Entwicklung einer eisenhaltigen Aluminium-Silizium-Legierung zur Herstellung monolithischer Motorblöcke im Druckgießverfahren
Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Durch werkstofftechnische und technologische Maßnahmen ist es gelungen, eine neue AlSi14Cu4MgFe1,8CrMn-Druckgusslegierung zu entwickeln. In der zweiten Projektphase wurde zur Herstellung porenarmer und somit wärmebehandelbarer Druckgussteile aus dieser Legierung das Rheocast-Verfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird die Schmelze durch Einrühren eines Zylinders gleicher Legierungszusammensetzung wie die Schmelze gezielt unter die Liquidustemperatur abgekühlt und somit ein bestimmter Festphasengehalt in der Schmelze bereits vor der Formfüllung eingestellt. Die Ergebnisse der Gießversuche zeigten, dass Verringerungen von Schmelzetemperatur und Kolbengeschwindigkeit der zweiten Formfüllungsphase zu einer verbesserten Gussteilqualität hinsichtlich Volumenporosität führen. Dagegen konnte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen den Gießparametern und der Größe und Verteilung der Primärsiliziumpartikel und eisenhaltigen Phasen ermittelt werden. Durch Zugabe von 150 ppm Calcium zur Schmelze konnten gute Veredelungsgrade des Eutektikums erzielt werden. In unbehandelten Proben hingegen wurde ausschließlich ein grobes, plattenförmiges Eutektikum sichtbar. Durch die Entwicklung von auf die neue Gusslegierung abgestimmten T6- und T7-Wärmebehandlungen ist es nun möglich, ein thermisch stabilisiertes Gefüge, Zugfestigkeiten von über 355 MPa sowie eine bessere Verschleißfestigkeit als bei der Referenzlegierung AlSi17Cu4Mg zu erzielen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- ntwicklung einer eisenhaltigen Aluminium-Silizium-Legierung zur Herstellung monolithischer Motorblöcke im Druckgießverfahren. Giesserei Praxis, Ausgabe 5/2011, S. 206-214
Zak, H.; Zak, O.; Tonn, B.
