DE675051C - Verfahren zur Waermebehandlung von Gussstuecken aus Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Wärmebehandlung von Gußstücken aus Aluminiumlegierungen Es ist bekannt, Härtungsvorgänge bei vergütbaren Aluminiumlegierungen dadurch hervorzurufen, daß diese von- der Homogenisierungstemperatur abgeschreckt 'und --dann entweder bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur gealtert werden. Ein derartiges Abschrecken ruft aber besonders b,--i größeren Gußstücken Spannungserscheinungen hervor, die bis zur Rißbildung gehen können. Auch das gelegentlich vo-rgeschlagene Abschrecken ummittelbar auf die Alterungstemperaturen von ioo bis 2oo° war nicht geeignet, das Auftreten der Spannungen in nennenswertem Maß zu verhindern. Ein Abschrecken auf noch höhere Temperaturen wurde bisher nicht ausgeführt, weil man befürchtete, daß dann- die Härtungsvorgänge nicht erreicht werden könnten. Es ist weiterhin vorgeschlagen die Abschreckung von aus Aluminiumlegierungen hergestellten. Kolben auf Temperaturen von. etwa Zoo bis 2q.0°, um die Volumenkonstanz zu verbessern. Eine derart erhöhte Abschrecktemperatur reicht auch für verhältnismäßig einfache Förm:en eines Koalbens aus, um das Auftreten von Abschreckspannungen weitgehend zu verhindern. Bei anderen Gußstücken aber, insbiesondere solchen, die eine hohe Festigkeit und Schwingungsfestigkeit besitzen sollen, wie z. B. ZylindefkGpfen, zeigen sich auch beim Abschrecken auf diese Temperaturen noch Schädigungen durch Auftreten -voh inneren Spannungen. Schließlich wurde auch noch ein Abschrecken bei Aluminium-Magnesium-Legierungen mit höheren Gehalten an Magnesium auf Temperaturen von 3oo° vorgesehen, jedoch zu dem Zweck, durch längeres Halten der Legierung auf dieser Temperatur unmittelbare Ausscheidungsvorgänge zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, dicht zur Verbesserung der Festigkeit, hervorzurufen.
• Es wurde-nun gefunden, daß bei gewissen ivergütbaren Aluminiumlegierungen Härtungserscheinungen in nahezu vollem Umfange auch dann schon erreicht werden können, wenn die Gußstücke, die aus diesen Legierungen hergestellt wurden, von der. Homogenisierungstemperatur, das sind etwa q.5o bis -550°, auf Temperaturen von etwa 3oo bis 35o° abgeschreckt und hierauf unmittelbar langsam abgekühlt werden. Erst an diese VOTbehandlung schließt sich dann die übliche, z. B. künstliche Alterung bei Temperaturen von ioo bis 2oo° an. Die Legierungen, um die es sich hierbei handelt, sind Aluminiumlegierungen, deren Grundmasse aus verhältnismäßig hoch konzentrierten Mischkristallen des Aluminiums mit Magnesium oder Kupfer loder Zink oder mehreren dieser Metalle gleichzeitig besteht und die entweder schon auf Grund der Übersättigung der Mischkristalle oder auf Grund eines Gehalts an zusätzlicheirVerbindungen vergütbar sind. Die Grenzen, innerhalb deren sich auch bei diesen Legierungen Vergütungserscheinungen selbst nach. Abschrecken auf so, ungewöhnlich hohe. Temperaturen erreichen lassen, liegen bei Anwesenheit von Magnesium allein zwischen.: 3 bis 15 % Magnesium, zu denen noch die Anwesenheit einer Vergütung wie z. B. Magnesiumsilicid .oder Zinkmagnesit, tritt, bei Anwesenheit von Kupfer bei Gehalten von q. bis 16%, bei gleichzeitiger Anwesenheit von Magnesium und Kupfer bei Gehalten von o,5 bis ro °;o Magnesium und 1 bis 8% Kupfer, bei Anwesenheit von Zink zwischen 10 und 30N-Diese Legierungen sind ihrer Zusammensetzung nach größtenteils bekannt. Das Schutzbegehren richtet sich daher nicht auf die Zusammensetzung der Legierungen, sondern auf die. besondere Art der Wärmebehandlung zwecks besonderer Verwendung. Außer den im Mischkristall gelösten Bestandteilen können auch noch in an sich bekannter Weise harte hochschmelzende Gefügebestandteile, wie Silicium, Mangan, Eisen, Titan, Nickel, zur Verbesserung der Eigenschaften der Legierung :eingeführt sein.
• Wird beispielsweise eine Legierung von der Zusammensetzung 2,250/0 Cu, 1,4 o!o Fe, 1,6% Mg, 1,20,ld Ni, 1,1 % Si, o,r % Ti, Rest Aluminium, nach Glühen bei 51o° in einer Salpeterschmelze von 3oo° - abgeschreckt, dann an der Luft auf .Zimmertemperatur abgekühlt und nun 2o Stunden bei 15o° gealtert, so betrug die Härte dieser Legierung etwa 103 kg/mm2 nach Brinell. Sie lag damit fast so hoch wie eine regulär auf Zimmertemperatur abgeschreckte und dann bei 15o° gealterte Legierung gleicher Zusammensetzung, deren Härte etwa r o8 kg/mm2 nach Brinell betrug.
• Der besondere technische Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht daher nicht auf einer weiteren Steigerung der Härte gegenüber dem bekannten Vergütungsverfahren, sondern bei Anwendung auf die bestimmten, genannten Aluminiumlegierungen in der Erhaltung nahezu der gleichen Härte bzw. Warmhä rte, wie sie durch die üblichen Vergütungsverfahren erzielt wird, unter gleichzeitiger Erzeugung eines durch Spannungsrisse nicht geschädigten und darum schwingungsfesteren Gußstückes.
• . Die Bedeutung der oben gekennzeichneten Zusammensetzung geht daraus hervor, daß 'eine an sich ebenfalls als vergütbar bekannte Legierung etwa folgendet Zusammensetzung: 12 % Si, 0,5 0% Mg, o,5 Q!o Mn, o,5 0'o Fe, Rest Aluminium, nicht in gleicher Weise behandelt werden kann, ohne daß nicht gleichzeitig ein bedeutender Abfall an 'Härte herbeigeführt wird, wie es den herrschenden Ansichten über die Höhe der Abschrecktemperatur entspricht. Diese Legierung zeigte nämlich bei Abschrecken auf 3oo' und anschließender Alterung eine Härte von nur 8q. kg/lum2, während bei der üblichen Abschreckung in Wasser von Zimmertemperatur und anschließender Alterung Härten von 105kg/mm2 erzielt wurden.
• Vorstehende Beispiele haben gezeigt, daß die erfindungsgemäße Wärmebehandlung für die angegebenen Legierungenerhebliche praktische Vorteile erzielen läßt, wenn es sich um die unmittelbare Herstellung von gräl'reren, vergüteten Gußstücken handelt.

Claims (1)

1. PATRNTANSPRUCtl: Verfahren zur Herstellung von vergüteten `Gußstücken hoher Schwingungsfestigkeit, insbesondere Zylinderköpfen, aus Legierungen des Aluminiums mit einem Gehalt an 1@gnesium von 3 bis 15 % oder an Kupfer von q. bis 16 °/o oder an Zink von ro bis 30 % oder an mehreren dieser Metalle gleichzeitig, wobei bei gleichzeitiger Anwesenheit von Kupfer und Magnesium 0,5 bis i o °'o Magnesium und 1 bis 8 % Kupfer zugegen sein sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußstücke nach einer Homogenisierungsglühung bei etwa 450 bis 55o° auf etwa 300 bis 35o° abgeschreckt, anschließend unmittelbar langsam z. B. an der Luft auf Zimmertemperatur abgekühlt und anschließend in üblicher Weise gealtert werden.