EP3423606B1 - Al-gusslegierung - Google Patents

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EP3423606B1
EP3423606B1 EP17712001.1A EP17712001A EP3423606B1 EP 3423606 B1 EP3423606 B1 EP 3423606B1 EP 17712001 A EP17712001 A EP 17712001A EP 3423606 B1 EP3423606 B1 EP 3423606B1
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EP
European Patent Office
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weight
less
advantageous
particularly preferably
casting alloy
Prior art date
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EP17712001.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3423606A1 (de
Inventor
Oliver Grimm
Klaus Greven
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KSM Castings Group GmbH
Original Assignee
KSM Castings Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KSM Castings Group GmbH filed Critical KSM Castings Group GmbH
Publication of EP3423606A1 publication Critical patent/EP3423606A1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to an aluminum casting alloy.
  • the object of the invention is to provide an improved low-Si Al cast alloy which has been further developed, in particular with regard to its mechanical properties.
  • an Al cast alloy the at least five of the following alloy components Si: 3.0 to 3.8% by weight Mg: 0.3 to 0.8% by weight Cr: 0.05 to 0.35% by weight Fe: ⁇ 0.18% by weight Mn: ⁇ 0.06% by weight Ti: ⁇ 0.16% by weight Cu: 0.006 - 0.015% by weight Sr: 0.010 to 0.030% by weight Zr ⁇ 0.006% by weight Zn ⁇ 0.006% by weight Impurities: ⁇ 0.1% by weight contains and is supplemented to 100 wt .-% with Al.
  • Such an Al cast alloy is stronger, tougher and more ductile compared to the prior art.
  • alloy components according to the invention in the order of magnitude mentioned leads to a further significant improvement in the mechanical properties, which can already be seen in the as-cast state, but in particular in the case of a cast component after a 2-stage heat treatment, namely solution annealing and subsequent aging, between them in both heat treatment stages, preferably quenching the cast component in water is provided.
  • a cast component after a 2-stage heat treatment namely solution annealing and subsequent aging, between them in both heat treatment stages, preferably quenching the cast component in water is provided.
  • wheel-guiding components very preferably for damper stilts, wheel carriers and in particular swivel bearings, but also for handlebars, this results in overall increased mechanical parameters.
  • Cu with a content of more than 0.006% by weight, preferably more than 0.007% by weight, particularly preferably more than 0.008% by weight, very particularly preferably at least 0.009 wt .-% is included.
  • Cu has a content of less than 0.015% by weight, preferably less than 0.013% by weight, particularly preferably less than 0.012% by weight, very particularly preferably of less than 0.011% by weight.
  • the alloys according to the invention can contain production-related impurities, e.g. Pb, Ni, etc., as they are generally known to those skilled in the art.
  • Si contains more than 3.1% by weight, preferably more than 3.3% by weight, particularly preferably more than 3.4% by weight. % is included.
  • Si is present with a content of less than 3.7% by weight, preferably less than 3.5% by weight.
  • Si is present in a content of more than 3.3 to less than 3.7% by weight.
  • Si is contained in a content of more than 3.0 to less than 3.3% by weight.
  • Mg contains more than 0.40% by weight, preferably more than 0.50% by weight, particularly preferably more than 0.55% by weight. % is included.
  • Mg is contained with a content of less than 0.70% by weight, preferably less than 0.60% by weight
  • Cr has a content of more than 0.10% by weight, preferably more than 0.15% by weight, particularly preferably more than 0.20% by weight. %, very particularly preferably of more than 0.25% by weight, is contained.
  • Cr is contained with a content of at most 0.30% by weight, preferably less than 0.30% by weight.
  • Fe contains more than 0.01% by weight, preferably more than 0.05% by weight, particularly preferably more than 0.07% by weight. % is included. To optimize the mechanical parameters, it can be advantageous if Fe is contained in a content of less than 0.15% by weight, preferably less than 0.12% by weight.
  • Mn is contained with a content of more than 0.01% by weight, preferably of more than 0.02% by weight.
  • Ti contains more than 0.01% by weight, preferably more than 0.03% by weight, particularly preferably more than 0.04% by weight. % is included.
  • Sr is contained with a content of more than 0.015% by weight, preferably of more than 0.020% by weight.
  • Sr is contained with a content of less than 0.030% by weight, preferably less than 0.025% by weight.
  • Zr is contained with a content of more than 0.001% by weight.
  • Zr is present in a content of less than 0.005% by weight, preferably less than 0.004% by weight, particularly preferably less than 0.003% by weight.
  • Zn is contained with a content of more than 0.001% by weight, preferably of more than 0.002% by weight.
  • Zn is contained in a content of less than 0.005% by weight, preferably less than 0.004% by weight.
  • impurities are present with a content of less than 0.05% by weight, preferably less than 0.035% by weight.
  • the aluminum casting alloy according to the invention is a low-pressure aluminum casting alloy.
  • the invention also relates to a method for producing a cast component from an Al cast alloy according to one of Claims 1 to 22, in which the low-pressure casting method is used.
  • the aluminum casting alloy is a back pressure (CPC) aluminum casting alloy.
  • the invention also relates to a method for producing a cast component from an aluminum cast alloy according to one of claims 1 to 22, in which the low-pressure counter-pressure casting method is used.
  • motor vehicles made of the cast alloy according to the invention are fundamentally suitable for various permanent molding processes. Due to the very good mechanical properties of highly stressed wheel-guiding parts of motor vehicles are suitable but especially the low-pressure die casting and the back pressure casting process (CPC process), which is also referred to as the back pressure die casting process, as a manufacturing process.
  • CPC process back pressure casting process
  • Squeeze casting, gravity die casting or die casting, in particular thixo, rheo can advantageously be used as a manufacturing process for cast components, in particular as chassis parts, preferably as wheel-guiding parts, very preferably as damper stilts, wheel carriers or swivel bearings, of motor vehicles made from the cast alloy according to the invention - or low pressure sand casting, find application.
  • the cast components are subjected to a two-stage heat treatment, namely solution annealing and subsequent hot aging. It can be advantageous if the cast component is quenched in water between the two heat treatment stages.
  • the cast component is between 530 ° C. and 550 ° C. for 6 to 10 hours, preferably between 540 ° C. and 550 ° C. for 7 to 9 hours, in particular for 8 to 9 hours, very particularly preferably between more than 540 ° C and 550 ° C for 7 to 9 h, especially for 8 to 9 h, solution annealed.
  • the cast component is between 180 ° C. and 210 ° C. for 1 to 8 hours, in particular for 1 to 6.5 hours, preferably between 180 ° C. and 190 ° C. for 1 to 6.5 hours, in particular for 4 to 6.5 hours, particularly preferably between 180 ° C. and less than 190 ° C. for 4 to 6.5 hours, in particular for 5 to 6.5 hours.
  • the invention further provides for the use of an aluminum casting alloy according to one of the claims or of a heat-treated cast component according to one of the claims for chassis parts of motor vehicles, preferably for wheel-guiding components of motor vehicles, very particularly preferably for damper stilts, wheel carriers or pivot bearings of motor vehicles.
  • the cast components have an improved strength-elongation ratio with improved structural properties.
  • the casting process on the one hand enables a casting to be free from major defects, known as blowholes, and on the other hand the microstructure in in such a way that the number of internal notches that reduce the elongation at break is kept as low as possible.
  • the aluminum casting alloy according to the invention has proven to be particularly suitable, in particular, for components subject to greater stress, such as damper stilts, wheel carriers or swivel bearings.
  • the very preferred process for the production of such heavily used components is the counter-pressure die casting process (CPC process).
  • Cast components according to the invention which are produced from an Al cast alloy according to one of the claims and / or according to a method according to one of the claims, are characterized after a heat treatment by an elastic limit R P 0.2 of 300 to 330 MPa, preferably of> 320 to 330 MPa, and / or an elongation at break A5 of 7 to 11%, preferably 8.5 to 10%, particularly preferably 9 to 9.5%, and / or a tensile strength R m of 350-375 MPa, preferably of> 360 -375 MPa, from.
  • a so-called "French tension rod" according to DIN 50125 is separated from a swivel bearing produced by means of a counter-pressure die casting process (CPC process), the swivel bearing being heat treated beforehand ( Solution annealing 540 ° C for 8h, quenching in water, hot aging 180 ° C for 6.5h).

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Aluminium-Gusslegierung.
  • Aus der DE 10 2008 055 928 A1 , der DE 10 2012 108 590 A , der DE 10 2013 108 127 A1 und der DE 10 2014 101 317 A1 sind verschiedene Si-arme Al-Gusslegierungen bekannt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Si-arme Al-Gusslegierung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften weiterentwickelt ist.
  • Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Al-Gusslegierung erzielt, die wenigstens fünf der nachfolgenden Legierungsbestandteile
    Si: 3,0 bis 3,8 Gew.-%
    Mg: 0,3 bis 0,8 Gew.-%
    Cr: 0,05 bis 0,35 Gew.-%
    Fe: < 0,18 Gew.-%
    Mn: < 0,06 Gew.-%
    Ti: < 0,16 Gew.-%
    Cu: 0,006 - 0,015 Gew.-%
    Sr: 0,010 bis 0,030 Gew.-%
    Zr <0,006 Gew.-%
    Zn <0,006 Gew.-%
    Verunreinigungen: < 0,1 Gew.-%
    enthält und jeweils zu 100 Gew.-% mit Al ergänzt ist.
  • Eine solche Al-Gusslegierung ist gegenüber dem Stand der Technik stärker, zäher und duktiler.
  • Die erfindungsgemäße Auswahl an Legierungsbestandteilen in der genannten Größenordnung führt zu einer weiteren signifikanten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, die bereits im Gusszustand, insbesondere jedoch bei einem Gussbauteil nach einer 2-stufigen Wärmebehandlung, nämlich einem Lösungsglühen und einem anschließenden Auslagern zu verzeichnen ist, wobei zwischen diesen beiden Wärmebehandlungsstufen vorzugsweise ein Abschrecken des Gussbauteils in Wasser vorgesehen ist. Für Fahrwerksanwendungen, vorzugsweise für radführende Bauteile, ganz bevorzugt für Dämpferstelzen, Radträger und insbesondere Schwenklager, aber auch für Lenker ergeben sich so insgesamt erhöhte mechanische Kennwerte.
  • Vollkommen unerwartet hat sich insbesondere in Bezug auf den mechanischen Kennwert der Bruchdehnung A5 gezeigt, dass der für Kupfer gemäß DE 10 2013 108 127 A1 als kritisch angegebene obere Grenzwert von 0,006 Gew.-% erfindungswesentlich überschritten wird.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Cu mit einem Gehalt von mehr als 0,006 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,007 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,008 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 0,009 Gew.-% enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Cu mit einem Gehalt von weniger als 0,015 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,013 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,012 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,011 Gew.-%, enthalten ist.
  • Die erfindungsgemäßen Legierungen können herstellungsbedingte Verunreinigungen, z.B. Pb, Ni, etc., enthalten, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Si mit einem Gehalt von mehr als 3,1 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 3,3 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 3,4 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Si mit einem Gehalt von weniger als 3,7 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 3,5 Gew.-%, enthalten ist.
  • Es kann für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein, wenn Si mit einem Gehalt von mehr als 3,3 bis weniger als 3,7 Gew.-% enthalten ist. Für einige andere Anwendungsfälle kann vorteilhaft sein, wenn Si mit einem Gehalt von mehr als 3,0 bis weniger als 3,3 Gew.-% enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Mg mit einem Gehalt von mehr als 0,40 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,50 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,55 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Mg mit einem Gehalt von weniger als 0,70 Gew.-%, vorzugsweise von weniger 0,60 Gew.-%, enthalten ist
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Cr mit einem Gehalt von mehr als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,15 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mehr als 0,25 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Cr mit einem Gehalt von höchstens 0,30 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,30 Gew.-%, enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Fe mit einem Gehalt von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,07 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Fe mit einem Gehalt von weniger als 0,15 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,12 Gew.-%, enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Mn mit einem Gehalt von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,02 Gew.-%, enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Ti mit einem Gehalt von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,03 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,04 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Ti mit einem Gehalt von weniger als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,08 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,065 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,055 Gew.-% enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Sr mit einem Gehalt von mehr als 0,015 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,020 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Sr mit einem Gehalt von weniger als 0,030 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,025 Gew.-%, enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Zr mit einem Gehalt von mehr als 0,001 Gew.-% enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Zr mit einem Gehalt von weniger als 0,005 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,004 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,003 Gew.-%, enthalten ist.
  • Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Zn mit einem Gehalt von mehr als 0,001 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,002 Gew.-%, enthalten ist. Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Zn mit einem Gehalt von weniger als 0,005 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,004 Gew.-%, enthalten ist.
  • Für zahlreiche Anwendungen kann es von Vorteil sein, wenn Verunreinigungen mit einem Gehalt von weniger als 0,05 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,035 Gew.-%, enthalten sind.
  • Für gewisse Gussbauteile hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die erfindungsgemäße Al-Gusslegierung eine Niederdruck-AI-Gusslegierung ist.
  • Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei welchem das Niederdruck-Gießverfahren Anwendung findet.
  • Für bestimmte Gussbauteile hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Al-Gusslegierung eine Gegendruck (CPC)-Al-Gusslegierung ist.
  • Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei welchem das Niederdruck-Gegendruck-Gießverfahren Anwendung findet.
  • Als Fertigungsverfahren für Gussbauteile, insbesondere als Fahrwerksteile, vorzugsweise als radführende Teile, ganz bevorzugt als Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager, von Kraftfahrzeugen aus der erfindungsgemäßen Gusslegierung sind grundsätzlich verschiedene Dauerformgießverfahren geeignet. Aufgrund der sehr guten mechanischen Eigenschaften bei hochbeanspruchten radführenden Teilen von Kraftfahrzeugen eignen sich aber besonders der Niederdruck-Kokillenguss sowie das Gegendruck-Gießverfahren (CPC-Verfahren), das auch als Gegendruck-Kokillengießverfahren bezeichnet wird, als Fertigungsverfahren.
  • Als Fertigungsverfahren für Gussbauteile, insbesondere als Fahrwerksteile, vorzugsweise als radführende Teile, ganz bevorzugt als Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager, von Kraftfahrzeugen aus der erfindungsgemäßen Gusslegierung kann vorteilhaft das Squeeze-Casting, der Schwerkraft-Kokillenguss oder der Druckguss, insbesondere der Thixo-, Rheo- oder Niederdruck-Sandguss, Anwendung finden.
  • Um die oben genannten Vorteile zu erzielen oder noch weiter zu entwickeln, ist es vorteilhaft, wenn die gegossenen Bauteile einer zweistufigen Wärmebehandlung, nämlich einem Lösungsglühen und einem anschließenden Warmauslagern, unterzogen werden. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Gussbauteil zwischen den beiden Wärmebehandlungsstufen in Wasser abgeschreckt wird.
  • Es kann zweckmäßig sein, wenn das Gussbauteil nach dem Gießprozess zwischen 530°C und 550°C für 6 bis 10h, vorzugsweise zwischen 540°C und 550°C für 7 bis 9 h, insbesondere für 8 bis 9h, ganz besonders bevorzugt zwischen mehr als 540°C und 550°C für 7 bis 9 h, insbesondere für 8 bis 9h, lösungsgeglüht wird.
  • Es kann zweckmäßig sein, wenn das Gussbauteil nach dem Gießprozess zwischen 180°C und 210°C für 1 bis 8h, insbesondere für 1 bis 6,5h, vorzugsweise zwischen 180°C und 190°C für 1 bis 6,5h, insbesondere für 4 bis 6,5h, besonders bevorzugt zwischen 180°C und weniger als 190°C für 4 bis 6,5h, insbesondere für 5 bis 6,5h, angelassen wird.
  • Die Erfindung sieht ferner die Verwendung einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche oder eines insbesondere wärmebehandelten Gussbauteils nach einem der Ansprüche für Fahrwerksteile von Kraftfahrzeugen, vorzugsweise für radführende Bauteile von Kraftfahrzeugen, ganz besonders bevorzugt für Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager von Kraftfahrzeugen vor.
  • Erfindungsgemäß weisen die Gussbauteile ein verbessertes Festigkeits-Dehnungsverhältnis bei verbesserten Gefügeeigenschaften auf. Das Gießverfahren ermöglicht zum einen ein von großen Fehlern, bekannt als Lunker, freies Gussstück, zum anderen wird die Mikrostruktur in einer solchen Weise positiv beeinflusst, dass die Anzahl innerer Kerben, die die Bruchdehnung verringern, möglichst gering gehalten wird.
  • Wie bereits erwähnt hat sich die erfindungsgemäße Al-Gusslegierung insbesondere für stärker beanspruchte Komponenten, wie Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager, als besonders geeignet herausgestellt. Als ganz bevorzugtes Verfahren zur Herstellung solcher stärker beanspruchter Komponenten wird das Gegendruck-Kokillengießverfahren (CPC-Verfahren) verwendet.
  • Erfindungsgemäße Gussbauteile, die aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche und/oder nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche hergestellt sind, zeichnen sich nach einer Wärmebehandlung durch eine Dehngrenze RP0,2 von 300 bis 330 MPa, vorzugsweise von > 320 bis 330 MPa, und/oder eine Bruchdehnung A5 von 7 bis 11 %, vorzugsweise von 8,5 bis 10 %, besonders bevorzugt von 9 bis 9,5 %, und/oder eine Zugfestigkeit Rm von 350-375 MPa, vorzugsweise von >360 -375 MPa, aus.
    • Beispiel
  • Zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften einer erfindungsgemäße Legierung, die 3,4 Gew.-% Si, 0,6 Gew.-% Mg, 0,27 Gew.-% Cr, 0,09 Gew.-% Fe, 0,03 Gew.-% Mn, 0,05 Gew.-% Ti, 0,009 Gew.-% Cu, 0,022 Gew.-% Sr, 0,002 Gew.-% Zr, 0,003 Gew.-% Zn und Verunreinigungen von weniger als 0,1 Gew.-% enthält, jeweils zu 100 Gew.-% mit Al ergänzt, wird ein so genannter "Französischer Zugstab" nach DIN 50125 aus einem mittels eines Gegendruck-Kokillengießverfahrens (CPC-Verfahren) hergestellten Schwenklager herausgetrennt, wobei das Schwenklager vorab eine Wärmebehandlung (Lösungsglühen 540°C für 8h, Abschrecken in Wasser, Warmauslagern 180°C für 6,5h) erhalten hat. Das Gießen von Vergleichsproben (AlSi3Mg0.5 und AlSi3Mg0.5Cr0.3) und die anschließende Wärmebehandlung erfolgt unter gleichen Bedingungen. Die zu vergleichenden Legierungen unterscheiden sich lediglich im Chrom-Gehalt. Der Probenstab wird an gleicher Stelle des Schwenklagers entnommen. Ermittelt werden die mechanischen Eigenschaften Zugfestigkeit Rm, Streckgrenze Rp0,2 und Bruchdehnung A5 nach DIN10002.
    Rm [MPa] Rp 0,2 [MPa] A5 [%]
    AlSi3Mg0.5 327 263 9,3
    erfindungsgemäße Legierung 369 322 9,12
    AlSi3Mg0.5Cr0.3 358 308 6,9
  • Vor dem Hintergrund der DE 10 2013 108 127 A1 und dem im Hinblick auf die mechanischen Kennwerte als kritisch angegebenen oberen Grenzwert für Kupfer von 0,006 Gew.-% war das Erreichen der oben genannten mechanischen Kennwerte für die erfindungsgemäße Legierung nicht zu erwarten.

Claims (14)

  1. Al-Gusslegierung, die wenigstens fünf der nachfolgenden Legierungsbestandteile Si: 3,0 bis 3,8 Gew.-% Mg: 0,3 bis 0,8 Gew.-% Cr: 0,05 bis 0,35 Gew.-% Fe: < 0,18 Gew.-% Mn: < 0,06 Gew.-% Ti: < 0,16 Gew.-% Cu: 0,006 - 0,015 Gew.-% Sr: 0,010 bis 0,030 Gew.-% Zr <0,006 Gew.-% Zn <0,006 Gew.-% Verunreinigungen: < 0,1 Gew.-%
    enthält und jeweils zu 100 Gew.-% mit Al ergänzt ist.
  2. Al-Gusslegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Si mit einem Gehalt von mehr als 3,1 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 3,3 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 3,4 Gew.-%, enthalten ist.
  3. Al-Gusslegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Si mit einem Gehalt von weniger als 3,7 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 3,5 Gew.-%, enthalten ist.
  4. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mg mit einem Gehalt von mehr als 0,40 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,50 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,55 Gew.-%, enthalten ist.
  5. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mg mit einem Gehalt von weniger als 0,70 Gew.-%, vorzugsweise von weniger 0,60 Gew.-%, enthalten ist.
  6. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Cr mit einem Gehalt von mehr als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,15 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mehr als 0,25 Gew.-%, enthalten ist.
  7. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Cr mit einem Gehalt von höchstens 0,30 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,30 Gew.-%, enthalten ist.
  8. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Fe mit einem Gehalt von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,07 Gew.-%, enthalten ist.
  9. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Fe mit einem Gehalt von weniger als 0,15 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,12 Gew.-%, enthalten ist.
  10. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mn mit einem Gehalt von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,02 Gew.-%, enthalten ist.
  11. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Ti mit einem Gehalt von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,03 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,04 Gew.-%, enthalten ist.
  12. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Ti mit einem Gehalt von weniger als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,08 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,065 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,055 Gew.-%enthalten ist.
  13. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Cu mit einem Gehalt von mehr als 0,006 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 0,007 Gew.-%, besonders bevorzugt von mehr als 0,008 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 0,009 Gew.-% enthalten ist.
  14. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Cu mit einem Gehalt von weniger als 0,015 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,013 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,012 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,011 Gew.-%, enthalten ist.
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