DE19749078A1 - Arrangement for preventing contact corrosion between steel and magnesium - Google Patents

Arrangement for preventing contact corrosion between steel and magnesium

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DE19749078A1
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Karl-Ludwig Dipl Ing Grell
Rainer Venz
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Abstract

The components (1, 2) and (3) made respectively of magnesium alloys and steel are electrochemically separated from one another by an insulating layer (6) consisting of metallic aluminum, with its aluminum content equal to at least 98 %.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verhinderung der Kontaktkorrosion zwischen Bauteilen aus Stahl und Magnesiumlegierungen.The invention relates to an arrangement for preventing contact corrosion between steel and magnesium alloy components.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Aufgrund seiner guten gießtechnischen Eigenschaften und seines geringen spezifischen Gewichtes ist es im Kraftfahrzeugbaus seit langem üblich, Getriebe­ gehäuse aus einer Magnesium-Guß-Legierung herzustellen. Dabei ist jedoch von Nachteil, daß an den Stellen, an denen Stahl- und Magnesiumteile direkt anein­ ander anliegen, insbesondere bei feuchter, salzhaltiger Atmosphäre, wie sie im Winterbetrieb auf salzgestreuten Straßen vorliegen, Korrosionserscheinungen auftreten, die zu einer erheblichen Zerstörung des Magnesium-Werkstoffes führen. So ist es beispielsweise denkbar, daß bei durch Stahlschrauben zu­ sammengehaltenen Gehäuseteilen aus einer Magnesiumlegierung in Anwesen­ heit feuchter, aggressiver Atmosphäre die Auflageflächen an den Schraubenköp­ fen bzw. an den Muttern durch Kontaktkorrosion zerstört werden und daß als deren Folge die Spannung der Verbindungsschrauben und damit die Verbin­ dung der Gehäuseteile selbst nachläßt.Because of its good casting properties and its low specific weight, it has long been common in motor vehicle construction, gears Manufacture housing from a cast magnesium alloy. However, is from Disadvantage that at the points where steel and magnesium parts are in direct contact other concerns, especially in a humid, salty atmosphere, such as in Winter operation on salt-spread roads is present, signs of corrosion occur that lead to a considerable destruction of the magnesium material to lead. So it is conceivable, for example, that with steel screws Housing parts made of a magnesium alloy held together in property damp, aggressive atmosphere, the contact surfaces on the screw heads fen or on the nuts are destroyed by contact corrosion and that as the consequence of which is the tension of the connecting screws and thus the connector the housing parts themselves.

Diese Kontaktkorrosion zwischen Bauteilen aus Stahl und Magnesiumlegierun­ gen wird nach den bisherigen Stand der Technik dadurch verhindert, daß die Bauteile gegen den Zutritt feuchter aggressiver Medien geschützt werden. So ist es beispielsweise aus der D-OS 23 61 282 vorbekannt, Verbindungsschrauben, die zwei Gehäuseteile aneinander halten, mit einer eng anliegenden Dichtkappe zu versehen. Durch diese Dichtkappe wird der Zutritt von Elektrolyt verhindert, so daß die Kontaktkorrosion nicht stattfinden kann.This contact corrosion between components made of steel and magnesium alloy gene is prevented according to the prior art in that the  Components are protected against the entry of moist, aggressive media. So is it is known, for example, from D-OS 23 61 282, connecting screws, hold the two housing parts together with a tight-fitting sealing cap to provide. This sealing cap prevents the entry of electrolyte, so that contact corrosion cannot take place.

Ein ähnliches Konzept zum Schutz gegen Kontaktkorrosion von Bauteilen ist in einem Prospekt der Firmen Radolid Thiel GbmH und Hydro Magnesium be­ schrieben. Dieses Konzept basiert ebenfalls auf einer speziell konstruierten Schutzkappe aus Kunststoff mit Klemmrand und Dichtlippe, die auf einen im Magnesium eingeschraubten Stahlbolzen aufgesetzt ist. Dadurch wird verhin­ dert, daß korrosive Flüssigkeit in den unteren und oberen Bereich der Stahl­ schraube eindringen kann.A similar concept for protection against contact corrosion of components is in a prospectus from Radolid Thiel GbmH and Hydro Magnesium be wrote. This concept is also based on a specially designed one Protective cap made of plastic with a clamping edge and sealing lip that fits on an inside Magnesium screwed steel bolt is placed. This will prevent that corrosive liquid in the lower and upper area of the steel screw can penetrate.

Nachteilig dabei ist, daß solche Schutzkappen aufwendig gefertigt und der entsprechenden Form der Bauteile angepaßt werden müssen.The disadvantage here is that such protective caps are manufactured and the corresponding shape of the components must be adjusted.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Kontaktkorrosion zwischen Bauteilen aus Stahl und Magnesiumlegierungen mit einfacheren Mitteln zu verhindern.The object of the invention is therefore to determine the contact corrosion between components Prevent steel and magnesium alloys with simpler means.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Bauteile durch eine isolierende Zwischen­ schicht elektrochemisch voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenschicht aus metallischem Aluminium mit wenigstens 98% Aluminium besteht.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the components by an insulating intermediate layer are electrochemically separated from each other, the intermediate layer consists of metallic aluminum with at least 98% aluminum.

Die Schutzwirkung beruht darauf, daß Reinaluminium eine dichte Oxidhaut bildet, die quasi nicht leitend ist, da reines Aluminiumoxyd wie Keramik einen sehr hohen Isolierungswiderstand besitzt. Auf der Gegenseite besitzt ebenfalls Magnesium aufgrund seiner hohen Affinität zum Sauerstoff eine dichte Oxid­ haut, so daß ein gegenseitiges Durchbrechen oder Zerstören dieser Oxidschich­ ten bei höheren Flächenbelastungen keine Rolle spielt, da sich sofort wieder durch den Kontakt mit Luftsauerstoff ein neuer Oxidfilm bildet.The protective effect is based on the fact that pure aluminum is a dense oxide skin forms, which is quasi non-conductive, because pure aluminum oxide like ceramics has very high insulation resistance. On the opposite side also owns Magnesium is a dense oxide due to its high affinity for oxygen skin, so that a mutual breakthrough or destruction of this oxide layer  at high wing loads is irrelevant because it reacts immediately forms a new oxide film through contact with atmospheric oxygen.

In Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Zwi­ schenschicht eine Folie im Dickenbereich von 50 bis 500 µm ist. Diese Folien haben den Vorteil, daß sie konturgenau den zu verbindenden Teilen angepaßt werden können und zusätzlich noch die Funktion einer Dichtung übernehmen können.In a development of the invention it is provided according to claim 2 that the Zwi layer is a film in the thickness range of 50 to 500 microns. These slides have the advantage that they are precisely contoured to the parts to be connected can be and also take over the function of a seal can.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die Zwischenschicht einen aus Papier, Textil- oder Kunststoffgewebe bestehenden Kern aufweist, der zumindest einseitig mit Aluminium beschichtet ist. In diesem Fall wird eine Art Verstärkung der Alumi­ niumschicht durch den Werkstoffverbund erreicht.It is apparent from claim 3 that the intermediate layer is made of paper, Has textile or plastic fabric existing core that at least on one side Aluminum is coated. In this case, a kind of reinforcement of the alumi nium layer reached by the composite material.

Auch kann es in Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 vorteilhaft sein, wenn die Zwischenschicht aus einem Stahlband besteht, das zumindest einseitig mit Aluminium plattiert ist.In a development of the invention according to claim 4, it can also be advantageous if the intermediate layer consists of a steel strip that is at least on one side is clad with aluminum.

Wie Anspruch 5 zeigt, soll das Bauteil ein Getriebegehäuse aus einer Magnesi­ um-Guß-Legierung für eine Brennkraftmaschine sein. Insbesondere im Fahrzeug­ bau werden aus Gewichtsgründen derartige Gehäuse mehr und mehr anstelle von Stahlgehäusen eingesetzt, so daß eine Verringerung bzw. Verhinderung der Kontaktkorrosion zwischen Stahl und Magnesium ein unbedingtes Erfordernis ist.As shown in claim 5, the component is intended to be a magnesi gear housing to be cast alloy for an internal combustion engine. Especially in the vehicle Due to weight reasons, such housings are being used more and more instead of steel housings used, so that a reduction or prevention of Contact corrosion between steel and magnesium is an absolute requirement is.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiment.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch zwei miteinander verbundene Gehäuseteile. The single figure shows a section through two interconnected Housing parts.  

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In der Figur ist ein aus einem Gehäuseoberteil 1 und einem Gehäuseunterteil 2 zusammengesetztes Gehäuse aus einer Magnesiumdruckgußlegierung gezeigt, das durch Befestigungsschrauben 3 aus Stahl zusammengehalten ist. In einer Ausnehmung 5 des Gehäuseoberteils 1 ist der Schraubenkopf 4 der Befesti­ gungsschraube 3 angeordnet, welcher allseitig von einer aus Aluminium beste­ henden Zwischenschicht 6 in Form einer Folie umgeben ist. Durch Anwe­ senheit dieser Zwischenschicht 6 wird die Kontaktkorrosion zwischen stählerner Befestigungsschraube 3 und Magnesiumgehäuseoberteil 1 vermieden, auch wenn beispielsweise oberhalb des Schraubenkopfes 4 in der Ausnehmung 5 Elektrolyt vorhanden ist. In the figure, a housing made of a magnesium die-cast alloy is shown which is composed of an upper housing part 1 and a lower housing part 2 and is held together by steel fastening screws 3 . In a recess 5 of the upper housing part 1 , the screw head 4 of the fastening screw 3 is arranged, which is surrounded on all sides by an existing intermediate layer 6 made of aluminum in the form of a film. By presence of this intermediate layer 6 , contact corrosion between the steel fastening screw 3 and the magnesium housing upper part 1 is avoided, even if, for example, electrolyte is present in the recess 5 above the screw head 4 .

BezugszeichenlisteReference list

11

Gehäuseoberteil
Upper part of the housing

22nd

Gehäuseunterteil
Lower part of the housing

33rd

Befestigungsschraube
Fastening screw

44th

Schraubenkopf
Screw head

55

Ausnehmung
Recess

66

Zwischenschicht
Intermediate layer

Claims (5)

1. Anordnung zur Verhinderung der Kontaktkorrosion zwischen Bauteilen aus Stahl (3) und Magnesiumlegierungen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (1, 2, 3) durch eine isolierende Zwischenschicht (6) elektrochemisch voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenschicht (6) aus metallischem Aluminium mit wenigstens 98% Aluminium besteht.1. Arrangement for preventing contact corrosion between components made of steel ( 3 ) and magnesium alloys ( 1 , 2 ), characterized in that the components ( 1 , 2 , 3 ) are electrochemically separated from one another by an insulating intermediate layer ( 6 ), the intermediate layer ( 6 ) consists of metallic aluminum with at least 98% aluminum. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) eine Folie im Dickenbereich von 50 bis 500 µm ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 6 ) is a film in the thickness range of 50 to 500 microns. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) einen aus Papier, Textil- oder Kunststoffgewebe bestehenden Kern aufweist, der zumindest einseitig mit Aluminium beschichtet ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 6 ) has a core made of paper, textile or plastic fabric, which is coated at least on one side with aluminum. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (6) aus einem Stahlband besteht, das zumindest einseitig mit Aluminium walzplattiert ist.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 6 ) consists of a steel strip which is roll-clad at least on one side with aluminum. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauteil (1, 2) ein Getriebegehäuse aus einer Magnesium-Guß-Legierung für eine Brenn­ kraftmaschine ist.5. Arrangement according to claim 1, characterized in that a component ( 1 , 2 ) is a gear housing made of a cast magnesium alloy for an internal combustion engine.
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