DE2129352C3 - Verwendung von AlMgSi-Gußlegierungen für thermisch wechselbeanspruchte Zylinderköpfe - Google Patents

Description

uie Erfindung betrifft die Verwendung von AiMgSi-Gußlegierungen, bestehend aus 0,6 bis 4,5% Silizium, 2,5 bis 11% Magnesium, mit der Maßgabe, daß im Rahmen der angegebenen Bereiche das Verhältnis von Magnesium zu Silizium so aufeinander abgestimmt ist, daß 1 bis 4,5% Magnesium nicht an Silizium gebunden vorliegen, 0,6 bis 1,8% Mangan sowie bis zu 0,6% Kupfer und bis zu 2% Nickel, Rest Aluminium mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, als hochfester, j-.ii Bestandteil Mg₂Si gefeinter Werkstoff für thermisch wechselbeanspruchte Zylinderköpf«.

Diese Verwendung ist durch das ältere deutsche Patent 14 83 229 geschützt.

Aus der deutschen Patentschrift 7 47 355, besonders Anspruch 1, die dem Anmeldungsgegenstand von der Legierungsseite her am nächsten kommt, sind AISiMg-Legierungen aus 4 bis 12% Magnesium, 0,5 bis 5% Silizium, je 0,2 bis 5% Kupfer umi/oder Nickel, Rest Aluminium,bekannt,deren Silizium- und Magnesiumgehalte derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Bedingung »% Si < Ui χ % Mg« erfüllt und somit neben Mg₂Si noch freies Magnesium enthalten ist (vgl. Seite 2, Zeilen 8 bis 14). Verwendung finden diese Legierungen als Werkstoff für warm- und verschleißfeste Kolben von Brennkraftmaschinen. Mithin unterscheidet sich diese Patentschrift vom Anmeldungsgegenstand trotz Überschneidung in der Legierungszusammensetzung grundlegend durch den andersartigen Verwendungszweck.

In »Aluminium-Taschenbuch«, 12. Auflage, 1963, Seite 719, Abs. »Kolbenmaschinen«, find st sich lediglich der allgemeine Hinweis, daß für Zylinderköpfe u.a. AlSiMg-Gußlegierungen oder Kolbenlegierungen je nach Beanspruchung verwendet werden, wobei im Absatz davor als Legierungstyp für Kolbenlegierungen AISiCuNi-Legierungen mit 12 bi« 25% Si genannt werden.

Der Hinweis in Al-Taschenbuch, 12. Auflage, 1963, Seite 719, daß sich zur Herstellung von Zylinderköpfen auch Kolbenlegierungen eignen, kann nur im Zusammenhang mit den unmittelbar in der Zeile darüber genannten Kolbenlegierungen vom Typ AISiCuNi (mit 12 bis 25% Si) gewertet werden, deren Zusammensetzungen und Eigenschaften im einzelnen im gleichen Taschenbuch auf den Seiten 102 und 103 in den Tafeln 21 und 22 angegeben sind, wie sich auch aus den

ίο Ausführungen in dem gleichen Taschenbuch, Seiten 291/292, Abschnitt »Kolbenlegierungen«, besonders Seite 292, Absatz 2, Satz I, ergibt Danach sind die Al-Kolbenlegierungen gemäß Seite 102, Tafel 21, auf AISi-Basis mit Zusätzen an Cu und Ni legiert. Es handelt

is sich mithin um die AISiCuNi-Legierungsgruppe, deren manganhaltige bzw. chrom- und kobalthaltige Legierungen mit 18% bzw. 21% Si vereinfachend zusammengefaßt 0,8 bis 1,8% Cu, 0,4 bis 1,2% Mg, 0,4 bis C.^% Mn, 03 bis 0,6 Cr, Beimengungen von Co, 16,4 bis 22% Si und 1,4

bis 3,6% Ni enthalten. Eine entsprechende handelsübliche Kolbenlegierung dieses Typs ist unter der Bezeichnung Nürai 176i dem Nüral-Prospekt aus 1958 zu entnehmen, wobei der Mn-Gehalt nur 0,4 bis 0,6% beträgt.

Diese Gu-Legierungen vom Typ AISiCuNi unterscheiden sich jedoch grundlegend von den aus der deutschen Patentschrift 7 47 355 seit dem Jahre 1944 bekannten Kolbenlegierungen mit 4 bis 12% Mg, 0,5 bis 5% Si, je 0,2 bis 5% Cu und/oder Ni und bis 3,5% Mn, Co oder Cr (ausgewählt aus der im Anspruch 3 angeführten Elementengruppe Fe, Co, Mn, Cr, Mo, Ti und/oder Ce), die somit nicht zu den gebräuchlichen Kolbenlegierungen zählten, wie sich auch aus dem Buch von Goederitz, Seite 73, Tabelle 32, und dem Nüral-Prospekt aus 1958, Leg.-Typ G-AlMgMn und G-AIMg₃ (Cu), ergibt, wonach aus der Patentschrift bekannte Legierungen als

Kolbenlegierungen gleichsam nicht gebräuchlich waren.

Bei der Verwendung dieser Gußlegierungen gemäß

DE-Patent 14 83 229 für Zylinderköpfe wurde die

«ο Aufgabe gestellt, unter teilweisem oder vollständigem Weglassen von Mangan einen Werkstoff mit besonders feinem Gefüge zu erhalten.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Verwendung einer solchen AIMgSi-Gußlegierung, deren Mangan-Anteil teilweise im gleichen Gewichtsverhältnis oder aber gänzlich durch 0,1 bis 1,8% Kobalt und/oder Chrom ersetzt ist.

Auf diese Weise erzielt man eine Gefügefeinung, die mit einer solchen durch Mangan hervorgerufenen

so mindestens gleichwertig ist. Bei Qirom sind im Gefügebild größere Inseln mit feinstem Mg₂Si anzutreffen. Die Belastbarkeit der Zylinderköpfe ist entsprechend ausgezeichnet.
Bei einem Kobaltzusatz von 0,1% wird beispielsweise in Abwesenheit von Mangan eine mindestens gleichwertige Gefügefeinung und damit eine entsprechende Belastbarkeit erzielt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von AIMgSi-Gußlegierungen, bestehend aus 0,6 bis 4,5% Silicium, 24 bis 11% Magnesium, mit der Maßgabe, daß im Rahmen der angegebenen Bereiche das Verhältnis von Magnesium zu Silizium so aufeinander abgestimmt ist, daß 1 bis 4,5% Magnesium nicht ar. Silizium gebunden vorliegen, 0,6 bis 1,8% Mangan sowie bis zu 0,6% Kupfer und bis zu 2% Nickel, Reü Aluminium, mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen als hochfester, im Bestandteil Mg₃Si gefeinter Werkstoff für thermisch wechselbeanspruchie Zylinderköpfe, wobei der Mangananteil teilweise im gleichen Gewichtsverhältnis oder aber gänzlich durch 0,1 bis 1,8% Kobalt und/oder Chrom ersetzt ist.