DE1201562C2 - Verfahren zur herstellung von porenarmen, warmrissunempfindlichen druckfussteilen aus almgsi-legierungen - Google Patents

Description

. ■ . · ■·,-. . ...-. Tafel 1 ■

Bei der Herstellung von Druckgußteilen aus
AlMg-Legierungen, deren Schmelzung besonders aus
Schrott verschiedener Qualität erfolgte, wird mit dem
sehr hohen Ausschuß von fast 50 % gerechnet. Nach 45
einem bekannten Verfahren wurde gefunden, daß die
Ausschußursache in der Verunreinigung der AlMg-Legierungen mit bis zu 5% Silizium besteht und durch
Zusetzen von Elementen der Titangruppe in Mengen '
von 0,05 bis 1 % der schädliche Einfluß des Siliziums 5°
beseitigt bzw. der Ausschuß auf 6% herabgesetzt
werden kann. Dieses Verfahren betrifft Al-Legierungen,
die außer bis zu 5% Silizium noch 3 bis 15% Magnesium, 0,1 bis 2% Mangan, 0 bis 2% Eisen und 0 bis Die durch die Schmelzrinne bestimmten Gehalte an % Kupfer enthalten. 55 Magnesium und Silizium sollen nicht mehr als um

Nach einem anderen Verfahren wurde vorgeschla- 0,5% unter- oder überschritten werden, wenn auch gen, Druckgußlegierungen mit 7 bis 10% Magnesium, mit dieser Abweichung lediglich eine Arbeitsanweisung 1,6 bis 3% Silizium, vorzugsweise 2% Silizium, herzu- erfolgt. Eine nahe der Schmelzrinne und etwa parallel stellen, die durch Beizen eine saubere helle Oberfläche dazu verlaufende Abweichung der Konzentrationen, erhalten, bzw. die Herstellung einer festhäftenden 60 also gleichläufig zur Schmelzrinne, ist für die ProSchutzschicht erlauben. duktion von Druckgußteilen noch geeignet. Der

Während das erstgenannte bekannte Verfahren die Richtwert für den Silizium- und Magnesiumgehalt Verwendung von AlMg-Legierungen in der Druck- wird aber immer durch die Schmelzrinne zwischen den gießerei ermöglicht, deren unerwünschte Silizium- ternären Eutektika bestimmt.

gehalte durch Schrottverwendung in unkontrollier- 65 Während nach dem einen bekannten Verfahren der baren Grenzen schwanken, sieht das zweitgenannte ungünstige Einfluß zufällig erhaltener hoher Silizium-Verfahren neben 7 bis 10% Magnesium eine Gattie- gehalte durch Gattierung von Titan oder Zirkonium rung von vorzugsweise 2% Silizium vor, wobei die verhindert werden muß, konnten nach dem erfindungs-

13,0% Si	4,5% Mg
10%; Si	·. 5% Mg
7,5% Si	6% Mg
5% Si	7,5% Mg
4% Si	8,5% Mg
2,7% Si	10% Mg
2,0% Si	12% Mg
1,5% Si	15% Mg

gemäßen Vorschlag auch bei hohen Siliziumgehalten keine Nachteile gefunden werden. Die für die Druckgußproduktion gefundenen beträchtlichen Vorteile sind dabei als Ergebnis der aufeinander abgestimmten Silizium- und Magnesiumgehalte erzielt worden. Eine zusätzliche weiter unten beschriebene Gattierung von Titan und/oder Zirkonium, gegebenenfalls neben Mangan und Chrom, letztere auch einzeln zulegiert, dienen in der üblichen Weise zur Verbesserung des Korrosionswiderstandes. Bei Anwendung des einen Elementes kann auf das andere verzichtet werden.

Die nach erfindungsgemäßem Verfahren zu verwendenden Zusammensetzungen zeigen bei steigenden Siliziumgehalten fallende Magnesiumgehalte im Sinne der Tafel 1.

Die im Rahmen der Erfindung durchgeführten Untersuchungen erstrecken sich im einzelnen auf AlMgSi-Legierungen, deren Magnesiumgehalte nicht restlos zu Mg₂Si gebunden werden, und solchen, deren Magnesiumgehalte in der Legierung nur als Mg₂Si vorliegen.

Der erstere Fall ist mit den magnesiumreichen Konzentrationen nach Tafel 2 gezeigt, der zweite Fall mit den siliziumreicheren Legierungen, deren Magnesium restlos zu Mg₂Si gebunden ist, nach Tafel 3. Letztere Legierungen werden durch die Schmelzrinne bestimmt, die von quasibinären Eutektikum AlMg₂Si zum siliziumreicheren ternären Eutektikum führt.

Tafel 2

4,0% Si	8,6% Mg	Rest	Al
3,5% Si	9,0% Mg	Rest	Al
3,3% Si	9,25% Mg	Rest	Al
2,6% Si	10,3% Mg-.	Rest	Al
2,5% Si	10,5% Mg	Rest	Al
2,0% Si	11,9% Mg	Rest	Al
1,5 bis 1,0% Si	14,0% Mg	Rest	Al
1,3 bis 0,5% Si	14,8% Mg	Rest	Al
	Tafel 3
4,75% Si	8,25% Mg	Rest	Al
6,5% Si	6,6% Mg	Rest	Al
7,2% Si	5,8% Mg	Rest	Al
9,4% Si	5,0% Mg	Rest	Al
10,85% Si	5,1% Mg	Rest	Al
13,0% Si	4,7% Mg	Rest	Al

Je nach dem Verwendungszweck der Legierungen können diese noch Gehalte an Kupfer, Nickel, Mangan, Zirkonium, Titan, Calcium und Beryllium haben. Der Anteil an Kupfer und Nickel sollte nicht über die in Tafel 4 genannten Werte hiriausreichen. Die Elemente, deren Gattierung entweder auf die technologischen Eigenschaften, die Gießbarkeit, das Gefüge oder die Ausbildung des Kornes von Vorteil sind, gibt die Tafel 4 wieder.

Tafel 4

Element

Mengen der zulässigen Elemente

in den Legierungen
nach Tafel 2

in den Legierungen
nach Tafel 3

Bemerkung

Cu

Ni

Mn
Cr

Zr

Ti

Ca
Be

1 5°/
¹J-¹ /0

1,5%

0,5% 0,5%

0,3% 0,3%

1,2%
0,005%

2 5°/

2,5%

0,5% 0,5%

0,3% 0,3%

1,2%
0,005%

Die Summe beider Elemente soll unter 75% der Summe der zulässigen Prozentgehalte liegen

Einzeln oder in Kombination. An Zr genügen praktisch Mengen < 0,1 %. Ti in Mengen etwa von .0,15%

maximal 0,05% nur bei sehr hohem Mg-Gehalt und schwierigen Gußteilen

Insbesondere richten sich die Gehalte an Mangan, Chrom, Zirkonium und Titan auch nach dem jeweiligen Eisengehalt, während der Calciumgehalt von letzterem unabhängig nur nach dem Verhältnis von Magnesium und Silizium der Schmelze zuzugeben ist. Die Höhe der einzelnen Zusätze muß den Betriebsbedingungen angepaßt werden. Sie sind abhängig von der Einsatzart. Eine Verringerung der Neigung zur Einschlußbildung in den Druckgußteilen wird durch Beryllium bewirkt.

Aus im Rahmen der Erfindung durchgeführten Untersuchungen ergab sich eine bisher für industrielle Zwecke nicht genutzte hohe Fließfähigkeit, die um 40 bis 70 % höher liegt, als die bisher maßgeblich angewendeten AlSi-Legierungen aufweisen.

Ein ■ weiterer Vorteil der nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellten Druckgußstücke besteht darin, daß ihre Polierbarkeit besonders gut ist. Sie zeigen nach dem Polieren einen chromartigen Glanz.

Außerdem lassen sich die nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellten Druckgußteile anodisch oxydieren und die so erzeugten Schichten färben. Auch lassen sich metallische Deckschichten und Emailleschichten gut aufbringen.

Ebenso können die nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellten Druckgußteile für warmfeste Zwecke verwendet werden.

Claims (4)

I 2 erzeugten glatten, warmrißfreien Druckgußteile ihre Patentansprüche· besondere Zusammensetzung zum Zweck der Her stellung besonders dekorativ wirkender Beizung erhalten.

1. Verfahren zur Herstellung von poren- 5 Weitere Untersuchungen wurden mit Aluminiumarmen, warmrißunempfindlichen Druckgußteilen legierungen der quasibinären (AlMg₂Si) Zusammenaus AlMgSi-Legierungen, die bei nachträglichem Setzung 8,3% Magnesium, 4,5% Silizium, Rest Alu-Erwärmen frei von Warzen bleiben, dadurch minium bekannt. Auch werden versuchsweise AIugekennzeichnet, daß die AlMgSi-Legie- miniumlegierungen mit 10,8% Magnesium und 4,5% rungen Magnesium und Silizium in einem Ver- io Silizium bzw. 12,5% Magnesium und 7,0% SiIihältnis enthalten, das etwa der Schmelzrinne zium neben Aluminiumlegierungen mit 4 bis 7 % Mazwischen den beiden ternären aluminiumreichen gnesium und bis zu 2,5% Silizium in Gegenwart von Eutektika des ternären Systems entspricht, be- · Kupfer, Nickel bzw. Eisen auch für warmfeste Zwecke grenzt durch 13% Silizium einerseits und 15% hergestellt. Ihre industrielle Anwendung hingegen unMagnesium andererseits. 15 terblieb mit Ausnahme der letzten Gruppe, wahr-

2. Verfahren zur Herstellung von poren- scheinlich zufolge ihrer damals ungünstigen Beurteiarmen, warmrißunempfindlichen Druckgußteilen lung; auch war nicht beabsichtigt, mit diesen Legieäus AlMgSi-Legierungen nach Anspruch 1, die rungen Druckguß zu fertigen.

außerdem noch bis 0,5% Mangan, bis 0,5% Chrom, Durch gründliche Untersuchungen an Druckguß,

bis 0,3 % Titan und 0,3 % Zirkonium, einzeln oder 20 wurde nun erfindungsgemäß ein Verfahren gefunden, zu mehreren enthalten. durch das ausgezeichnete Eigenschaften mit AlMgSi-

3. Verfahren zur Herstellung von poren- Legierungen erhalten werden, deren Gehalte an Silizium armen, warmrißunempfindlichen Druckgußteilen und Magnesium den Konzentrationen der Schmelzaus AlMgSi-Legierungen nach den Ansprüchen 1 rinne zwischen den beiden aluminiumreichen ternären und 2, die außerdem noch bis zu 2,5 % Kupfer 25 Eutektika im System AlMgSi entsprechen, begrenzt und/oder Nickel enthalten. durch 13% Silizium einerseits und 15% Magnesium

4. Verfahren zur Herstellung von poren- andererseits. Nach dieser im Gegensatz zur bisherigen armen, warmrißunempfindlichen Druckgußteilen Verfahrensweise stehenden Erkenntnis ist zur Veraus AlMgSi-Legierungen nach den Ansprüchen 1, besserung der Druckgußproduktion der Siliziumgehalt 2 und 3, die zusätzlich noch bis 1,2% Calcium 3° der magnesiumhaltigen Legierungen beträchtlich zu und bis 0,05 % Beryllium enthalten. erhöhen. Das Verfahren zur Herstellung von Druckgußteilen nach der Erfindung unterscheidet sich von bisherigen Vorschlägen dadurch, daß in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehende Gehalte an

• 35 Silizium und Magnesium zulegiert werden. Die Konzentration an Silizium und Magnesium sind etwa die in der Tafel 1 gezeigten: