DE4215160A1 - Aluminium-Druckgußlegierung - Google Patents
Aluminium-DruckgußlegierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Aluminium-Druckgußlegierung.
Das Druckgießen gehört zu den wichtigsten Verfahren zur
Herstellung von konturengenauen Konstruktionsteilen mit
guter Oberflächenbeschaffenheit. Neben der Zusammensetzung
der verwendeten Legierung, dem Passungsspiel zwischen
Kolben und Gießkammer, der Formkonstruktion und dem Form
trennmittel ist die Wahl der richtigen Legierung ein wich
tiger Punkt beim Druckgießen. Insbesondere eignen sich
Al-Mg-, Al-Si-Mg und Al-Si-Cu-Legierungen zum Druckgießen.
Die Gebrauchseigenschaften von Gußteilen aus Aluminium
legierungen wie mechanische Eigenschaften, Korrosionsbe
ständigkeit, Bearbeitbarkeit und Maßhaltigkeit können
durch eine spezifische Wärmebehandlung günstig beeinflußt
werden. Es sind verschiedene Methoden der Wärmebehandlung
bekannt. Man unterscheidet zwischen dem Entspannungsglü
hen, der Weichglühung, dem Stabilisierungsglühen, dem
Homogenisieren und der Aushärtung (Aluminium-Taschenbuch,
Aluminium-Verlag, Düsseldorf 1984).
Aus diesem Grund werden beim Vakuum-Druckgießen insbeson
dere für die Wärmebehandlung geeignete Silizium und Magne
sium enthaltende Aluminiumlegierungen eingesetzt. Neben
den Hauptlegierungsbestandteilen spielen auch noch weitere
Legierungselemente bezüglich der mechanischen Eigenschaf
ten im Gußzustand und nach der Wärmebehandlung eine große
Rolle. Beispielsweise kommt dem Eisengehalt bei Druckguß
legierungen eine wichtige Bedeutung zu, da ein ausreichend
hoher Anteil die gefürchtete Klebeneigung des Gußteiles an
der Formwandung erheblich verringert. Nachteilig jedoch
ist, daß mit steigender Eisenkonzentration die Bruchdeh
nungswerte deutlich zurückgehen. Diese Abhängigkeit der
Bruchdehnungswerte mit steigendem Eisengehalt ist bei
nicht ausgehärteten stärker als bei ausgehärteten Probe
körpern.
Entsprechende Untersuchungen haben ergeben, daß auch aus
reichende Manganzugaben die Klebeneigung beim Druckgußver
fahren verringern können. Wie aus der Zeitschrift "Gieße
rei" (77(1990), 693-699) ersichtlich ist, verringert
bereits eine Zugabe von 0,2 Gew.-% Mn die Bruchdehnung der
dort untersuchten AlSi7Mg-Probestäbe mit ca. 0,1 Gew.-% Fe
um ca. 30%. Bei einer weiteren Zugabe von Mangan ist aber
keine signifikante Verringerung der Bruchdehnung zu beob
achten. Im Gegensatz zum Eisen führt aber eine Manganzu
gabe zu einer Erhöhung der Dehngrenze (Rp0,2), der Zug
festigkeit (Rm) und der Brinellhärte (HB) bereits im Guß
zustand. Mangangehalte von über 0,2 Gew.-% führen nach
einer definierten Aushärtungsbehandlung zu einer Bruchdeh
nungserniedrigung. Ein Zusatz von 0,1 Gew.-% Mn bewirkt
eine deutliche Erhöhung der anderen mechanischen Eigen
schaften, während darüber hinaus gehende Mangangehalte
aber keine weiteren Steigerungen der genannten mechani
schen Eigenschaften ergeben. Ein Mangangehalt von 0,2
Gew.-% reicht jedoch nicht aus, um die Klebeneigung deut
lich zu verringern. Die gemeinsame Zugabe von Eisen und
Mangan ergibt demnach keinen wesentlichen Fortschritt
bezüglich der Klebeneigung in der Druckgußform und anderer
mechanischer Eigenschaften.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Aluminium-Druckgußlegierung mit geringer Klebeneigung in
der Druckgußform und hohen Bruchdehnungswerten sowohl vor
der Aushärtungsbehandlung als auch danach anzubieten.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Aluminium-Druck
gußlegierung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus
5 bis 12 Gew.-% Silizium,
weniger als 0,2 Gew.-% Eisen,
weniger als 0,01 Gew.-% Kupfer,
0 bis 0,8 Gew.-% Magnesium
0,1 bis 0,5 Gew.-% Kobalt
und weitere zulässige Beimengungen
bezogen auf das Hüttenmetall A199,7H, besteht.
5 bis 12 Gew.-% Silizium,
weniger als 0,2 Gew.-% Eisen,
weniger als 0,01 Gew.-% Kupfer,
0 bis 0,8 Gew.-% Magnesium
0,1 bis 0,5 Gew.-% Kobalt
und weitere zulässige Beimengungen
bezogen auf das Hüttenmetall A199,7H, besteht.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Zugabe
von 0,1 bis 0,5 Gew.% Kobalt die Klebeneigung in Druckguß
formen außerordentlich günstig beeinflußt, ohne daß die
Bruchdehnungswerte sowohl vor der Aushärtungsbehandlung
als auch danach ungünstige Größen annehmen. Kobalt-Gehalte
zwischen 0,2 und 0,3 Gew.-% sind optimal bezüglich der
Klebeneigung und der hohen Bruchdehnungswerte.
Die erfindungsgemäßen Aluminium-Druckgußlegierung ist
insbesondere den Legierungsgruppen AlSi10, AlSi11,
AlSi5Mg, AlSi7Mg, AlSi9Mg und AlSi11Mg zu zurechnen.
Die Eisengehalte sollen unter 0,2 Gew.-% und die Kupfer
gehalte unter 0,01 Gew.-% liegen.
Die Konzentrationsbereiche von 5 bis 12 Gew.-% Silizium
und von 0,1 bis 0,8 Gew.-% Magnesium entsprechen den Kon
zentrationsbereichen üblicher nach Wärmebehandlung aus
härtbarer Druckgußlegierungen. Silizium ist einer der
Hauptzusätze in den meisten Aluminiumgußlegierungen. Die
günstigen Gießeigenschaften, wie z. B. Fließvermögen lie
gen im Bereich von 5 bis 20% Silizium, wobei oberhalb von
5% Si das Schrumpfen und bei einer Konzentration von Mehr
als 12 Gew.-% Silizium die Zähigkeit sehr stark vermindert
wird. Magnesium verstärkt die Legierungsmatrix und verbes
sert die mechanischen Eigenschaften durch Ausscheidung von
Mg2Si bei der Wärmebehandlung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen soll die Erfindung
anhand von Beispielen noch näher erläutert werden, ohne
daß die Erfindung auf die Beispiele beschränkt ist.
Es zeigen die
Fig. 1 ein Diagramm, aus dem sich die Bruchdeh
nung von VACURAL-Probestäben der Legie
rung G-AlSi7Mg in Abhängigkeit vom Eisen
gehalt ergibt,
Fig. 2 ein Diagramm, aus dem sich die Bruchdeh
nung von VACURAL-Probestäben der Legie
rung G-AlSi7Mg in Abhängigkeit vom Eisen
gehalt nach einer Wärmebehandlung ergibt,
Fig. 3 ein Diagramm, aus dem sich die Bruchdeh
nung von VACURAL-Probestäben der Legie
rung G-AlSi7Mg in Abhängigkeit vom Ko
baltgehalt ergibt, und die
Fig. 4 ein Diagramm, aus dem sich die Bruchdeh
nung von VACURAL-Probestäben der Legie
rung G-AlSi7Mg in Abhängigkeitvom Kobalt
gehalt nach einer Wärmebehandlung ergibt.
Eine Aluminium-Druckgußlegierung G-AlSi7Mg ohne Kobalt
wurde zu Probestäben für einen Bruchdehnungsversuch verar
beitet. Die Probestäbe besaßen eine Dicke von 2-5 mm und
die folgende Zusammensetzung ( Angaben in Gew.-% ):
Si 6,75%
Cu 0,003%
Mn 0,002-0,013%
Mg 0,33-0,36%
Zn 0,007%
Ti 0,10%
Rest Al und weitere zulässige Beimengungen (A199,7H) und Fe in der Abstufung 0,49, 0,38, 0,31, 0,19, 0,10% pro Probestab.
Si 6,75%
Cu 0,003%
Mn 0,002-0,013%
Mg 0,33-0,36%
Zn 0,007%
Ti 0,10%
Rest Al und weitere zulässige Beimengungen (A199,7H) und Fe in der Abstufung 0,49, 0,38, 0,31, 0,19, 0,10% pro Probestab.
Die Bestimmung der Bruchdehnung ergab einen Abfall vom
niedrigen Fe-Gehalt zum hohen von 15,4 bis 10,7% (Vgl.
Fig. 1).
Nach einer zweistündigen Wärmebehandlung bestehend aus
einem Lösungsglühen von 1 Stunde bei 520°C und Warmausla
gerung für 1 Stunde bei 160°C mit Probestäben der gleichen
Zusammensetzung ergaben sich insgesamt höhere Werte der
Bruchdehnung mit in etwa gleicher Tendenz (Vgl. Fig. 2).
Die Klebeneigung der Legierung in einer Gußform nahm mit
ansteigendem Eisengehalt ab.
Eine Aluminium-Druckgußlegierung G-AlSi7Mg mit Kobalt
wurde zu Probestäben für einen Bruchdehnungsversuch verar
beitet. Die Probestäbe besaßen eine Dicke von 2-5 mm und
die folgende Zusammensetzung (Angaben in Gew.-%):
Si 7,30%
Fe 0,13%
Cu 0,004%
Mn 0,01%
Mg 0,40%
Cr 0,001%
Zn 0,007%
Ti 0,1%
B 5 ppm
Ca 21 ppm
Rest Al und weitere zulässige Beimengungen (A199,7H) und Co in der Abstufung 0,53, 0,41, 0,3, 0,23, 0,11, 0% pro Probestab.
Si 7,30%
Fe 0,13%
Cu 0,004%
Mn 0,01%
Mg 0,40%
Cr 0,001%
Zn 0,007%
Ti 0,1%
B 5 ppm
Ca 21 ppm
Rest Al und weitere zulässige Beimengungen (A199,7H) und Co in der Abstufung 0,53, 0,41, 0,3, 0,23, 0,11, 0% pro Probestab.
Die Bestimmung der Bruchdehnung ergab einen geringeren
Abfall vom niedrigen Co-Gehalt zum hohen von 13,4 bis
11,4% (Vgl. Fig. 3).
Nach einer zweistündigen Wärmebehandlung bestehend aus
einem Lösungsglühen von 1 Stunde bei 560°C und an
schließender Warmauslagerung für 1 Stunde bei 160°C mit
Probestäben der gleichen Zusammensetzung ergaben sich
insgesamt höhere Werte der Bruchdehnung mit in etwa glei
cher Tendenz (Vgl.Fig. 4).
Die Klebeneigung der Legierung in einer Gußform blieb im
Bereich des Co-Gehaltes von etwa 0,5 bis 0,1% auf einem
niedrigen Niveau etwa konstant.
Claims (3)
1. Aluminium-Druckgußlegierung
dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung
- - 5 bis 12 Gew.-% Silizium
- - weniger als 0,2 Gew.-% Eisen
- - weniger als 0,01 Gew.-% Kupfer
- - 0 bis 0,8 Gew.-% Magnesium
- - 0,1 bis 0,5 Gew.-% Kobalt und weitere zulässige Beimengungen bezogen auf das Hüttenmetall A199,7H enthält.
2. Aluminium-Druckgußlegierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Co-Gehalt 0,2 bis 0,3 Gew.-% beträgt.
3. Aluminium-Druckgußlegierung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckgußlegierung den Legierungsgruppen
AlSi10, AlSi11, AlSi5Mg, AlSi7Mg, AlSi9Mg und
AlSi11Mg zu zurechnen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924215160 DE4215160C2 (de) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Verwendung einer Aluminium-Gußlegierung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924215160 DE4215160C2 (de) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Verwendung einer Aluminium-Gußlegierung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4215160A1 true DE4215160A1 (de) | 1993-11-11 |
DE4215160C2 DE4215160C2 (de) | 1995-01-26 |
Family
ID=6458398
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924215160 Expired - Fee Related DE4215160C2 (de) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Verwendung einer Aluminium-Gußlegierung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4215160C2 (de) |
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EP1840233A1 (de) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Dr.Ing. h.c.F. Porsche Aktiengesellschaft | Aluminiumlegierung für Gussteil |
CN114737091A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-12 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种用于汽车构件的压铸铝合金及其制备方法 |
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CN107245589A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-10-13 | 霍山县龙鑫金属制品有限公司 | 一种用于汽车零配件的高强度铝合金半固态压铸方法 |
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GB595531A (en) * | 1945-07-06 | 1947-12-08 | Rupert Martin Bradbury | Aluminium base alloys |
-
1992
- 1992-05-08 DE DE19924215160 patent/DE4215160C2/de not_active Expired - Fee Related
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CN114737091A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-12 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种用于汽车构件的压铸铝合金及其制备方法 |
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DE4215160C2 (de) | 1995-01-26 |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VAW ALUMINIUM AG, 53117 BONN UND 1000 BERLIN, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |