DE102008029864B4 - Cast component and method for its manufacture - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Aluminium-Druckgusslegierung, bei welchem das Gussbauteil nach dem Gießen einem Wärmebehandlungsverfahren unterzogen wird,
– wobei eine Aluminium-Druckgusslegierung mit folgenden Legierungselementen eingesetzt wird:
> 6 und ≤ 8,2 Gew.-% Silizium
0,5 bis 0,6 Gew.-% Mangan
0,15 bis 0,2 Gew.-% Eisen
0,04 bis 0,2 Gew.-% Magnesium
0,04 bis 0,08 Gew.-% Titan
0,014 bis 0,018 Gew.-% Strontium
und als Rest Aluminium mit einzeln maximal 0,05 Gew.-% und insgesamt maximal 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen,
– wobei durch die Aluminium-Druckgusslegierung das Gussbauteil im Gusszustand eine Bruchdehnung A5 von ≥ 10% und eine Dehngrenze Rp0,2 von < 120 MPa aufweist,
– und wobei eine Stabilitätsglühung bei einer Temperatur von 120–260°C durchgeführt wird, wonach das wärmebehandelte Gussbauteil eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0
,
2 von ≥ 110 MPa aufweist.Method for producing a cast component from an aluminum die-casting alloy, in which the cast component is subjected to a heat treatment process after casting,
- wherein an aluminum die casting alloy is used with the following alloying elements:
> 6 and ≤ 8.2 wt .-% silicon
0.5 to 0.6% by weight of manganese
0.15 to 0.2% by weight of iron
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0.04 to 0.08% by weight of titanium
0.014 to 0.018 wt% strontium
and the remainder being aluminum with individually not more than 0.05% by weight and not more than 0.2% by weight in total of production-related impurities,
Wherein, as a result of the aluminum die cast alloy, the cast component has a breaking elongation A 5 of ≥ 10% and a yield strength Rp 0.2 of <120 MPa in the cast state,
And wherein a stability annealing is carried out at a temperature of 120-260 ° C, after which the heat-treated cast component has an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0 , 2 of ≥ 110 MPa.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Aluminium-Druckgusslegierung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Gussbauteil aus einer Aluminium-Druckgusslegierung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art.The The invention relates to a method for producing a cast component from an aluminum die-casting alloy in the preamble of the claim 1 specified type. Also The invention relates to a cast component made of an aluminum die casting alloy specified in the preamble of claim 8 Art.
Damit derartige Gussbauteile aus Aluminium-Druckgusslegierungen beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt werden können, werden diese heute üblicherweise nach dem Urformen beziehungsweise Gießen einem Wärmebehandlungsverfahren unterzogen.In order to Such cast components made of aluminum die-cast alloys, for example can be used in the automotive industry, these are now commonly after the prototyping or casting subjected to a heat treatment process.
Durch diese Wärmebehandlung soll ein Gussbauteil geschaffen werden, mittels welchem beispielsweise über eine Kurzzeit von 1 h eine Wärmestabilität bei 205°C oder beispielsweise über eine Langzeit von 1000 h eine Wärmestabilität bei 150°C erreicht werden kann. Die kurzzeitige Wärmestabilität ist dabei beispielsweise erforderlich, damit die Kraftwagenkarosserie bei ihrer Herstellung einer Lackeinbrennung, welche beispielsweise bei 170°C über 20 min erfolgt, entsprechend wärmestabil ist. Die langzeitige Wärmestabilität ist beispielsweise erforderlich, damit die Bauteile entsprechenden Temperaturen, welche beim Fahrbetrieb beispielsweise durch den Motor emittiert werden oder durch Sonneneinstrahlung auf die Bauteile wirken, widerstehen.By this heat treatment a cast component is to be created by means of which, for example, via a Short term of 1 h a heat stability at 205 ° C or for example via a Long term of 1000 h, a thermal stability at 150 ° C achieved can be. The short-term thermal stability is here required, for example, so that the car body at their preparation of a paint incineration, which, for example, at 170 ° C over 20 min takes place, according to heat stable is. The long-term heat stability is for example required so that the components corresponding temperatures, which be emitted during driving, for example by the engine or act on the components by solar radiation, withstand.
Dabei sollen beispielsweise crashtaugliche Gussbauteile mit einer reduzierten Duktilität bereitgestellt werden können, welche eine Dehngrenze Rp0 , 2 von zum Beispiel zwischen 120 und 165 MPa und eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% aufweisen. Hierdurch sind entsprechende Bauteile mit geeigneter Duktilität geschaffen, welche beispielsweise im Bereich der Knautschzone eingesetzt werden.For example, crashworthy cast components with a reduced ductility should be provided which have a yield strength Rp 0 , 2 of, for example, between 120 and 165 MPa and an elongation at break A 5 of ≥ 7%. As a result, corresponding components are created with suitable ductility, which are used for example in the crumple zone.
Damit diese Bauteile geschaffen werden können, müssen heute beispielsweise Legierungen eingesetzt werden, welche einen hohen Anteil an den Legierungselementen Ti, Zr und Mo aufweisen. Diese Legierungselemente sind jedoch äußerst teuer, weshalb die Gussbauteile schlussendlich ebenfalls sehr teuer sind.In order to These components can be created today, for example, alloys are used, which a high proportion of the alloying elements Ti, Zr and Mo have. However, these alloying elements are extremely expensive which is why the cast components are ultimately also very expensive.
Aus
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie ein Gussbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen eine kostengünstige Herstellung realisiert werden kann.task The present invention is therefore a method and a To provide cast component of the type mentioned, by means of which a cost-effective Production can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie ein Gussbauteil mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 beziehungsweise 8 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.These Task is achieved by a method and a cast component with the features of claims 1 and 8 reached. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial Further developments of the invention are specified in the respective dependent claims.
Um ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem auf äußerst kostengünstige Weise Gussbauteile mit einer Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0,2 von ≥ 110 MPa zu erreichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Aluminium-Druckgusslegierung eingesetzt wird, durch welche das Gussbauteil im Gusszustand eine Bruchdehnung A5 von ≥ 10% und eine Dehngrenze Rp0,2 von < 120 MPa aufweist, wobei das Gussbauteil im Anschluss an die Urformung einer Stabilitätsglühung bei einer Temperatur von 120 bis 260°C unterzogen wird. Durch die besagte Stabilitätsglühung kann somit auf einfache Weise eine entsprechend günstige Aluminium-Druckgusslegierung eingesetzt werden, um dennoch die hinreichenden Werte nach der Wärmebehandlung zu erhalten.In order to provide a method by means of which extremely low-cost casting components with an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0.2 of ≥ 110 MPa to achieve, it is provided according to the invention that an aluminum die-casting alloy is used by which the cast component as cast has an elongation at break A 5 of ≥ 10% and a yield strength Rp 0.2 of <120 MPa, wherein the cast component is subjected to a Stability annealing at a temperature of 120 to 260 ° C following the initial molding. By the said Stability annealing can thus be used in a simple manner a correspondingly favorable die-cast aluminum alloy, in order nevertheless to obtain the sufficient values after the heat treatment.
Diese hinreichenden Werte sind erforderlich, um Aluminium-Druckgussbauteile mit entsprechenden Eigenschaften herzustellen, so dass diese beispielsweise im Automobilbau im Bereich der Knautschzone Einsatz finden können. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch zu betrachten, dass das vorliegende Gussbauteil keinesfalls auf den Einsatz im Bereich der Knautschzonen eines Kraftwagens beschränkt ist. Gleichfalls kann das vorliegende Gussbauteil auch an anderen Einsatzstellen, beispielsweise im Bereich des Fahrwerks oder im Bereich von Außenanbauteilen oder Komponenten, eingesetzt werden.These Sufficient values are required for aluminum die cast components produce with appropriate properties, so this example be used in the automotive industry in the field of crumple zone. When within the scope of the invention, however, it is to be considered that that the present cast component by no means to the use in Area of crumple zones of a motor vehicle is limited. Likewise the present cast component can also be used at other places of use, For example, in the area of the chassis or in the field of outdoor attachments or components.
Durch das vorliegende Verfahren kann dabei auf einfache Weise eine hinreichende Wärmestabilität des Gussbauteils gewährleistet werden, so dass dieses kurzzeitig 1 h bei 205°C sowie langzeitig 1000 h bei 150°C wärmestabil übersteht, ohne dass die mechanischen Eigenschaften wie die Bruchdehnung A5 bzw. die Dehngrenze Rp0,2 sich nennenswert verändern.By the present method, a sufficient heat stability of the cast component can be ensured in a simple manner, so that this short-term 1 hour at 205 ° C and long-term 1000h at 150 ° C is thermally stable, without the mechanical properties such as the elongation at break A 5 or the yield strength Rp 0.2 change significantly.
Erfindungsgemäß wird eine
Aluminium-Druckgusslegierung mit folgenden Legierungselementen eingesetzt:
> 6 und ≤ 8,2 Gew.-%
Silizium
0,5 bis 0,6 Gew.-% Mangan
0,15 bis 0,2 Gew.-%
Eisen
0,04 bis 0,2 Gew.-% Magnesium
0,04 bis 0,08 Gew.-%
Titan
14·10–3 bis
18·10–3 Gew.-%
Strontium (140–180
ppm)
und als Rest Aluminium mit einzeln maximal 0,05 Gew.-%
und insgesamt maximal 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to the invention, an aluminum diecasting alloy with the following alloying elements is used:
> 6 and ≤ 8.2 wt .-% silicon
0.5 to 0.6% by weight of manganese
0.15 to 0.2% by weight of iron
0.04 to 0.2% by weight of magnesium
0.04 to 0.08% by weight of titanium
14 × 10 -3 to 18 × 10 -3 % by weight strontium (140-180 ppm)
and the balance aluminum with individually at most 0.05 wt .-% and a maximum of 0.2 wt .-% of production-related impurities.
Eine derartige Aluminium-Druckgusslegierung zeichnet sich somit nicht nur durch einen äußerst niedrigen Silizium-Gehalt und einen optimierten Magnesium-Gehalt aus, sondern insbesondere auch dadurch, dass auf die Legierungselemente Ti, Zr und Mo im überwiegenden Umfang verzichtet werden kann. Gerade diese Legierungselemente sind nämlich als Preistreiber für Aluminium-Druckgusslegierungen mitentscheidend.A Such aluminum die casting alloy is thus not distinguished only by a very low Silicon content and an optimized magnesium content, but in particular also in that the alloying elements Ti, Zr and Mo in the vast majority Scope can be waived. These are just these alloying elements namely as a price driver for Aluminum die-cast alloys also decisive.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn eine Aluminium-Druckgusslegierung eingesetzt wird, durch welche das Gussbauteil im Gusszustand eine Bruchdehnung A5 von ≥ 11%, und insbesondere ≥ 12% aufweist. Somit ist sicherzustellen, dass das Gussbauteil auch nach der Wärmebehandlung beziehungsweise Stabilitätsglühung eine hinreichende Bruchdehnung A5 von ≥ 7% aufweist.In a further embodiment of the invention, it has also proven to be advantageous if an aluminum die-casting alloy is used, through which the cast component in the cast state has an elongation at break A 5 of ≥ 11%, and in particular ≥ 12%. Thus, it must be ensured that the cast component has a sufficient elongation at break A5 of ≥ 7%, even after the heat treatment or stability annealing.
Um ein Gussbauteil zu schaffen, welches eine besonders günstige Bruchdehnung A5 auch nach der Wärmebehandlung aufweist, wird vorzugsweise eine Aluminium-Druckgusslegierung verwendet, mit welcher das Gussbauteil im Gusszustand eine Bruchdehnung A5 von ≥ 13% aufweist.In order to create a cast component which has a particularly favorable elongation at break A 5, even after the heat treatment, it is preferable to use an aluminum die casting alloy with which the cast component has a breaking elongation A 5 of ≥ 13% in the cast state.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn eine Aluminium-Druckgusslegierung eingesetzt wird, durch welche das Gussbauteil im Gusszustand eine Dehngrenze Rp0 , 2 von ≥ 105, und insbesondere von ≥ 110 MPa, aufweist. Ausgehend von dieser Dehngrenze Rp0 , 2 ist es somit auf einfache Weise möglich, nach der Wärmebehandlung eine geforderte Dehngrenze Rp0 , 2 von ≥ 120 MPa zu erreichen.It is also advantageous if an aluminum diecasting alloy is used, by means of which the cast component has a yield strength Rp 0 , 2 of ≥ 105, and in particular of ≥ 110 MPa, in the cast state. Starting from this yield point Rp 0 , 2 , it is thus possible in a simple manner, after the heat treatment to achieve a required yield strength Rp 0 , 2 of ≥ 120 MPa.
Um eine noch höhere Dehngrenze nach der Stabilitätsglühung zu erreichen, hat es sich des Weiteren als vorteilhaft gezeigt, den Magnesium-Gehalt der Aluminium-Druckgusslegierung in den Bereich bis maximal 0,6 Gew.-% einzustellen, wodurch das Gussbauteil im Gusszustand eine Dehngrenze Rp0 , 2 von ≥ 80 und insbesondere von ≥ 85 MPa, aufweist.In order to achieve an even higher yield strength after the Stability annealing, it has further been found to be advantageous to adjust the magnesium content of the aluminum die casting alloy in the range up to 0.6 wt .-%, whereby the cast component in the cast state, a yield strength Rp 0 , 2 of ≥80 and in particular of ≥85 MPa.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn die Stabilitätsglühung bei einer Temperatur von 200 bis 240°C durchgeführt wird.In Another embodiment of the invention, it has also been advantageous shown when the stability annealing at a temperature of 200 to 240 ° C carried out becomes.
Hierdurch kann eine besonders kurzzeitige Glühung erreicht werden, welche im Bereich von beispielsweise < 180 min, und insbesondere im Bereich von < 60 min liegt.hereby a particularly short-term annealing can be achieved, which in the range of for example <180 min, and in particular in the range of <60 min.
Die Stabilitätsglühung wird schließlich insbesondere so durchgeführt, dass das wärmebehandelte Gussbauteil im Anschluss eine Dehngrenze Rp0,2 von ≥ 115 bis ≤ 220 MPa, und insbesondere ≥ 125 bis ≤ 165 MPa, aufweist. Hierdurch können besonders günstige Bauteile erreicht werden, welche beispielsweise bei Karosserien von Personenkraftwagen zum Einsatz kommen.Finally, the stability annealing is carried out in particular so that the heat-treated cast component subsequently has a yield strength Rp 0.2 of ≥ 115 to ≦ 220 MPa, and in particular ≥ 125 to ≦ 165 MPa. As a result, particularly favorable components can be achieved, which are used, for example, in the bodies of passenger cars.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile gelten natürlich in ebensolcher Weise für das Gussbauteil gemäß Patentanspruch 11.The explained above in connection with the method according to the invention Advantages are of course in the same way for the cast component according to claim 11th
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments.
Beispiel 1:Example 1:
Gemäß Beispiel
1 ist eine Aluminium-Druckgusslegierung eingesetzt worden, welche
folgende Legierungselemente umfasst:
7,8 bis 8,2 Gew.-% Silizium
0,5
bis 0,6 Gew.-% Silizium
0,15 bis 0,2 Gew.-% Silizium
0,04
bis 0,08 Gew.-% Silizium
0,04 bis 0,08 Gew.-% Silizium
14·10–3 bis
18·10–3 Gew.-%
Silizium und als Rest Aluminium mit einzeln maximal 0,05 Gew.-%
und insgesamt maximal 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to Example 1, an aluminum die cast alloy has been used which comprises the following alloying elements:
7.8 to 8.2 wt .-% silicon
0.5 to 0.6 wt .-% silicon
0.15 to 0.2 wt .-% silicon
0.04 to 0.08 wt .-% silicon
0.04 to 0.08 wt .-% silicon
14 × 10 -3 to 18 × 10 -3 % by weight of silicon and the remainder being aluminum with individually not more than 0.05% by weight and not more than 0.2% by weight in total of production-related impurities.
Diese Aluminium-Druckgusslegierung zeichnet sich dadurch aus, dass diese nach dem Gießen beziehungsweise Urformen des Gussbauteils unmittelbar im Gusszustand eine Bruchdehnung A5 von ≥ 10% und eine Dehngrenze Rp0 , 2 von < 120 MPa aufweist.This aluminum diecasting alloy is characterized in that it has a breaking elongation A 5 of ≥ 10% and a yield strength Rp 0 , 2 of <120 MPa immediately after casting or molding of the cast component directly in the cast state.
Die aus der vorbeschriebenen Aluminium-Druckgusslegierung geschaffenen Bauteile werden anschließend einer Stabilitätsglühung im Bereich von 120 bis 260°C, und insbesondere im Bereich zwischen 200 bis 240°C während einer Zeit von < 180 min, beispielsweise etwa 20 min bis 90 min, und insbesondere während einer Zeit von 30 min bis 60 min, unterworfen.The created from the above-described aluminum die-casting alloy Components are subsequently a stability annealing in the Range from 120 to 260 ° C, and in particular in the range between 200 to 240 ° C for a time of <180 min, for example about 20 minutes to 90 minutes, and especially for a period of 30 minutes up to 60 minutes, subjected.
Nach der Wärmebehandlung weist das Gussbauteil dann eine Dehngrenze Rp0,2 von beispielsweise etwa 110 bis 120 MPa, und insbesondere zwischen 115 bis 118 MPa, auf.After the heat treatment, the cast component then has a yield strength Rp 0.2 of, for example, about 110 to 120 MPa, and in particular between 115 to 118 MPa.
Beispiel 2:Example 2:
Gemäß Beispiel
2 wird eine Aluminium-Druckgusslegierung für die Gussbauteile eingesetzt,
welche folgende Legierungselemente umfasst:
7,8 bis 8,2 Gew.-%
Silizium
0,5 bis 0,6 Gew.-% Mangan
0,15 bis 0,2 Gew.-%
Eisen
0,08 bis 0,12 Gew.-% Magnesium
0,04 bis 0,08 Gew.-%
Titan
14·10–3 bis
18·10–3 Gew.-%
Strontium (140–180
ppm)
und als Rest Aluminium mit einzeln maximal 0,05 Gew.-%
und insgesamt maximal 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to Example 2, an aluminum die cast alloy is used for the cast components, which comprises the following alloying elements:
7.8 to 8.2 wt .-% silicon
0.5 to 0.6% by weight of manganese
0.15 to 0.2% by weight of iron
0.08 to 0.12 wt .-% magnesium
0.04 to 0.08% by weight of titanium
14 × 10 -3 to 18 × 10 -3 % by weight strontium (140-180 ppm)
and the balance aluminum with individually at most 0.05 wt .-% and a maximum of 0.2 wt .-% of production-related impurities.
Die vorliegend eingesetzte Aluminium-Druckgusslegierung weist wiederum im Gusszustand eine Bruchdehnung A5 von ≥ 10% und eine Dehngrenze Rp0,2 von < 120 MPa auf.The aluminum diecasting alloy used in the present case again has a breaking elongation A 5 of ≥ 10% and a yield strength Rp 0.2 of <120 MPa in the cast state.
Das sich im Gusszustand befindende jeweilige Gussbauteil wird anschließend wiederum einer Stabilitätsglühung bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 120 bis 260°C, und insbesondere einer Temperatur von 200 bis 240°C in einem Zeitraum von < 180 min, beispielsweise etwa 20 min bis etwa 90 min, und insbesondere in einem Zeitraum von etwa 30 min bis etwa 60 min, unterzogen.The in turn, each cast component will be in the casting state a Stability annealing at a temperature of, for example, about 120 to 260 ° C, and in particular a temperature of 200 to 240 ° C in a period of <180 min, for example, about 20 minutes to about 90 minutes, and especially in a period of about 30 minutes to about 60 minutes.
Im Anschluss daran weist das Gussbauteil eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0 , 2 von beispielsweise etwa 125 bis 135 MPa, und insbesondere von 129 bis 133 MPa, auf.Subsequently, the cast component has an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0 , 2 of, for example, about 125 to 135 MPa, and in particular from 129 to 133 MPa.
Beispiel 3:Example 3:
Gemäß Beispiel
3 wird eine Aluminium-Druckgusslegierung für die jeweiligen Gussbauteile
eingesetzt, welche folgende Legierungselemente aufweist:
7,8
bis 8,2 Gew.-% Silizium
0,5 bis 0,6 Gew.-% Mangan
0,15
bis 0,2 Gew.-% Eisen
0,12 bis 0,16 Gew.-% Magnesium
0,04
bis 0,08 Gew.-% Titan
14·10–3 bis
18·10–3 Gew.-%
Strontium (140–180
ppm)
und als Rest Aluminium mit einzeln maximal 0,05 Gew.-%
und insgesamt maximal 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to Example 3, an aluminum die cast alloy is used for the respective cast components, which has the following alloying elements:
7.8 to 8.2 wt .-% silicon
0.5 to 0.6% by weight of manganese
0.15 to 0.2% by weight of iron
0.12 to 0.16 wt .-% magnesium
0.04 to 0.08% by weight of titanium
14 × 10 -3 to 18 × 10 -3 % by weight strontium (140-180 ppm)
and the balance aluminum with individually at most 0.05 wt .-% and a maximum of 0.2 wt .-% of production-related impurities.
Die mit der vorstehend benannten Aluminium-Druckgusslegierung geschaffenen Gussbauteile weisen im Gusszustand – also noch ohne Wärmebehandlung – eine Bruchdehnung A5 von ≥ 10% und eine Dehngrenze Rp0,2 von < 120 MPa auf.The casting components created with the abovementioned aluminum die-casting alloy have a breaking elongation A 5 of ≥ 10% and a yield strength Rp 0.2 of <120 MPa in the cast state, that is to say without heat treatment.
Die einzelnen Gussbauteile werden wiederum einer Stabilitätsglühung in einem Temperaturbereich von 120 bis 260°C, und insbesondere von 200 bis 240°C, unterzogen. Dabei erfolgt die Stabilisierungsglühung wiederum über einen Zeitraum von bis zu 180 min, und hier beispielsweise etwa 20 min bis 90 min, und insbesondere in einem Zeitraum von 30 bis 60 min.The individual cast components are in turn a stability annealing in a temperature range of 120 to 260 ° C, and in particular of 200 up to 240 ° C, subjected. The stabilization annealing is again carried out via a Period of up to 180 minutes, and here for example about 20 minutes to 90 minutes, and especially in a period of 30 to 60 minutes.
Die so wärmebehandelten Gussbauteile weisen im Anschluss an die Stabilitätsglühung eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0 , 2 im Bereich zwischen 135 und 150 MPa, und insbesondere im Bereich zwischen 141 und 148 MPa, auf.Following the stability annealing, the heat-treated cast components have an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0 , 2 in the range between 135 and 150 MPa, and in particular in the range between 141 and 148 MPa.
Beispiel 4:Example 4:
Gemäß Beispiel
4 wird eine Aluminium-Druckgusslegierung eingesetzt, welche folgende
Legierungselemente aufweist: 7,8 bis 8,2 Gew.-% Silizium
0,5
bis 0,6 Gew.-% Mangan
0,15 bis 0,2 Gew.-% Eisen
0,16 bis
0,2 Gew.-% Magnesium
0,04 bis 0,08 Gew.-% Titan
14·10–3 bis
18·10–3 Gew.-%
Strontium (140–180
ppm)
und als Rest Aluminium mit einzeln maximal 0,05 Gew.-%
und insgesamt maximal 0,2 Gew.-% herstellungsbedingten Verunreinigungen.According to Example 4, an aluminum die casting alloy is used, which has the following alloying elements: 7.8 to 8.2 wt .-% silicon
0.5 to 0.6% by weight of manganese
0.15 to 0.2% by weight of iron
0.16 to 0.2% by weight of magnesium
0.04 to 0.08% by weight of titanium
14 × 10 -3 to 18 × 10 -3 % by weight strontium (140-180 ppm)
and the balance aluminum with individually at most 0.05 wt .-% and a maximum of 0.2 wt .-% of production-related impurities.
Auch im vorliegenden Fall weisen die durch die oben genannte Aluminium-Druckgusslegierung geschaffenen Gussbauteile im Gusszustand vor der Wärmebehandlung eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0,2 von < 120 MPa auf.Also in the present case, the cast components created by the abovementioned die-cast aluminum alloy in the cast state before the heat treatment have an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0.2 of <120 MPa.
Die Gussbauteile werden wiederum einer Stabilitätsglühung bei einer Temperatur von 120 bis 260°C, und insbesondere zwischen 200 und 240°C, unterzogen. Die Stabilitätsglühung erfolgt dabei in einem Zeitraum bis zu 180 min, insbesondere zwischen 20 min und 90 min, und insbesondere in einem Zeitraum zwischen 30 min und 60 min.The Cast components, in turn, undergo stability annealing at a temperature of 120 to 260 ° C, and in particular between 200 and 240 ° C, subjected. The stability annealing takes place in a period up to 180 minutes, in particular between 20 min and 90 min, and especially in a period between 30 min and 60 min.
Hierdurch werden im vorliegenden Fall Gussbauteile geschaffen, welche nach der Wärmebehandlung eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0,2 im Bereich zwischen 145 und 165 MPa, und insbesondere im Bereich zwischen 151 und 161 MPa, aufweisen.As a result, cast components are created in the present case, which after the heat treatment, an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0.2 in the range between 145 and 165 MPa, and in particular in the range between 151 and 161 MPa.
Zusammenfassung:Summary:
Insgesamt ist somit anhand der obigen Beispiele 1 bis 4 erkennbar, dass vorliegend ausgehend von jeweiligen Gussbauteilen, welche im Gusszustand vor der Wärmebehandlung eine Bruchdehnung A5 von ≥ 10% und eine Dehngrenze Rp0 , 2 von < 120 MPa aufweisen, mittels einer entsprechenden Stabilitätsglühung wärmebehandelte Gussbauteile geschaffen werden können, welche im Anschluss darin eine Bruchdehnung A5 von ≥ 7% und eine Dehngrenze Rp0,2 von ≥ 110 MPa aufweisen.Overall, it is thus apparent from the above Examples 1 to 4 that in the present case, starting from respective cast components, which have a breaking elongation A 5 of ≥ 10% and a yield strength Rp 0 , 2 of <120 MPa in the cast state before the heat treatment, by means of a corresponding Stabilityglühung heat-treated cast components can be created, which subsequently have an elongation at break A 5 of ≥ 7% and a yield strength Rp 0.2 of ≥ 110 MPa.
Dabei ist des Weiteren erkennbar, dass durch Einstellung des Magnesium-Gehaltes die Dehngrenze auf die gemäß dem Beispiel 1 bis 4 angegebenen Werte einstellbar ist, je nach dem, in welchem Gebiet das jeweilige Gussbauteil zum Einsatz kommt. Für hohe Dehngrenzen kann der Magnesium-Gehalt bis auf max. 0,6 Gew.-% angepasst werden.there is further recognizable that by adjusting the magnesium content the yield strength on the according to the example 1 to 4, depending on which Area the respective cast component is used. For high strain limits can the magnesium content up to max. 0.6 wt .-% be adjusted.
Ebenfalls ist aus den Beispielen 1 bis 4 erkennbar, dass die vorliegend jeweils einstufige Stabilitätsglühung in einem Bereich von 120 bis 260°C, und insbesondere zwischen 200 und 240°C, vorgenommen wird. Hierdurch lässt sich eine äußerst kurzzeitige Stabilitätsglühung erreichen, wobei bei allen Proben der Gussbauteile gewährleistet ist, dass die geforderte Kurzzeitwärmestabilität beziehungsweise Langzeitstabilität gegeben ist, ohne dass die Dehngrenze Rp0 , 2 nennenswert beziehungsweise erheblich vermindert ist.It can also be seen from Examples 1 to 4 that the present one-stage stability annealing is carried out in a range from 120 to 260 ° C., and in particular from 200 to 240 ° C. As a result, an extremely short-term stability annealing can be achieved, it being ensured in all samples of the cast components that the required short-term thermal stability or long-term stability is given, without the yield strength Rp 0 , 2 being appreciably or considerably reduced.
Eine derartige einstufige Stabilitätsglühung mit Temperaturen im angegebenen Temperaturbereich, und insbesondere < 240°C, kann beispielsweise auch während des Lackierprozesses, insbesondere der Lackeinbrennung, eines Kraftwagens erfolgen. Eine derartige Stabilitätsglühung bei solchen Temperaturen, also beispielsweise einer Temperatur von < 240°C während einer Zeit < 180 min, und insbesondere < 60 min, hat zudem den Vorteil, dass kein Verzug der Gussbauteile entsteht und diese in einer größeren Charge in einem Chargenofen wärmebehandelt werden können.Such a single-stage Stability annealing with temperatures in the specified temperature range, and in particular <240 ° C, for example, during the painting, in particular the paint burning, a motor vehicle done. Such stability annealing at such temperatures, ie For example, a temperature of <240 ° C for a time <180 min, and in particular <60 min, also has the advantage that no distortion of the cast components is formed and they can be heat treated in a larger batch in a batch furnace.
Ein besonderer Vorteil beim Einsatz der Gussbauteile beispielsweise im Kraftwagenbau besteht weiterhin darin, dass das Gussbauteil im Gusszustand – also im Zustand geringster Festigkeit (Rp0,2 ca. 100 MPa) und maximaler Duktilität (A5 ca. 10 bis 14%) – mechanisch gefügt, beispielsweise genietet, werden kann. Bei der anschließenden Wärmebehandlung, welche beispielsweise während der Lackierung beziehungsweise Lackeinbrennung der Kraftwagenkarosserie bei beispielsweise etwa 180°C während eines Zeitraums von etwa 30 min vorgenommen werden kann, werden dann die abschließenden mechanischen Werte eingestellt.A particular advantage of using the cast components, for example in motor vehicle construction, is that the cast component in the cast state - ie in the state of least strength (Rp 0.2 about 100 MPa) and maximum ductility (A 5 about 10 to 14%) - mechanically be joined, for example, riveted, can be. In the subsequent heat treatment, which can be carried out for example during the painting or paint firing of the motor vehicle body at, for example, about 180 ° C for a period of about 30 minutes, then the final mechanical values are set.
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