DE3922593A1

DE3922593A1 - Druckgussteil mit spezifisch niedrigem gewicht

Info

Publication number: DE3922593A1
Application number: DE19893922593
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Laukoetter; Werner Heiss
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: LAUKOETTER, KARL HEINZ, 59329 WADERSLOH, DE DAIMLE
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1991-01-24
Also published as: DE3922593C2

Description

Die Erfindung richtet auf ein Druckgußteil mit spezifisch niedrigem Gewicht sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckgußteiles.

In der Kraftfahrzeug-, Luft- und Raumfahrtindustrie ist man mehr und mehr bestrebt, Teile aus möglichst leichten Materialien herzustellen, wobei diese Teile aber gleichzei tig hohen Festigkeitsanforderungen gerecht werden müssen. Kunststoffe stellen zwar im Prinzip leichte Materialien dar, sie genügen aber in der Regel nicht, den an diese Ma terialien zu stellenden Festigkeitsanforderungen, wenn sie in Bereichen der oben bezeichneten Art eingesetzt werden. Umgekehrt sind zwar Leichtmetall-Legierungen, aus denen mittels Druckguß Teile herstellbar sind, verhältnismäßig hoch beanspruchbar, sie sind aber gleichwohl immer noch vergleichsweise schwer. So hat eine Magnesium-Legierung mit einem 8%-igen Anteil an Aluminium und einem 1%-igen Anteil an Zink immer noch ein spezifisches Gewicht von 1,8 g/cm³.

Zur Herstellung von Teilen aus diesen Materialien ist es bekannt, das Kaltkammer-Druckgießverfahren einzusetzen oder aber auch Warmkammer-Kolbenmaschinen. Andere mit Kalt kammer-Druckgieß- oder Warmkammer-Druckgießverfahren bear beitbare Materialien sind beispielsweise Aluminium mit ei nem spezifischen Gewicht von 2,75 g/cm³, Zink-Druckguß mit einem spezifischen Gewicht von 6,7 g/cm³ oder weitere viel schwerere Materialien, wie Messing (8,5 g/cm³), Zinn (7,1 g/cm³), Blei (11 g/cm³).

Die oben beschriebene GD-MgAl9Zn1-Legierung ist von den ge nannten die leichteste, allerdings immer noch vergleichs weise schwer, wie dies bereits gesagt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sowohl im Kaltkammer wie im Warmkammer-Druckgußverfahren verarbeitbare leichte Legierung zu schaffen, die gleichwohl hohen Festigkeitsan forderungen gerecht wird, wobei die Erfindung die Herstel lung derartiger Druckgußteile sich zur Aufgabe gestellt hat sowie ein entsprechendes Verfahren angibt.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckgußverfahren der ein gangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß es aus einer Ma gnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-Anteil von bis zu 10 Gew.-% besteht.

Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Legierung wegen des Anteiles an Lithium ein vergleichsweise geringes spezi fisches Gewicht von 1,4 g/cm³ aufweist, was eine erheb liche Gewichtsreduzierung gegenüber der Magnesium-Legie rung darstellt. Dies liegt u.a. daran, daß Lithium einen sehr geringes spezifisches Gewicht (0,53 g/cm³) aufweist, es ist dabei ein ausgesprochen unedles Alkalimetall, welches speziell dazu neigt, heftig mit Sauerstoff zu reagieren, so daß es bisher offensichtlich nicht einge setzt wurde. Hier weist die vorliegende Erfindung den ent sprechenden Weg.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Druckgußteil aus einer Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-Anteil von 7 bis 9 Gew.-% besteht. Wegen der besonderen Reaktions fähigkeit mit Sauerstoff schlägt die Erfindung darüber hin aus vor, daß das Druckgußteil aus einem Vormaterial als Ma gnesium-Lithium-Legierung hergestellt wurde, wobei das Vor material unter Inertgasabdeckung erzeugt wurde, damit mit Sicherheit eine Oxidation mit Sauerstoff vermieden wurde.

Die Erfindung sieht auch vor, daß das Druckgußteil unter Ausnutzung eines hohen Druckes von etwa 500 bar beim Druck gußvorgang in einer Füllzeit von etwa 30 m/sec der Form hergestellt ist.

Die Erfindung sich auch ein Verfahren zur Herstellung ei nes Druckgußteiles vor, welches sich dadurch auszeichnet, daß eine Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-An teil von bis zu 10% hergestellt und als Druckgußteil aus dieser Legierung gefertigt wird, wobei in besonderer Ausge staltung vorgesehen sein kann, daß eine Magnesium-Lithium- Legierung mit einem Lithium-Anteil von bis zu 7 bis 9% hergestellt und als Druckgußteil aus dieser Legierung ge fertigt wird.

Um zu verhindern, daß das unedle Lithium mit Sauerstoff re agiert, sieht die Erfindung auch vor, daß die Magnesium-Li thium-Legierung während des Schmelzens und Druckgießens un ter einer Inertgasabdeckung gehalten wird, wobei in weite rer Ausgestaltung auch vorgesehen sein kann, daß als Inert gas SF₆ oder SO₂ eingesetzt wird und/oder daß der Druckguß bei einem Druck von etwa 500 bar vorgenommen und durchgeführt wird.

Als Schutzgase, die bei vorgenannter Verfahrensweise einge setzt werden können, eignen sich im Prinzip alle Inertga se, so beispielsweise, wie oben angegeben, SF₆ oder SO₂, wobei die Schutzgasatmosphäre in der gesamten Ver fahrensführung vom Aufschmelzen bis zum Druckgießen auf rechterhalten wird.

Die vergleichsweise hohen Fülldrücke und die ebenfalls ver gleichsweise geringe Füllzeit ermöglicht es ebenfalls, daß Sauerstoffreaktionen unterbunden werden, wobei gleichzei tig ein zu schnelles Abkühlen der Legierung verhindert wird, was den Nachteil hätte, daß keine einwandfreien Form körper entstünden, der hohe Druck erzeugt ein dichtes ein heitliches Gefüge im Gußkörper.

Claims

1. Druckgußteil mit spezifisch niedrigem Gewicht, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Li thium-Anteil von bis zu 10 Gew.-% besteht.

2. Druckgußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Li thium-Anteil von 7 bis 9 Gew.-% besteht.

3. Druckgußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Vormaterial als Magnesium-Lithium-Legie rung hergestellt ist, wobei das Vormaterial unter Inertgas abdeckung erzeugt wurde.

4. Druckgußteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgußteil unter Ausnutzung eines hohen Druckes von etwa 500 bar beim Druckgußvorgang in einer Füllzeit von etwa 30 m/sec der Form hergestellt wurde.

5. Verfahren zur Herstellung eines Druckgußteiles, insbeson dere nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-An teil von bis zu 10% hergestellt und als Druckgußteil aus dieser Legierung gefertigt wird.

6. Verfahren, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-An teil von bis zu 7 bis 9% hergestellt und als Druckgußteil aus dieser Legierung gefertigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesium-Lithium-Legierung während des Schmelzens und Druckgießens unter einer Inertgasabdeckung gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas SF₆ oder SO₂ eingesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckguß bei einem Druck von etwa 500 bar vorgenom men und durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Druckguß die flüssige Magnesium-Lithium-Legierung mit einer Füllzeit von etwa 30 m/sec in die Druckgußform eingeschossen wird.