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EP1718778B1 - Werkstoff auf der basis einer aluminium-legierung, verfahren zu seiner herstellung sowie verwendung hierfür - Google Patents

Werkstoff auf der basis einer aluminium-legierung, verfahren zu seiner herstellung sowie verwendung hierfür Download PDF

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Publication number
EP1718778B1
EP1718778B1 EP05714972.6A EP05714972A EP1718778B1 EP 1718778 B1 EP1718778 B1 EP 1718778B1 EP 05714972 A EP05714972 A EP 05714972A EP 1718778 B1 EP1718778 B1 EP 1718778B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mass
base alloy
magnesium
aluminium
silicon
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP05714972.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1718778A1 (de
Inventor
Ulrich Bischofberger
Peter Krug
Gero Sinha
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle GmbH
Peak Werkstoff GmbH
Original Assignee
Mahle GmbH
Peak Werkstoff GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle GmbH, Peak Werkstoff GmbH filed Critical Mahle GmbH
Publication of EP1718778A1 publication Critical patent/EP1718778A1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • 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
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0084—Pistons  the pistons being constructed from specific materials

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an aluminum alloy-based material, a material obtainable by this method, and a use of this material.
  • pistons are usually made from aluminum-silicon casting alloys. Because of the good casting properties, pistons based on aluminum-silicon alloys can be produced relatively inexpensively and simply by means of the chill casting process.
  • These materials are typically with silicon contents between 12 and 18 wt .-%, in some cases up to 24 wt .-%, and with admixtures of magnesium between 1 to 1.5 wt .-%, copper between 1 and 3 wt. % and often nickel between 1 to 3 wt .-% alloyed.
  • z. B. according to the US Pat. No. 6,419,769 A1 It is recommended to adjust the copper content between 5.6 and 8.0% by weight.
  • FR 2 690 957 A1 The strength of such an alloy is additionally increased by the addition of the elements titanium, zirconium and vanadium. However, the alloying of these strength-increasing elements increases the density of the material.
  • a heat resistant alloy of reduced specific gravity is disclosed in the patent DE 747 355 described as particularly advantageous for pistons.
  • This material is characterized by a magnesium content between 4 and 12 wt .-% and a silicon content between 0.5 and 5 wt .-%, wherein the silicon content should always be less than half of the magnesium content.
  • a magnesium content between 4 and 12 wt .-% and a silicon content between 0.5 and 5 wt .-%, wherein the silicon content should always be less than half of the magnesium content.
  • between 0.2 and 5 wt .-% copper and / or nickel alloyed.
  • This material is also to be distinguished by an improved heat resistance, even without the approval of strength-increasing components.
  • US-B1-6 419 769 describes a method for the production of cast materials from an aluminum base alloy, which contains, in addition to aluminum, among others, silicon, magnesium and copper.
  • the silicon-magnesium ratio is given as 10 to 25 and the ratio of copper to magnesium as 4 to 15. Based on the total weight of the aluminum alloy, the proportion of silicon is 11.0 to 14.0% by weight, of copper 5.6 to 8.0% by weight and of magnesium 0.5 to 1.5% by weight.
  • US-A-5 520 754 discloses an aluminum-lithium alloy containing inter alia copper and magnesium as well as their preparation.
  • the magnesium is thus added depending on the particular desired silicon content according to the above formula.
  • Part of the magnesium (1.73xSF content) reacts directly with silicon to form the magnesium silicide, the remaining 1.5 to 6.0% by weight of magnesium dissolve in the aluminum mixed crystal and, after suitable heat treatment, together with copper cause an increase in the strength of the material.
  • the material may contain the usual impurities in aluminum alloys.
  • the alloying of further alloying elements might seem sensible.
  • the strength-increasing effect of small addition amounts (0.05 to 0.2% of titanium, zirconium or vanadium ( FR 2 690 957 A1 ), also known is the effect of 0.1 to 0.5% silver which has a positive effect on the heat resistance properties of AlCu alloys.
  • the material obtainable by the process according to the invention is distinguished not only by its low density but also by excellent strength properties, which prove to be superior even at elevated temperatures compared to today's conventional piston alloys.
  • the base alloy can be treated with all known hot forming processes, for example extrusion, hot rolling or forging. Hot forming should be carried out with a degree of deformation greater than 5 times.
  • the aluminum or the base alloy used should contain foreign elements only in a small proportion, not more than 1% by mass per foreign element.
  • a heat treatment is advantageously carried out after the hot forming. This can be done in a conventional manner by solution annealing, quenching and aging.
  • the material according to the invention is suitable for the production of components of all kinds, in particular of pistons for internal combustion engines.
  • Beryllium is added to reduce the tendency of the melt to oxidize. Iron was analyzed as an impurity.
  • magnesium phosphate is the grain refining of the primary solidifying magnesium silicide. Iron was analyzed as an impurity.
  • magnesium phosphate is the grain refining of the primary solidifying magnesium silicide. Iron was analyzed as an impurity.
  • the finished material exhibits the following properties: Leg. A Leg. B Leg. C 2618 AlSi12Cu6MgTiZrV Density (g / cm 3 ) 2.50 2.60 2.46 2.77 2.75 Therm. Coefficient of expansion [1 / K] 23 ⁇ 10 -6 23.5 ⁇ 10 -6 22.5 ⁇ 10 -6 24 ⁇ 10 -6 ./. Modulus of elasticity [GPa] 79.3 78 82 72 ./. Tensile strength [N / mm 2 ] 390 390 390 420 270 Yield strength [N / mm 2 ] 335 335 335 350 235 Elongation at break [%] 2.4 1.5 1.1 7.0 ./. Fatigue strength [N / mm 2 ] room temperature 255 255 250 200 131 200 ° C 140 135 135 115 97 250 ° C 100 100 100 95 76
  • the material according to the invention is distinguished from the British aluminum standard 2618 by a lower density and an increased modulus of elasticity.
  • the achieved static strength properties reach down to the high-strength wrought alloy 2618.
  • the determined fatigue strength clearly exceeds the values achieved with the wrought alloy 2618.
  • the material according to the invention is superior in both static and dynamic testing. It is due to this combination of properties in a special way for the production of pistons for internal combustion engines.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs auf der Basis einer Aluminium-Legierung einen mit diesem Verfahren erhältlichen Werkstoff sowie eine Verwendung dieses Werkstoffs.
  • In den letzten Jahren ist bei Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge verstärkt ein Trend hin zu noch leichteren und kompakteren Aggregaten mit gesteigerten spezifischen Leistungen zu beobachten. Dies führt unter anderem auch zu einer immer stärkeren Belastung der hierfür eingesetzten Kolben. Diesem Trend kann sowohl durch geänderte Konstruktionen, aber auch vor allem durch die Entwicklung neuer geeigneter Werkstoffe Rechnung getragen werden. Im Vordergrund steht dabei der Wunsch nach hoch warmfesten und spezifisch leichten Materialien.
  • Bis jetzt werden Kolben üblicherweise aus Aluminium-Silizium-Gusslegierungen hergestellt. Wegen der guten Gießeigenschaften lassen sich Kolben auf der Basis von Aluminium-Silizium-Legierungen relativ preisgünstig und einfach im Kokillengussverfahren herstellen.
  • Diese Werkstoffe werden typischerweise mit Siliziumgehalten zwischen 12 und 18 Gew.-%, in Einzelfällen auch bis zu 24 Gew.-%, sowie mit Beimengungen von Magnesium zwischen 1 bis 1,5 Gew.-%, Kupfer zwischen 1 und 3 Gew.-% und häufig auch Nickel zwischen 1 bis 3 Gew.-% legiert. Um die Warmfestigkeit einer solchen Legierung zu verbessern, wird z. B. gemäß der US 6 419 769 A1 empfohlen, den Kupfergehalt zwischen 5,6 und 8,0 Gew.-% einzustellen. Nach der FR 2 690 957 A1 wird die Festigkeit einer derartigen Legierung durch Zugabe der Elemente Titan, Zirkonium und Vanadium zusätzlich gesteigert. Allerdings wird durch das Zulegieren dieser festigkeitssteigernden Elemente die Dichte des Werkstoffs erhöht.
  • Eine warmfeste Legierung mit reduziertem spezifischem Gewicht wird in der Patentschrift DE 747 355 als für Kolben besonders vorteilhaft beschrieben. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch einen Magnesiumgehalt zwischen 4 und 12 Gew.-% und einen Siliziumgehalt zwischen 0,5 und 5 Gew.-% aus, wobei der Siliziumgehalt stets geringer als die Hälfte des Magnesiumgehalts sein soll. Ferner sind zwischen 0,2 und 5 Gew.-% Kupfer und/oder Nickel zulegiert. Dieser Werkstoff soll sich auch bei Verzicht auf die Zulegierung festigkeitssteigernder Komponenten durch eine verbesserte Warmfestigkeit auszeichnen.
  • In der DE 38 42 812 A1 wird ein Gussleichtwerkstoff auf Basis einer Aluminiumlegierung mit 5 bis 25 Masse-% Magnesiumsilizid beschrieben. Neben Magnesiumsilizid wird außerdem als vorteilhaft sowohl ein Überschuß von Silizium (bis 12 Masse%) als auch von Magnesium (bis 15 Masse%) betrachtet. Ferner können bis zu 5 Masse-% Kupfer, Nickel, Mangan und Kobalt zulegiert sein. In Unteranspruch 5 wird zusätzlich die Liquidustemperatur von <700°C im Dreistoffsystem Al-Si-Mg als begrenzendes Limit genannt. Vorteile bzw. Nachteile bei den mechanischen Eigenschaften, welche sich aus einem Überschuß von Magnesium bzw. Siliziums ergeben könnten werden nicht explizit erwähnt.
  • Diese bekannten Werkstoffe sind ausnahmslos Gusswerkstoffe. Es besteht allerdings auch ein Bedarf an Werkstoffen mit noch geringerer Dichte und noch höherer Festigkeit, die durch die ausschließliche Verwendung eines Gießverfahrens bisher nicht herstellbar sind.
  • US-B1-6 419 769 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von gegossenen Werkstoffen aus einer Aluminium-Basislegierung, die neben Aluminium unter anderem Silizium, Magnesium und Kupfer enthält. Das Silizium-Magnesium-Verhältnis wird mit 10 bis 25 und das Verhältnis Kupfer zu Magnesium mit 4 bis 15 angegeben. Bezogen auf das Gesamtgewicht der Aluminiumlegierung beträgt der Anteil an Silizium 11,0 bis 14,0 Gew.-%, an Kupfer 5,6 bis 8,0 Gew.-% und an Magnesium 0,5 bis 1,5 Gew.-%. Es wird ein erster Verfahrensschritt beschrieben, der bei umgerechnet 204 bis 260 °C stattfindet, weitere Schritte sind ein Lösungsglühen (482 bis 538 °C), ein Abschrecken (49 bis 149 °C) und ein Altern (218 bis 252 °C).
  • US-A-5 520 754 offenbart eine Aluminium-Lithium-Legierung, die unter anderem auch Kupfer und Magnesium enthält, sowie ihre Herstellung.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs auf der Basis einer Aluminium-Legierung, einen mit diesem Verfahren erhältlichen verbesserten Werkstoff, eine Verwendung dieses Werkstoffs sowie ein Bauteil aus diesem Werkstoff anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die in den Ansprüchen 1, 11, 12 und 13 angegebene Merkmalskombination gelöst.
  • Demgemäß ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs, wobei eine Aluminium-Basislegierung mit einem Gehalt zwischen
    5,5 und 13,0 Masse-% Silizium, zusätzlich einem Gehalt an Magnesium gemäß der Formel Mg [Masse-%] = 1,73 × Si [Masse-%] + m
    • mit m = 1,5 bis 6,0 Masse-% Magnesium
    sowie Kupfer mit einem Gehalt zwischen 1,0 und 4,0 Gew.% (Rest Aluminium) - erschmolzen, gegossen oder durch Sprühkompaktieren vorverdichtet und die Basislegierung anschließen zumindest einmal warmumgeformt wird, sowie nachfolgend einer Wärmebehandlung bestehend aus Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern unterzogen wird.
  • Das Magnesium wird also in Abhängigkeit vom jeweils gewünschten Siliziumgehalt gemäß der oben genannten Formel zugesetzt. Dabei reagiert ein Teil des Magnesiums (1,73xSFGehalt) direkt mit Silizium zur Magnesiumsilizid, die restlichen 1,5 bis 6,0 Masse-% Magnesium lösen sich im Aluminiummischkristall und bewirken nach geeigneter Wärmebehandlung zusammen mit Kupfer eine Festigkeitssteigerung des Werkstoffs. Der Werkstoff kann die in Aluminiumlegierungen üblichen Verunreinigungen enthalten. Zusätzlich könnte zum Zwecke einer weiteren Festigkeitssteigerung das Zulegieren weiterer Legierungselemente sinnvoll erscheinen. Bekannt ist z.B. die festigkeitssteigernde Wirkung kleiner Zugabemengen (0,05 bis 0,2% von Titan, Zirkon oder Vanadin ( FR 2 690 957 A1 ), ebenso bekannt ist die Wirkung von 0,1 bis 0,5% Silber welches bei AlCu-Legierungen sich positiv auf die Warmfestigkeitseigenschaften auswirkt. Ohne Nachteite für die mechanischen Eigenschaften wirkt sich die Zugabe von kleinen Gehalten (0,2 bis 2%) weiterer, der für viele Aluminium-Kupfer-Magnesiumlegierungen zusätzlich Verwendung findender Legierungselemente z.B. Nickel, Kobalt oder Mangan oder Eisen aus. Durch die Zugabe vorgenannter Elemente, wird jedoch zumeist die Dichte des beanspruchten Leichtbauwerkstoffes erhöht.
  • Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Werkstoff zeichnet sich neben seiner geringen Dichte durch ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften aus, die sich auch bei erhöhten Temperaturen gegenüber den heutigen gebräuchlichen Kolbenlegierungen als überlegen zeigen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Basislegierung kann mit allen bekannten Warmumformverfahren, bspw. Strangpressen, Warmwalzen oder Schmieden behandelt werden. Das Warmumformen sollte mit einem Umformgrad größer als 5-fach durchgeführt werden.
  • Um die Qualität des Werkstoffs nicht zu beeinträchtigen, sollte das verwendete Aluminium bzw. die Basislegierung Fremdelemente nur in einem geringen Anteil, und zwar nicht mehr als jeweils 1 Masse-% pro Fremdelement, enthalten.
  • Zur Erzielung maximaler Festigkeitseigenschaften wird vorteilhaft nach der Warmformgebung eine Wärmebehandlung durchgeführt. Diese kann auf an sich bekannte Weise durch Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern erfolgen.
  • Der erfindungsgemäße Werkstoff eignet sich zur Herstellung von Bauteilen aller Art, insbesondere von Kolben für Verbrennungsmotoren.
    • Ausführungsbeispiel 1:
  • Eine Legierung A der folgenden Zusammensetzung:
    • 8,1 Masse-% Silizium
    • 17,2 Masse-% Magnesium
    • 1,7 Masse-% Kupfer
    • 0,3 Masse-% Eisen
    • 50 ppm Beryllium
    • Rest Aluminium
    wird hergestellt, indem die einzelnen Elemente nach den üblichen Verfahren legiert und mittels dem Verfahren des Sprühkompaktierens zu einem zylindrischen Block vergossen werden. Das resultierende Vormaterial wird auf 400 bis 500°C vorgewärmt und durch Strangpressen 10-fach umgeformt und anschließend gehärtet. Dazu wird eine Wärmebehandlung, umfassend Lösungsglühen bei 500°C für 2 Stunden, Abschrecken in Wasser und 10 Stunden Anlassen bei 210°C durchgeführt.
  • Beryllium wird zugegeben, um die Oxidationsneigung der Schmelze zu mindern. Eisen wurde als Verunreinigung analysiert.
    • Ausführungsbeispiel 2:
  • Eine Legierung B der folgenden Zusammensetzung:
    • 6,0 Masse-% Silizium
    • 12,5 Masse-% Magnesium
    • 2,1 Masse-% Kupfer
    • 0,2 Masse-% Eisen
    • 50 ppm Beryllium
    • 1,0 Gew.-% Magnesiumphosphat
    • Rest Aluminium
    wird hergestellt, indem die einzelnen Elemente nach den üblichen Verfahren legiert und mittels Stranggießen zu einem zylindrischen Block vergossen werden. Das resultierende Vormaterial wird auf 400 bis 500°C vorgewärmt und durch Strangpressen 10-fach umgeformt und anschließend gehärtet. Dazu wird eine Wärmebehandlung, umfassend Lösungsglühen bei 500°C für 2 Stunden, Abschrecken in Wasser und 10 Stunden Anlassen bei 210°C durchgeführt.
  • Beryllium wird zugegeben, um die Oxidationsneigung der Schmelze zu mindern, Magnesiumphosphat dient der Kornfeinung des primär erstarrenden Magnesiumsilizids. Eisen wurde als Verunreinigung analysiert.
    • Ausführungsbeispiel 3:
  • Eine Legierung C der folgenden Zusammensetzung:
    • 12,9 Masse-% Silizium
    • 25,1 Masse-% Magnesium
    • 1,9 Masse-% Kupfer
    • 0,15 Masse-% Eisen
    • 50 ppm Beryllium
    • 0,9 Gew.-% Magnesiumphosphat
    • Rest Aluminium
    wird hergestellt, indem die einzelnen Elemente nach den üblichen Verfahren legiert und mittels Stranggießen zu einem zylindrischen Block vergossen werden. Das resultierende Vormaterial wird auf 400 bis 500°C vorgewärmt und durch Strangpressen 10-fach umgeformt und anschließend gehärtet. Dazu wird eine Wärmebehandlung, umfassend Lösungsglühen bei 500°C für 2 Stunden, Abschrecken in Wasser und 10 Stunden Anlassen bei 210°C durchgeführt.
  • Beryllium wird zugegeben, um die Oxidationsneigung der Schmelze zu mindern, Magnesiumphosphat dient der Kornfeinung des primär erstarrenden Magnesiumsilizids. Eisen wurde als Verunreinigung analysiert.
  • Der fertige Werkstoff zeigt die folgenden Eigenschaften:
    Leg. A Leg. B Leg. C 2618 AlSi12Cu6MgTiZrV
    Dichte (g/cm3) 2,50 2,60 2,46 2,77 2,75
    Therm. Ausdehnungskoeffizient [1/K] 23 × 10-6 23,5 × 10-6 22,5 × 10-6 24 × 10-6 ./.
    E-Modul [GPa] 79,3 78 82 72 ./.
    Zugfestigkeit [N/mm2] 390 390 390 420 270
    Dehngrenze [N/mm2] 335 335 335 350 235
    Bruchdehnung [%] 2,4 1,5 1,1 7,0 ./.
    Ermüdungsfestigkeit [N/mm2]
    Raumtemperatur 255 255 250 200 131
    200°C 140 135 135 115 97
    250°C 100 100 100 95 76
  • Der erfindungsgemäße Werkstoff zeichnet sich gegenüber dem britischen Aluminium-Standard 2618 durch eine niedrigere Dichte und einem erhöhten E-Modul aus. Die erzielten statischen Festigkeitseigenschaften reichen an die hochfeste Knetlegierung 2618 heran. Die ermittelte Ermüdungsfestigkeit übertrifft die mit der Knetlegierung 2618 erzielten Werte deutlich. Gegenüber der Gusslegierung aus der US 6 419 769 A ist der erfindungsgemäße Werkstoff sowohl bei statischer als auch bei dynamischer Prüfung überlegen. Er eignet sich aufgrund dieser Eigenschaftskombination in besonderer Weise zur Herstellung von Kolben für Verbrennungsmotoren.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs, wobei eine Aluminium-Basislegierung hergestellt wird, die aus
    5,5 bis 13,0 Masse-% Silizium,
    11,015 bis 28,49 Masse-% Magnesium,
    1,0 bis 4,0 Masse-% Kupfer,
    Rest Aluminium,
    besteht,
    die Basislegierung danach zumindest einmal warmumgeformt, sowie nachfolgend einer Wärmebehandlung, bestehend aus Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern, unterzogen wird,
    wobei das Masse-Verhältnis Magnesium:Silizium Gehalt an Magnesium = 1,73 * Silizium-Gehalt + 1,5 bis 6,0 Masse-% ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basislegierung mittels Sprühkompaktieren hergestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basislegierung mittels dem Verfahren des Stranggießens hergestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basislegierung mittels dem Verfahren des Kokillengießens hergestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basislegierung zum Zwecke der Kornfeinung des sich bildenden Primär-Magnesiumsilizids 0,5 - 1,5 Gew. % Magnesiumphosphat enthält.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basislegierung mittels Strangpressen, Warmwalzen oder Schmieden warmumgeformt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmumformen mit einem Umformgrad größer als 5-fach durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 1,5 bis 3,0 Masse-% Kupfer zulegiert werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aluminium-Basislegierung übliche Verunreinigungen enthalten sein können, wobei die Aluminium-Basislegierung als Verunreinigung nicht mehr als jeweils 1 Masse-% Fremdelemente enthält, bezogen auf die Masse des in der Aluminium-Basislegierung enthaltenen Aluminiums.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff 2h bei 500°C durchgewärmt, in Wasser abgeschreckt und anschließend 10h bei 210°C angelassen wird.
  11. Werkstoff auf Basis einer Aluminium-Legierung, erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Verwendung des Werkstoffs nach Anspruch 11 zur Herstellung von Bauteilen.
  13. Bauteil nach Anspruch 12, nämlich Kolben für Verbrennungsmotoren.
EP05714972.6A 2004-02-16 2005-02-15 Werkstoff auf der basis einer aluminium-legierung, verfahren zu seiner herstellung sowie verwendung hierfür Expired - Lifetime EP1718778B1 (de)

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DE (1) DE102004007704A1 (de)
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035115A1 (de) 2007-07-27 2009-01-29 FNE Forschungsinstitut für Nichteisen-Metalle GmbH Aluminiummatrix enthaltender Werkstoff mit Gradientenstruktur
DE102007035124A1 (de) 2007-07-27 2009-01-29 FNE Forschungsinstitut für Nichteisen-Metalle GmbH Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffes mit einer Aluminiummatrix durch Squeeze Casting
DE102008056511B4 (de) * 2008-11-08 2011-01-20 Audi Ag Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Metallbauteile aus einer AI-SiMg-Legierung, insbesondere von Bauteilen eines Kraftfahrzeugs
CN101985706A (zh) * 2010-11-18 2011-03-16 江苏万里活塞轴瓦有限公司 热精锻连杆用铝合金材料及其制备方法
JP5848259B2 (ja) * 2010-12-22 2016-01-27 昭和電工株式会社 ブレーキピストン用素形材の製造方法
CN102335704B (zh) * 2011-09-22 2013-08-28 哈尔滨哈飞工业有限责任公司 轮椅架结构件锻造成型方法
CN103394538A (zh) * 2013-08-06 2013-11-20 浙江瑞金铜铝型材有限公司 一种7a04超硬铝合金型材的成型及时效工艺
WO2015027030A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Taheri Mitra Lenore Selective grain boundary engineering
CN104451286A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 绥阳县耐环铝业有限公司 一种镁铝合金及其加工工艺
CN104741873A (zh) * 2015-01-30 2015-07-01 深圳市江为五金螺丝有限公司 一种数控挤压工艺
CN104668300B (zh) * 2015-01-30 2018-04-27 深圳市江为五金螺丝有限公司 铝合金挤压件加工工艺
WO2017027734A1 (en) 2015-08-13 2017-02-16 Alcoa Inc. Improved 3xx aluminum casting alloys, and methods for making the same
CN105648290A (zh) * 2016-03-15 2016-06-08 昆明理工大学 一种高强度铝合金及其制备方法
KR20170124963A (ko) * 2016-05-03 2017-11-13 손희식 고내식 주물용 알루미늄 합금
US20180155811A1 (en) * 2016-12-02 2018-06-07 Honeywell International Inc. Ecae materials for high strength aluminum alloys
US11649535B2 (en) 2018-10-25 2023-05-16 Honeywell International Inc. ECAE processing for high strength and high hardness aluminum alloys
CN109431152A (zh) * 2018-12-07 2019-03-08 福建祥鑫股份有限公司 一种折叠式铝合金陪护床及其制造方法
CN109988952B (zh) * 2019-05-10 2020-05-05 贵州正合可来金科技有限责任公司 一种铝合金手机外壳的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE747355C (de) * 1937-10-30 1944-09-20 Mahle Kg Verwendung einer Aluminiumlegierung fuer Kolben von Brennkraftmaschinen
DE1483229C2 (de) * 1965-09-03 1980-04-17 Honsel-Werke Ag, 5778 Meschede Verwendung von AlMgSi-GuB-Legienuigen für Zylinderköpfe
JPS508693B1 (de) * 1969-10-09 1975-04-07
JPS508693A (de) 1973-05-22 1975-01-29
US4917739A (en) * 1984-08-10 1990-04-17 Allied-Signal Inc. Rapidly solidified aluminum-transition metal-silicon alloys
US5178686A (en) * 1988-12-20 1993-01-12 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Lightweight cast material
DE3842812A1 (de) * 1988-12-20 1990-06-21 Metallgesellschaft Ag Gussleichtwerkstoff
FR2690957B1 (fr) 1992-05-06 1994-06-17 Senaux Pierre Dispositif pour fixer des colliers supportant des affiches ou des drapeaux, sans moyens d'elevation ni de materiaux de fixation.
US5520754A (en) 1994-04-25 1996-05-28 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Spray cast Al-Li alloy composition and method of processing
JP2001515141A (ja) 1997-08-30 2001-09-18 ホンゼル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト 合金およびこの合金からなる製品を製造する方法
US6419769B1 (en) 1998-09-08 2002-07-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Aluminum-silicon alloy having improved properties at elevated temperatures and process for producing cast articles therefrom

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

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Publication number Publication date
CN100503857C (zh) 2009-06-24
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