DE3922593C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Magnesium-Li­ thium-Legierung für Druckgußteile mit spezifisch niedrigem Gewicht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckgußteiles.

In der Kraftfahrzeug-, Luft- und Raumfahrtindustrie ist man mehr und mehr bestrebt, Teile aus möglichst leichten Materialien herzustellen, wobei diese Teile aber gleichzeitig hohen Festigkeitsanforderungen gerecht werden müssen. Kunststoffe stellen zwar im Prinzip leichte Materialien dar, sie genügen aber in der Regel nicht, den an diese Materialien zu stellenden Festigkeitsanforderungen, wenn sie in Bereichen der oben bezeichneten Art eingesetzt werden. Umgekehrt sind zwar Leichtmetall-Legierungen, aus denen mittels Druckguß-Teile herstellbar sind, verhältnismäßig hoch beanspruchbar, sie sind aber gleichwohl immer noch vergleichsweise schwer. So hat eine Magnesium-Legierung mit einem 8%igen Anteil an Aluminium und einem 1%igen Anteil an Zink immer noch ein spezifisches Gewicht von 1,8 g/cm³.

Zur Herstellung von Teilen aus diesen Materialien ist es bekannt, das Kaltkammer-Druckgießverfahren einzusetzen oder aber auch Warmkammer-Kolbenmaschinen. Andere mit Kaltkammer- Druckgieß- oder Warmkammer-Druckgießverfahren bearbeitbare Materialien sind beispielsweise Aluminium mit einem spezifischen Gewicht von 2,75 g/cm³, Zink-Druckguß mit einem spezifischen Gewicht von 6,7 g/cm³ oder weitere viel schwerere Materialien, wie Messing (8,5 g/cm³), Zinn (7,1 g/cm³), Blei (11 g/cm³).

Die oben beschriebene GD-MgAl9Znl-Legierung ist von den genannten die leichteste, allerdings immer noch vergleichsweise schwer, wie dies bereits gesagt wurde.

Aus der US 24 53 444 ist eine Magnesium-Lithium-Legierung mit verbesserter Duktilität bekannt, wobei die dortige Legierung aus 3,6 bis 12% Lithium und Magnesium als Rest besteht. Die dort beschriebene Legierung soll in jedem Schmelzverfahren herstellbar sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Legierung anzugeben, die sowohl im Kaltkammer- wie im Warmkammer-Druckgußverfahren zu einem Produkt verarbeitbar ist, das gleichwohl hohen Festig­ keitsanforderungen gerecht wird, und dieses Einsatzgebieten zuzuführen, welche derartige Qualitäten benötigen, wobei es auch Aufgabe der Erfindung ist, ein entsprechendes Herstellungsverfahren derartiger Produkte anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung einer Magnesium-Li­ thium-Legierung mit einem Lithium-Anteil von bis zu 10 Gew.-% und Magnesium als Rest gemäß Anspruch 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß eine derartig verwendete Legierung wegen des Anteiles an Lithium ein vergleichsweise geringes spezifisches Gewicht von 1,4 g/cm³ aufweist, was eine erhebliche Gewichtsreduzierung gegenüber der Magnesium-Legierung darstellt. Dies liegt u. a. daran, daß Lithium ein sehr geringes spezifisches Gewicht (0,53 g/cm³) aufweist, es ist dabei ein ausgesprochen unedles Alkalimetall, welches speziell dazu neigt, heftigt mit Sauerstoff zu reagieren, so daß es bisher offensichtlich nicht eingesetzt wurde. Hier weist die vorliegende Erfindung den entsprechenden Weg für den Einsatz derartiger Druckgußteile aus den erfindungsgemäß verwendeten Legierungen in der angegebenen Industrie. Fahrzeuge, gerade auch mehr und mehr die Kraftfahrzeuge, benötigen hochbeanspruchbare, allerdings gleichzeitig leichte Teile, was auch für die Raum- und Luftfahrtindustrie gilt. Dem trägt die Erfindung Rechnung.

Die Verwendung einer Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-Anteil von 7 bis 9 Gew.-% für den in Anspruch 1 genannten Zweck ist eine bevorzugte Lösung der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung schlägt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgußteiles vor, welches sich dadurch auszeichnet, daß eine Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium-Anteil von bis zu 10%, insbesondere von 7 bis 9%, hergestellt und aus dieser Legierung das Druckgußteil gefertigt wird, wobei die Legierung während des Schmelzens und Druckgießens unter einer Inertgasabdeckung gehalten wird, wobei in weiterer Ausgestaltung auch vorgesehen sein kann, daß als Inertgas SF₆ oder SO₂ eingesetzt wird und/oder daß der Druckguß bei einem Druck von etwa 500 bar vorgenommen und durchgeführt wird.

Als Schutzgase, die bei vorgenannter Verfahrensweise eingesetzt werden können, eignen sich im Prinzip alle Inertgase, so beispielsweise, wie oben angegeben, SF₆ oder SO₂, wobei die Schutzgasatmosphäre in der gesamten Verfahrensführung vom Aufschmelzen bis zum Druckgießen aufrechterhalten wird.

Die vergleichweise hohen Fülldrücke und die ebenfalls vergleichsweise geringe Füllzeit von erfindungsgemäßen 30 m/sec. ermöglichen es ebenfalls daß Sauerstoffreaktionen unterbunden werden, wobei gleichzeitig ein zu schnelles Abkühlen der Legierung verhindert wird, was den Nachteil hätte, daß keine einwandfreien Formkörper entstünden, der hohe Druck erzeugt ein dichtes einheitliches Gefüge im Gußkörper.

Claims (6)

1. Verwendung einer Magnesium-Lithium-Legierung mit einem Lithium- Anteil von bis zu 10 Gew.-% und Magnesium als Rest für Druckgußteile mit spezifisch niedrigem Gewicht in der Kraftfahrzeug-, Luft- und Raumfahrtindustrie.

2. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einem Lithium-Anteil von 7 bis 9 Gew.-% für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verfahren zur Herstellung eines Druckgußteiles mit spezifisch niedrigem Gewicht aus einer gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 zu verwendenden Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung während des Schmelzens und Druckgießens unter einer Inertgasabdeckung gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas SF₆ oder SO₂ eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckguß bei einem Druck von etwa 500 bar vorgenommen und durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Druckguß die flüssige Magnesium-Lithium-Legierung mit einer Füllzeit von etwa 30 m/sec in die Druckgußform eingeschossen wird.