­ technologische Eigenschaften bedingt, die jedoch immer noch besser sind als bei herkömmlichen Legierungen.

AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG

Wie aus obigen Ausführungen ersichtlich, ergibt die Erfindung nach den Ansprüchen 1 bis 8 hochbildsame Aluminiumlegierungen mit 1,0-2,0 Gew.-% Mangan, 0,4-1,5 Gew.-% Eisen und 0,01-0,5 Gew.-% Magnesium. Diese Zusammensetzung bewirkt Verbesserun­ gen der Dehnung und der gießtechnologischen Eigenschaften, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen.

Die Erfindung gemäß den Ansprüchen 2 oder 9 ergibt hochbild­ same Aluminiumlegierungen mit 1,2-1,6 Gew.-% Mangan, 0,4-0,7 Gew.-% Eisen und 0,01-0,5 Gew.-% Magnesium. Diese Zusammen­ setzung bewirkt eine weitere Verbesserung der Dehnung, ohne gießtechnologische Eigenschaften und Festigkeit zu beein­ trächtigen.

Die Erfindung gemäß den Ansprüchen 3 oder 11 ergibt hochbild­ same Aluminiumlegierungen mit 1,5-2,5 Gew.-% Mangan, 0,1-0,3 Gew.-% Eisen und 0,7-1,2 Gew.-% Magnesium. Diese Zusammenset­ zung bewirkt eine weitere Verbesserung der Festigkeit, ohne Dehnung und gießtechnologische Eigenschaften zu beeinträchti­ gen.

Die Erfindung gemäß den Ansprüchen 4 oder 12 ergibt hochbild­ same Aluminiumlegierungen mit 1,8-2,2 Gew.-% Mangan, 0,1-0,3 Gew.-% Eisen und 0,7-1,2 Gew.-% Magnesium. Diese Zusammenset­ zung bewirkt eine weitere Verbesserung der Festigkeit ohne Beeinträchtigung der Dehnung.

Die Erfindung nach Anspruch 5 oder 13, die weiterhin wenig­ stens einen der drei Bestandteile 0,1-0,2 Gew.-% Titan, 0,01-0,1 Gew.-% Bor und 0,01-0,2 Gew.-% Beryllium enthält, bewirkt eine weitere Verbesserung der Bruchmerkmale ohne Beeinträch­ tigung der Dehnung der Legierungen.

Die Erfindung nach Anspruch 6 betrifft das Herstellungsver­ fahren für Teile aus hochbildsamer Aluminiumlegierung. Bei diesem Verfahren wird zunächst ein Gußstück nach dem Druck­ gußverfahren unter Verwendung einer hochbildsamen Aluminium­ legierung mit 0,5-2,5 Gew.-% Mangan, 0,1-1,5 Gew.-% Eisen und 0,01-1,2 Gew.-% Magnesium hergestellt und anschließend werden einige festgelegte Abschnitte der Gußstücke etwa bei Raumtem­ peratur plastisch verformt.

Diese Eigenschaften ermöglichen die Herstellung von Gußstücken mit hoher Dehnung ohne Wärmebehandlung. Daher können ei­ nige spezielle Abschnitte einer plastischen Verformung ausge­ setzt werden, um die vorgesehenen Formen etwa bei Raumtempe­ ratur zu erzielen, ohne daß es zu Brüchen, Rissen und Durch­ brüchen kommt.

Die Erfindung nach Anspruch 7 entspricht dem Anspruch 6, wo­ bei die vorzuziehenden Bereiche für den Gehalt an Eisen 0,4-1,5 Gew.-% und Magnesium 0,01-0,5 Gew.-% betragen, um ohne Reduzierung der Dehnung und Festigkeit wirksam verbesserte Bruchmerkmale zu bewirken. Diese Zusammensetzung der Legie­ rung verleiht den Gußstücken eine verbesserte Dehnung und dadurch wird die plastische Verformung erleichtert.

Die Erfindung nach Anspruch 14 gewährleistet die Herstellung eines Teils ohne Brüche, Risse und Durchbrüche an den zu bie­ genden Teilen durch Biegen, wobei der Innenradius des geboge­ nen Abschnitts größer ist als die Dicke des zu biegenden Ab­ schnitts.

Die Erfindung nach Anspruch 15, wobei die plastische Verfor­ mung durch Ziehen oder Strecken des Stanzteils erfolgt und sowohl der Matrizenschulterradius als auch der Stempelschul­ terradius der Stanzform mehr als 5mal größer ist als die Dicke des zu ziehenden oder zu streckenden Abschnitts, ge­ währleistet die Herstellung von Teilen ohne Durchbrüche, Brü­ che oder Risse an der Stelle, die der Schulter der Matrize oder des Stempels entspricht.

Die Erfindung nach Anspruch 16 ermöglicht eine Reduzierung der Kosten und des Gewichts der Teile, die Abschnitte aufwei­ sen, welche im direkten Druckgußverfahren schwer herzustellen sind, durch Anwendung von plastischer Verformung auf Zwi­ schenprodukte, die direkt nach dem Druckgußverfahren herge­ stellt werden.

Claims (26)

1. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung mit 1,0 bis 2,0 Gew.-% Mangan (Mn), 0,4 bis 1,5 Gew.-% Eisen (Fe), 0,01 bis 0,5 Gew.-% Magnesium (Mg) und einem Rest Aluminium mit unvermeid­ baren Verunreinigungen.

2. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, bei der der genannte Mangangehalt (Mn) 1,2 bis 1,6 Gew.-% und der genannte Eisengehalt (Fe) 0,4 bis 0,7 Gew.-% beträgt.

3. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, die weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

4. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung nach Anspruch 2, die weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,1 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

5. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung mit 1,5 bis 2,5 Gew.­ % Mangan (Mn), 0,1 bis 0,3 Gew.-% Eisen (Fe), 0,7 bis 1,2 Gew.-% Magnesium (Mg) und einem Rest Aluminium mit unvermeid­ baren Verunreinigungen.

6. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung nach Anspruch 5, bei der der Mangangehalt (Mn) 1,8 bis 2,2 Gew.-% Mangan (Mn) be­ trägt.

7. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung nach Anspruch 5, die weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

8. Eine hochbildsame Aluminiumlegierung nach Anspruch 6, die weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

9. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumini­ umlegierungsprodukts mit folgenden Schritten: Preßgießen eines Produkts aus einer hochbildsamen Aluminium­ legierung mit 0,5 bis 2,5 Gew.-% Mangan (Mn), 0,1 bis 1,5 Gew.-% Eisen (Fe), 0,01 bis 1,2 Gew.-% Magnesium (Mg) und einem Rest Aluminium mit unvermeidbaren Verunreinigungen so­ wie Anwendung einer örtlichen plastischen Kaltverformung an dem genannten Druckgußprodukts.

10. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

11. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem der genannte Eisengehalt (Fe) 0,4 bis 1,5 Gew.-% und der genannte Magnesi­ umgehalt (Mg) 0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.

12. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 11, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

13. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 11, bei dem der genannte Mangangehalt (Mn) 1,0 bis 2,0 Gew.-% beträgt.

14. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 13, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

15. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 13, bei dem der genannte Mangangehalt (Mn) 1,2 bis 1,6 Gew.-% und der genannte Eisen­ gehalt (Fe) 0,4 bis 0,7 Gew.-% beträgt.

16. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 15, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

17. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem der genannte Eisengehalt (Fe) 0,1 bis 0,3 Gew.-% und der genannte Magnesi­ umgehalt (Mg) 0,7 bis 1,2 Gew.-% beträgt.

18. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 17, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

19. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochwirksamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 17, bei dem der genannte Mangangehalt (Mn) 1,5 bis 2,5 Gew.-% beträgt.

20. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 19, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

21. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 19, bei dem der genannte Mangangehalt (Mn) 1,8 bis 2,2 Gew.-% beträgt.

22. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 21, bei dem die genannte hochbildsame Aluminiumlegierung weiterhin wenigstens eins von 0,1 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Bor (B) und 0,01 bis 0,2 Gew.-% Beryllium (Be) enthält.

23. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem die genannte örtliche plastische Kaltverformung stattfindet, um einen Teil des genannten Druckgußprodukts auf einen Innenradius zu bie­ gen, der größer ist als die Dicke des genannten Teils.

24. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem die genannte örtliche plastische Kaltverformung stattfindet, um einen Teil des genannten Druckgußprodukts durch Pressen zu ziehen, wobei ein Matrizenschulterradius die mehr als fünffache Dicke des genannten Teils aufweist.

25. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem die genannte örtliche plastische Kaltverformung stattfindet, um einen Teil des genannten Druckgußprodukts durch Stempelstreckformen zu strecken, wobei ein Stempelschulterradius die mehr als fünf­ fache Dicke des genannten Teils aufweist.

26. Ein Verfahren zur Herstellung eines hochbildsamen Alumi­ niumlegierungsprodukts nach Anspruch 9, bei dem die genannte örtliche plastische Kaltverformung an einem Teil des genann­ ten Druckgußprodukts angewandt wird, der durch das genannte Preßgießen nur schwer plastisch verformt wird.