EP1118685A1 - Aluminium cast alloy - Google Patents

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EP1118685A1
EP1118685A1 EP00810040A EP00810040A EP1118685A1 EP 1118685 A1 EP1118685 A1 EP 1118685A1 EP 00810040 A EP00810040 A EP 00810040A EP 00810040 A EP00810040 A EP 00810040A EP 1118685 A1 EP1118685 A1 EP 1118685A1
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EP
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max
alloy
cast aluminum
aluminum alloy
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Withdrawn
Application number
EP00810040A
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Hubert Koch
Horst Schramm
Peter Krug
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Aluminium Rheinfelden GmbH
Original Assignee
Aluminium Rheinfelden GmbH
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Publication date
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Priority to MXPA01000063A priority patent/MXPA01000063A/en
Priority to EP01810014A priority patent/EP1118686B1/en
Priority to AT01810014T priority patent/ATE250149T1/en
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
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    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Definitions

  • the invention relates to an aluminum casting alloy, in particular an aluminum die casting alloy.
  • Die casting technology has developed so far today that it is possible To produce castings with high quality standards.
  • the quality of one Die-cast piece depends not only on the machine setting and the selected method, but also to a large extent from the chemical Composition and structure of the cast alloy used. These last two parameters are known to influence the Pourability, the feeding behavior (G. Schindelbauer, J. Czikel “Mold filling capacity and volume deficit of common aluminum die casting alloys " Giessereiforschung 42, 1990, pp. 88/89), the mechanical properties and - particularly important in die casting - the lifespan of the Casting tools (L.A. Norström, B. Klarenfjord, M. Svenson "General Aspects on Wash-out Mechanism in Aluminum Diecasting Dies ", 17th International NADCA Diecasting Congress 1993, Cleveland OH).
  • AIMg alloys are also known, which are characterized by high ductility award. Such an alloy is for example in US-A-5 573 606. However, these alloys have the disadvantage of high mold wear and bring problems with shaping what productivity significantly reduced.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a die-casting alloy with a high elongation at break with an acceptable yield strength, which has good castability and sticks as little as possible in the mold.
  • the following minimum values must be achieved in the as-cast state: Elongation (A5): 14% proof stress (Rp 0.2): 100 MPa
  • the alloy should also be easy to weld, a high corrosion resistance exhibit and in particular no susceptibility to stress corrosion cracking demonstrate.
  • the solution according to the invention is that the alloy 0.5 to 2.0 % By weight magnesium Max. 0.15 % By weight silicon 0.50 to 2.0 Wt% manganese Max. 0.70 Wt% iron Max. 0.10 % Copper Max. 0.05 Wt% chromium Max. 0.10 % By weight zinc Max. 0.20 % By weight titanium 0.10 to 0.60 Wt% cobalt Max. 0.80 % By weight of cerium 0.05 to 0.50 % Zircon 0.005 to 0.15 % By weight vanadium Max. 0.50 % By weight hafnium and aluminum as the rest with further impurities individually max. 0.05% by weight, total max. 0.2% by weight.
  • the degree of purity of the aluminum used to produce the alloy corresponds to a hut aluminum of quality Al 99.8 H.
  • the alloy content is set as a general condition to keep close to the wrought alloy groups so that when later recycling of alloys used in vehicle construction, for example a reusable alloy system is retained or with mixing associated with an increase in entropy is limited.
  • the alloy according to the invention has a well molded ⁇ -phase in the cast state.
  • the eutectic predominantly made of Al 6 (Mn, Fe) phases, is very fine and therefore leads to a highly ductile fracture behavior.
  • the manganese content prevents sticking in the mold and ensures good mold release.
  • the magnesium content in connection with manganese gives the casting a high level of design stability, so that very little or no distortion can be expected even when demolding.
  • this alloy can also be used for use thixocasting or thixo forging.
  • the ⁇ phase forms in the Remelt immediately, giving excellent thixotropic properties available. At the usual heating speeds, a grain size becomes of ⁇ 100 ⁇ m.
  • Zircon increases the proof stress and produces a finer grain, so that the required mechanical properties, in particular the yield strength in the as-cast state, can be achieved.
  • the tendency of the casting to stick in the mold can be drastically reduced and the molding behavior can be significantly improved if additional is added to manganese cobalt and / or cerium.
  • the alloy preferably contains therefore 0.30 to 0.60% by weight of cobalt and / or 0.05 to 0.80% by weight, in particular 0.10 to 0.50% by weight of cerium. An optimal effect is then achieved if the sum of the contents of cobalt, cerium and manganese in the alloy is at least 1.5% by weight and the alloy is at least 1.4% by weight Contains manganese.
  • the alloy contains 0.005 to 0.15% by weight, in particular 0.01 to 0.03 % By weight of vanadium in order to improve the pourability or the flowability. Tests have shown that the mold filling capacity can be determined by a Vanadium addition is significantly improved. It also prevents vanadium the tendency to scratch known with AlMg alloys, in particular because no beryllium is added to the alloy.
  • the cast aluminum alloy according to the invention is particularly suitable for thixocasting or thixo forging.
  • the alloy is easy to weld, shows excellent casting behavior, a practically negligible tendency to stick and can be shaped well.

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Abstract

Aluminum casting alloy contains (in weight %): 0.5-2.0 Mg, maximum 0.15 Si, 0.5-2.0 Mn, maximum 0.70 Fe, maximum 0.10 Cu, maximum 0.05 Cr, maximum 0.10 Zn, maximum 0.20 Ti, 0.10-0.60 Co, maximum 0.80 Ce, 0.05-0.50 Zr, 0.005-0.15 V, maximum 0.50 Hf and a balance of aluminum and maximum 0.05, especially maximum 0.2 impurities.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aluminium-Gusslegierung, insbesondere eine Aluminium-Druckgusslegierung.The invention relates to an aluminum casting alloy, in particular an aluminum die casting alloy.

Die Druckgusstechnik hat sich heute soweit entwickelt, dass es möglich ist, Gussstücke mit hohen Qualitätsansprüchen herzustellen. Die Qualität eines Druckgussstückes hängt aber nicht nur von der Maschineneinstellung und dem gewählten Verfahren ab, sondern in hohem Masse auch von der chemischen Zusammensetzung und der Gefügestruktur der verwendeten Gusslegierung. Diese beiden letztgenannten Parameter beeinflussen bekanntermassen die Giessbarkeit, das Speisungsverhalten (G. Schindelbauer, J. Czikel "Formfüllungsvermögen und Volumendefizit gebräuchlicher Aluminiumdruckgusslegierungen" Giessereiforschung 42, 1990, S. 88/89), die mechanischen Eigenschaften und -- im Druckguss ganz besonders wichtig -- die Lebensdauer der Giesswerkzeuge (L.A. Norström, B. Klarenfjord, M. Svenson "General Aspects on Wash-out Mechanism in Aluminium Diecasting Dies", 17. International NADCA Diecastingcongress 1993, Cleveland OH).Die casting technology has developed so far today that it is possible To produce castings with high quality standards. The quality of one Die-cast piece depends not only on the machine setting and the selected method, but also to a large extent from the chemical Composition and structure of the cast alloy used. These last two parameters are known to influence the Pourability, the feeding behavior (G. Schindelbauer, J. Czikel "Mold filling capacity and volume deficit of common aluminum die casting alloys " Giessereiforschung 42, 1990, pp. 88/89), the mechanical properties and - particularly important in die casting - the lifespan of the Casting tools (L.A. Norström, B. Klarenfjord, M. Svenson "General Aspects on Wash-out Mechanism in Aluminum Diecasting Dies ", 17th International NADCA Diecasting Congress 1993, Cleveland OH).

In der Vergangenheit wurde der Entwicklung von speziell für den Druckguss anspruchsvoller Gussstücke geeigneten Legierungen wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Die meisten Anstrengungen wurden auf die Weiterentwicklung der Verfahrenstechnik des Druckgussprozesses verwendet. Gerade von Konstrukteuren der Automobilindustrie wird aber immer mehr gefordert, schweissbare Bauteile mit hoher Duktilität im Druckguss zu realisieren, da bei hohen Stückzahlen der Druckguss die kostengünstigste Produktionsmethode darstellt. In the past, development was made specifically for die casting little attention is paid to alloys suitable for demanding castings donated. Most efforts have been focused on the further development of the Process engineering of the die casting process used. Especially by designers The automotive industry, however, is facing increasing demands for weldability To realize components with high ductility in die casting, because of the high number of pieces die casting is the cheapest production method.

Durch die Weiterentwicklung der Druckgusstechnik ist es heute möglich, schweissbare und wärmebehandelbare Gussstücke von hoher Qualität herzustellen. Dies hat den Anwendungsbereich für Druckgussteile auf sicherheitsrelevante Komponenten erweitert. Für derartige Komponenten werden heute üblicherweise AlSiMg-Legierungen eingesetzt, da diese eine gute Giessbarkeit bei geringem Formenverschleiss aufweisen. Damit die geforderten mechanischen Eigenschaften, insbesondere eine hohe Bruchdehnung, erreicht werden können, müssen die Gussteile einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Diese Wärmebehandlung ist zur Einformung der Gussphasen und damit zur Erzielung eines zähen Bruchverhaltens notwendig. Eine Wärmebehandlung bedeutet in der Regel eine Lösungsglühung bei Temperaturen knapp unterhalb der Solidustemperatur mit nachfolgendem Abschrecken in Wasser oder einem anderen Medium auf Temperaturen <100°C. Der so behandelte Werkstoff weist nun eine geringe Dehngrenze und Zugfestigkeit auf. Um diese Eigenschaften auf den gewünschten Wert zu heben, wird anschliessend eine Warmauslagerung durchgeführt. Diese kann auch prozessbedingt erfolgen, z.B. durch eine thermische Beaufschlagung beim Lackieren oder durch das Entspannungsglühen einer ganzen Bauteilgruppe.Due to the further development of die casting technology, it is now possible produce weldable and heat-treatable castings of high quality. This has the scope for die-cast parts on safety-relevant Components expanded. For such components are common today AlSiMg alloys are used because they are easy to cast with low mold wear. So that the required mechanical Properties, especially a high elongation at break, can be achieved the castings must be subjected to heat treatment. This heat treatment is for molding the casting phases and thus for Achieving tough fracture behavior is necessary. A heat treatment usually means solution annealing at temperatures just below the solidus temperature with subsequent quenching in water or a other medium at temperatures <100 ° C. The material treated in this way has now a low yield strength and tensile strength. To these properties Warming up to the desired value then becomes a hot aging process carried out. This can also be done depending on the process, e.g. by a thermal exposure during painting or by relaxation annealing an entire component group.

Da Druckgussstücke endabmessungsnah gegossen werden, haben sie meist eine komplizierte Geometrie mit dünnen Wandstärken. Während des Lösungsglühens und besonders beim Abschreckprozess muss mit Verzug gerechnet werden, der eine Nacharbeit z.B. durch Richten der Gussstücke oder im schlimmsten Fall Ausschuss nach sich ziehen kann. Die Lösungsglühung verursacht zudem zusätzliche Kosten und die Wirtschaftlichkeit dieser Produktionsmethode könnte wesentlich erhöht werden, wenn Legierungen zur Verfügung stehen würden, die die geforderten Eigenschaften ohne eine Wärmebehandlung erfüllen.Since die castings are cast close to their final dimensions, they usually have a complicated geometry with thin walls. During solution annealing and especially in the quenching process, delays must be expected that require reworking e.g. by straightening the castings or in worst case rejects. Solution annealing causes additional costs and the economic viability of this production method could be increased significantly if alloys are available would stand the required properties without heat treatment fulfill.

Es sind auch AIMg-Legierungen bekannt, die sich durch eine hohe Duktilität auszeichnen. Eine derartige Legierung ist beispielsweise in der US-A-5 573 606 offenbart. Diese Legierungen haben aber den Nachteil eines hohen Formenverschleisses und bringen Probleme beim Ausformen, was die Produktivität erheblich verringert.AIMg alloys are also known, which are characterized by high ductility award. Such an alloy is for example in US-A-5 573 606. However, these alloys have the disadvantage of high mold wear and bring problems with shaping what productivity significantly reduced.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Druckgusslegierung mit hoher Bruchdehnung bei noch akzeptabler Dehngrenze zu schaffen, die eine gute Giessbarkeit aufweist und in der Form möglichst wenig klebt. Die folgenden Minimalwerte müssen im Gusszustand erreicht werden:
Dehnung (A5): 14%   Dehngrenze (Rp 0.2): 100 MPaThe present invention is therefore based on the object of creating a die-casting alloy with a high elongation at break with an acceptable yield strength, which has good castability and sticks as little as possible in the mold. The following minimum values must be achieved in the as-cast state:
Elongation (A5): 14% proof stress (Rp 0.2): 100 MPa

Die Legierung soll zudem gut schweissbar sein, einen hohen Korrosionswiderstand aufweisen und insbesondere keine Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion zeigen.The alloy should also be easy to weld, a high corrosion resistance exhibit and in particular no susceptibility to stress corrosion cracking demonstrate.

Zur erfindungsgemässen Lösung führt, dass die Legierung aus 0.5 bis 2.0 Gew.-% Magnesium max. 0.15 Gew.-% Silizium 0.50 bis 2.0 Gew.-% Mangan max. 0.70 Gew.-% Eisen max. 0.10 Gew.-% Kupfer max. 0.05 Gew.-% Chrom max. 0.10 Gew.-% Zink max. 0.20 Gew.-% Titan 0.10 bis 0.60 Gew.-% Cobalt max. 0.80 Gew.-% Cer 0.05 bis 0.50 Gew.% Zirkon 0.005 bis 0.15 Gew.-% Vanadium max. 0.50 Gew.-% Hafnium sowie Aluminium als Rest mit weiteren Verunreinigungen einzeln max. 0.05 Gew.-%, insgesamt max. 0.2 Gew.-%, besteht. Der zur Herstellung der Legierung verwendete Reinheitsgrad des Aluminiums entspricht einem Hütten-Aluminium der Qualität Al 99.8 H.The solution according to the invention is that the alloy 0.5 to 2.0 % By weight magnesium Max. 0.15 % By weight silicon 0.50 to 2.0 Wt% manganese Max. 0.70 Wt% iron Max. 0.10 % Copper Max. 0.05 Wt% chromium Max. 0.10 % By weight zinc Max. 0.20 % By weight titanium 0.10 to 0.60 Wt% cobalt Max. 0.80 % By weight of cerium 0.05 to 0.50 % Zircon 0.005 to 0.15 % By weight vanadium Max. 0.50 % By weight hafnium and aluminum as the rest with further impurities individually max. 0.05% by weight, total max. 0.2% by weight. The degree of purity of the aluminum used to produce the alloy corresponds to a hut aluminum of quality Al 99.8 H.

Heute wird zum Schweissen immer mehr das Laserschweissverfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird in einem relativ kleinen Bereich eine hohe Temperatur erzeugt, so dass niedrig schmelzende Elemente in dieser Gusslegierung minimiert werden müssen, um die Entstehung von Metalldampf und damit eine erhöhte Porosität gering zu halten. Die erfindungsgemässe Legierung darf daher kein Beryllium enthalten.Today, laser welding is increasingly used for welding. With this method, a high level is achieved in a relatively small area Temperature creates, so low melting elements in this cast alloy must be minimized to prevent the formation of metal vapor and thus keeping an increased porosity low. The alloy according to the invention therefore must not contain beryllium.

Des weiteren ist erfindungsgemäss als Rahmenbedingung gesetzt, den Legierungsgehalt in die Nähe der Knetlegierungsgruppen zu halten, damit beim späteren Recycling von beispielsweise im Fahrzeugbau eingesetzten Legierungen ein wiederverwendbares Legierungssystem erhalten bleibt bzw. die mit einer Entropieerhöhung einhergehende Vermischung sich in Grenzen hält.Furthermore, according to the invention, the alloy content is set as a general condition to keep close to the wrought alloy groups so that when later recycling of alloys used in vehicle construction, for example a reusable alloy system is retained or with mixing associated with an increase in entropy is limited.

Die erfindungsgemässe Legierung weist im Gusszustand eine gut eingeformte α-Phase auf. Das Eutektikum, überwiegend aus Al6(Mn, Fe)-Phasen, ist sehr fein ausgebildet und führt daher zu einem hochduktilen Bruchverhalten. Durch den Anteil an Mangan wird das Kleben in der Form vermieden und eine gute Entformbarkeit gewährleistet. Der Magnesiumgehalt in Verbindung mit Mangan gibt dem Gussstück eine hohe Gestaltsfestigkeit, so dass auch beim Entformen mit sehr geringem bis gar keinem Verzug zu rechnen ist.The alloy according to the invention has a well molded α-phase in the cast state. The eutectic, predominantly made of Al 6 (Mn, Fe) phases, is very fine and therefore leads to a highly ductile fracture behavior. The manganese content prevents sticking in the mold and ensures good mold release. The magnesium content in connection with manganese gives the casting a high level of design stability, so that very little or no distortion can be expected even when demolding.

Aufgrund der bereits eingeformten α-Phase lässt sich diese Legierung auch für das Thixocasting bzw. Thixoschmieden einsetzen. Die α-Phase formt sich beim Wiederaufschmelzen sofort ein, so dass hervorragende thixotrope Eigenschaften vorliegen. Bei den üblichen Aufheizgeschwindigkeiten wird eine Korngrösse von <100µm erzeugt. Due to the already molded α phase, this alloy can also be used for use thixocasting or thixo forging. The α phase forms in the Remelt immediately, giving excellent thixotropic properties available. At the usual heating speeds, a grain size becomes of <100µm.

Zur Erzielung einer hohen Duktilität ist von wesentlicher Bedeutung, dass der Eisengehalt in der Legierung eingeschränkt wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemässe Legierungszusammensetzung trotz geringem Eisengehalt nicht zum Kleben in der Form neigt. Entgegen der allgemeinen Ansicht, dass mit hohen Eisengehalten von mehr als 1.2 Gew.-% ein Kleben in der Form in jedem Fall verhindert werden kann, hat sich beim erfindungsgemäss vorgeschlagenen Legierungstyp herausgestellt, dass bei Erhöhung des Eisengehaltes auf mehr als 0.7 Gew.-% bereits wieder eine Zunahme der Klebeneigung beobachtet wird.To achieve high ductility, it is essential that the Iron content in the alloy is restricted. Surprisingly it has been shown that the alloy composition according to the invention despite low iron content does not tend to stick in the mold. Contrary to the general View that with high iron contents of more than 1.2 wt% Sticking in the form can be prevented in any case, has been the case with the invention proposed alloy type found that when increasing an increase in the iron content to more than 0.7% by weight the tendency to stick is observed.

Für die einzelnen Legierungselemente werden die folgenden Gehaltsbereiche bevorzugt: Magnesium 0.60 bis 1.2 Gew.-% Mangan 0.80 bis 1.6 Gew.-%, insbesondere mindestens 1.4 Gew.-% Cobalt 0.30 bis 0.60 Gew.-% Vanadium 0.01 bis 0.03 Gew.-% Zirkon 0.08 bis 0.35 Gew.-% The following content ranges are preferred for the individual alloy elements: magnesium 0.60 to 1.2% by weight manganese 0.80 to 1.6% by weight, in particular at least 1.4% by weight Cobalt 0.30 to 0.60% by weight Vanadium 0.01 to 0.03% by weight Zircon 0.08 to 0.35% by weight

Zirkon erhöht die Dehngrenze und erzeugt ein feineres Korn, so dass die geforderten mechanische Eigenschaften, insbesondere die Dehngrenze im Gusszustand, erreicht werden.Zircon increases the proof stress and produces a finer grain, so that the required mechanical properties, in particular the yield strength in the as-cast state, can be achieved.

Die Klebeneigung des Gussstücks in der Form kann weiter drastisch vermindert und das Ausformverhalten wesentlich verbessert werden, wenn zusätzlich zu Mangan Cobalt und/oder Cer zugegeben wird. Bevorzugt enthält die Legierung daher 0.30 bis 0.60 Gew.% Cobalt und/oder 0.05 bis 0.80 Gew.-%, insbesondere 0.10 bis 0.50 Gew.-% Cer. Eine optimale Wirkung wird dann erreicht, wenn die Summe der Gehalte an Cobalt, Cer und Mangan in der Legierung mindestens 1.5 Gew.-% beträgt und die Legierung mindestens 1.4 Gew.-% Mangan enthält.The tendency of the casting to stick in the mold can be drastically reduced and the molding behavior can be significantly improved if additional is added to manganese cobalt and / or cerium. The alloy preferably contains therefore 0.30 to 0.60% by weight of cobalt and / or 0.05 to 0.80% by weight, in particular 0.10 to 0.50% by weight of cerium. An optimal effect is then achieved if the sum of the contents of cobalt, cerium and manganese in the alloy is at least 1.5% by weight and the alloy is at least 1.4% by weight Contains manganese.

Die Legierung enthält 0.005 bis 0.15 Gew.-%, insbesondere 0.01 bis 0.03 Gew.-% Vanadium, um die Giessbarkeit bzw. das Fliessvermögen zu verbessern. Versuche haben gezeigt, dass das Formfüllungsvermögen durch eine Vanadiumzugabe wesentlich verbessert wird. Ausserdem verhindert Vanadium die bei AlMg-Legierungen bekannte Verkrätzungsneigung, insbesondere weil der Legierung kein Beryllium zugesetzt wird. Ein Gehalt von max. 0.20 Gew.-% Titan, insbesondere von 0.10 bis 0.18 Gew.-% Titan, bewirkt eine zusätzliche Kornfeinung. Der Gehalt an Titan ist auf max. 0.20 Gew.-% beschränkt um die Duktilität der Legierung nicht zu beeinträchtigen. Ein Gehalt von max. 0.50 Gew.-%, bevorzugt 0.10 bis 0.40 Gew.-%, insbesondere 0.20 bis 0.35 Gew.-% Hafnium, steigert die Dehngrenze, ohne die Duktilität zu beeinträchtigen.The alloy contains 0.005 to 0.15% by weight, in particular 0.01 to 0.03 % By weight of vanadium in order to improve the pourability or the flowability. Tests have shown that the mold filling capacity can be determined by a Vanadium addition is significantly improved. It also prevents vanadium the tendency to scratch known with AlMg alloys, in particular because no beryllium is added to the alloy. A salary of max. 0.20% by weight Titanium, in particular from 0.10 to 0.18% by weight of titanium, causes an additional one Grain refinement. The titanium content is limited to max. 0.20% by weight limited to that Ductility of the alloy is not affected. A salary of max. 0.50 % By weight, preferably 0.10 to 0.40% by weight, in particular 0.20 to 0.35% by weight Hafnium, increases the proof stress without affecting ductility.

Die erfindungsgemässe Aluminium-Gusslegierung eignet sich besonders gut für das Thixocasting bzw. Thixoschmieden.The cast aluminum alloy according to the invention is particularly suitable for thixocasting or thixo forging.

Obwohl die erfindungsgemässe Aluminium-Gusslegierung insbesondere zur Verarbeitung im Druckguss vorgesehen ist, kann sie selbstverständlich auch mit anderen Verfahren vergossen werden, z.B.

  • Sandguss
  • Schwerkraftkokillenguss
  • Niederdruckguss
  • Thixocasting/Thixoschmieden
  • Squeeze casting
    • Although the aluminum casting alloy according to the invention is intended in particular for processing in die casting, it can of course also be cast using other methods, for example
  • Sand casting
  • Gravity die casting
  • Low pressure casting
  • Thixocasting / thixo forging
  • Squeeze casting

    • Die grössten Vorteile ergeben sich jedoch bei Giessverfahren, die mit hohen Abkühlungsgeschwindigkeiten ablaufen, wie beispielsweise beim Druckgiessverfahren. However, the greatest advantages result from casting processes that use high Cooling speeds occur, such as in the die casting process.

    Aus der Konstitution der Legierung ist abzulesen, dass, wie oben bereits erwähnt, der Legierungselementgehalt im Vergleich zu herkömmlichen Gusslegierungen relativ niedrig gehalten wird. Dies führt zu einer Unempfindlichkeit für Warmrisse. Während Legierungen mit mehr als 3 Gew.-% Magnesium, die im Bereich fest/flüssig sehr weich sind und die Schrumpfkräfte die Festigkeit übersteigen, aufgrund des breiten Erstarrungsintervalles zu Warmrissen tendieren, trifft das für die vorliegende Legierung nicht zu. Bedingt durch das kleine Schmelzintervall wird dieser Temperaturbereich relativ rasch durchschritten und somit die Warmrissneigung minimiert.From the constitution of the alloy it can be seen that, as already mentioned above, the alloy element content compared to conventional cast alloys is kept relatively low. This leads to insensitivity for hot cracks. While alloys with more than 3 wt .-% magnesium, the are very soft in the solid / liquid area and the shrinking forces are the strength exceed, tend to crack due to the wide solidification interval, this does not apply to the present alloy. Due to the small Melting interval is passed through this temperature range relatively quickly and thus minimizes the tendency to crack.

    Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemässen Aluminium-Gusslegierung sowie deren hervorragende Eigenschaften ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further advantages, features and details of the aluminum casting alloy according to the invention as well as their excellent properties result from the following description of preferred exemplary embodiments.

    BeispieleExamples

    Aus sechs verschiedenen Legierungen wurde auf einer Druckguss-Maschine mit 400 t Schliesskraft je Legierung Töpfe mit einer Wanddicke von 3 mm und den Abmessungen 120 x 120 x 60 mm gegossen. Aus den Seitenteilen wurden Probestäbe für Zugversuche herausgearbeitet und an diesen die mechanischen Eigenschaften im Gusszustand gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst. Hierbei bedeuten Rp0.2 die Dehngrenze, Rm die Zugfestigkeit und A5 die Bruchdehnung. Bei den angegebenen Messwerten handelt es sich um Mittelwerte aus 10 Einzelmessungen. Die Legierungen wurden auf der Basis Hütten-Aluminium der Qualität Al 99.8H erschmolzen.Six different alloys were used on a die casting machine with 400 t clamping force per alloy pots with a wall thickness of 3 mm and the dimensions 120 x 120 x 60 mm cast. The side parts were Test rods for tensile tests worked out and the mechanical ones Properties measured in the as-cast state. The results are in the summarized below table. Rp0.2 mean the proof stress, Rm the tensile strength and A5 the elongation at break. At the specified Measured values are mean values from 10 individual measurements. The alloys were smelted on the basis of smelting aluminum of the quality Al 99.8H.

    Die Versuche zeigen, dass mit der erfindungsgemässen Aluminium-Gusslegierung die bezüglich der Dehngrenze und der Bruchdehnung geforderten Minimalwerte im Gusszustand erreicht werden. The tests show that with the aluminum casting alloy according to the invention the minimum values required with regard to the yield strength and elongation at break can be achieved in the as-cast state.

    Die Legierung ist gut schweissbar, zeigt ein ausgezeichnetes Giessverhalten, eine praktisch vernachlässigbare Klebeneigung und lässt sich gut ausformen. Leg. 1 Leg. 2 Leg. 3 Leg. 4 Leg. 5 Leg. 6 Si [Gew.-%] 0.05 0.045 0.036 0.08 0.035 0.045 Fe [Gew.-%] 0.10 0.38 0.23 0.24 0.23 0.10 Mn [Gew.-%] 1.40 1.42 1.43 1.19 1.62 1.48 Mg [Gew.-%] 0.83 0.98 1.00 1.15 1.102 0.89 Ce [Gew.-%] - - - - - 0.35 Co [Gew.-%] 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.25 Hf [Gew.-%] 0.13 - 0.32 - - - V [Gew.-%] 0.006 0.01 0.02 0.025 0.025 0.025 Zr [Gew.-%] 0.16 0.20 0,22 0.21 0.23 0.23 Rp0.2[N/mm2] 110 115 117 115 125 122 Rm [N/mm2] 197 209 208 205 211 205 A5 [%] 19 15.5 17.4 16.8 14.1 15.6 The alloy is easy to weld, shows excellent casting behavior, a practically negligible tendency to stick and can be shaped well. Leg. 1 Leg. 2nd Leg. 3rd Leg. 4th Leg. 5 Leg. 6 Si [% by weight] 0.05 0.045 0.036 0.08 0.035 0.045 Fe [% by weight] 0.10 0.38 0.23 0.24 0.23 0.10 Mn [% by weight] 1.40 1.42 1.43 1.19 1.62 1.48 Mg [% by weight] 0.83 0.98 1.00 1.15 1,102 0.89 Ce [% by weight] - - - - - 0.35 Co [wt%] 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.25 Hf [% by weight] 0.13 - 0.32 - - - V [% by weight] 0.006 0.01 0.02 0.025 0.025 0.025 Zr [% by weight] 0.16 0.20 0.22 0.21 0.23 0.23 R p0.2 [N / mm 2 ] 110 115 117 115 125 122 R m [N / mm 2 ] 197 209 208 205 211 205 A 5 [%] 19th 15.5 April 17 16.8 14.1 15.6

    Claims (12)

    Aluminium-Gusslegierung, insbesondere Aluminium-Druckgusslegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung aus 0.5 bis 2.0 Gew.-% Magnesium max. 0.15 Gew.-% Silizium 0.5 bis 2.0 Gew.-% Mangan max. 0.70 Gew.-% Eisen max. 0.10 Gew.-% Kupfer max. 0.05 Gew.-% Chrom max. 0.10 Gew.-% Zink max. 0.20 Gew.-% Titan 0.10 bis 0.60 Gew.-% Cobalt max. 0.80 Gew.-% Cer 0.05 bis 0.50 Gew.-% Zirkon 0.005 bis 0.15 Gew.-% Vanadium max. 0.50 Gew.-% Hafnium
    sowie Aluminium als Rest mit weiteren Verunreinigungen einzeln max. 0.05 Gew.-%, insgesamt max. 0.2 Gew.-%, besteht.    Aluminum casting alloy, in particular aluminum die casting alloy, characterized in that the alloy is made of 0.5 to 2.0 % By weight magnesium Max. 0.15 % By weight silicon 0.5 to 2.0 Wt% manganese Max. 0.70 Wt% iron Max. 0.10 % Copper Max. 0.05 Wt% chromium Max. 0.10 % By weight zinc Max. 0.20 % By weight titanium 0.10 to 0.60 Wt% cobalt Max. 0.80 % By weight of cerium 0.05 to 0.50 % By weight zircon 0.005 to 0.15 % By weight vanadium Max. 0.50 % By weight hafnium
    and aluminum as the rest with further impurities individually max. 0.05% by weight, total max. 0.2% by weight.         Aluminium-Gusslegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.6 bis 1.2 Gew.-%. Magnesium enthältCast aluminum alloy according to claim 1, characterized in that the alloy 0.6 to 1.2 wt .-%. Contains magnesium Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.8 bis 1.6 Gew.-%, insbesondere mindestens 1.4 Gew.-% Mangan enthält.Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 2, characterized in that that the alloy 0.8 to 1.6 wt .-%, in particular at least Contains 1.4% by weight of manganese. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0.3 Gew.-% Eisen enthält. Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the alloy max. Contains 0.3% by weight of iron. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.30 bis 0.60 Gew.-% Cobalt enthält.Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 4, characterized in that that the alloy contains 0.30 to 0.60% by weight of cobalt. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.05 bis 0.80 Gew.-%, insbesondere 0.10 bis 0.50 Gew.-% Cer enthält.Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 5, characterized in that that the alloy 0.05 to 0.80 wt .-%, in particular 0.10 to 0.50 wt .-% cerium contains. Aluminium-Gusslegierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Gehalte an Cobalt, Cer und Mangan in der Legierung min. 1.5 Gew.-% beträgt und die Legierung min. 1.40 Gew.-% Mangan enthält.Cast aluminum alloy according to claim 5 or 6, characterized in that the sum of the levels of cobalt, cerium and manganese in the alloy min. 1.5 wt .-% and the alloy min. 1.40% by weight of manganese contains. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennezeichnet, dass die Legierung 0.08 bis 0.35 Gew.-% Zirkon enthält.Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 7, characterized in that that the alloy contains 0.08 to 0.35% by weight of zircon. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.01 bis 0.03 Gew.-% Vanadium enthält.Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 8, characterized in that that the alloy contains 0.01 to 0.03% by weight of vanadium. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.10 bis 0.40 Gew.-%, insbesondere 0.20 bis 0.35 Gew.-% Hafnium enthält.Cast aluminum alloy according to one of Claims 1 to 9, characterized in that that the alloy 0.10 to 0.40 wt .-%, in particular Contains 0.20 to 0.35% by weight of hafnium. Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung als Druckgusslegierung im Gusszustand eine Dehngrenze (Rp0.2) von min. 100 MPa und eine Bruchdehnung (A5) von min. 14% aufweist.Cast aluminum alloy according to one of claims 1 to 10, characterized characterized that the alloy as a die-casting alloy in the as-cast state a proof stress (Rp0.2) of min. 100 MPa and an elongation at break (A5) of min. 14%. Verwendung einer Aluminium-Legierung bestehend aus 0.5 bis 2.0 Gew.-% Magnesium max. 0.15 Gew.-% Silizium 0.5 bis 2.0 Gew.-% Mangan max. 0.70 Gew.-% Eisen max. 0.10 Gew.-% Kupfer max. 0.05 Gew.-% Chrom max. 0.10 Gew.-% Zink max. 0.20 Gew.-% Titan 0.10 bis 0.60 Gew.-% Cobalt max. 0.80 Gew.-% Cer 0.05 bis 0.5 Gew.-% Zirkon 0.005 bis 0.15 Gew.-% Vanadium max. 0.50 Gew.-% Hafnium
    sowie Aluminium als Rest mit weiteren Verunreinigungen einzeln max. 0.05 Gew.-%, insgesamt max. 0.2 Gew.-%, für das Thixocasting oder das Thixoschmieden.    Use an aluminum alloy consisting of 0.5 to 2.0 % By weight magnesium Max. 0.15 % By weight silicon 0.5 to 2.0 Wt% manganese Max. 0.70 Wt% iron Max. 0.10 % Copper Max. 0.05 Wt% chromium Max. 0.10 % By weight zinc Max. 0.20 % By weight titanium 0.10 to 0.60 Wt% cobalt Max. 0.80 % By weight of cerium 0.05 to 0.5 % By weight zircon 0.005 to 0.15 % By weight vanadium Max. 0.50 % By weight hafnium
    and aluminum as the rest with further impurities individually max. 0.05% by weight, total max. 0.2% by weight for thixocasting or thixo forging.
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