DE1061041B

DE1061041B - Verfahren zur Herstellung von Verbundgussteilen aus Magnesium oder einer Magnesium-Legierung und einem aus Metall oder einer Metallegierung, insbesondere Eisen, bestehenden Grundkoerper

Info

Publication number: DE1061041B
Application number: DEM17630A
Authority: DE
Inventors: Dr Gustav Guertler
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1953-03-06
Filing date: 1953-03-06
Publication date: 1959-07-09

Description

In vielen Zweigen der Technik wendet man sogenannte Verbundgußverfahren an, deren Ziel es ist, bei einem Werkstück die Eigenschaften zweier verschiedener Werkstoffe gleichzeitig nutzbar zu machen. So sind z. B. die Kombinationen von Eisen und Kupferlegierungen, Eisen und Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, Eisen und Zink sowie zahlreiche andere Kombinationen bekannt. Die Kombination Eisen—Aluminium wird häufig in solchen Fällen angewendet, in denen die gute Wärmeleitfähigkeit oder das geringe spezifische Gewicht von Aluminium ausgenutzt werden können.

Verbundgußteile der oben beschriebenen Metallkombinationen werden bevorzugt nach solchen Verfahren hergestellt, bei denen durch eine Tauchbehandlung mit dem anzugießenden Metall, z. B. Aluminium, eine Übergangsschicht, d.h. eine Diffusions- oder Bindungsschicht Me_xAIj,, gebildet wird, an der beide Metalle beteiligt sind, wodurch eine molekulare Bindung zwischen den beiden in Frage stehenden Werkstoffen erreicht wird. Das Merkmal aller dieser Verbundgußverfahren ist also eine Zwischenschicht, an deren Bildung die beiden zusammenzugießenden Metalle beteiligt sind. Es ist außerdem bekannt, Verbundgußteile mit einer Zwischenschicht aus einem dritten Metall herzustellen, z.B. auchEisen-Magnesium-Verbundgußteilemit einer Zwischenschicht aus Calcium. Ein an sich in der Technik erwünschtes Verbundgußverfahren für Eisen und Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen konnte bisher nicht verwirklicht werden, da Eisen und Magnesium weder ineinander diffundieren noch Verbindungen miteinander bilden und daher eine Zwischenschicht Me_xMg₁, nicht gebildet werden konnte. Es schien also aussichtslos, zu einer nach dem Prinzip der oben beschriebenen Verbundgußverfahren arbeitenden Gießmethode zum Angießen von Magnesium und Eisen zu kommen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, daß das Angießen von Magnesium an Eisen ermöglicht, wobei eine Bindung erzielt wird, die ähnliche Festigkeitseigenschaften, wie sie bei den anderen Verbundgußverfahren erreicht werden, aufweist. Bei der Ausübung dieses Verfahrens geht man so vor, daß man das Werkstück aus Metall oder Metallegierungen, ζ. B. auf Eisenbasis (Stahl oder Gußeisen) in an sich bekannter Weise nach entsprechender Oberflächenreinigung in eine Schmelze aus Aluminium oder AIuminiumlegierungen taucht und dadurch auf der Oberfläche eine Zwischenschicht der allgemeinen Formel Me_xAIj, aufwachsen läßt. Nachdem dies geschehen ist, wird das getauchte Eisenteil in die Form eingesetzt und das Magnesium oder die Magnesiumlegierung zur Herstellung eines Magnesium-Verbundgußteiles an die Zwischenschicht angegossen.

Verfahren zur Herstellung

von Verbundgußteilen aus Magnesium

oder einer Magnesiumlegierung

und einem aus Metall oder einer

Metallegierung, insbesondere Eisen,

bestehenden Grundkörper

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Dr. Gustav Gürtler, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

Beim Angießen an ein Werkstück aus Eisen geht das der Fe_x AIj₁-S chicht anhaftende Reinaluminium bzw. die entsprechende Aluminiumlegierung in das einfließende Magnesium in Lösung, so daß ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Fe_xAlj,-Schicht und dem Magnesium entsteht. Vorzugsweise geht man genau wie bei dem Aluminium-Eisen-Verbundgußverfahren auch hierbei so vor, daß man das in Aluminium getauchte Stück im warmen Zustand in die Form einsetzt und das Eingießen des Magnesiums in einem solchen Zeitraum vornimmt, in welchem das dem getauchten Körper anhaftende Aluminium noch flüssig ist. Bei der guten Legierbarkeit von Aluminium und Magnesium ist es jedoch auch möglich, das anhaftende Aluminium nach dessen Erstarrung durch das angegossene Magnesium in kurzer Zeit wieder in Lösung zu bringen und damit den gleichen Verbundguß effekt zu erzielen wie bei noch flüssigem Aluminiumüberzug. Diese Tatsache gibt dem Verfahren gegenüber dem bekannten Angußverfahren von Aluminium den Vorteil, daß man die durch das Tauchen vorbehandelten einzugießenden Gegenstände in beliebigem Zeitabstand nach der Vorbehandlung verarbeiten kann.

Obwohl Eisen-Aluminium-Verbindungen in Magnesium nur eine sehr geringe Löslichkeit haben, genügt diese geringe Löslichkeit offenbar doch, um eine gewisse molekulare Verbindung zwischen der auf das Eisen aufgebrachten Fe^AljrSchicht und dem einfliessenden Magnesium zu erzeugen. Es zeigt sich jedenfalls, daß ein kontinuierlicher metallischer Übergang ohne störende Oxydschichten zwischen der auf

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dem Eisen aufgewachsenen Fe_x Al₁,-Schicht und dem angegossenen Magnesium entsteht.

Untersuchungen der mechanischen Eigenschaften der so erzeugten Bindung haben gezeigt, daß die erzielbare Zerreißfestigkeit der Schicht zwischen 3 und 4 kg/mm² liegt, also durchaus die Größenordnung der mechanischen Werte erreicht, wie sie eine Bindung zwischen Eisen und Aluminium aufweist. Das gleiche trifft für die Scherfestigkeit zu.

Es können auch solche andere Metalle und Legierungen an Stelle von Eisen mit Magnesium oder einer Magnesiumlegierung verbunden werden, auf denen sich durch Tauchen in Aluminium eine Schicht einer Verbindung des Aluminiums mit dem entsprechenden Metall erzeugen läßt, wie z. B. bei Nickel.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Verbundgußteilen aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung und einem aus einem Metall oder einer Metallegierung, insbesondere Eisen, bestehenden Grundkörper, der mit einer Zwischenschicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper zum Aufbringen der Zwischenschicht kurzzeitig in eine Aluminiumschmelze getaucht und anschließend Magnesium oder eine Magnesiumlegierung an die Zwischenschicht gemäß der allgemeinen Formel Me_xAL₁, angegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Angießen des Magnesiums erfolgt, solange die dem Werkstück anhaftende Aluminiumschicht noch nicht erstarrt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 247 780, 336 219;
USA.-Patentschrift Nr. 2 455 457;
ATZ, 1953.

CS 909 560/371 6.