ES2340218T3 - Aleacion de aluminio y utilizacion de la misma para un componente fundido, particularmente de un automovil. - Google Patents
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Abstract
Aleación de aluminio, particularmente aleación de fundición a presión, preferentemente para un componente fundido de un automóvil, caracterizada por los siguientes elementos de aleación: **(Ver fórmula)** y como resto aluminio con impurezas debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05% en peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en peso.
Description
Aleación de aluminio y utilización de la misma
para un componente fundido, particularmente de un automóvil.
La invención se refiere a una aleación de
aluminio, particularmente a una aleación de fundición a presión así
como la utilización de la misma en un componente fundido,
particularmente para un automóvil. Además, la invención se refiere
a un componente fundido, particularmente para un automóvil, a partir
de una aleación de aluminio de este tipo.
En la producción de componentes fundidos a
partir de aleaciones de fundición de
aluminio-silicio, particularmente para el empleo en
la industria de automóviles, se recurre hoy en día fundamentalmente
a dos métodos.
El primer método describe el empleo de
aleaciones secundarias relativamente económicas, por ejemplo del
tipo AlSi10Mg, las cuales presentan, sin embargo, un contenido de
hierro relativamente alto de aproximadamente un 0,5 a 1,2% en peso
de Fe y un bajo contenido de manganeso de aproximadamente un 0,1% en
peso de Mn. El alto contenido de hierro es necesario, entre otras
razones, debido a la poca adición de manganeso, de tal modo que la
tendencia de la aleación de aluminio a adherirse en el interior del
molde de fundición a presión es reducida y el componente fundido
puede ser desmoldeado en un proceso seguro.
Sin embargo, en las aleaciones secundarias de
este tipo puede considerarse problemático el hecho de que, debido al
alto contenido de hierro, se produce en la estructura una fase
intermetálica de AlFeSi, la cual presenta una estructura acicular
extremadamente grande y, por consiguiente, le otorga al componente
fundido propiedades de material extremadamente frágiles. Por
añadidura, en las aleación [sic] de fundición de aluminio de alto
contenido de silicio de este tipo, resulta una conformación
relativamente gruesa y acicular de silicio dentro del eutéctico de
AlSi, por el cual la ductilidad del componente fundido es reducida
significativamente. Por ello, las aleaciones secundarias de este
tipo tienen que ser tratadas térmicamente después del desmoldeo
para poder obtener propiedades mecánicas suficientes, por ejemplo
con respecto a su dureza y ductilidad. En un caso concreto, sin
embargo, ello puede llevar a una deformación de los componentes
fundidos.
Del documento EP 0 611 832 B1 resulta conocido
un componente fundido fabricado a partir de una aleación secundaria
de este tipo, que reviste la forma de un cárter de aceite para un
automóvil y en el cual se realiza un tratamiento térmico local a
una temperatura adecuada o en un lapso de tiempo adecuado, de tal
manera que las zonas del componente se pueden ajustar en distinta
dureza. En particular, está previsto que el cárter de aceite queda
sin tratar en gran parte en la zona de una brida y presenta, por
consiguiente, una dureza de 85 a 110 HB y una ductilidad del 0,5 al
2,5%, mientras que es sometido a un tratamiento térmico
correspondiente en una zona de fondo, de tal manera que presenta
una dureza de 55 a 80 HB y una ductilidad superior al 4%. En otras
palabras, mediante ello se intenta conseguir que en la zona de la
brida se mantenga la alta dureza o la baja ductilidad
respectivamente, que ya existen en estado de fundición, mientras que
en la zona de fondo la dureza es reducida o la ductilidad
incrementada para disminuir el riesgo de grietas por el impacto de
piedras o daños parecidos en el cárter de aceite. Sin embargo, un
tratamiento térmico de este tipo requiere mucho tiempo y por ello
resulta costoso, de tal modo que los gastos adicionales son mayores
que la reducción de los costos facilitada por la utilización de una
aleación secundaria.
El método que se puede elegir como alternativa a
la aleación secundaria arriba descrita, describe el empleo de
aleaciones primarias, por ejemplo asimismo del tipo AlSi10, cuyo
aluminio residual, presente además de los elementos de aleación,
presenta impurezas debidas a la fabricación que son, cada una, como
máximo del 0,05% en peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en
peso.
Una aleación primaria de este tipo se conoce,
por ejemplo, del documento EP 0 997 550 B1, la cual - a diferencia
de las aleaciones secundarias descritas en lo que precede - presenta
un más bajo contenido de hierro del 0,15 al 0,35% Fe en peso y, en
comparación con ello, un alto contenido de manganeso del 0,3 al 0,6%
en peso de Mn. Aparte del hecho de que una aleación primaria de
este tipo presenta una reducida tendencia de adherirse en el molde
de fundición y que, por consiguiente, se obtiene un fácil desmoldeo,
en una aleación primaria de este tipo no existen las fases
intermetálicas de AlFeSi, que son habituales en las aleaciones
secundarias. En cambio, se produce por ejemplo una fase
intermetálica de Al_{12}(Mn, Fe)Si_{2} de sección
transversal más bien redonda, que por consiguiente no tiene una
configuración acicular o, en su caso, una acusada configuración
acicular. De ello resulta una morfología notablemente mejorada, de
tal manera que se puede realizar un material con una dureza de
aproximadamente 80-100 HB en estado de fundición.
Para reducir la configuración gruesa o acicular de silicio en el
eutéctico de AlSi, se añade en la aleación primaria arriba descrita
preferentemente estroncio, el cual detiene el crecimiento acicular
del silicio dentro del eutéctico de
AlSi.
AlSi.
Ya que, sin embargo, por lo menos un porcentaje
de los componentes fundidos fabricados mediante una aleación
primaria de este tipo presentan, tras ser desmoldeados en su estado
de fundición, solamente un alargamiento de rotura A_{5} de <
5%, éstos, para poder ser empleados como componentes de seguridad en
la industria de automóviles, son sometidos a un procedimiento de
tratamiento térmico subsiguiente, en el cual son parcialmente
solubilizados por recocido hasta alcanzar una temperatura de 400 a
490ºC durante un lapso de tiempo de 20 a 120 minutos y
posteriormente refrigerados al aire. De este modo se consigue un
notable aumento de la ductilidad del componente fundido, de tal
manera que se produce un alargamiento de rotura A_{5} de >
12%. Con el tratamiento térmico la dureza del componente fundido
disminuye a un valor de aproximadamente 60 a 65 HB.
Por consiguiente, el objetivo de la presente
invención es crear una aleación de aluminio así como la utilización
de la misma para fabricar un componente fundido, particularmente de
un automóvil, del tipo inicialmente indicado, con el cual la
fabricación de un componente fundido de este tipo puede realizarse
notablemente más fácil y, por consiguiente, más económicamente. Por
añadidura, el objetivo de la invención es fabricar más fácil y
económicamente un componente fundido fabricado a partir de una
aleación de aluminio de este tipo, particularmente para la
industria de automóviles con las altas exigencias mecánicas
correspondientes.
Según la presente invención, este objetivo es
alcanzado mediante una aleación de aluminio con las características
de la reivindicación 1, con la utilización de la misma en un
componente fundido, particularmente de un automóvil, con las
características de la reivindicación 6, así como mediante un
componente fundido fabricado a partir de una aleación de aluminio
de este tipo, particularmente para un automóvil, con las
características de la reivindicación 10. Algunas configuraciones
ventajosas con desarrollos apropiados y no triviales de la invención
están descritas en las reivindicaciones dependientes.
\vskip1.000000\baselineskip
Para alcanzar el objetivo de la presente
invención, la aleación de aluminio, que se ha de utilizar
particularmente como aleación de fundición a presión, comprende los
siguientes elementos de aleación:
y como resto aluminio con impurezas
debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05% en
peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en
peso.
\vskip1.000000\baselineskip
Debido al contenido de silicio reducido en
comparación a la aleación primaria conocida hasta ahora de acuerdo
con el documento EP 0 997 550 B1, el porcentaje de eutéctico de
AlSi es reducido notablemente y, haciendo una comparación, el
porcentaje de cristales mixtos de aluminio es aumentado
notablemente. Por consiguiente, con la aleación de
aluminio-silicio de acuerdo con la invención es
posible combinar dos propiedades que en realidad son opuestas entre
sí. Por una parte, con la aleación de aluminio según la invención
se pueden crear componentes fundidos, que ya en estado de fundición
- es decir sin tratamiento térmico adicional tras el desmoldeo -
presentan una dureza de > 80 HB, y preferentemente de entre 84
HB y 88 HB. En este contexto hay que tomar en cuenta que estos
valores son los medidos en el interior del componente fundido - es
decir por debajo de la piel de fundición del componente. Por una
parte, con la aleación de aluminio según la invención es posible
conseguir, a pesar de la dureza relativamente alta, una ductilidad
muy alta del componente fundido, cuyo alargamiento de rotura tras el
desmoldeo - es decir en estado de fundición y sin tratamiento
térmico adicional - presenta un valor de A_{5} > 5%, y
preferentemente del 8% al 12%.
Por consiguiente, mientras que en un componente
fundido creado a partir de una aleación de aluminio de acuerdo con
EP 0 997 550 B1, el cual puede presentar en su estado de fundición
un alargamiento de rotura relativamente bajo con un valor A_{5}
de 4% aproximadamente, es necesario un tratamiento térmico para
alcanzar las especificaciones mecánicas requeridas particularmente
en la construcción de automóviles, en el caso de componentes
fundidos creados a partir de la aleación de aluminio de acuerdo con
la presente invención es posible renunciar a un tratamiento
posterior de este tipo. Al contrario, con la aleación de aluminio
realizada de acuerdo con la invención queda garantizada una
ductilidad suficiente, en la que el alargamiento de rotura A_{5}
del componente fundido es superior al 5%. De igual modo queda
garantizado que la dureza del componente fundido, con un valor de
> 80 HB, es lo suficientemente alta. De todo ello resulta que se
ha creado una aleación con la cual se pueden fabricar componentes
fundidos particularmente para la construcción de automóviles, que
incluso sin tratamiento térmico posterior presentan ya propiedades
mecánicas muy buenas y que, por consiguiente, pueden ser fabricados
de manera sumamente fácil y económica.
A diferencia de la aleación realizada de acuerdo
con EP 0 997 550 B1, la aleación de aluminio de la invención
presenta - en una configuración de la invención - un rango
seleccionado entre 0,22 a 0,4% en peso de magnesio, puesto que la
dureza del componente fundido fabricado a partir de la aleación de
aluminio no solamente depende del eutéctico, sino también de los
procesos de envejecimiento que se producen. Debido al contenido
especialmente seleccionado de magnesio, se producen precipitaciones
extra finas de Mg_{2}Si, mediante las cuales se puede regular la
resistencia o dureza del componente fundido. Expresado de otra
manera, la dureza del componente fundido fabricado a partir de la
aleación de aluminio según la invención depende también del
contenido de magnesio. En este sentido se puede crear - bajo la
garantía de un alargamiento de rotura A_{5} de > 5% - una
dureza especialmente alta del componente fundido a partir de la
aleación de aluminio según la invención, si el contenido de
magnesio se encuentra en un rango seleccionado de 0,3 a 0,4% en peso
y preferentemente de 0,32 a 0,36% en peso.
Mediante la utilización de estroncio con un
contenido de 90 a 180 ppm se consigue además en la aleación de
aluminio de acuerdo con la invención que, en el momento de la
solidificación de la misma, el crecimiento acicular de silicio
dentro del eutéctico de AlSi sea detenido, de tal manera que los
cristales de silicio no adoptan una forma acicular extrema.
Se ha demostrado que también es ventajoso añadir
a la aleación de aluminio de la invención 0,1 a 0,4% en peso de
cobre como elemento de aleación adicional. De esta manera se
refuerza el envejecimiento natural, a través del cual se puede
influir en la dureza del componente fundido fabricado a partir de
la aleación de aluminio.
Puesto que la aleación de aluminio de acuerdo
con la invención o, en su caso, el componente fundido fabricado a
partir de la misma presenta, ya en su estado de fundición, la alta
dureza o, en su caso, el alto alargamiento de rotura descritos más
arriba, dicha aleación es apropiada en un grado especialmente alto
para ser utilizada en la construcción de automóviles. Se ha
mostrado particularmente ventajosa la utilización de la aleación de
aluminio-silicio de la invención en cárteres de
aceite para automóviles, puesto que allí tiene que presentar ésta
una ductilidad relativamente alta con un alargamiento de rotura
A_{5} de > 5% para poder ofrecer una seguridad suficiente
frente a la formación de grietas dentro del cárter de aceite, que
pueden producirse particularmente debido al impacto de piedras
debajo del automóvil. Puesto que los cárteres de aceite tienen que
ser fijados de forma estanqueizada en la zona de conexión o de brida
con [sic] una carcasa de motor correspondiente, respectivamente, es
necesario que presenten una dureza correspondientemente alta de >
80 HB. Puesto que un componente fundido fabricado a partir de la
presente aleación de aluminio-silicio cumple con
estas exigencias ya en su estado de fundición sin tratamiento
térmico adicional, se puede crear, por consiguiente, un cárter de
aceite o, en su caso, otro componente para un automóvil fácil de
fabricar y, por ende,
económico.
económico.
Puesto que en un gran número de componentes
fundidos empleados en la construcción de automóviles son suficientes
las propiedades mecánicas respecto a la dureza y la ductilidad
obtenibles con la utilización de la presente aleación de aluminio,
éstos podrán utilizarse, de aquí en adelante, sin tratamiento
térmico adicional. Ello no solo tiene la ventaja de permitir una
fabricación más fácil y más económica, sino que además se puede
evitar de manera simple la distorsión de los componentes fundidos
que, dado el caso, puede acompañar al tratamiento térmico,
precisamente por el hecho de que no es necesario un tratamiento
posterior.
La aleación de aluminio puede ser utilizada de
manera particularmente ventajosa en un procedimiento de fundición a
presión destinado a la fabricación de componentes fundidos
especialmente para un automóvil, porque de este modo es posible una
fabricación particularmente rápida y económica de los componentes
fundidos.
En el supuesto de que fuesen requeridos
componentes fundidos con otras propiedades mecánicas en comparación
con el estado de fundición de los mismos, particularmente en lo que
se refiere a la ductilidad o dureza de los mismos, para poder ser
empleados, por ejemplo, en la carrocería, en el chasis o como
componente del tren de propulsión del automóvil, la aleación de
aluminio-silicio realizada según la invención y
utilizada para este fin puede ser sometida a un procedimiento de
tratamiento térmico posterior al proceso de fundición.
En este contexto se ha mostrado particularmente
ventajoso solubilizar por recocido el componente fundido en un
rango de temperatura de 400 a 490ºC, y especialmente entre 420 a
[sic] 460ºC, durante un período de tiempo de 20 a 120 minutos y
posteriormente refrigerarlo al aire. Mediante este tratamiento
térmico sumamente cuidadoso que incluye la refrigeración al aire
del componente fundido, se consigue particularmente que las piezas
fundidas no se deformen del todo o no se deformen
excesivamente.
Para el ajuste del nivel de resistencia deseado,
el componente puede ser termoendurecido adicionalmente después del
recocido parcial de solubilización en el rango de temperatura del
endurecimiento por precipitación de Mg2Si. Este termoendurecimiento
se realiza preferentemente en un rango de temperatura de
aproximadamente 190 a 240ºC, particularmente de aproximadamente 190
a 220ºC.
El componente fundido que resulta de la novedosa
aleación de aluminio-silicio se destaca
particularmente por el hecho de que éste presenta, en el estado de
fundición, en todas las partes del componente una dureza al menos
aproximadamente uniforme de > 80 HB y preferentemente de entre 84
y 88 HB. Por añadidura, el componente fundido tiene ventajosamente
en todas las partes del componente un alargamiento de rotura A_{5}
al menos aproximadamente uniforme de > 5% y preferentemente de
8% a 12%.
Otras ventajas, características y detalles de
la invención se desprenden de la siguiente descripción de ejemplos
de realización preferidos así como de los dibujos; éstos
muestran:
en la figura 1 un esquema de proceso de un
tratamiento térmico de un componente de un automóvil; y
en la figura 2 otro esquema de proceso de un
tratamiento térmico de un componente de un automóvil.
\newpage
Ejemplo
1
En este ejemplo, se ha fabricado una pluralidad
de componentes fundidos en forma de cárteres de aceite para un
automóvil mediante un procedimiento de fundición a presión a partir
de una aleación de fundición de aluminio-silicio,
la cual presenta la siguiente composición:
y como resto aluminio con impurezas
debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05% en
peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en peso, pudiendo estar
previsto opcionalmente además 0,1 a 0,4% en peso de cobre. En el
presente ejemplo de realización, el contenido de silicio se
encuentra entre el 7 y el 9% en peso, y el contenido de magnesio
entre el 0,32 y el 0,36% en
peso.
Con posterioridad a la fundición a presión se
obtuvieron probetas para ensayos de tracción a partir de las piezas
fundidas o cárteres de aceite, determinándose a base de las mismas
las propiedades mecánicas indicadas en la siguiente tabla:
De la tabla se puede desprender, por ende, que
todas las probetas presentan un alargamiento de rotura A_{5} que
varía entre el 8 y el 12%. De ello resulta que la presente aleación
de aluminio es sumamente apropiada para ser utilizada en la
fabricación mediante fundición a presión de cárteres de aceite, en
los cuales sea necesario conseguir un alargamiento de rotura
A_{5} de > 5%, particularmente para poder evitar la formación
de grietas en caso del impacto de piedras originado durante la
conducción del automóvil.
Otros ensayos realizados han mostrado, además,
que los cárteres de aceite fundidos mediante la aleación de
aluminio-silicio descrita en lo que precede,
presentan una dureza de > 80 HB, y particularmente de entre 84 y
88 HB, de tal manera que los cárteres de aceite pueden ser fijados
de forma estanca en la zona de conexión o de brida correspondiente
a una carcasa de motor del automóvil. La piel de fundición de los
cárteres de aceite, presentes en estado de fundición, fue removida
adecuadamente mediante un procedimiento de mecanización - por
ejemplo mediante
fresado -, de tal manera que se pudieron determinar valores de dureza confiables para los cárteres de aceite presentes en estado de fundición.
fresado -, de tal manera que se pudieron determinar valores de dureza confiables para los cárteres de aceite presentes en estado de fundición.
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Ejemplo
2
En el presente ejemplo, se ha fabricado otra vez
una pluralidad de componentes fundidos en forma de cárteres de
aceite para un automóvil mediante un procedimiento de fundición a
presión a partir de una aleación de fundición de
aluminio-silicio, la cual presenta la siguiente
composición:
y como resto aluminio con impurezas
debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05%
en peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en peso. En el
presente ejemplo de realización, el contenido de magnesio es
particularmente de 0,3% en peso
aproximadamente.
Los cárteres de aceite individuales no han sido
tratados térmicamente. Por consiguiente, los valores medidos se
refieren al estado de fundición de los componentes, habiéndose
removido otra vez la piel de fundición adecuadamente en la
respectiva zona de la probeta mediante un procedimiento de
mecanización - por ejemplo mediante fresado.
De la tabla se desprende particularmente que en
los presentes cárteres de aceite la resistencia a la tracción
R_{m} es superior a 250 - 260 N/mm^{2}, el límite elástico
R_{p0,2} es superior a 120 N/mm^{2} y el alargamiento de rotura
A_{5} se encuentra en el rango comprendido entre el 6,25 y el
14,38%. De ello resulta que la presente aleación de aluminio
también es sumamente apropiada para ser utilizada en la fabricación
mediante fundición a presión de cárteres de aceite, en los cuales
sea necesario conseguir un alargamiento de rotura A_{5} de >
5%. También en esta composición de aleación, se ha logrado obtener
una dureza de > 80 HB.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
El presente ejemplo está basado en un programa
de ensayo que ha sido realizado en componentes en forma de pilares
de puerta o pilares B de automóviles de turismo. Estos pilares de
puerta deben presentar un límite elástico R_{p0,2} de 150 a 180
MPa y un alargamiento de rotura A_{5} de = 7%.
En este ejemplo, los pilares B han sido
fabricados en un procedimiento de fundición a presión a partir de
una aleación de fundición de aluminio-silicio en dos
variantes, las cuales presentan las siguientes composiciones:
Variante
1
y como resto aluminio con impurezas
debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05% en
peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en
peso.
Variante
2
y como resto aluminio con impurezas
debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05% en
peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en
peso.
Por consiguiente, se puede apreciar que las dos
variantes se distinguen esencialmente por los distintos contenidos
de magnesio, es decir con el 0,27 al 0,33% en peso en la variante 1
y con el 0,5 al 0,6% en peso en la variante 2.
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Desarrollo del proceso 1:
Las dos variantes de la aleación de fundición
aluminio-silicio - es decir especialmente la
variante 2 con un contenido de aproximadamente 0,6% en peso de
magnesio - fueron sometidas, por ejemplo, a los siguientes
tratamientos térmicos que se explican en las figuras 1 y 2 mediante
esquemas de proceso:La figura 1 muestra un procedimiento, en el
cual los pilares B (producto P), tras la fundición en un paso 1, son
solubilizados por recocido - aprovechando una parte del calor de
fundición - en un paso 2 y enfriados bruscamente al aire por medio
de un ventilador. En otras palabras, en el presente proceso el
producto P, tras el desmoldeo del molde de fundición, no es
enfriado hasta alcanzar, por ejemplo, la temperatura ambiente, sino
que es solubilizado por recocido en el paso 2 a una temperatura de
todavía 200ºC aproximadamente. Durante el recocido de solubilización
en el paso 2, una rebaba A u otros restos de fundición se quedan
adheridos al producto P.
Tras el recocido de solubilización realizado en
el paso 2, el componente sigue estando relativamente blando o
dúctil y, por consiguiente, puede ser desbarbado en el paso 3. En
este paso, la rebaba A u otros restos de fundición son suprimidos
del producto P. Mientras tanto, el producto P sigue estando
blando.
A continuación del desbarbado realizado en el
paso 3, se efectúa en el paso 4 un enderezado del pilar B o del
producto P. Para ello, el producto P sigue estando blando.
Finalmente, el producto P es envejecido en el
paso 5, más concretamente a una de las temperaturas de
envejecimiento que se describirán con más detalle en lo sucesivo. A
continuación el producto, que sigue estando blando hasta después del
paso 4, está ajustado de acuerdo con sus propiedades de material
deseados.
\vskip1.000000\baselineskip
Desarrollo del proceso 2:
La figura 2 muestra un procedimiento que se
diferencia del realizado de acuerdo con la figura 1 principalmente
por el hecho de que la sucesión de los pasos 2 y 3 tiene un orden
inverso, no aprovechándose por consiguiente alguna parte del calor
de fundición.
De ello resulta que, en el presente proceso, el
producto P es enfriado después del paso 1 junto con la rebaba A u
otros restos de fundición hasta alcanzar la temperatura ambiente o
una temperatura de aproximadamente 20ºC. Después se realiza el
desbarbado 3 o la eliminación de la rebaba y de los restos de
fundición, de tal manera que durante ello el producto sigue estando
blando.
A continuación del desbarbado 3 se realiza el
recocido de solubilización 2 y el enfriamiento posterior realizado,
por ejemplo, al aire mediante un ventilador. Mientras tanto, el
producto P sigue estando blando.
Los pasos 4 y 5, es decir el enderezado del
pilar B o del producto P y el envejecimiento a una de las
temperaturas de envejecimiento que serán descritas con más detalle
más adelante, vuelven a realizarse de manera análoga al
procedimiento según la figura 1. Tras el paso 5, el producto, que
sigue estando blando hasta después del paso 4, está ajustado otra
vez de acuerdo con sus propiedades de material deseados.
Ambos procedimientos realizados de acuerdo con
la figura 1 y la figura 2 tienen en común que en el desarrollo del
respectivo proceso se efectúa en los puntos Q1 un ensayo de
medición, en [sic] el punto Q2 un ensayo de resistencia o de
tracción.
El recocido de solubilización llevado a cabo en
el respectivo paso 2 de ambos procedimientos de acuerdo con la
figura 1 y la figura 2, se realizó en distintos ensayos a distintas
temperaturas comprendidas entre 460 y 490ºC y durante distintos
tiempos de recocido de 15 a 120 minutos.
El envejecimiento llevado a cabo en el
respectivo paso 5 de ambos procedimientos de acuerdo con la figura
1 y la figura 2, se realizó también en distintos ensayos a distintas
temperaturas comprendidas entre 160 y 240ºC y durante distintos
tiempos de envejecimiento de 20 a 240 minutos.
Mediante el tratamiento térmico se crearon
componentes destinados a la utilización, por ejemplo, en la
carrocería, en el chasis o en el tren de propulsión del automóvil,
los cuales presentan un límite elástico R_{p0,2} entre 90 y 180
MPa, una resistencia a la tracción R_{m} entre 180 y 250 Mpa y un
alargamiento de rotura A_{5} que se encuentra en el rango
comprendido entre el 8 y el 22%. De ello resulta que la presente
aleación de aluminio también es sumamente apropiada para ser
utilizada en el automóvil.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
El presente ejemplo está basado en un programa
de ensayo, en el cual componentes altamente resistentes de
automóviles de turismo con una composición de aleación de acuerdo
con la variante 1 (0,27 a 0,33% en peso de Mg) son tratados
adecuadamente de tal manera que, después del tratamiento térmico
descrito a continuación, presentan un límite elástico R_{p0,2 }de
= 180 MPa.
Para este fin, los componentes altamente
resistentes fueron sometidos a un recocido T5 a distintas
temperaturas comprendidas entre 160 y 240ºC y durante distintos
períodos de tiempo de 20 a 240 minutos.
Claims (14)
1. Aleación de aluminio, particularmente
aleación de fundición a presión, preferentemente para un componente
fundido de un automóvil, caracterizada por los siguientes
elementos de aleación:
y como resto aluminio con impurezas
debidas a la fabricación que son, cada una, como máximo del 0,05% en
peso y, en conjunto, como máximo del 0,2% en
peso.
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2. Aleación de aluminio según la reivindicación
1,
caracterizada porque
ésta presenta, en su estado de fundición, una
dureza de > 80 HB, y preferentemente de entre 84 HB y 88 HB.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Aleación de aluminio según la reivindicación
1 ó 2,
caracterizada porque
ésta presenta, en su estado de fundición, un
alargamiento de rotura A_{5} del > 5%, y preferentemente del
8% al 12%.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Aleación de aluminio según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque
ésta presenta como elemento adicional de
aleación el 0,1 al 0,4% en peso de cobre.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Aleación de aluminio según una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque
ésta presenta, el 0,22 al 0,4% en peso, y
preferentemente el 0,32 al 0,36% en peso, de magnesio.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Utilización de una aleación de aluminio según
una de las reivindicaciones 1 a 5 en un componente fundido,
particularmente en un cárter de aceite de un automóvil.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Utilización según la reivindicación 6,
caracterizada porque
el componente fundido es fabricado en un
procedimiento de fundición a presión.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Utilización según la reivindicación 6 ó
7,
caracterizada porque
el componente fundido es sometido, después del
proceso de fundición, a un procedimiento de tratamiento térmico.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Utilización según la reivindicación 8,
caracterizada porque
el componente fundido es parcialmente
solubilizado por recocido en un rango de temperatura de 400 a 490ºC,
particularmente en un rango de temperatura de 420 a 460ºC, durante
un lapso de tiempo de 20 a 120 minutos y posteriormente enfriado al
aire.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Componente fundido, particularmente para un
automóvil, a partir de una aleación de aluminio según una de las
reivindicaciones 1 a 5,
\vskip1.000000\baselineskip
11. Componente fundido según la reivindicación
10,
caracterizado porque
éste está configurado como cárter de aceite de
un automóvil.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Componente fundido según la reivindicación
10 ó 11,
caracterizado porque
éste presenta, en su estado de fundición, en
todas las partes del componente una dureza al menos aproximadamente
uniforme de > 80 HB, y preferentemente de entre 84 y 88 HB.
\vskip1.000000\baselineskip
13. Componente fundido según una de las
reivindicaciones 10 a 12,
caracterizado porque
éste presenta, en su estado de fundición, en
todas las partes del componente un alargamiento de rotura A_{5}
al menos aproximadamente uniforme de > 5%, y preferentemente del
8% al 12%.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Componente fundido según la reivindicación
13,
caracterizado porque
éste está parcialmente solubilizado por recocido
al menos parcialmente en un rango de temperatura de 400 a 490ºC,
particularmente en un rango de temperatura de 420 a 460ºC, durante
un lapso de tiempo de 20 a 120 minutos y posteriormente enfriado al
aire.
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