01.01.2015 | Special I/2015

Entwicklung von neuen Al-Si9Cu3-Legierungen für Druckgusskomponenten mit maßgeschneiderten Eigenschaften

I. Vicario, I. Anza, F. Sáenz de Tejada, J. C. García, H. Galarraga, M. Merchán

Versuchsgussteile aus der verwendeten Druckgießform

Versuchsgussteile aus der verwendeten Druckgießform

Aluminiumdruckguss ist das am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von kostengünstigen Aluminiumgussteilen mit hervorragenden Eigenschaften für Grossserienanwendungen. Die Legierung AlSi9Cu3 ist die am häufigsten verwendete Aluminiumlegierung, etwa 70 % aller Aluminiumdruckgussteile werden aus diesem Werkstoffgefertigt.
Dennoch weisen konventionelle AlSi9Cu3-Legierungen gewisse Einschränkungen hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften auf, Grund dafür sind auf ihrer Zusammensetzung beruhende Porositäten im Druckgussteil. Durch die Entwicklung neuer Verfahrensvarianten und Legierungen wurde in den letzten Jahren versucht, in dieser Hinsicht Verbesserungen zu erreichen.
Die Standards für AlSi9Cu3 enthalten eine Vielzahl von Legierungselementen in weiten Bereichen. In der Legierung AlSiCu3(Fe) EN-AC 46000 beispielsweise kann der Siliziumgehalt zwischen 8 und 11% liegen. Das Niveau der mechanischen Eigenschaften für Standarddruckgussteile aus der Legierung liegt bei einer Bruchdehnung < 1 %, einer Streckgrenze von 140 MPa, einer Zugfestigkeit von 240 MPa und einer Härte < 80 HB.
Die vorgestellte Arbeit stellt einen Ansatz vor, eine dem Werkstoff AlSi9Cu3 ähnliche Legierung zu entwickeln, aber mit maßgeschneiderten Eigenschaften in Abhängigkeit von den vorliegenden Anforderungen. Spezifische Bereiche der Zusammensetzung bringen Verbesserungen der Bruchdehnung, der Streckgrenze, der Zugfestigkeit und der Härte sowie deren Kombinationen. Im Gusszustand liegen folgende Eigenschaften vor: Bruchdehnung > 1 %, Streckgrenze >ŸŒŒ 200 MPa, Zugfestigkeit > 320 MPa und Härte >œ 135 HB.