DE102009036056A1 - Al-Druckgusslegierung für dickwandige Druckgussteile - Google Patents

Al-Druckgusslegierung für dickwandige Druckgussteile Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Al-Druckgusslegierung, geeignet zur Fertigung dickwandiger Druckgussteile, die - 9,0 bis 10,0 Gew.-% Si, - 1,0 bis 2,0 Gew.-% Cu, - 0,10 bis 0,30 Gew.-% Mg, - bis zu 0,20 Gew.-% Cr, - bis zu 1,2 Gew.-% Fe und - bis zu 0,8 Gew.-% Mn enthält. Dabei weist die Al-Druckgusslegierung bei einem Gehalt von 0,60 bis 1,2 Gew.-% Fe einen Gehalt von 0,30 bis 0,50 Gew.-% Mn auf und bei einem Gehalt von bis zu 0,60 Gew.-% Fe einen Gehalt von 0,30 bis 0,8 Gew.-% Mn. Ferner ist zumindest ein Element aus der Gruppe, umfassend Sr, Na und Sb, enthalten, wobei Sr mit einem Anteil von 70 bis 250 ppm, Na mit einem Anteil von 40 bis 100 ppm und Sb mit einem Anteil von 0,08 bis 0,40 Gew.-% eingestellt wird. Weiter ist zumindest ein Element aus der Gruppe, umfassend Ti, Zr, Hf, B, enthalten, wobei die Gesamtheit der Gehalte von Ti, Zr, Hf und B von 0,08 bis 0,4 Gew.-% umfasst und wobei ein Gehalt jedes einzelnen Elements aus der Gruppe, das ausgewählt ist, 0,08 Gew.-% nicht unter- und 0,3 Gew.-% nicht überschreitet. Al ist mit einem Anteil, der einem Differenzanteil zum Erhalt von 100 Gew.-% der Al-Druckgusslegierung entspricht, enthalten. Ferner wird eine Verwendung der Al-Druckgusslegierung zur Herstellung eines dickwandigen Druckgussteils offenbart.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Aluminium-Druckgusslegierung, die geeignet ist, um dickwandige Druckgussteile herzustellen. Bei dem Druckgussteil kann es sich insbesondere um ein Kurbelgehäuse handeln.
  • Kurbelgehäuse werden zunehmend nicht mehr aus Grauguss, sondern aus Aluminium beziehungsweise Aluminiumlegierungen hergestellt und in einem Druckgussverfahren gefertigt, um Leichtbaukonzepte im Automobilbau zu realisieren. Um bei der Leichtbauweise eine weitere Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs zu erreichen, werden die Kurbelgehäuse immer höheren mechanischen als auch thermischen Belastungen ausgesetzt.
  • Die Legierung EN AC-AlSi9Cu3(Fe), die derzeit Einsatz für den obigen Anwendungszweck findet, weist eine erhebliche Sprödigkeit auf und ist kerbempfindlich, so dass insbesondere in den dickwandigen und thermomechanisch hoch belasteten Lagerstuhlbereichen der Kurbelgehäuse, bedingt durch eine schlechte Gussgüte bei der Erstarrung durch Bildung von Lunkern, von grober Gefügeausbildung und/oder von Heißrissen, Dauerbrüche in kerbwirkenden Bohrungen und Geometrien der Lagerstühle zum Versagen des Kurbelgehäuses führen können. Durch die erstarrungsbedingte schlechte Gussgüte ergibt sich eine geringe Werkstoffduktilität bzw. dynamische Festigkeit, obwohl der Abguss meist nicht mehr wasserabgeschreckt, sondern an Luft gekühlt und dann sogar zusätzlich stabilisierungsgeglüht wird. Eine Verbesserung der Kurbelgehäuse durch Verwendung eines duktileren, höherwertigen Kokillengusses anstelle eines Druckgusses würde aber zu hohen Mehrkosten der Kurbelgehäuse führen.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannte, heutzutage verwendete Legierung A226D nach DIN EN 1706 mit der chemischen Normbezeichnung EN AC-AlSi9Cu3(Fe) setzt sich aus 8,0 bis 11,0% Si; max. 1,3% Fe; 2,0–4,0% Cu; max. 0,55% Mn; 0,05–0,55% Mg; max. 0,15% Cr, max. 0,55% Ni, max. 1,2% Zn; max. 0,35% Pb; max. 0,25 Sn und max. 0,25% Ti, wobei stets Gewichtsprozent gemeint sind, zusammen. Andere Beimengungen liegen in der Gesamtheit nicht über 0,25% und einzeln nicht über 0,05%.
  • Aus der DE 1 033 237 41 B3 ist ferner eine hoch- und warmfeste, zähe Al-Gusslegierung bekannt, die bei Temperaturen von 150°C oder darüber ihre Festigkeitswert beibehält und bei Temperaturen von bis zu 240°C eine geringere irreversible Wärmeausdehnung durch reduzierte Phasenbildung und eine erhöhte thermomechanische Stabilität aufweist. Diese Al-Gusslegierung enthält 5,5–7,5 Gew.-% Si; 0,20–0,32 Gew.-% Mg; 0,03–0,5 Gew.-% Zr und/oder 0,03–1,50 Gew.-% Hf; 0–0,20 Gew.-% Ti; < 0,20 Gew.-% Fe; < 0,50 Gew.-% Mn; < 0,05 Gew.-% Cu; < 0,07 Gew.-% Zn und ist jeweils zu 100 Gew.-% mit Aluminium ergänzt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine Aluminium-Druckgusslegierung bereitzustellen, die gute Gießeigenschaften aufweist und gegenüber dem Stand der Technik legierungstechnisch duktiler beziehungsweise kerbunempflindlicher ist.
  • Ferner soll die Al-Druckgusslegierung warmbeständig sein, eine gute Wärmeleitfähigkeit sowie eine geringe irreversible Wärmeausdehnung bei 150°C aufweisen. Zudem ist es wünschenswert, dass die Al-Druckgusslegierung eine gute Anbindung als Umguss zu eingegossenen verschleißfesten Fe- oder Al-Buchsen/Linern bereitstellt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Al-Druckgusslegierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • Ferner wird eine Verwendung der Aluminium-Druckgusslegierung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 zur Herstellung eines dickwandigen Gussteils offenbart.
  • Die durch die geringe Erstarrungsgeschwindigkeit von dickwandigen und großteiligen Druckgussteilen hervorgerufenen Erstarrungslunker, Heißrisse und die groben beziehungsweise kerbwirkenden intermetallischen Phasen, die insbesondere an dickwandigen Abschnitten der Druckgussteile auftreten, insbesondere auch an einem Lagerstuhl eines Kurbelgehäuses, können durch die erfindungsgemäße Aluminium-Druckgusslegierung (Al-Druckgusslegierung) minimiert werden.
  • Eine erste Ausführungsform der Al-Druckgusslegierung weist einen Mindestsiliziumgehalt (Si-Gehalt) von 9 Gew.-% auf, um die Fließeigenschaften der Schmelze und deren Speisungsvermögen zu verbessern, so dass ein Auftreten von Heißrissen und Lunkern verringert wird. Indem die Al-Schmelze durch die dann geringere Schmelztemperatur bei gleicher Gießtemperatur länger flüssig bleibt, wird auch die metallische beziehungsweise formschlüssige Anbindung des Al-Umgusses an Eisen-(Fe-Buchsen) oder Al-Buchsen verbessert. Der maximale Si-Gehalt wird dagegen auf 10 Gew.-% beschränkt, um die Legierung nicht zu verspröden.
  • Die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung enthält mit 1,0–2,0 Gew.-% deutlich weniger Kupfer (Cu) als Legierungen im Stand der Technik, wodurch vorteilhaft erreicht wird, dass die Wärmeleitfähigkeit und die Bruchdehnung, die für die dynamische Festigkeit ausschlaggebend ist, erhöht wird. Darüber hinaus verbessert der reduzierte Kupfergehalt (Cu-Gehalt) das Korrosionsverhalten der Legierung. Um ein Verspröden der erfindungsgemäßen Legierung zu minimieren, wird auch der Magnesiumgehalt (Mg-Gehalt) 0,10–0,30 Gew.-% beschränkt. Durch die Beschränkungen des Cu- und des Mg-Gehalts wird die Bruchdehnung, die der relevante Parameter für die Dauerbruchfestigkeit ist, um etwa 50% verbessert, während die Zugfestigkeit und die Dehngrenze nahezu konstant bleiben.
  • Das Zulegieren von Eisen (Fe) in Al-Druckgusslegierungen dient dazu, durch gebildete Al12Fe3Si2- beziehungsweise Al9Fe2Si2-Phasen ein Kleben des Druckgussteils in der Druckgussform zu verhindern. Gleichzeitig erstarren diese Phasen jedoch nachteilig vor allem bei dickwandigen Gussteilen nadel- beziehungsweise plattenförmig, so dass sie eine Kerbwirkung entwickeln, dem im Stand der Technik durch Zulegierung von Mangan (Mn) zur Bildung von weniger spröden hexagonalen Al12(Fe,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Mn)2Si2-Phasen entgegengewirkt wird. Erfindungsgemäß kann der Eisengehalt bis zu 1,2 Gew.-% und der Mangangehalt bis zu 0,8 Gew.-% betragen, wobei ein Mangangehalt von 0,3–0,5 Gew.-% eingestellt wird, wenn der Eisengehalt im Bereich von 0,6–1,2 Gew.-% liegt, während ein Mangangehalt von 0,3–0,8 Gew.-% eingestellt wird, wenn die Legierung weniger als 0,6 Gew.-% Eisen enthält. Somit kann, wenn die Mangangehalte erhöht werden, die Al-Druckgusslegierung eisenarm sein und dennoch ein Kleben des Gussteils in der Druckgussform vermieden werden. Die hexagonalen Al12Mn3Si2-/Al9Mn2Si2-Phasen sind dabei am wenigsten kerbwirkend. Der erfindungsgemäß höhere Manganzusatz bewirkt ein kompakteres Einformen der hexagonalen Al12(Fe,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Mn)2Si2-Phasen und verbessert dadurch auch das interdendritische Speisungsverhalten der Schmelze insbesondere in den dickwandigen Druckgusszonen. Infolgedessen nimmt auch hierdurch die Lunker- und Heißrissbildung ab. In gleicher Weise wirkt ein erfindungsgemäßes Zulegieren von Chrom (Cr) von bis zu 0,20 Gew.-%, da dann gebildete hexagonale Al12(Fe,Cr,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Cr,Mn)2Si2-Phasen ebenfalls kompakt und eingeformt bzw. kaum kerbwirkend vorliegen.
  • Ferner kann durch die Veredelung der Al-Druckgusslegierung mit 70–250 ppm Strontium (Sr), 40–100 ppm Natrium (Na) oder 0,08–0,40 Gew.-% Antimon (Sb) das zuletzt erstarrende Al/Si-Eutektikum endogen schalenbildend erstarren, wodurch auch der Lunker- und Heißrissbildung entgegengewirkt wird. Die Einformung des Al/Si-Eutektikums erfolgt zudem durch das Veredeln duktil, so dass die dynamische Festigkeit der erfindungsgemäßen Al-Legierung um etwa 10% verbessert wird. Entgegen den Erwartungen verringert sich zudem die irreversible Wärmeausdehnung von wasserabgeschreckten oder Luft-abgekühltem Kurbelgehäusen aus der erfindungsgemäßen Al-Druckgusslegierung bei 150°C von ca. 0,10 auf 0,06%.
  • Die Zugabe eines der Elemente Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), Bor (B) oder einer Kombination derselben in Summe von 0,08–0,4 Gew.-%, einzeln jeweils von 0,08–0,3 Gew.-%, bewirkt ein Kornverfeinen der Al-Druckgusslegierung. Dadurch werden nicht nur die Festigkeit und die Duktilität der erfindungsgemäßen Al-Druckgusslegierung verbessert, sondern auch deren Gießeigenschaften und Warmbeständigkeit. Um die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung zu erhalten, wird jeweils, um 100 Gew.-% Al-Druckgusslegierung zu erhalten, mit Aluminium ergänzt.
  • Die so erfindungsgemäß veredelte und korngefeinte Al-Druckgusslegierung ermöglicht damit insbesondere die Herstellung dickwandiger Druckgussteile, bei denen weniger Erstarrungslunker, Heißrisse und grobe beziehungsweise kerbwirkende intermetallische Phasen auftreten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Al-Druckgusslegierung kann ein Verhältnis des Eisen/Mangangehalts kleiner als 4:1 eingestellt werden, um den erfindungsgemäßen höheren Manganzusatz zu ermöglichen.
  • Die Veredelung erfolgt bevorzugt mit Strontium, während zum Kornfeinen vorzugsweise Titan oder Zirkonium allein oder eine Titan-Zirkoniumkombination zum Einsatz kommt.
  • Die Al-Druckgusslegierung kann in weiteren Ausführungsformen Zink und sonstige Legierungskomponenten beinhalten, jedoch nicht mehr als 1,2 Gew.-% Zink (Zn); bis zu 0,30 Gew.-% Nickel (Ni); bis zu 0,15 Gew.-% Blei (Pb) und/oder bis zu 0,10 Gew.-% Zinn (Sn). Auch hierbei ist die jeweilige Al-Druckgusslegierung mit Aluminium zu 100 Gew.-% Legierung ergänzt.
  • Eine Ausführungsform der Legierung bezieht sich auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Al-Drucklegierung zur Herstellung eines dickwandigen Druckgussteils, insbesondere eines Kurbelgehäuses.
  • Diese und weitere Vorteile ergeben sich wie folgt:
    Die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung eignet sich insbesondere zur Darstellung von thermomechanisch hochbelasteten Kurbelgehäusen mit dicken Wandabschnitten, wobei sich bessere Standzeiten sowie höhere Zünddrücke realisieren lassen, während gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs, in das das Kurbelgehäuse eingebaut ist, reduziert werden kann.
  • Die Al-Druckgusslegierung ist gut gießbar, hoch warmbeständig sowie gut wärmeleitend, weist eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Bruchdehnung auf und stellt eine befriedigende Standzeit des Druckgussteils, respektive des Kurbelgehäuses bereit.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Abguss eines Kurbelgehäuses aus EN AC-AlSi9Cu3(Fe) zwecks höherer Duktilität, Wärmeleitfähigkeit und geringerer irreversibler Wärmeausdehnung meist nicht mehr wasserabgeschreckt, sondern luftabgekühlt und zusätzlich stabilisierungsgeglüht wird, kann die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung auch nach dem Abguss wasserabgeschreckt werden, um ohne technische Nachteile eine schnelle Abkühlung des Druckgussteils zu bewirken.
  • Für den Druckgussschritt kommt eine Vielzahl von Druckgussprozessen in Frage, das Druckgussteil kann mittels eines Vakuum unterstützten Druckgussprozesses oder durch das Vacural®-Druckgussverfahren hergestellt werden, denkbar sind aber auch Prozesse wie beispielsweise ein Niederdruck-Kokillenguss. Neben der Abkühlung durch Wasser kann natürlich auch luftgekühlt werden und, wie dem Fachmann bekannt, zur Steigerung der mechanischen Eigenschaften und der Wärmeleitfähigkeit, sowie zur Reduzierung der irreversiblen Wärmeausdehnung, stabilisierungsgeglüht werden. Handelt es sich um einen Vakuum-Druckguss oder um einen Vacural®-Druckguss, so kann auch gemäß einer üblichen T6- beziehungsweise T7-Wärmbehandlung nachbehandelt werden. Während die T6-Wärmebehandlung auf höhere Festigkeiten abzielt, liegen die Vorteile der T7-Wärmebehandlung darin, dass bei einer Belastung des Gussteils durch erhöhte Temperatur praktisch keine Maßänderung auftritt weil die irreversible Wärmeausdehnung minimiert wird, und sich die mechanischen Eigenschaften aufgrund des erzielten Gefüge-Gleichgewichtszustandes nicht mehr ändern. Zudem ist die Duktilität und dynamische Festigkeit verbessert.
  • Um diese dynamisch hochfeste Al-Druckgusslegierung gemäß der Erfindung zu erhalten, wird der Siliziumgehalt in einem Bereich von 9 bis 10 Gew.-% eingestellt. Durch die im Vergleich zur aktuell verwendeten Al-Legierung EN AC-AlSi9Cu3(Fe) eingeschränkten Si-Gehaltsgrenzen werden verbesserte Fließeigenschaften der Schmelze sichergestellt, so dass diese länger flüssig bleibt, sich somit besser in die Druckgussform einspeisen lässt, und sich formschlüssig um die Liner/Buchsen anbindet, während weniger Heißrisse und Lunker gebildet werden. Zudem soll die Legierung nicht durch einen zu hohen Si-Gehalt versprödet werden. Das Zulegieren von Kupfer führt zur Mischkristallaushärtung und in Kombination mit Magnesium zu Kaltausscheidungshärtung und schnellerer Warmausscheidungshärtung von Al2Cu- und Mg2Si-Phasen, was sich günstig auf die statischen Festigkeitseigenschaften auswirkt und die irreversible Wärmeausdehnung des Al-Druckgussgefüges verringert. Bei der im Stand der Technik zum Druckgießen von beispielsweise Kurbelgehäusen verwendeten EN AC-AlSi9Cu3(Fe)-Legierung mit dem hohen Kupfergehalt von 2–4 Gew.-% wird allerdings nicht nur die Wärmeleitfähigkeit, sondern auch die Bruchdehnung der Legierung und damit die dynamische Festigkeit verringert. Zudem verschlechtert sich das Korrosionsverhalten durch einen hohen Kupfergehalt. Um die Vorteile der Kupfer- beziehungsweise Magnesiumphasen zu nutzen, jedoch die durch einen hohen Kupfergehalt bedingten Nachteile zu vermeiden, wird mit 1,0–2,0 Gew.-% Kupfer ein deutlich reduzierter Kupfergehalt für die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung festgelegt. Um ein Verspröden zu vermeiden, wird neben dem Kupfergehalt auch der Magnesiumgehalt nach oben eingeschränkt und beträgt 0,1–0,3 Gew.-%. In Folge dessen erhöht sich die Bruchdehnung der erfindungsgemäßen Al-Druckgusslegierung um ca. 50% bei fast gleicher Zugfestigkeit und Dehngrenze.
  • Damit das Druckgussteil nach dem Abguss aus der Druckgussform entnommen werden kann, in die vor dem Gießvorgang ein Trennmittel appliziert wurde, enthalten die Druckgusslegierungen mit hohem Kupfer- und Zinkgehalt gemäß Stand der Technik 0,6–1,2 Gew.-% Eisen. Die niedrig erstarrenden Al12Fe3Si2- beziehungsweise Al9Fe2Si2-Phasen verhindern ein Kleben des Gussteils in der Druckgussform. Zur Verhinderung der kerbwirkend nadel- oder plattenförmig erstarrenden Phasen in dickwandigen Bereichen der Gussteile wird gemäß Stand der Technik üblicherweise 0,1–0,5 Gew.-% Mangan zulegiert, wobei weniger spröde wirkende hexagonale Al12(Fe,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Mn)2Si2-Phasen eingeformt werden. Abweichend von der Norm hat sich gezeigt, dass zur Fertigung von Kurbelgehäuselagerstühlen ein Verhältnis von Eisen zu Mangan kleiner als 4:1 vorteilhaft ist. Das heißt, dass bei Eisengehalten von bis zu 1,2 Gew.-% ein Mn Gehalt von mehr als 0,3 Gew.-% erforderlich ist.
  • Alternativ kann die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung auch Fe-arm mit weniger als 0,6 Gew.-% Eisen ausgeführt sein, wobei dann aber ein erhöhter Mangangehalt von 0,3–0,8 Gew.-% eingestellt werden muss, um ein Kleben des Gussteils in der Druckgussform zu vermeiden. Die hier entstehenden hexagonalen Al12(Fe,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Mn)2Si2-Phasen weisen die geringste Kerbwirkung auf.
  • Die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung enthält bis zu 0,20 Gew.-% Chrom. Die somit gebildeten hexagonalen Al12(Fe,Cr,Mn)3Si2- bzw. Al9(Fe,Cr,Mn)2Si2-Phasen haben ebenfalls eine geringe Kerbwirkung.
  • Die kompakte Einformung der hexagonalen Al12(Fe,Cr,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Cr,Mn)2Si2-Phasen, die aus dem höheren Manganzusatz und/oder dem Chromzusatz resultieren, verbessern das interdendritische Speisungsverhalten der Schmelze, vor allem in den dickwandigen Bereichen des Druckgusses. Das verbesserte interdendritische Speisungsverhalten vermindert die Ausbildung der plattenförmigen, sperrigen Al12(Fe,Mn)3Si2-/Al9(Fe,Mn)2Si2-Phasen, die den Schmelzennachfluss in den bereits erstarrten Aluminiumdendriten behindern würden und sorgen somit dafür, dass die Lunker- und Heißrissbildung abnimmt.
  • Indem die erfindungsgemäße Al-Druckgusslegierung durch 0,08–0,40 Gew.-% Sb, 40 bis 100 ppm Na und/oder 70 bis 250 ppm Sr, letzteres wird bevorzugt, veredelt wird, erfolgt die Erstarrung des zuletzt erstarrenden Al/Si-Eutektikums endogen Schalen bildend und nicht mehr endogen breiartig. Auch dies führt zur Vermeidung der Lunker- und Heißrissbildung. Außerdem wird durch die duktile Einformung des Al/Si-Eutektikums die dynamische Festigkeit der Legierung um ca. 10% verbessert. Die irreversible Wärmeausdehnung bei 150°C der aus der Al-Druckgusslegierung hergestellten Kurbelgehäuse, die wasserabgeschreckt oder luftabgekühlt wurden, fällt infolge geringerer Bauteileigenspannungen von 0,1% auf 0,06%.
  • Ein Kornfeinen der Al-Druckgusslegierung lässt sich durch eins der Elemente Titan, Zirkonium und Hafnium sowie gegebenenfalls auch mit Bor oder durch eine Kombination derselben untereinander erreichen. Die einzelnen Elemente können dabei einen Gehalt von 0,08–0,3 Gew.-% aufweisen, in Summe sollen sie jedoch 0,08–0,40 Gew.-% stets bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung, nicht überschreiten. Der alleinige Einsatz von Ti oder Zr oder von einer Ti/Zr-Kombination ergibt dabei ein besonders günstiges Ergebnis des Kornfeinens. Damit wird nicht nur die Festigkeit und Duktilität verbessert, sondern auch Gießeigenschaften und die Wärmebeständigkeit.
  • Durch das Kornfeinen erstarren die zuerst erstarrenden Aluminiumdendriten feiner, wobei diese exogen glattwandig erstarren, was speisungstechnisch günstiger ist, als die exogen rauhwandige Erstarrung ohne Kornfeinen. Auch damit wird die Lunker- beziehungsweise Heißrissbildung in den dickwandigen Druckgusszonen, beispielsweise in den Lagerstühlen von Kurbelgehäusen zurückgedrängt. Ferner werden die Festigkeits- und Bruchdehnungswerte insbesondere in den thermomechanisch hoch belasteten Bereichen der Lagerstühle des Kurbelgehäuses verbessert. Im Falle der Kornfeinung mit der Ti/Zr-Kombination beziehungsweise bei einem Ti- oder Zr-Überschuss werden erfindungsgemäß tetragonale Alx(Ti,Zr,Hf)ySiz- beziehungsweise kubooktaedrische Alx(Zr,Ti,Hf)ySiz-Dispersoide gebildet, die vorteilhaft die Warmfestigkeit der erfindungsgemäßen Al-Druckgusslegierung steigern. Ein Zirkoniumüberschuss verbessert zudem die Wärmeleitfähigkeit der Legierung, da die kubooktaedrischen Al(Zr,Ti,Hf)ySiz-Dispersoide das schlecht wärmeleitfähige Al/Si-Eutektikum überbrücken.
  • Ein Zinkgehalt von bis zu 1,2 Gew.-% entspricht dem Stand der Technik, und weitere dem Fachmann bekannte Legierungskomponenten beziehungsweise Verunreinigungen entsprechen ebenfalls der für die EN 1706 AC-AlSi9Cu3(Fe)-Legierung gültige Norm. Abweichend zu dieser Norm sind die Gehalte an Ni (max. 0,30 Gew.-%), Pb (max. 0,15 Gew.-%) und Sn (max. 0,10 Gew.-%) in der erfindungsgemäßen Legierung weiter eingeschränkt, um diese nicht zu verspröden. Somit kann aus oben genannten Gründen kann die erfindungsgemäße Legierung vorteilhafterweise anstatt 0,15 bis zu 0,20 Gew.-% Cr enthalten.
  • Die Anbindung der Al-Druckgusslegierung als Umguss zu eingegossenen Linern beziehungsweise Zylinderlaufbuchsen kann ebenfalls realisiert werden, diese Liner oder Buchsen können sowohl aus einem Fe-Material wie Gusseisen oder aus einer Al-Legierung, insbesondere einer Al/Si-Legierung wie beispielsweise Silitec® gefertigt sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 103323741 B3 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - DIN EN 1706 [0004]
    • - EN 1706 [0033]

Claims (5)

  1. Al-Druckgusslegierung, geeignet zur Fertigung dickwandiger Druckgussteile, enthaltend: – 9,0 bis 10,0 Gew.-% Si, – 1,0 bis 2,0 Gew.-% Cu, – 0,10 bis 0,30 Gew.-% Mg, – bis zu 0,20 Gew.-% Cr, – bis zu 1,2 Gew.-% Fe und – bis zu 0,8 Gew.-% Mn, wobei die Al-Druckgusslegierung bei einem Gehalt von 0,60 bis 1,2 Gew.-% Fe einen Gehalt von 0,30 bis 0,50 Gew.-% Mn aufweist und wobei die Al-Druckgusslegierung bei einem Gehalt von bis zu 0,60 Gew.-% Fe einen Gehalt von 0,30 bis 0,80 Gew.-% Mn aufweist, – zumindest ein Element aus der Gruppe umfassend Sr, Na und Sb, wobei Sr mit einem Anteil von 70 bis 250 ppm, Na mit einem Anteil von 40 bis 100 ppm und Sb mit einem Anteil von 0,08 bis 0,40 Gew.-% eingestellt wird, – zumindest ein Element aus der Gruppe umfassend Ti, Zr, Hf, B, wobei die Gesamtheit der Gehalte von Ti, Zr, Hf und B von 0,08 bis 0,40 Gew.-% umfasst und wobei ein Gehalt jedes einzelnen Elements aus der Gruppe, das ausgewählt ist, 0,08 Gew.-% nicht unterschreitet und 0,3 Gew.-% nicht überschreitet, – Al mit einem Anteil, der einem Differenzanteil zum Erhalt von 100 Gew.-% der Al-Druckgusslegierung entspricht.
  2. Al-Druckgusslegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis des Fe-Gehalts zu dem Mn-Gehalt kleiner ist als 4:1.
  3. Al-Druckgusslegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Element aus der Gruppe umfassend Zn, Ni, Pb, Sn mit Gehalten von – bis zu 1,2 Gew.-% Zn, – bis zu 0,30 Gew.-% Ni, – bis zu 0,15 Gew.-% Pb, – bis zu 0,10 Gew.-% Sn enthalten ist.
  4. Verwendung der Al-Druckgusslegierung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung eines dickwandigen Druckgussteils.
  5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgussteil ein Kurbelgehäuse ist.
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