Leistungsfähigere Aluminium-Druckgusslegierungen durch Veredelung

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Carolin Körner
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525876860

Die Legierungs- und Prozessentwicklung für den Aluminiumdruckguss war bislang geprägt durch eine gute Gießbarkeit und eine hohe Festigkeit gekoppelt mit einer guten Duktilität. Veredelte Druckgusslegierungen finden bisher kaum Beachtung, da das Ziel der Veredelung in einer Verfeinerung der Siliziumausscheidungen liegt, die beim Druckguss, im Gegensatz zum Sand- und Kokillenguss, aufgrund der hohen Abkühlraten schon sehr fein vorliegen. Neue Herausforderungen insbesondere durch die Elektromobilität lassen nun aber zusätzlich auch die thermische und elektrische Leitfähigkeit der Bauteile in den Fokus rücken. Ziel dieses Antrages ist es, die Wirkung einer Veredelung von konventionellen Druckgusslegierungen (AlSi9Cu3(Fe), AlSi10MgMn und AlSi12Cu1(Fe)) mit Strontium systematisch zu erforschen und schließlich gezielt zu nutzen, um die Leitfähigkeit von Aluminiumdruckgussbauteilen signifikant (> 20 %) zu verbessern, ohne dabei andere Eigenschaften zu beeinträchtigen. Die Veredelung zielt dabei darauf ab, die normalerweise plattenförmigen, kompakten Si-Ausscheidungen in interpenetrierende Strukturen mit der Matrix zu überführen, um so den hohen elektrischen und thermischen Widerstand erheblich zu reduzieren. Nachfolgende, der Veredelung angepasste Wärmebehandlungen, sollen diesen Effekt weiter verstärken und zudem durch Ausscheidungsbildung und der damit verknüpften Absenkung des Gehaltes an Mischkristallhärtern in der Matrix weiter die Leitfähigkeit erhöhen. Des Weiteren soll auch ein Verständnis dafür erarbeitet werden, wie sich die Leitfähigkeit innerhalb eines Druckgussbauteils und insbesondere auch als Funktion der Gusswanddicke abhängig von der Legierungszusammensetzung und den Prozessparametern entwickelt. Basierend auf diesen Erkenntnissen soll schließlich eine gezielte Auswahl geeigneter Veredelungsgehalte, Prozessstrategien und Wärmebehandlungsstrategien zur Steigerung der Leitfähigkeit von Druckgussbauteilen abgeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen