NO346421B1 - Kaldherdet aluminiumslegering og fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumsdel - Google Patents

Kaldherdet aluminiumslegering og fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumsdel Download PDF

Info

Publication number
NO346421B1
NO346421B1 NO20054576A NO20054576A NO346421B1 NO 346421 B1 NO346421 B1 NO 346421B1 NO 20054576 A NO20054576 A NO 20054576A NO 20054576 A NO20054576 A NO 20054576A NO 346421 B1 NO346421 B1 NO 346421B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
weight
alloy
tensile strength
aluminum
cold
Prior art date
Application number
NO20054576A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20054576D0 (no
NO20054576L (no
Inventor
Jana Borchmann
Ursula Carlson
Ina Diedrichs-Miller
Andreas Kleine
Original Assignee
Trimet Automotive Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35159870&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO346421(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Trimet Automotive Holding Gmbh filed Critical Trimet Automotive Holding Gmbh
Publication of NO20054576D0 publication Critical patent/NO20054576D0/no
Publication of NO20054576L publication Critical patent/NO20054576L/no
Publication of NO346421B1 publication Critical patent/NO346421B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04Modified aluminium-silicon alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kaldherdet aluminiumsstøpelegering, som er smeltet på basis av støpealuminium Al 99,9 og ved høy strekkstyrke og strekkgrense oppviser en strekkevne tydelig over 1 %, så vel som en fremgangsmåte for fremstilling av en aluminiumsdel.
Fra ”Werkstoff-Datenblatt ENAC-46200” er det som normert støpelegering kjent legeringen 226A (VDS liste) av typen G-AlSi8Cu3. Den kjemiske sammensetningen til denne legeringen blir angitt i vektprosent (vekt-%) som følger: silisium 7,5 – 9,5 vekt-%, jern maks 0,8 vekt-%, kobber 2 – 3,5 vekt-%, mangan 0,15 – 0,65 vekt-%, magnesium 0,05 – 0,55 vekt-%, nikkel maks 0,35 vekt-%, sink maks 1,2 vekt-%, titan maks 0,25 vekt-%, bly maks 0,25 vekt-%, krom maks 0,15 vekt-%, restaluminium så vel som andre blandinger 0,05 % (enkeltvis) og 0,25 vekt-% (til sammen).
I WO 96/10099 A er det kjent Aluminiumbaserte støpe legeringer som har forbedrede egenskaper. Legeringene innbefatter 0,01-10,0 vektprosent Skandium i kombinasjon med andre legeringselementer som for eksempel zirkonium, kobber, magnesium, tinn og silisium. Når de brukes til å støpe i nærheten av nettformet aluminiumslegeringsdeler, gir legeringene forbedrede egenskaper. I en applikasjon er det oppnådd en 0,02% offset utbyttestyrke på over 60 ksi.
Fra SCHAEFER, M. et al. «Effect on Strontium Modification on Near-Treshold Fatigue Crack Growth in an Al-Si-Cu Die Cast Alloy» Metallurgical and Materials Trans. A, 27A, No.5 (1996.05.01) s.1293-1302, er en Al-Si-Cu-Fe-Zn-Mn-legerin med tilførsel av Sr kjent.
Med utgangspunkt i denne legeringen skal det oppvises en kaldherdet aluminiumslegering så vel som en fremgangsmåte for fremstilling av en aluminiumstøpedel med høy strekkstyrke og strekkgrense ved samtidig forbedret duktilitet. Legeringen skal ha god støpbarhet og være egnet for fremstilling av termisk meget krevende støpedeler. Støpedelene skal også være lett sveisbare med tradisjonelle midler.
For å løse den første delen av denne oppgaven blir det angitt en ny AlSi9Cu3 med ekstra innhold av mangan, sink, strontium og de øverste grenser for magnesium, jern og titan ifølge forholdsreglene i karakteriserende del av patentkrav 1. Den nye fremgangsmåten er kjennetegnet ved den karakteriserende del av patentkrav 2.
Fremgangsmåten for fremstilling av en kaldherdet aluminiumsdel ifølge oppfinnelsen består fortrinnsvis ved smelting av legeringen av
silisium 6 – 11 vekt-%
kobber 2,0 – 4,0 vekt-%
mangan 0,65 – 1,0 vekt-%
sink 0,5 – 3,5 vekt-%
strontium 0,1 – 0,04 vekt-%
indium 0,01 – 0,20 vekt-%
magnesium maks 0,55 vekt-%
jern maks 0,2 vekt-%
titan maks 0,2 vekt-%,
på basis av primærmetall/smeltemetall ved renheten Al 99,9 ved tilleggsdosering av minst en av de følgende elementer: sølv, samarium, nikkel, kadmium, beryllium så vel som en kaldlagring på 7 – 9 dager umiddelbart etterfulgt av støpeprosessen.
Eksempler
I det etterfølgende blir oppfinnelsen forklart på grunnlag av flere utførelseseksempler. Derved ble verdiene til strekkstyrke, strekkgrense og strekkeevne målt i en prøvestang støpt med en tyngdekraftstøpeformstøping som ble utformet i følgende mål: prøvetykkelse a = 3 mm, prøvebredde b = 8 mm, hodebredde B = 12 mm, hodehøyde h = 15 mm, begynnelseslengde L0 = 30 mm, forsøkslengde Lc = 33 mm og totallengde Lt = 80 mm.
1. Eksempel (oppfinnelseseksempel)
En støpelegering blir smeltet i overensstemmelse med patentkrav 2 som primærlegering på smeltealuminium Al 9,9 med følgende sammensetning: silisium 9 %, kobber 2,7 %, mangan 1 %, sink 2 %, strontium 0,02 %, magnesium 0,5 %, jern 0,1 %, titan 0,1 %, sølv 0,1 %, nikkel 0,40 %, indium 0,1 %, beryllium 0,0005 %, restaluminium og fremstillingsbetingede urenheter. Etter en kaldlagring i 8 dager ble det målt følgende verdier på disse legeringene i støpetilstanden:
strekkgrense Rp0,2= 190MPa
strekkstyrke Rm = 270MPa
Strekkevne A50mm = 1,5 %
2. Eksempel på teknikkens stand
Som sammenligningslegering ble det anvendt en 226A-støpelegering med følgende sammensetning:
Si 8%, Fe 0,6 %, Cu 3,0%, Mn 0,3 %, Ni 0,2 %, Zn 1,0 %, Ti 0,2 %, Pb 0,1 %, Sn 0,1 %, Mg 0,45 og andre tilsetninger: enkeltvis 0,05, til sammen 0,25 %, restaluminium. Støpelegeringen G-AlSi8Cu3 (materiale nr 3.2162.05) oppviser følgende materialegenskaper i støpetilstanden:
Strekkgrense Rp0,2 = 100 MPa
Strekkstyrke Rm = 170 MPa
Strekkevne A50mm = 1%
Sammenligning av støpeegenskapene
Sammenligningen av legeringen 226A ifølge teknikkens stand og legeringen i eksempel 1 ifølge oppfinnelsen viser de overlegne egenskapene til legeringen ifølge oppfinnelsen, da verdiene ble målt slik:
strekkgrense Rp0,2 = 190 MPa
strekkstyrke Rm = 270Mpa
og samtidig
strekkevne A50mm = 1,5 %.
Samtidig ble sammenføyningsstrukturene sammenlignet. Derved viste det seg at i legeringen ifølge oppfinnelsen hadde det kun dannet seg ubetydelige forekomster av Mg2Si,. Rekrystalliseringstemperaturen var i legeringen ifølge oppfinnelsen likeledes betydelig forhøyet. Videre var antallet Beta-Al-Fe-Si-nåler forminsket med ca 80 %, noe som tyder på en tydelig forbedret duktilitet i legeringen ifølge oppfinnelsen.
Videre forsøk på fortolkning av innholdsgrensene
Ved en variasjon av støpelegeringen i eksempel nr.1 med hensyn til losjeringsgrensene ble følgende resultater fastslått:
1. Magnesium: ved et innhold på over 0,55 % ble oksidasjonsfallet fordret under støpingen av basislegeringen sammensatt ifølge oppfinnelsen. Dessuten kunne ingen videre fasthetsøkning bli fastslått ved et så høyt Mg-innhold, da det dannet seg Mg 2Si-faser.
2. Jern: ved et innhold på over 0,2 % ble strekkeevnen til alle legeringer støpt i samsvar med krav 2 betydelig nedsatt.
3. Titan: over 0,2 % ble det ikke fastslått noen forbedring av strukturen til støpedelen fremstilt i samsvar med krav 1 med henblikk på rekrystalliseringstemperaturen.
4. Indium og kadmium forkorter kaldlagringstiden til legeringen ifølge oppfinnelsen.
5. Beryllium forminsker ved magnesiuminnhold på over 0,4 til 0,55 vekt-% oksidasjonsfallet, som igjen har en ugunstig innflytelse på strekkeevnen.
6. Cer forhøyer flyteevnen til aluminiumsstøpelegeringen i sammensetningen ifølge krav 1 – 4 og forringer klebeevnen ved inntil et innhold på 0,4 %.
7. Sink forbedrer ved et innhold på fra 3,5 % formstabiliteten til støpedelen ved legeringen sammensatt i samsvar med krav 1, ved mer enn 3,5 % ble det ikke fastslått noen videre stigning av formstabiliteten eller forringning av klebeevnen.
Med dette lar den tekniske overlegenheten til de utvalgte parametrene for aluminiumsstøpelegeringen ifølge oppfinnelsen seg begrunne, som resultat av en synergetisk virkning av de til enhver tid medvirkende legeringselementer.

Claims (3)

Patentkrav
1.
Kaldherdet aluminiumsstøpelegering, smeltet som primærlegering på en basis av primærmetall/støpe-aluminium med renheten Al 99,9 eller et høyere renhetstrinn og hvor det forekommer høy strekkstyrke og strekkgrense og det oppvises en strekkevne på over 1 %, k a r a k t e r i s e r t v e d følgende legeringsinnhold i vekt-%:
silisium 6 – 11 vekt-%
kobber 2,0 – 4,0 vekt-%
mangan 0,65 – 1,0 vekt-%
sink 0,5 – 3,5 vekt-%
strontium 0,01 – 0,04 vekt-%
indium 0,01 – 0,20 vekt-%
magnesium maks 0,55 vekt-%
jern maks 0,2 vekt-%
titan maks 0,2 vekt-%.
og eventuelt, en eller flere elementer i følgende gruppe:
- sølv 0,01 – 0,80 vekt-%
- samarium 0,01 – 1,0 vekt-%
- nikkel 0,01 – 0,40 vekt-%.
og/eller eventuelt:
- Cadmium 0,01 – 0,30 vekt-%
og/eller eventuelt: Beryllium opp til 0,001 vekt-%, og resten er aluminium og fremstillingsbetingede urenheter.
2.
Fremgangsmåte for fremstilling av en kaldherdet aluminiumsstøpedel som ved høy strekkstyrke og strekkgrense oppviser en strekkevne på over 1 %, k a r a k -t e r i s e r t v e d at det ble smeltet en AlSiCu-legering i henhold til krav 1 på basis av primærmetall/støpemetall med en renhet på Al 99,9 eller renere, hvorved støpeprosessen umiddelbart ble etterfulgt av en kaldlagring på 7 – 9 dager.
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at for forbedring av styrkeverdiene ved en vedvarende høy strekkevne på 1,5 % etter kaldlagringen ble utført en varmelagring ved 160 til 240 ºC.
NO20054576A 2004-10-08 2005-10-05 Kaldherdet aluminiumslegering og fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumsdel NO346421B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004049074A DE102004049074A1 (de) 2004-10-08 2004-10-08 Kaltaushärtende Aluminiumgusslegierung und Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumgussteils

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20054576D0 NO20054576D0 (no) 2005-10-05
NO20054576L NO20054576L (no) 2006-04-10
NO346421B1 true NO346421B1 (no) 2022-07-25

Family

ID=35159870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20054576A NO346421B1 (no) 2004-10-08 2005-10-05 Kaldherdet aluminiumslegering og fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumsdel

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1645647B8 (no)
AT (1) ATE380260T1 (no)
DE (2) DE102004049074A1 (no)
NO (1) NO346421B1 (no)
PL (1) PL1645647T5 (no)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1997924B1 (de) 2007-05-24 2009-12-23 ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH Warmfeste Aluminiumlegierung
DE102010007812B4 (de) * 2010-02-11 2017-04-20 Ksm Castings Group Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kraftfahrzeug-Fahrwerksteilen
US11471984B2 (en) 2018-06-28 2022-10-18 Scandium International Mining Corporation Control of recrystallization in cold-rolled AlMn(Mg)ScZr sheets for brazing applications
CN108866460B (zh) * 2018-07-20 2020-08-07 合肥工业大学 一种Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的时效工艺
CN111041290B (zh) * 2019-12-20 2020-11-27 比亚迪汽车工业有限公司 一种铝合金及其应用
CN117646138A (zh) * 2024-01-30 2024-03-05 鸿劲新材料研究(南通)有限公司 一种隔爆防爆用铝合金材料及制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996010099A1 (en) * 1994-09-26 1996-04-04 Ashurst Technology Corporation (Ireland) Limited High strength aluminum casting alloys for structural applications

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB747057A (en) 1953-04-16 1956-03-28 Gen Motors Corp Improved aluminium base bearing alloy
DE1255928B (de) * 1966-01-13 1967-12-07 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Erzielung eines langanhaltenden Veredelungseffektes in Aluminium-Silicium-Legierungen
US3619181A (en) * 1968-10-29 1971-11-09 Aluminum Co Of America Aluminum scandium alloy
DE2326193C3 (de) * 1973-05-23 1981-06-04 Vereinigte Aluminium-Werke Ag, 5300 Bonn Lot zum flußmittelfreien Löten von Aluminiumwerkstoffen
JPS5419409A (en) 1977-07-14 1979-02-14 Showa Denko Kk High strength aluminium alloy for die casting
US4648918A (en) * 1984-03-02 1987-03-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Abrasion resistant aluminum alloy
JPS63259045A (ja) * 1987-04-16 1988-10-26 Mitsubishi Motors Corp 鋳造用アルミニウム合金
DE10339705B4 (de) 2002-08-29 2008-03-13 Nippon Light Metal Co. Ltd. Hochfester Aluminiumlegierungsguss und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996010099A1 (en) * 1994-09-26 1996-04-04 Ashurst Technology Corporation (Ireland) Limited High strength aluminum casting alloys for structural applications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHAEFER, M. et al. "Effect on Strontium Modification on Near-Threshold Fatigue Crack Growth in an Al-Si-Cu Die Cast Alloy" METALLURGICAL AND MATERIALS TRANS. A, ASM INTERNATIONAL, 27A, No. 5(1996.05.01) s. 12936-1302, Dated: 01.01.0001 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004049074A1 (de) 2006-04-13
NO20054576D0 (no) 2005-10-05
PL1645647T5 (pl) 2014-03-31
DE502005002140D1 (de) 2008-01-17
EP1645647A1 (de) 2006-04-12
ATE380260T1 (de) 2007-12-15
EP1645647B1 (de) 2007-12-05
EP1645647B8 (de) 2013-07-24
EP1645647B2 (de) 2013-06-12
PL1645647T3 (pl) 2008-07-31
NO20054576L (no) 2006-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10590518B2 (en) High strength cast aluminium alloy for high pressure die casting
US20200190634A1 (en) Method of forming a cast aluminium alloy
KR102609410B1 (ko) 다이 캐스팅 합금
CN105568082B (zh) 一种Al‑Si‑Cu‑Mg 铸造合金的热处理方法
NO346421B1 (no) Kaldherdet aluminiumslegering og fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumsdel
WO2016034857A1 (en) A casting al-mg-zn-si based aluminium alloy for improved mechanical performance
US10895005B2 (en) Metallic glass composites with controllable work-hardening capacity
CZ376398A3 (cs) Strukturní konstrukční součást z hliníkové slitiny pro lití pod tlakem
US20220090234A1 (en) Foundry Alloys for High-Pressure Vacuum Die Casting
WO2016074423A1 (zh) 镁合金及其制备方法和应用
JP2001316753A (ja) 耐食性および耐熱性に優れたマグネシウム合金およびマグネシウム合金部材
EP3342889B1 (en) Aluminium casting alloy
JP2010150624A (ja) 鋳造用アルファ+ベータ型チタン合金及びこれを用いたゴルフクラブヘッド
CN107326216A (zh) 用于制作拉链的耐腐蚀锌合金及其制备工艺
US20110014084A1 (en) High strength, creep resistant zinc alloy
Kim et al. Mold filling ability and hot cracking susceptibility of Al-Fe-Ni alloys for high conductivity applications
JP5308907B2 (ja) Al合金鍛造製品の製造方法
CN109182804A (zh) 一种高强度铝铜系铝合金制备方法
CN105986157A (zh) 镁合金及其制备方法
JP2016153516A (ja) アルミニウム合金加工材及びその製造方法
EP2865773B1 (en) Aluminium casting alloy
CN105385910B (zh) 一种高强度耐热铝管及其制备方法
CN104593653B (zh) 高强度薄壁部件用镁合金及其制备方法
CN113046606B (zh) 铝合金及其制备方法和铝合金结构件
CN110592439B (zh) 一种高塑性Al-Si-Cu系铸造铝合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: TRIMET ALUMINIUM SE, DE

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: TRIMET ALUMINIUM SE, DE