Die Aluminiumgusswerkstoffe

Mit Legierungselementen wie Silizium, Magnesium, Kupfer, Zink oder Lithium entstehen unterschiedliche Legierungsgruppen von Aluminiumgusswerkstoffen:

  • Aluminium-Silizium Gusslegierungen (naheutektisch, eutektisch, übereutektisch
  • Aluminium-Magnesium Gusslegierungen 
  • Aluminium-Kupfer Gusslegierungen 
  • Aluminium-Zink Gusslegierungen 
  • Aluminium-Lithium Gusslegierungen

 

    Aluminium Gusswerkstoffe haben folgende Eigenschaften (Auswahl) 

    • günstiges Festigkeits-/Masseverhältnis 
    • gute chemische Beständigkeit, auch Witterungs- und Seewasserbeständigkeit 
    • hohe thermische Leitfähigkeit, gute elektrische Leiter 
    • umformbar und gut mechanisch bearbeitbar, schweißbar, beschichtbar 
    • nicht toxisch, nicht magnetisch 

     

    Physikalischer Werte von Aluminiumlegierungen

    Dichte2,7 bis 2,9 g/cm3 
    Wärmeleitfähigkeit80 bis 230 W/(m · K) 
    Elektrische Leitfähigkeitvon 10–30 MS/m 
    Schmelzwärme380 bis 480 kJ/kg 
    Schmelzpunkt Aluminium unlegiert660 °C 

     

    Aluminiumgusswerkstoffe der Legierung EN AC-AlSi12(Cu) finden beispielsweise Anwendung für: 

    • Maschinenteile, stoß- und schwingungsbeanspruchte Teile, 
    • Zylinderköpfe- und Blöcke, Motoren-, Kurbel- und Pumpengehäuse, 
    • Flügelräder, Rippenkörper, dünnwandige Gehäuse, 
    • schwierige Montageböcke und -platten.

    Aluminium Gusswerkstoffe sind gut gießbar sowohl für Sandformguss, Kokillenguss, Feinguss und insbesondere für Druckguss.

     

    Aluminiumlegierungen benötigen eine Schmelzebehandlung (Entgasen, Feinen und Veredeln):

    Dazu werden im Schmelzbetrieb folgende Arbeitsgänge durchgeführt:

    • Nach dem Schmelzen erfolgt das Abkrätzen,
    • Dann die Entgasung - als Entgasungsmittel kommen reaktive oder inerte (Spül-)Gase in Frage, wie
      • Chlor,
      • Stickstoff,
      • Kohlenoxid,
      • Kohlendioxid,
      • Argon
      • oder chemische Verbindungen in Tablettenform, die solche Gase freisetzen. 
    • Die Schmelze wird nach einer Abstehzeit (bis 10 Minuten) wieder abgekrätzt.
    • Jetzt kann eine Kornfeinung erfolgen:
      → Sie hat die Aufgabe, das Gefüge, also die Art der Kristallisation, die Korngröße und das Erstarrungsverhalten so zu beeinflussen, dass ein gleichmäßig feinkörniges Gefüge entsteht.
      → Salzgemische und Vorlegierungen werden dafür verwendet. Sie können Titan, Phosphor oder Bor enthalten. Danach kann eine nochmalige Entgasung erforderlich sein.
      → Die anschließende Durchführung der Veredlung erfolgt, um die Materialeigenschaften naheutektischer/eutektischer Legierungen zu verbessern. Die Veredlung kann mit Natrium (in Abhängigkeit der Art der Entgasung) oder Strontium erfolgen.

    Übersicht Schmelzebehandlung Aluminiumlegierungen

    Ergebnisse einer Kornfeinungsbehandlung

    DIN EN 1706:
    entsprechend des angewendeten Gießverfahrens gelten für Aluminiumlegierungen die Bezeichnungen: 

    S = Sandguss; 
    D = Druckguss; 
    K = Kokillenguss;
    = Feinguss. 


    Beispiele: 

    • Aluminium Kokillengusslegierung mit 10% Silizium und Magnesium:
      EN AC-AlSi10MgK
    • Aluminium Sandgusslegierung mit 8% Silizium und 3% Kupfer:
      EN AC-AlSi8Cu3S
    • Aluminium Druckgusslegierung mit 12% Silizium:
      EN AC-AlSi12D

    Für die nach der Wärmebehandlung erreichten Werkstoffzustände von Aluminiumgusslegierungen, werden folgende Bezeichnungen verwendet:

    F = Gusszustand; 
    O = weichgeglüht; 
    T1 = kontrollierte Abkühlung nach dem Guss und kaltausgelagert; 
    T4 = lösungsgeglüht und kaltausgelagert – wo anwendbar; 
    T5 = kontrollierte Abkühlung nach dem Guss und warmausgelagert oder überaltert; 
    T6lösungsgeglüht und vollständig warmausgelagert; 
    T64 = lösungsgeglüht und nicht vollständig warmausgelagert – Unteralterung; 
    T7 = lösungsgeglüht und überaltert (warmausgelagert) (stabilisierter Zustand).

    Quelle: 

    Mit freundlicher Genehmigung von

    Simone Franke // Dr. Michael Franke
    Franke Gießereitechnik
    Dresden

    franke-giessereitechnik.de