EP1118685A1 - Aluminium - Gusslegierung - Google Patents
Aluminium - Gusslegierung Download PDFInfo
- Publication number
- EP1118685A1 EP1118685A1 EP00810040A EP00810040A EP1118685A1 EP 1118685 A1 EP1118685 A1 EP 1118685A1 EP 00810040 A EP00810040 A EP 00810040A EP 00810040 A EP00810040 A EP 00810040A EP 1118685 A1 EP1118685 A1 EP 1118685A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- weight
- max
- alloy
- cast aluminum
- aluminum alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 13
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 12
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010117 thixocasting Methods 0.000 claims description 5
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000009716 squeeze casting Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- MZZUATUOLXMCEY-UHFFFAOYSA-N cobalt manganese Chemical compound [Mn].[Co] MZZUATUOLXMCEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000004634 feeding behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
Definitions
- the invention relates to an aluminum casting alloy, in particular an aluminum die casting alloy.
- Die casting technology has developed so far today that it is possible To produce castings with high quality standards.
- the quality of one Die-cast piece depends not only on the machine setting and the selected method, but also to a large extent from the chemical Composition and structure of the cast alloy used. These last two parameters are known to influence the Pourability, the feeding behavior (G. Schindelbauer, J. Czikel “Mold filling capacity and volume deficit of common aluminum die casting alloys " Giessereiforschung 42, 1990, pp. 88/89), the mechanical properties and - particularly important in die casting - the lifespan of the Casting tools (L.A. Norström, B. Klarenfjord, M. Svenson "General Aspects on Wash-out Mechanism in Aluminum Diecasting Dies ", 17th International NADCA Diecasting Congress 1993, Cleveland OH).
- AIMg alloys are also known, which are characterized by high ductility award. Such an alloy is for example in US-A-5 573 606. However, these alloys have the disadvantage of high mold wear and bring problems with shaping what productivity significantly reduced.
- the present invention is therefore based on the object of creating a die-casting alloy with a high elongation at break with an acceptable yield strength, which has good castability and sticks as little as possible in the mold.
- the following minimum values must be achieved in the as-cast state: Elongation (A5): 14% proof stress (Rp 0.2): 100 MPa
- the alloy should also be easy to weld, a high corrosion resistance exhibit and in particular no susceptibility to stress corrosion cracking demonstrate.
- the solution according to the invention is that the alloy 0.5 to 2.0 % By weight magnesium Max. 0.15 % By weight silicon 0.50 to 2.0 Wt% manganese Max. 0.70 Wt% iron Max. 0.10 % Copper Max. 0.05 Wt% chromium Max. 0.10 % By weight zinc Max. 0.20 % By weight titanium 0.10 to 0.60 Wt% cobalt Max. 0.80 % By weight of cerium 0.05 to 0.50 % Zircon 0.005 to 0.15 % By weight vanadium Max. 0.50 % By weight hafnium and aluminum as the rest with further impurities individually max. 0.05% by weight, total max. 0.2% by weight.
- the degree of purity of the aluminum used to produce the alloy corresponds to a hut aluminum of quality Al 99.8 H.
- the alloy content is set as a general condition to keep close to the wrought alloy groups so that when later recycling of alloys used in vehicle construction, for example a reusable alloy system is retained or with mixing associated with an increase in entropy is limited.
- the alloy according to the invention has a well molded ⁇ -phase in the cast state.
- the eutectic predominantly made of Al 6 (Mn, Fe) phases, is very fine and therefore leads to a highly ductile fracture behavior.
- the manganese content prevents sticking in the mold and ensures good mold release.
- the magnesium content in connection with manganese gives the casting a high level of design stability, so that very little or no distortion can be expected even when demolding.
- this alloy can also be used for use thixocasting or thixo forging.
- the ⁇ phase forms in the Remelt immediately, giving excellent thixotropic properties available. At the usual heating speeds, a grain size becomes of ⁇ 100 ⁇ m.
- Zircon increases the proof stress and produces a finer grain, so that the required mechanical properties, in particular the yield strength in the as-cast state, can be achieved.
- the tendency of the casting to stick in the mold can be drastically reduced and the molding behavior can be significantly improved if additional is added to manganese cobalt and / or cerium.
- the alloy preferably contains therefore 0.30 to 0.60% by weight of cobalt and / or 0.05 to 0.80% by weight, in particular 0.10 to 0.50% by weight of cerium. An optimal effect is then achieved if the sum of the contents of cobalt, cerium and manganese in the alloy is at least 1.5% by weight and the alloy is at least 1.4% by weight Contains manganese.
- the alloy contains 0.005 to 0.15% by weight, in particular 0.01 to 0.03 % By weight of vanadium in order to improve the pourability or the flowability. Tests have shown that the mold filling capacity can be determined by a Vanadium addition is significantly improved. It also prevents vanadium the tendency to scratch known with AlMg alloys, in particular because no beryllium is added to the alloy.
- the cast aluminum alloy according to the invention is particularly suitable for thixocasting or thixo forging.
- the alloy is easy to weld, shows excellent casting behavior, a practically negligible tendency to stick and can be shaped well.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Forging (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Eine Aluminium-Gusslegierung enthält
0.5 bis 2.0 Gew.-% Magnesium
max. 0.15 Gew.-% Silizium
0.5 bis 2.0 Gew.-% Mangan
max. 0.70 Gew.-% Eisen
max. 0.10 Gew.-% Kupfer
max. 0.05 Gew.-% Chrom
max. 0.10 Gew.-% Zink
max. 0.20 Gew.-% Titan
0.10 bis 0.60 Gew.-% Cobalt
max. 0.80 Gew.-% Cer
0.05 bis 0.5 Gew.-% Zirkon
0.005 bis 0.15 Gew.-% Vanadium
max. 0.50 Gew.-% Hafnium
sowie Aluminium als Rest mit weiteren Verunreinigungen einzeln max. 0.05
Gew.-%, insgesamt max. 0.2 Gew.-%.
Die Aluminium-Gusslegierung eignet sich insbesondere für Druckguss sowie
Thixocasting bzw. Thixoschmieden. Eine besondere Verwendung liegt im
Druckguss für Bauteile mit hohen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften,
da diese bereits im Gusszustand vorliegen und somit eine weitere
Wärmebehandlung nicht erforderlich ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Aluminium-Gusslegierung, insbesondere eine Aluminium-Druckgusslegierung.
Die Druckgusstechnik hat sich heute soweit entwickelt, dass es möglich ist,
Gussstücke mit hohen Qualitätsansprüchen herzustellen. Die Qualität eines
Druckgussstückes hängt aber nicht nur von der Maschineneinstellung und dem
gewählten Verfahren ab, sondern in hohem Masse auch von der chemischen
Zusammensetzung und der Gefügestruktur der verwendeten Gusslegierung.
Diese beiden letztgenannten Parameter beeinflussen bekanntermassen die
Giessbarkeit, das Speisungsverhalten (G. Schindelbauer, J. Czikel "Formfüllungsvermögen
und Volumendefizit gebräuchlicher Aluminiumdruckgusslegierungen"
Giessereiforschung 42, 1990, S. 88/89), die mechanischen Eigenschaften
und -- im Druckguss ganz besonders wichtig -- die Lebensdauer der
Giesswerkzeuge (L.A. Norström, B. Klarenfjord, M. Svenson "General Aspects
on Wash-out Mechanism in Aluminium Diecasting Dies", 17. International
NADCA Diecastingcongress 1993, Cleveland OH).
In der Vergangenheit wurde der Entwicklung von speziell für den Druckguss
anspruchsvoller Gussstücke geeigneten Legierungen wenig Aufmerksamkeit
geschenkt. Die meisten Anstrengungen wurden auf die Weiterentwicklung der
Verfahrenstechnik des Druckgussprozesses verwendet. Gerade von Konstrukteuren
der Automobilindustrie wird aber immer mehr gefordert, schweissbare
Bauteile mit hoher Duktilität im Druckguss zu realisieren, da bei hohen Stückzahlen
der Druckguss die kostengünstigste Produktionsmethode darstellt.
Durch die Weiterentwicklung der Druckgusstechnik ist es heute möglich,
schweissbare und wärmebehandelbare Gussstücke von hoher Qualität herzustellen.
Dies hat den Anwendungsbereich für Druckgussteile auf sicherheitsrelevante
Komponenten erweitert. Für derartige Komponenten werden heute üblicherweise
AlSiMg-Legierungen eingesetzt, da diese eine gute Giessbarkeit
bei geringem Formenverschleiss aufweisen. Damit die geforderten mechanischen
Eigenschaften, insbesondere eine hohe Bruchdehnung, erreicht werden
können, müssen die Gussteile einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Diese Wärmebehandlung ist zur Einformung der Gussphasen und damit zur
Erzielung eines zähen Bruchverhaltens notwendig. Eine Wärmebehandlung
bedeutet in der Regel eine Lösungsglühung bei Temperaturen knapp unterhalb
der Solidustemperatur mit nachfolgendem Abschrecken in Wasser oder einem
anderen Medium auf Temperaturen <100°C. Der so behandelte Werkstoff weist
nun eine geringe Dehngrenze und Zugfestigkeit auf. Um diese Eigenschaften
auf den gewünschten Wert zu heben, wird anschliessend eine Warmauslagerung
durchgeführt. Diese kann auch prozessbedingt erfolgen, z.B. durch eine
thermische Beaufschlagung beim Lackieren oder durch das Entspannungsglühen
einer ganzen Bauteilgruppe.
Da Druckgussstücke endabmessungsnah gegossen werden, haben sie meist
eine komplizierte Geometrie mit dünnen Wandstärken. Während des Lösungsglühens
und besonders beim Abschreckprozess muss mit Verzug gerechnet
werden, der eine Nacharbeit z.B. durch Richten der Gussstücke oder im
schlimmsten Fall Ausschuss nach sich ziehen kann. Die Lösungsglühung verursacht
zudem zusätzliche Kosten und die Wirtschaftlichkeit dieser Produktionsmethode
könnte wesentlich erhöht werden, wenn Legierungen zur Verfügung
stehen würden, die die geforderten Eigenschaften ohne eine Wärmebehandlung
erfüllen.
Es sind auch AIMg-Legierungen bekannt, die sich durch eine hohe Duktilität
auszeichnen. Eine derartige Legierung ist beispielsweise in der US-A-5 573
606 offenbart. Diese Legierungen haben aber den Nachteil eines hohen Formenverschleisses
und bringen Probleme beim Ausformen, was die Produktivität
erheblich verringert.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Druckgusslegierung
mit hoher Bruchdehnung bei noch akzeptabler Dehngrenze zu
schaffen, die eine gute Giessbarkeit aufweist und in der Form möglichst wenig
klebt. Die folgenden Minimalwerte müssen im Gusszustand erreicht werden:
Dehnung (A5): 14% Dehngrenze (Rp 0.2): 100 MPa
Dehnung (A5): 14% Dehngrenze (Rp 0.2): 100 MPa
Die Legierung soll zudem gut schweissbar sein, einen hohen Korrosionswiderstand
aufweisen und insbesondere keine Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion
zeigen.
Zur erfindungsgemässen Lösung führt, dass die Legierung aus
sowie Aluminium als Rest mit weiteren Verunreinigungen einzeln max. 0.05
Gew.-%, insgesamt max. 0.2 Gew.-%, besteht. Der zur Herstellung der Legierung
verwendete Reinheitsgrad des Aluminiums entspricht einem Hütten-Aluminium
der Qualität Al 99.8 H.
0.5 bis 2.0 | Gew.-% Magnesium |
max. 0.15 | Gew.-% Silizium |
0.50 bis 2.0 | Gew.-% Mangan |
max. 0.70 | Gew.-% Eisen |
max. 0.10 | Gew.-% Kupfer |
max. 0.05 | Gew.-% Chrom |
max. 0.10 | Gew.-% Zink |
max. 0.20 | Gew.-% Titan |
0.10 bis 0.60 | Gew.-% Cobalt |
max. 0.80 | Gew.-% Cer |
0.05 bis 0.50 | Gew.% Zirkon |
0.005 bis 0.15 | Gew.-% Vanadium |
max. 0.50 | Gew.-% Hafnium |
Heute wird zum Schweissen immer mehr das Laserschweissverfahren eingesetzt.
Bei diesem Verfahren wird in einem relativ kleinen Bereich eine hohe
Temperatur erzeugt, so dass niedrig schmelzende Elemente in dieser Gusslegierung
minimiert werden müssen, um die Entstehung von Metalldampf und
damit eine erhöhte Porosität gering zu halten. Die erfindungsgemässe Legierung
darf daher kein Beryllium enthalten.
Des weiteren ist erfindungsgemäss als Rahmenbedingung gesetzt, den Legierungsgehalt
in die Nähe der Knetlegierungsgruppen zu halten, damit beim
späteren Recycling von beispielsweise im Fahrzeugbau eingesetzten Legierungen
ein wiederverwendbares Legierungssystem erhalten bleibt bzw. die mit
einer Entropieerhöhung einhergehende Vermischung sich in Grenzen hält.
Die erfindungsgemässe Legierung weist im Gusszustand eine gut eingeformte
α-Phase auf. Das Eutektikum, überwiegend aus Al6(Mn, Fe)-Phasen, ist sehr
fein ausgebildet und führt daher zu einem hochduktilen Bruchverhalten. Durch
den Anteil an Mangan wird das Kleben in der Form vermieden und eine gute
Entformbarkeit gewährleistet. Der Magnesiumgehalt in Verbindung mit Mangan
gibt dem Gussstück eine hohe Gestaltsfestigkeit, so dass auch beim Entformen
mit sehr geringem bis gar keinem Verzug zu rechnen ist.
Aufgrund der bereits eingeformten α-Phase lässt sich diese Legierung auch für
das Thixocasting bzw. Thixoschmieden einsetzen. Die α-Phase formt sich beim
Wiederaufschmelzen sofort ein, so dass hervorragende thixotrope Eigenschaften
vorliegen. Bei den üblichen Aufheizgeschwindigkeiten wird eine Korngrösse
von <100µm erzeugt.
Zur Erzielung einer hohen Duktilität ist von wesentlicher Bedeutung, dass der
Eisengehalt in der Legierung eingeschränkt wird. Überraschenderweise hat
sich gezeigt, dass die erfindungsgemässe Legierungszusammensetzung trotz
geringem Eisengehalt nicht zum Kleben in der Form neigt. Entgegen der allgemeinen
Ansicht, dass mit hohen Eisengehalten von mehr als 1.2 Gew.-% ein
Kleben in der Form in jedem Fall verhindert werden kann, hat sich beim erfindungsgemäss
vorgeschlagenen Legierungstyp herausgestellt, dass bei Erhöhung
des Eisengehaltes auf mehr als 0.7 Gew.-% bereits wieder eine Zunahme
der Klebeneigung beobachtet wird.
Für die einzelnen Legierungselemente werden die folgenden Gehaltsbereiche
bevorzugt:
Magnesium | 0.60 bis 1.2 Gew.-% |
Mangan | 0.80 bis 1.6 Gew.-%, insbesondere mindestens 1.4 Gew.-% |
Cobalt | 0.30 bis 0.60 Gew.-% |
Vanadium | 0.01 bis 0.03 Gew.-% |
Zirkon | 0.08 bis 0.35 Gew.-% |
Zirkon erhöht die Dehngrenze und erzeugt ein feineres Korn, so dass die geforderten
mechanische Eigenschaften, insbesondere die Dehngrenze im Gusszustand,
erreicht werden.
Die Klebeneigung des Gussstücks in der Form kann weiter drastisch vermindert
und das Ausformverhalten wesentlich verbessert werden, wenn zusätzlich
zu Mangan Cobalt und/oder Cer zugegeben wird. Bevorzugt enthält die Legierung
daher 0.30 bis 0.60 Gew.% Cobalt und/oder 0.05 bis 0.80 Gew.-%, insbesondere
0.10 bis 0.50 Gew.-% Cer. Eine optimale Wirkung wird dann erreicht,
wenn die Summe der Gehalte an Cobalt, Cer und Mangan in der Legierung
mindestens 1.5 Gew.-% beträgt und die Legierung mindestens 1.4 Gew.-%
Mangan enthält.
Die Legierung enthält 0.005 bis 0.15 Gew.-%, insbesondere 0.01 bis 0.03
Gew.-% Vanadium, um die Giessbarkeit bzw. das Fliessvermögen zu verbessern.
Versuche haben gezeigt, dass das Formfüllungsvermögen durch eine
Vanadiumzugabe wesentlich verbessert wird. Ausserdem verhindert Vanadium
die bei AlMg-Legierungen bekannte Verkrätzungsneigung, insbesondere weil
der Legierung kein Beryllium zugesetzt wird. Ein Gehalt von max. 0.20 Gew.-%
Titan, insbesondere von 0.10 bis 0.18 Gew.-% Titan, bewirkt eine zusätzliche
Kornfeinung. Der Gehalt an Titan ist auf max. 0.20 Gew.-% beschränkt um die
Duktilität der Legierung nicht zu beeinträchtigen. Ein Gehalt von max. 0.50
Gew.-%, bevorzugt 0.10 bis 0.40 Gew.-%, insbesondere 0.20 bis 0.35 Gew.-%
Hafnium, steigert die Dehngrenze, ohne die Duktilität zu beeinträchtigen.
Die erfindungsgemässe Aluminium-Gusslegierung eignet sich besonders gut
für das Thixocasting bzw. Thixoschmieden.
Obwohl die erfindungsgemässe Aluminium-Gusslegierung insbesondere zur
Verarbeitung im Druckguss vorgesehen ist, kann sie selbstverständlich auch
mit anderen Verfahren vergossen werden, z.B.
Die grössten Vorteile ergeben sich jedoch bei Giessverfahren, die mit hohen
Abkühlungsgeschwindigkeiten ablaufen, wie beispielsweise beim Druckgiessverfahren.
Aus der Konstitution der Legierung ist abzulesen, dass, wie oben bereits erwähnt,
der Legierungselementgehalt im Vergleich zu herkömmlichen Gusslegierungen
relativ niedrig gehalten wird. Dies führt zu einer Unempfindlichkeit
für Warmrisse. Während Legierungen mit mehr als 3 Gew.-% Magnesium, die
im Bereich fest/flüssig sehr weich sind und die Schrumpfkräfte die Festigkeit
übersteigen, aufgrund des breiten Erstarrungsintervalles zu Warmrissen tendieren,
trifft das für die vorliegende Legierung nicht zu. Bedingt durch das kleine
Schmelzintervall wird dieser Temperaturbereich relativ rasch durchschritten
und somit die Warmrissneigung minimiert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemässen Aluminium-Gusslegierung
sowie deren hervorragende Eigenschaften ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Aus sechs verschiedenen Legierungen wurde auf einer Druckguss-Maschine
mit 400 t Schliesskraft je Legierung Töpfe mit einer Wanddicke von 3 mm und
den Abmessungen 120 x 120 x 60 mm gegossen. Aus den Seitenteilen wurden
Probestäbe für Zugversuche herausgearbeitet und an diesen die mechanischen
Eigenschaften im Gusszustand gemessen. Die Ergebnisse sind in der
nachstehenden Tabelle zusammengefasst. Hierbei bedeuten Rp0.2 die Dehngrenze,
Rm die Zugfestigkeit und A5 die Bruchdehnung. Bei den angegebenen
Messwerten handelt es sich um Mittelwerte aus 10 Einzelmessungen. Die Legierungen
wurden auf der Basis Hütten-Aluminium der Qualität Al 99.8H erschmolzen.
Die Versuche zeigen, dass mit der erfindungsgemässen Aluminium-Gusslegierung
die bezüglich der Dehngrenze und der Bruchdehnung geforderten Minimalwerte
im Gusszustand erreicht werden.
Die Legierung ist gut schweissbar, zeigt ein ausgezeichnetes Giessverhalten,
eine praktisch vernachlässigbare Klebeneigung und lässt sich gut ausformen.
Leg. 1 | Leg. 2 | Leg. 3 | Leg. 4 | Leg. 5 | Leg. 6 | |
Si [Gew.-%] | 0.05 | 0.045 | 0.036 | 0.08 | 0.035 | 0.045 |
Fe [Gew.-%] | 0.10 | 0.38 | 0.23 | 0.24 | 0.23 | 0.10 |
Mn [Gew.-%] | 1.40 | 1.42 | 1.43 | 1.19 | 1.62 | 1.48 |
Mg [Gew.-%] | 0.83 | 0.98 | 1.00 | 1.15 | 1.102 | 0.89 |
Ce [Gew.-%] | - | - | - | - | - | 0.35 |
Co [Gew.-%] | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.25 |
Hf [Gew.-%] | 0.13 | - | 0.32 | - | - | - |
V [Gew.-%] | 0.006 | 0.01 | 0.02 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
Zr [Gew.-%] | 0.16 | 0.20 | 0,22 | 0.21 | 0.23 | 0.23 |
Rp0.2[N/mm2] | 110 | 115 | 117 | 115 | 125 | 122 |
Rm [N/mm2] | 197 | 209 | 208 | 205 | 211 | 205 |
A5 [%] | 19 | 15.5 | 17.4 | 16.8 | 14.1 | 15.6 |
Claims (12)
- Aluminium-Gusslegierung, insbesondere Aluminium-Druckgusslegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung aus
0.5 bis 2.0 Gew.-% Magnesium max. 0.15 Gew.-% Silizium 0.5 bis 2.0 Gew.-% Mangan max. 0.70 Gew.-% Eisen max. 0.10 Gew.-% Kupfer max. 0.05 Gew.-% Chrom max. 0.10 Gew.-% Zink max. 0.20 Gew.-% Titan 0.10 bis 0.60 Gew.-% Cobalt max. 0.80 Gew.-% Cer 0.05 bis 0.50 Gew.-% Zirkon 0.005 bis 0.15 Gew.-% Vanadium max. 0.50 Gew.-% Hafnium - Aluminium-Gusslegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.6 bis 1.2 Gew.-%. Magnesium enthält
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.8 bis 1.6 Gew.-%, insbesondere mindestens 1.4 Gew.-% Mangan enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0.3 Gew.-% Eisen enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.30 bis 0.60 Gew.-% Cobalt enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.05 bis 0.80 Gew.-%, insbesondere 0.10 bis 0.50 Gew.-% Cer enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Gehalte an Cobalt, Cer und Mangan in der Legierung min. 1.5 Gew.-% beträgt und die Legierung min. 1.40 Gew.-% Mangan enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennezeichnet, dass die Legierung 0.08 bis 0.35 Gew.-% Zirkon enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.01 bis 0.03 Gew.-% Vanadium enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.10 bis 0.40 Gew.-%, insbesondere 0.20 bis 0.35 Gew.-% Hafnium enthält.
- Aluminium-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung als Druckgusslegierung im Gusszustand eine Dehngrenze (Rp0.2) von min. 100 MPa und eine Bruchdehnung (A5) von min. 14% aufweist.
- Verwendung einer Aluminium-Legierung bestehend aus
0.5 bis 2.0 Gew.-% Magnesium max. 0.15 Gew.-% Silizium 0.5 bis 2.0 Gew.-% Mangan max. 0.70 Gew.-% Eisen max. 0.10 Gew.-% Kupfer max. 0.05 Gew.-% Chrom max. 0.10 Gew.-% Zink max. 0.20 Gew.-% Titan 0.10 bis 0.60 Gew.-% Cobalt max. 0.80 Gew.-% Cer 0.05 bis 0.5 Gew.-% Zirkon 0.005 bis 0.15 Gew.-% Vanadium max. 0.50 Gew.-% Hafnium
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP00810040A EP1118685A1 (de) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | Aluminium - Gusslegierung |
JP2000398674A JP2001220639A (ja) | 2000-01-19 | 2000-12-27 | アルミニウム鋳造用合金 |
EP01810014A EP1118686B1 (de) | 2000-01-19 | 2001-01-08 | Aluminium-Gusslegierung |
DE50100622T DE50100622D1 (de) | 2000-01-19 | 2001-01-08 | Aluminium-Gusslegierung |
MXPA01000063A MXPA01000063A (es) | 2000-01-19 | 2001-01-08 | Aleacion de fundicion de aluminio. |
AT01810014T ATE250149T1 (de) | 2000-01-19 | 2001-01-08 | Aluminium-gusslegierung |
CA002330992A CA2330992A1 (en) | 2000-01-19 | 2001-01-15 | Aluminium casting alloy |
NO20010288A NO20010288L (no) | 2000-01-19 | 2001-01-17 | Aluminium-stöpelegering |
BR0100105-1A BR0100105A (pt) | 2000-01-19 | 2001-01-18 | Liga de fundição de alumìnio |
US09/764,758 US6306342B2 (en) | 2000-01-19 | 2001-01-18 | Aluminum casting alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP00810040A EP1118685A1 (de) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | Aluminium - Gusslegierung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1118685A1 true EP1118685A1 (de) | 2001-07-25 |
Family
ID=8174525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP00810040A Withdrawn EP1118685A1 (de) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | Aluminium - Gusslegierung |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6306342B2 (de) |
EP (1) | EP1118685A1 (de) |
JP (1) | JP2001220639A (de) |
AT (1) | ATE250149T1 (de) |
BR (1) | BR0100105A (de) |
CA (1) | CA2330992A1 (de) |
DE (1) | DE50100622D1 (de) |
MX (1) | MXPA01000063A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111961931A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-20 | 福建祥鑫股份有限公司 | 一种高强耐腐蚀5系铝合金及其制备方法 |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040261916A1 (en) * | 2001-12-21 | 2004-12-30 | Lin Jen C. | Dispersion hardenable Al-Ni-Mn casting alloys for automotive and aerospace structural components |
US6783730B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-08-31 | Alcoa Inc. | Al-Ni-Mn casting alloy for automotive and aerospace structural components |
US6908590B2 (en) * | 2002-03-19 | 2005-06-21 | Spx Corporation | Aluminum alloy |
US20050161128A1 (en) * | 2002-03-19 | 2005-07-28 | Dasgupta Rathindra | Aluminum alloy |
JP2004099972A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Kyushu Mitsui Alum Kogyo Kk | 陽極酸化処理用アルミニウム合金及びそれを用いたプラズマ処理装置 |
US20050173032A1 (en) * | 2004-02-11 | 2005-08-11 | Hubert Koch | Casting of an aluminium alloy |
US20070102071A1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Bac Of Virginia, Llc | High strength, high toughness, weldable, ballistic quality, castable aluminum alloy, heat treatment for same and articles produced from same |
US20070297936A1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Zaki Ahmad | Aluminum alloy |
SE530437C2 (sv) * | 2006-10-13 | 2008-06-03 | Sapa Heat Transfer Ab | Rankmaterial med hög hållfasthet och högt saggingmotstånd |
US8349462B2 (en) | 2009-01-16 | 2013-01-08 | Alcoa Inc. | Aluminum alloys, aluminum alloy products and methods for making the same |
US20100215926A1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-08-26 | Askin Albert L | Aluminum alloy substrates having a multi-color effect and methods for producing the same |
EP2877317B2 (de) | 2012-07-27 | 2022-07-27 | Gränges Sweden AB | Bahnenmaterial mit hervorragender korrosionsbeständigkeit nach dem löten |
JP2017532449A (ja) * | 2014-08-27 | 2017-11-02 | アルコニック インコーポレイテッドArconic Inc. | マンガン、亜鉛、及びジルコニウムを含有する改良されたアルミニウム鋳造合金 |
KR20170124963A (ko) * | 2016-05-03 | 2017-11-13 | 손희식 | 고내식 주물용 알루미늄 합금 |
CN107460379A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-12 | 文登市恒佳熔铸材料制品厂 | 可阳极氧化的压铸铝锭 |
CN107587006A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-16 | 桂林加宏汽车修理有限公司 | 一种高弹性模量铝合金 |
CN109136679B (zh) * | 2018-11-01 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种用于连续深冲加工小型五金冲压件的铝合金带材及其制备方法 |
CN112453359B (zh) * | 2020-12-12 | 2022-08-05 | 安徽瑞荣汽车零部件有限公司 | 一种高强度铝合金汽车电机壳体 |
US20220195561A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Divergent Technologies, Inc. | 3-d printable alloys |
CN112626391B (zh) * | 2021-01-07 | 2022-05-03 | 重庆慧鼎华创信息科技有限公司 | 一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法 |
CN116377262A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-07-04 | 帅翼驰新材料集团有限公司 | 可用于钎焊的高压铸造铝合金的制作方法 |
CN116377288A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-07-04 | 帅翼驰新材料集团有限公司 | 可用于钎焊的高压铸造铝合金 |
CN116377289A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-07-04 | 帅翼驰新材料集团有限公司 | 适于钎焊的高压铸造铝合金 |
CN117187629B (zh) * | 2023-09-13 | 2025-02-25 | 山西瑞格金属新材料有限公司 | 一种适于钎焊的免热处理高熔点压铸用铝合金与制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4673551A (en) * | 1984-05-25 | 1987-06-16 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Fin stock material for use in plate fin heat exchanger adapted for superhigh pressure service |
EP0908527A1 (de) * | 1997-10-08 | 1999-04-14 | ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH | Aluminium-Gusslegierung |
EP0911420A1 (de) * | 1997-10-08 | 1999-04-28 | ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH | Aluminium-Gusslegierung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5921385B2 (ja) * | 1977-05-09 | 1984-05-19 | 住友アルミニウム製錬株式会社 | レンズ回り部品の製造法 |
JPS6063345A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-11 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 電気抵抗が高く成形性に優れたアルミニウム合金 |
US5573606A (en) * | 1995-02-16 | 1996-11-12 | Gibbs Die Casting Aluminum Corporation | Aluminum alloy and method for making die cast products |
ATE188259T1 (de) * | 1996-04-10 | 2000-01-15 | Alusuisse Lonza Services Ag | Bauteil |
-
2000
- 2000-01-19 EP EP00810040A patent/EP1118685A1/de not_active Withdrawn
- 2000-12-27 JP JP2000398674A patent/JP2001220639A/ja active Pending
-
2001
- 2001-01-08 AT AT01810014T patent/ATE250149T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-01-08 DE DE50100622T patent/DE50100622D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-08 MX MXPA01000063A patent/MXPA01000063A/es unknown
- 2001-01-15 CA CA002330992A patent/CA2330992A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-18 US US09/764,758 patent/US6306342B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-18 BR BR0100105-1A patent/BR0100105A/pt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4673551A (en) * | 1984-05-25 | 1987-06-16 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Fin stock material for use in plate fin heat exchanger adapted for superhigh pressure service |
EP0908527A1 (de) * | 1997-10-08 | 1999-04-14 | ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH | Aluminium-Gusslegierung |
EP0911420A1 (de) * | 1997-10-08 | 1999-04-28 | ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH | Aluminium-Gusslegierung |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111961931A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-20 | 福建祥鑫股份有限公司 | 一种高强耐腐蚀5系铝合金及其制备方法 |
CN111961931B (zh) * | 2020-08-14 | 2021-05-07 | 福建祥鑫股份有限公司 | 一种高强耐腐蚀5系铝合金及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2330992A1 (en) | 2001-07-19 |
JP2001220639A (ja) | 2001-08-14 |
DE50100622D1 (de) | 2003-10-23 |
BR0100105A (pt) | 2001-08-28 |
MXPA01000063A (es) | 2002-10-23 |
US6306342B2 (en) | 2001-10-23 |
US20010016175A1 (en) | 2001-08-23 |
ATE250149T1 (de) | 2003-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1118685A1 (de) | Aluminium - Gusslegierung | |
EP1612286B1 (de) | Aluminium-Druckgusslegierung | |
EP1443122B1 (de) | Druckgusslegierung aus Aluminiumlegierung | |
DE10352932B4 (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
EP3365472B1 (de) | Aluminiumlegierung | |
EP0918095B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles aus einer Aluminium-Druckgusslegierung | |
EP0911420B1 (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
EP1896621B1 (de) | Aluminiumlegierung | |
EP0853133B1 (de) | Verwendung einer Aluminiumlegierung zum Druckgiessen | |
DE112008003052T5 (de) | Produkt aus Al-Mg-Zn-Knetlegierung und Herstellungsverfahren dafür | |
EP1719820A2 (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
DE102017114162A1 (de) | Hochfeste und hochkriechresistente aluminiumgusslegierungen und hpdc-motorblöcke | |
EP3235917A1 (de) | Druckgusslegierung | |
DE4103934A1 (de) | Fuer kolben geeignete aluminiumlegierung | |
DE69825414T2 (de) | Aluminium-Legierung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
EP3048179A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von komplex geformten Gussteilen und Gussteil bestehend aus einer AlCu-Legierung | |
DE102013002632B4 (de) | Aluminium-Silizium-Druckgusslegierung und Verfahren zur Herstellung eines Druckgussbauteils | |
DE60114281T2 (de) | Guss- und Schmiedprodukt unter Verwendung einer Kupfer-basis Legierung | |
AT504089B1 (de) | Aluminiumlegierung und verfahren zu deren herstellung | |
DE60220835T2 (de) | Aluminiumlegierung, gussköprer aus einer aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung eines gussköprers aus einer aluminiumlegierung | |
EP0989195A1 (de) | Warmfeste Aluminiumlegierung vom Typ AlCuMg | |
AT407533B (de) | Aluminiumlegierung | |
EP0908527A1 (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
DE60200169T2 (de) | Aluminium-Druckgusslegierung | |
EP1118686B1 (de) | Aluminium-Gusslegierung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
AKX | Designation fees paid | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: 8566 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20020126 |