DE2509044A1

DE2509044A1 - Verfahren zur herstellung einer nicht loesbaren festen verbindung aus leichtmetall bzw. leichtmetallegierungen

Info

Publication number: DE2509044A1
Application number: DE19752509044
Authority: DE
Inventors: Franz Farnschlaeder
Original assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Current assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Priority date: 1975-03-01
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1976-09-02
Also published as: NL7601996A; JPS51111425A; FR2302802A1; FR2302802B3

Description

VAW LEICHTMETALL GMBH
BONN

Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren festen Verbindung aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren festen Verbindung mittels Gießverfahren aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen.

Verfahren zur Herstellung von nicht lösbaren Verbindungen mittels Gießverfahren sind bekannt, doch erstrecken sich diese Gießverfahren allgemein nur auf die Verbindungsbildung von Stahl bzw. Buntmetallen mit Leichtmetall. Dabei wird der Stahl bzw. die Buntmetalle mit dem Leichtmetall umgössen. Diese Verfahren haben aber den Nachteil, daß nur verschiedene sich durch den Schmelzpunkt bzw. das spezifische Gewicht stark unterscheidende Metalle miteinander verbunden werden können, welche die Konstruktion insgesamt gewichtsmäßig erhöhen. Eine diesbezügliche Arbeitsweise zur Verbindung von Leichtmetall mit Leichtmetall bzw. einer Leichtmetallegierung war bisher nicht sinnvoll, da durch die Einwirkung der von der Schmelze auf die andere Metallkomponente übergehenden Wärme die betreffende Metallkomponente weicht geglüht wird, was mit einem Festigkeitsrückgang verbunden ist.

Darüberhinaus sind auch Verbindungsverfahren mittels Schweißen und Löten zur Verbindung von Leichtmetall-Leichtmetall bzw. Leichtmetalllegierung in der Technik üblich. Auch diese Verbindungsverfahren haben einen erheblichen Nachteil, der darin besteht, daß diese Art der Verbindungsbildung sehr aufwendig bzw. sehr lohnintensiv ist.

Es bestand daher die Aufgabe, zwei Aluminiumwerkstoffe nichtlösbar miteinander zu verbinden, wobei die erhaltene Verbindung bei wirtschaftlicher Herstellbarkeit eine gute Festigkeit aufweisen sollte.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Herstellung der Verbindung eine Metallkomponente aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung eingesetzt wird, die mit einer Leichtmetallgußlegierung als zweite Komponente umgössen wird.

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Die Wahl der Verfahr^nsbeaingungen 'kann dem Fachmann aufgrund der vorstehenden Erläuterunhen des Erfindungsgedankens freigestellt bleiben. Es kommt - wie bereits gesagt - lediglich darauf an, daß durch die Wärmezufuhr mit dem schmelzflüssigen Metall das Gefüge der einzugießenden Teile nicht bzw. in genau definierter Weise beeinflußt wird. Dieses erfolgt, indem diese Teile bei der Erhitzung durch das schmelzflüssige Metall selbst auf Temperaturen erwärmt werden, die im Bereich der Lösungsglühung liegen, so daß bei der nachfolgenden Erkdtung eine Aushärtung des Gefüges eintreten kann.

Ebenso vermag der Fachmann die geeigneten Typen von aushärtbaren Legierungen einerseits und Gußlegierungen andererseits auszuwählen.

Als aushärtbare Legierungen kommen insbesondere die Typen AlZnMg, AlMgSi und AlCuMg in Betracht. Diese Legierungsgruppen sind im DIN-Normblatt 1725, Blatt 1 aufgeführt.

Unter dergleichen Gesichtspunkt, nämlich der Lösungsglühung, ist auch die Zeit zu benfssen, in der das schmelzflüssige Metall einwirken kann. Man wird diese Zeit so wählen, daß kein bzw. kein wesentliches Rundschmelzen von Kanten oder Spitzen eintritt und daß auch die Zeitdauer, in der das einzugießende Teil eine Lösungsglühung erfährt, in dem optimalen Bereich liegt. Ebenso muß das nachfolgende Abschrecken in an sich bekannter Weise entsprechend dem jeweiligen Legierungstyp erfolgen ,wobei in jedem Fall eine schnelle Abkühlung zweckmäßig ist.

Die Form der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verbindenden Teile ist beliebig. Beispielsweise können die Enden von Rohren und Profilen miteinander verbunden werden oder in Knotenpunkten zusammengefügt werden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Teile durch das Umgießen miteinander bzw. nit dem Gußmetall formschlüssig verbunden werden; in vielen Fällen reicht auch die \Brbindung aus, die durch das Anhaften der Gußlegierung an dem umgossenen Teil hervorgerufen wird, obwwohl erfindungsgemäß die Entstehung einer intermetallischen Verbindung zwischen den besagten Teilen nicht erforderlich oder angestrebt ist.

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Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu wählenden Temperaturen richten sich nach dem Schmelzpunkt der betreffenden Legierungen und dem Gießpunkt entsprechend des angewandten Gießverfahrens .

Die Erfindung ist im Nachstehenden anhand eines Ausführungsbeispiels, das keine Beschränkung der Erfindung beinhaltet, näher erläutert und anhand der Zeichnung dargestellt.

den Die Figur zeigt einen senkrechten Querschnitt durch Tretlagerbereich eines Fahrradrahmens. -^:

Gezeigt sind die Enden des Rahmenrohres 1 zwischen Tretlager und Sitz, des Rahmenrohres 2 zwischen Tretlager und Ausfallende und des Rahmenrohres 4 zwischen Tretlager und Steuerkopf, wobei im Winkel zwischen den Enden der Rohre 2 und 3 das Tretlagergehäuse angeordnet ist. Die Rohre werden in ihrer gegenseitigen Zuordnung durch geeignete Vorrichtungen (nicht dargestellt) festgehalten. Nach der Zeichnung ist vorgesehen, daß als Rohr 4 ein angegossener Stutzen ausgebildet wird, jedoch kann selbstverständlich auch ein selbständiges Teil wie bei den Rohren 1 und 2 eingesetzt werden. Das Gleiche gilt für das rretlagergehäuse 3.

Der Tretlagerbereich wird zur Durchführung des erfindungsgernäSen Verfahrens mit einer (nicht dargestellten) Gießform umgeben, deren Ausbildung ebenfalls dem Fachmann überlassen bleiben kann. Die Rohrenden sind oberflächlich metallisch blank und an ihren Stirnseiten mit Stopfen 5 aus geeigneten metallischen oder nicht-metallischen Materialien, zum Beispiel Keramik, Kunststoff, aber auch Deckeln aus eingeschweißten artgleichen Metallen oder dergleichen, verschlossen, um das Eindringen von schmelzflUssigem Metall beim Gießen zu vermeiden.

Die Gießform kann, falls gewünscht, in an sich bekannter Weise vorgewärmt werden. Das schmelzflUssige Metall wird bei einer Temperatur eingegossen, deren Höhe sich nach der Art der Legierungen richtet, aus denen die Rohre:1, 2 gegebenenfalls andere Teile, z.B. das Rohr*4, bestehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese Teile aus Legierungen des Typs AlZnMg 1 hergestellt. Diese hat einen

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Schmelzbereich von 6lO bis 650 ⁰C, und die Lösungsglühung erfolgt im Bereich von 350 bis 490 ⁰C, vorzugsweise bei ca. 480 ⁰C.

Als Gußlegierung wird der Typ G-AlSi7Mg, also eine Legierung mit hohen Festigkeitseigenschaften, verwendet. Einzelheiten hierzu sind beispielsweise im Normblatt DIN 1725, Blatt 2 zu finden; die Legierung wird mit einer Temperatur von ca. 76Ο ⁰C eingegossen und erstarrt beim Kontakt mit der Formoberfläche bzw. den Rohrenden 1 und 2 in kurzer Zeit. Das Ganze wird in üblicher Weise abgeschreckt, so daß es in einigen Minuten eine Temperatur um 350 °C erreicht, worauf eine Abschreckung in Wasser erfolgt. Während dieser Zeit XÄJiiegen die Rohrenden 1 und 2 dem Lösungsglühvorgang, während sich mit dem Erstarren der Schmelze die Teile 3 und 4 ausbilden. Alle Teile bilden nach der Erstarrung ein Ganzes.

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Claims

2503044

Patentansprüche

/l) ,Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren festen Verbindung ^^ mittels Gießverfahren aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbindung eine Metallkomponente aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung eingesetzt wird, die mit einer Leichtmetallgußlegierung als zweite Komponente umgössen wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierung Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen verwendet werden.
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Gußvorganges die LösungsglUhtemperatur der aushärtbaren Legierung weder über-, noch unterschritten wird.

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fr

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