„In Magnesium denken“

Magnesium-Druckguss im Trend

Magnesium ist um ein Drittel leichter als Aluminium. Da reines Magnesium relativ weich ist, wird es zur Nutzung als Konstruktionswerkstoff mit Elementen wie Aluminium, Zink, Mangan und Silizium legiert. Magnesiumlegierungen weisen günstige Dehnungs- und Schlagfestigkeitswerte auf.

Die Schutzabdeckung dieses Trennschleifers ist aus Magnesium-Druckguss hergestellt und wiegt 690 g. Der Umstieg von der Vorgängerversion aus Aluminiumblech (1.040 g) auf Magnesium erbrachte eine Gewichtsreduktion von 34% und eine Halbierung der Herstellkosten. Foto: Andreas Stihl AG & Co. KG

Viele metallische Gegenstände werden durch Druckgießen gefertigt. Eines der Metalle, das sich hierfür ideal eignet, ist Magnesium. Die Nachfrage wächst, wobei die Automobilindustrie mit ihrer ständigen Forderung nach Leichtbau als Innovationstreiber wirkt. Aber auch andere Branchen, für deren Produkte ein geringes Gewicht und ein günstiges Verhältnis aus Festigkeit und Gewicht gefragt sind, fördern die Nachfrage.

 

Vorteilhafte Eigenschaften

Magnesium hat eine spezifische Dichte von 1,74 g/cm³ und ist damit um ein Drittel leichter als Aluminium mit 2,75 g/cm³. Da reines Magnesium relativ weich ist, wird es zur Nutzung als Konstruktionswerkstoff mit Elementen wie Aluminium, Zink, Mangan und Silizium legiert. Je nach Zusammensetzung liegt die Zugfestigkeit der Legierungen zwischen 200 bis 310 MPa und somit in einem für Aluminiumlegierungen typischen Bereich. Ähnliches lässt sich über das Festigkeit-Gewichts-Verhältnis sagen.

Magnesiumlegierungen weisen außerdem günstige Dehnungs- und Schlagfestigkeitswerte auf, die Dämpfungseigenschaften und die elektromagnetische Abschirmung sind sehr gut. Magnesiumwerkstoffe lassen sich gut verarbeiten und vollständig recyceln. Bei der Ver- und Bearbeitung muss jedoch bedacht werden, dass flüssiges wie auch pulverförmiges Magnesium mit Sauerstoff stark exotherm reagiert, was zu explosionsartigen Verpuffungen führen kann. Die Oberfläche einer Magnesiumschmelze muss daher durch eine schützende Gas-Atmosphäre vor der Luft geschützt werden, und auch bei der spanenden Bearbeitung sind bestimmte Schutzmaßnahmen nötig.

 

Magnesium-Druckguss

Magnesium schmilzt bei 650 °C, ist sehr dünnflüssig und leicht. Deshalb sind Magnesiumwerkstoffe ideal geeignet, im Druckguss-Verfahren geformt zu werden. Da die dünnflüssige Schmelze die Formen sehr schnell füllt, sind kurze Taktzeiten und damit eine hohe Produktivität möglich. Die Gussteile können dünnwandig gestaltet werden. „Allerdings“, so Hartmut Fischer, Geschäftsleiter der Firma STIHL Magnesium Druckguss Prüm-Weinsheim, „erfordert der Magnesium-Druckguss spezielles Know-how. Um die Werkstoffeigenschaften optimal ausnutzen zu können, muss man ‚in Magnesium denken‘.“ Dies beginnt bei der Konstruktion der Gussteile. So gelang es dem Unternehmen, eine aus Aluminiumblech gefertigte, 1.040 g schwere Schutzabdeckung für einen benzingetriebenen Trennschleifer durch ein komplett neu gestaltetes Teil aus Magnesium-Druckguss zu ersetzen. Das Teil wiegt nur noch 690 g, was einer Gewichtsreduktion von 34% entspricht. Gleichzeitig konnten die Herstellkosten halbiert werden.

Hartmut Fischer, dessen Werk zu den europaweit führenden Magnesium-Druckguss-Gießereien zählt, sieht für Magnesium-Druckguss noch viel Anwendungspotential, denn: „Überall, wo Gewicht eine Rolle spielt, wächst der Druck zu Gewichtsreduktion.“ Das ist beispielsweise bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen der Fall. Die batteriebedingte Gewichtszunahme ließe sich abschwächen durch Komponeten aus Magnesium-Druckguss, beispielsweise für die Batterieabdeckung. Weiteres Potential könnte die Branche durch neue Magnesium-Legierungen erschließen, die höhere Betriebstemperaturen ertragen und eine verbesserte Kriechbeständigkeit aufweisen, was für Schraubverbindungen sehr wichtig ist. Zu den Trends gehört auch die Verknüpfung unterschiedlicher Leichtbauwerkstoffe. Teile aus Magnesium werden mit Kunststoffen oder Verbundwerkstoffen guss- oder klebetechnisch kombiniert, so dass sich die vorteilhaften Eigenschaften aller beteiligten Werkstoffe optimal ausnutzen lassen.

 

Anwendung

Typische Teile aus Magnesium-Druckguss, die in der Automobilindustrie verarbeitet werden, sind Getriebegehäuse, Gehäuse für elektronische Komponenten, tragende Strukturen von Armaturenbrettern, Komponenten von Sitzen, Lenkräder, Felgen, Türverstärkungen, Heckklappen und Fahrwerkskomponenten. Aus Magnesium-Druckguss werden auch Gehäuse für Mobiltelefone und Flachbildschirme hergestellt sowie Kurbelgehäuse und Abdeckungen für handgetragene Forst- und Gartengeräte wie Motorsägen, Motorsensen, Heckenscheren, Trennschleifer und Bohrmaschinen.

 

Die Fachmesse EUROGUSS 2018

Einen Einblick in den Stand der Druckgießtechnik gibt die Internationale Fachmesse für Druckguss EUROGUSS, die vom 16. bis zum 18. Januar 2018 in Nürnberg stattfindet.

www.euroguss.de