WO2020016283A1 - Aluminum die-casting alloy - Google Patents

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WO2020016283A1
WO2020016283A1 PCT/EP2019/069210 EP2019069210W WO2020016283A1 WO 2020016283 A1 WO2020016283 A1 WO 2020016283A1 EP 2019069210 W EP2019069210 W EP 2019069210W WO 2020016283 A1 WO2020016283 A1 WO 2020016283A1
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die
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cast
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aluminum alloy
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Hubert Tilg
Georg Ausserlechner
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Friedrich Deutsch Metallwerk Ges.M.B.H.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing 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

Definitions

  • the present invention relates to a cold-hardening aluminum die-casting alloy, the use of such a cold-hardening aluminum die-casting alloy and a die-casting component which is produced from such a cold-hardening aluminum die-casting alloy.
  • EP 1 997 924 B1 discloses a cold-hardening die-cast aluminum alloy for the production of thermally and mechanically stressed components, e.g. Cylinder crankcase in automotive engineering.
  • the alloy has a hypoeutectic silicon level and contains aluminum and silicon, magnesium, manganese and optionally other elements, such as maximum 2.0% by weight copper.
  • the object of the invention is to provide an aluminum die-casting alloy which enables the production of die-cast components which have improved mechanical properties compared to known die-cast components.
  • Cast component made from such a cold-hardening die-cast aluminum alloy with the features of claim 14 solved.
  • the cold-hardening die-cast aluminum alloy according to the invention contains, in addition to a main proportion of aluminum, at least or only the following components:
  • Nickel in a range of 0.7-1.0% by weight
  • the data in percent by weight (% by weight) of the individual elements of the aluminum die-casting alloy relate in the context of the present invention to the z. B. by means of spectral analysis measured portions of the hardened die-cast aluminum alloy.
  • main proportion of aluminum means a proportion by weight of aluminum in the alloy of at least 50% by weight, preferably of at least 75% by weight.
  • the alloy preferably contains impurities in an amount of at most 0.2% by weight.
  • the alloy according to the invention or the die-cast components produced therefrom by means of a die-casting process are distinguished by a high mechanical load-bearing capacity and great hardness, which persists even at elevated temperatures over a longer period of time.
  • the aluminum die-casting alloy according to the invention is a eutectic mixture.
  • the alloy according to the invention has good castability and, in the solid state, high strength.
  • the aluminum die casting alloy contains 2.1% by weight of copper.
  • the aluminum die-casting alloy magnesium is either in a range between 0.6-1% by weight, preferably 0.8% by weight or between 1.1-1.7% by weight. %, preferably 1, 5 wt .-% contains.
  • the aluminum die casting alloy contains 0.8% by weight of nickel and / or 12.5% by weight of silicon.
  • the aluminum die casting alloy contains at most one or more of the elements listed below:
  • the aluminum die casting alloy according to the present invention can contain at least one or more of the following elements:
  • Iron in a range of 0.4-0.8% by weight, preferably 0.6% by weight
  • Titanium in a range of 0.1-0.25% by weight, preferably 0.15% by weight
  • the die-cast aluminum alloy has aluminum, silicon, iron, copper, manganese, magnesium and nickel.
  • the aluminum die casting alloy has no chromium and / or no zinc and / or no lead and / or no strontium and / or no vanadium and / or no beryllium and / or no titanium.
  • the present invention further relates to the use of a cold-hardening die-cast aluminum alloy according to the invention for the production of a component by die casting, which has an elastic limit Rp 0.2 of over 270 MPa at an aging over a period of 1000 h at 180 ° C aging temperature Test temperature of 22 ° C and / or over 210 MPa at a test temperature of 180 ° C.
  • the present invention further relates to the use of a cold-hardening die-cast aluminum alloy according to the invention for the production of a component which has an Brinell hardness HB10 (EN ISO 6506-1) of over 120 when aged over 1000 h at an aging temperature of 180 ° C.
  • a Brinell hardness HB10 EN ISO 6506-1
  • the present invention further relates to the use of a cold-hardening aluminum die-casting alloy according to the invention for producing components of an electric motor, preferably for the automotive sector, by means of a die-casting method.
  • the cold-hardening die-cast aluminum alloy is used to manufacture (by die-casting) a star disk and / or a support ring of an electric motor, preferably for the automotive sector.
  • the present invention further relates to a die-cast component that is manufactured by die-casting using an aluminum die-cast alloy according to the invention.
  • the die-cast component is preferably a component of an electric motor.
  • the component is a star disk or a support ring of an electric motor.
  • FIG. 1 the course of the yield strength Rp 0.2 at a test temperature of 180 ° C. and an aging temperature of 180 ° C. over time for a die-cast component made from the alloy according to the invention compared to a die-cast component made from a known alloy is
  • FIG. 2 the course of the yield strength Rp 0.2 at a test temperature of 22 ° C. and an aging temperature of 180 ° C. over time for a die-cast component made from the alloy according to the invention compared to a die-cast component made from a known alloy is and
  • Figure 3 the course of the Brinell hardness HBW 2.5 / 62.5 at a test temperature
  • Table 1 shows the composition of an alloy of the exemplary embodiment according to the invention, which is called “Erfg. Leg. "Or as” Erf. Leg. ”And the composition of a well-known aluminum alloy (EN AC48000), which is also known as“ Comp. Leg. ”Is referred to, ie as a reference alloy.
  • both alloys have the main components Si, Fe, Cu, Mn, Mg and Ni in addition to aluminum. While the proportions of Si, Fe, Mn and Ni are similar for the alloy according to the invention and for the comparative alloy, the Cu and Mg proportions of the alloy according to the invention are approximately twice as large as in the comparative alloy.
  • This value is the value of the uniaxial mechanical stress, at which the permanent elongation related to the initial length of the specimen after relief is exactly 0.2%.
  • Tables 2 and 3 below show the yield strengths determined for different periods (1 h, 24 h, 170 h, 500 h and 1000 h) in which the samples were exposed to a temperature of 180 ° C. With the values according to Table 2, the test specimens were cooled to a temperature of 22 ° C. and then subjected to the tensile test. The test specimens were used for the values according to Table 3 the same temperature (180 ° C) subjected to the tensile test at which they were kept or aged.
  • Table 4 shows the values of the Brinell hardness HB10 of the die-cast components produced from the alloys mentioned by means of a die-casting process, the components also being subjected to aging at a temperature of 180 ° in this case.
  • Table 4 Biinell hardness HB10 ( ⁇ norm EN ISO 6S06-1) according to the corresponding! Aging (hl hot 180 C.

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Abstract

The invention relates to a cold-hardening aluminum die-casting alloy containing, in addition to a main moiety of aluminum: - 12.2 to 13.0 wt.% silicon (Si); - 2.1 to 2.4 wt.% copper (Cu); - 0.6 to 1.7 wt.% magnesium (Mg); - 0.7 to 1.0 wt.% nickel (Ni).

Description

Aluminiumdruckgusslegierung  Die-cast aluminum alloy
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kaltaushärtende Aluminiumdruckgusslegie- rung, die Verwendung einer solchen kaltaushärtenden Aluminiumdruckgusslegie- rung und ein Druckgussbauteil, das aus einer solchen kaltaushärtenden Alumini- umdruckgusslegierung hergestellt ist. The present invention relates to a cold-hardening aluminum die-casting alloy, the use of such a cold-hardening aluminum die-casting alloy and a die-casting component which is produced from such a cold-hardening aluminum die-casting alloy.
Die EP 1 997 924 B1 offenbart eine kaltaushärtende Aluminiumdruckgusslegierung zur Herstellung thermisch und mechanisch beanspruchter Bauteile, wie z.B. Zylin derkurbelgehäuse im Automobilbau. Die Legierung weist ein hypoeutektisches Sili- zium-Niveau auf und enthält neben Aluminium und Silizium, Magnesium, Mangan und optional weitere Elemente, wie z.B. maximal 2,0 Gew.-% Kupfer. EP 1 997 924 B1 discloses a cold-hardening die-cast aluminum alloy for the production of thermally and mechanically stressed components, e.g. Cylinder crankcase in automotive engineering. The alloy has a hypoeutectic silicon level and contains aluminum and silicon, magnesium, manganese and optionally other elements, such as maximum 2.0% by weight copper.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Aluminiumdruckgusslegierung, die die Herstellung von Druckgussbauteilen ermöglicht, die gegenüber bekannten Druckgussbauteilen verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen. The object of the invention is to provide an aluminum die-casting alloy which enables the production of die-cast components which have improved mechanical properties compared to known die-cast components.
Diese Aufgabe wird durch eine Aluminiumdruckgusslegierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Verwendung einer solchen kaltaushärtenden Aluminium- druckgusslegierung mit den Merkmalen der Ansprüche 10 bis 12 und ein Druck- This object is achieved by an aluminum die casting alloy with the features of claim 1, a use of such a cold-hardening aluminum die casting alloy with the features of claims 10 to 12 and a die
gussbauteil aus einer solchen kaltaushärtenden Aluminiumdruckgusslegierung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Cast component made from such a cold-hardening die-cast aluminum alloy with the features of claim 14 solved.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü- che. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Die kaltaushärtende Aluminiumdruckgusslegierung gemäß der Erfindung enthält neben einem Hauptanteil an Aluminium zumindest oder ausschließlich die folgen- den Bestandteile: The cold-hardening die-cast aluminum alloy according to the invention contains, in addition to a main proportion of aluminum, at least or only the following components:
Silizium in einem Bereich von 12,2 - 13,0 Gew.-% Silicon in a range of 12.2 - 13.0% by weight
Kupfer in einem Bereich von 2,1 - 2,4 Gew.-% Copper in a range of 2.1-2.4% by weight
Magnesium in einem Bereich von 0,6 - 1 ,7 Gew.-% Magnesium in a range of 0.6-1.7% by weight
Nickel in einem Bereich von 0,7 - 1 ,0 Gew.-% Nickel in a range of 0.7-1.0% by weight
Die Angaben in Gewichtsprozent (Gew.-%) der einzelnen Elemente der Aluminium- druckgusslegierung beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf die z. B. mittels Spektralanalyse gemessenen Anteile der ausgehärteten Aluminium- druckgusslegierung. The data in percent by weight (% by weight) of the individual elements of the aluminum die-casting alloy relate in the context of the present invention to the z. B. by means of spectral analysis measured portions of the hardened die-cast aluminum alloy.
Der Begriff„Hauptanteil an Aluminium“ bedeutet einen Gewichtsanteil von Alumini- um in der Legierung von mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 75 Gew.-%. The term “main proportion of aluminum” means a proportion by weight of aluminum in the alloy of at least 50% by weight, preferably of at least 75% by weight.
Die Legierung enthält Verunreinigungen vorzugsweise in einer Menge von maximal 0,2 Gew.-%. Die erfindungsgemäße Legierung bzw. die daraus durch ein Druckgussverfahren hergestellten Druckgussbauteile zeichnen sich durch eine hohe mechanische Be- lastbarkeit und große Härte aus, die über einen längeren Zeitraum auch bei erhöh- ten Temperaturen Bestand hat. The alloy preferably contains impurities in an amount of at most 0.2% by weight. The alloy according to the invention or the die-cast components produced therefrom by means of a die-casting process are distinguished by a high mechanical load-bearing capacity and great hardness, which persists even at elevated temperatures over a longer period of time.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der erfin- dungsgemäßen Aluminiumdruckgusslegierung um eine eutektische Mischung. In a preferred embodiment of the invention, the aluminum die-casting alloy according to the invention is a eutectic mixture.
Die erfindungsgemäße Legierung weist eine gute Gießbarkeit sowie im festen Zu- stand eine hohe Festigkeit auf. The alloy according to the invention has good castability and, in the solid state, high strength.
Bevorzugt ist es, wenn die Aluminiumdruckgusslegierung 2,1 Gew.-% Kupfer ent- hält. It is preferred if the aluminum die casting alloy contains 2.1% by weight of copper.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aluminium- druckgusslegierung Magnesium in einem Bereich entweder zwischen 0,6 - 1 Gew.- %, bevorzugt 0,8 Gew.-% oder zwischen 1 ,1 - 1 ,7 Gew.-%, bevorzugt 1 ,5 Gew.-% enthält. In a further embodiment of the invention, it is provided that the aluminum die-casting alloy magnesium is either in a range between 0.6-1% by weight, preferably 0.8% by weight or between 1.1-1.7% by weight. %, preferably 1, 5 wt .-% contains.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Aluminiumdruckgusslegierung 0,8 Gew.- % Nickel und/oder 12,5 Gew.-% Silizium enthält. It can further be provided that the aluminum die casting alloy contains 0.8% by weight of nickel and / or 12.5% by weight of silicon.
Bevorzugt ist es weiterhin, wenn die Aluminiumdruckgusslegierung eines oder meh- rere der nachstehend angeführten Elemente maximal enthält: It is further preferred if the aluminum die casting alloy contains at most one or more of the elements listed below:
0,05 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 Gew.-% Chrom 0.05% by weight, preferably 0.03% by weight of chromium
0,35 Gew.-%, vorzugsweise 0,25 - 0,3 Gew.-% Zink 0.35 wt%, preferably 0.25-0.3 wt% zinc
0,05 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 Gew.-% Blei 0,001 Gew.-% Strontium 0.05% by weight, preferably 0.03% by weight, of lead 0.001 wt% strontium
0,05 Gew.-% Vanadium 0.05 wt% vanadium
10 ppm Beryllium 10 ppm beryllium
Die Aluminiumdruckgusslegierung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumin- dest eines oder mehrere der folgenden Elemente enthalten: The aluminum die casting alloy according to the present invention can contain at least one or more of the following elements:
Eisen in einem Bereich von 0,4 - 0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,6 Gew.-% Iron in a range of 0.4-0.8% by weight, preferably 0.6% by weight
Mangan in einem Bereich von 0,15 - 0,35 Gew.-%, bevorzugt 0,2 Gew.-% Manganese in a range from 0.15 to 0.35% by weight, preferably 0.2% by weight
Titan in einem Bereich von 0,1 - 0,25 Gew.-%, vorzugsweise 0,15 Gew.-% Titanium in a range of 0.1-0.25% by weight, preferably 0.15% by weight
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aluminiumdruckgusslegierung au- ßer Aluminium, Silizium, Eisen, Kupfer, Mangan, Magnesium und Nickel auf. In a preferred embodiment, the die-cast aluminum alloy has aluminum, silicon, iron, copper, manganese, magnesium and nickel.
Denkbar ist es, dass die Aluminiumdruckgusslegierung kein Chrom und/oder kein Zink und/oder kein Blei und/oder kein Strontium und/oder kein Vanadium und/oder kein Beryllium und/oder kein Titan aufweist. It is conceivable that the aluminum die casting alloy has no chromium and / or no zinc and / or no lead and / or no strontium and / or no vanadium and / or no beryllium and / or no titanium.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung einer kaltaushär- tenden Aluminiumdruckgusslegierung gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Bauteils durch Druckguss, das bei einer Alterung über einen Zeitraum von 1000 h bei 180 °C Alterungstemperatur eine Dehngrenze Rp 0,2 von über 270 MPa bei einer Prüftemperatur von 22 °C und/oder von über 210 MPa bei einer Prüftempera- tur von 180 °C aufweist. Diese Werte liegen deutlich über bekannten Legierungen und verdeutlichen die Vorteile der erfindungsgemäßen Legierung bzw. der daraus durch Druckguss hergestellten Bauteile insbesondere bei langhaltender Belastung und hohen Temperaturen. The present invention further relates to the use of a cold-hardening die-cast aluminum alloy according to the invention for the production of a component by die casting, which has an elastic limit Rp 0.2 of over 270 MPa at an aging over a period of 1000 h at 180 ° C aging temperature Test temperature of 22 ° C and / or over 210 MPa at a test temperature of 180 ° C. These values are significantly higher than known alloys and illustrate the advantages of the alloy according to the invention or of the components produced therefrom by die casting, in particular under long-term stress and high temperatures.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung einer kaltaushär- tenden Aluminiumdruckgusslegierung gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Bauteils, das bei einer Alterung über 1000 h bei 180 °C Alterungstemperatur eine Brinellhärte HB10 (EN ISO 6506-1 ) von über 120 aufweist. The present invention further relates to the use of a cold-hardening die-cast aluminum alloy according to the invention for the production of a component which has an Brinell hardness HB10 (EN ISO 6506-1) of over 120 when aged over 1000 h at an aging temperature of 180 ° C.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung einer kaltaushär- tenden Aluminiumdruckgusslegierung gemäß der Erfindung zur Herstellung von Bauteilen eines Elektromotors, vorzugsweise für den automotiven Bereich, durch ein Druckgussverfahren. The present invention further relates to the use of a cold-hardening aluminum die-casting alloy according to the invention for producing components of an electric motor, preferably for the automotive sector, by means of a die-casting method.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die kaltaushärtende Aluminiumdruckgusslegie- rung zur Herstellung (durch Druckguss) einer Sternscheibe und/oder eines Stütz- ringes eines Elektromotors, bevorzugt für den automotiven Bereich, verwendet wird. It is preferably provided that the cold-hardening die-cast aluminum alloy is used to manufacture (by die-casting) a star disk and / or a support ring of an electric motor, preferably for the automotive sector.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Druckgussbauteil, das unter Verwendung einer Aluminiumdruckgusslegierung gemäß der Erfindung durch Druckguss hergestellt ist. The present invention further relates to a die-cast component that is manufactured by die-casting using an aluminum die-cast alloy according to the invention.
Bei dem Druckgussbauteil handelt es sich vorzugsweise um einen Bestandteil ei- nes Elektromotors. The die-cast component is preferably a component of an electric motor.
Denkbar ist es, dass es sich bei dem Bestandteil um eine Sternscheibe oder ein Stützring eines Elektromotors handelt. It is conceivable that the component is a star disk or a support ring of an electric motor.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe„ein“ und„eine“ nicht zwingend auf genau eines der Elemente verweisen, wenngleich dies eine mögliche Ausführung darstellt, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente bezeichnen kön- nen. Ebenso schließt die Verwendung des Plurals auch das Vorhandensein des fraglichen Elementes in der Einzahl ein und umgekehrt umfasst der Singular auch mehrere der fraglichen Elemente. At this point it is pointed out that the terms “a” and “an” do not necessarily refer to exactly one of the elements, although this is a possible one Represents execution, but can also designate a plurality of elements. Likewise, the use of the plural also includes the existence of the element in question in the singular form and, conversely, the singular also includes several of the elements in question.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im Folgen- den beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Further details and advantages of the invention are explained in more detail with reference to an embodiment described below and shown in the drawing.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 : den Verlauf der Dehngrenze Rp 0,2 bei einer Prüftemperatur von 180 °C und einer Alterungstemperatur von 180 °C über die Zeit für ein aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestelltes Druckgussbauteil im Ver- gleich zu einem Druckgussbauteil, das aus einer bekannten Legierung hergestellt ist, FIG. 1: the course of the yield strength Rp 0.2 at a test temperature of 180 ° C. and an aging temperature of 180 ° C. over time for a die-cast component made from the alloy according to the invention compared to a die-cast component made from a known alloy is
Figur 2: den Verlauf der Dehngrenze Rp 0,2 bei einer Prüftemperatur von 22 °C und einer Alterungstemperatur von 180 °C über die Zeit für ein aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestelltes Druckgussbauteil im Ver- gleich zu einem Druckgussbauteil, das aus einer bekannten Legierung hergestellt ist und FIG. 2: the course of the yield strength Rp 0.2 at a test temperature of 22 ° C. and an aging temperature of 180 ° C. over time for a die-cast component made from the alloy according to the invention compared to a die-cast component made from a known alloy is and
Figur 3: den Verlauf der Brinellhärte HBW 2,5/62,5 bei einer Prüftemperatur von Figure 3: the course of the Brinell hardness HBW 2.5 / 62.5 at a test temperature of
22 °C und einer Alterungstemperatur von 180 °C über die Zeit für ein aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestelltes Druckgussbauteil im Vergleich zu einem Druckgussbauteil, das aus einer bekannten Legie- rung hergestellt ist. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung eine Legierung des Aus- führungsbeispiels gemäß der Erfindung, die als„Erfg. Leg.“ oder als„Erf. Leg.“ be- zeichnet ist sowie die Zusammensetzung einer bekannten Aluminiumlegierung (EN AC48000), die auch als„Vergl. Leg.“ bezeichnet ist, d.h. als Vergleichslegierung. 22 ° C and an aging temperature of 180 ° C over time for a die-cast component made from the alloy according to the invention compared to a die-cast component made from a known alloy. Table 1 below shows the composition of an alloy of the exemplary embodiment according to the invention, which is called “Erfg. Leg. "Or as" Erf. Leg. ”And the composition of a well-known aluminum alloy (EN AC48000), which is also known as“ Comp. Leg. ”Is referred to, ie as a reference alloy.
Wie dies aus Tabelle 1 hervorgeht, weisen beide Legierungen neben Aluminium als Hauptbestandteil die Komponenten Si, Fe, Cu, Mn, Mg und Ni auf. Während die Anteile an Si, Fe, Mn und Ni für die erfindungsgemäße Legierung und für die Ver- gleichslegierung ähnlich sind, ist der Cu- und der Mg-Anteil der erfindungsgemäßen Legierung ca. doppelt so groß wie in der Vergleichslegierung.
Figure imgf000008_0001
As can be seen from Table 1, both alloys have the main components Si, Fe, Cu, Mn, Mg and Ni in addition to aluminum. While the proportions of Si, Fe, Mn and Ni are similar for the alloy according to the invention and for the comparative alloy, the Cu and Mg proportions of the alloy according to the invention are approximately twice as large as in the comparative alloy.
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0002
Figure imgf000008_0002
Um die mechanische Belastbarkeit der aus der erfindungsgemäßen Legierung so- wie aus der Vergleichslegierung nach demselben Druckgussverfahren hergestellten Druckgussbauteile zu vergleichen, wurde bei unterschiedlichen Prüftemperaturen ein Zugversuch durchgeführt, bei dem die Dehngrenze Rp 0,2 ermittelt wurde. In order to compare the mechanical strength of the die-cast components produced from the alloy according to the invention and from the comparative alloy using the same die-casting method, a tensile test was carried out at different test temperatures, in which the yield strength Rp 0.2 was determined.
Bei diesem Wert handelt es sich um den Wert der einachsigen mechanische Span- nung, bei der die auf die Anfangslänge der Probe bezogene bleibende Dehnung nach Entlastung genau 0,2 % beträgt. This value is the value of the uniaxial mechanical stress, at which the permanent elongation related to the initial length of the specimen after relief is exactly 0.2%.
Die nachfolgenden Tabellen 2 und 3 zeigen die ermittelten Dehngrenzen für unter- schiedliche Zeitdauern (1 h, 24h, 170h, 500h und 1000h), in denen die Proben einer Temperatur von 180 °C ausgesetzt waren. Bei den Werten gemäß Tabelle 2 wur- den die Prüfkörper auf eine Temperatur von 22 °C abgekühlt und dann dem Zug- versuch unterworfen. Bei den Werten gemäß Tabelle 3 wurden die Prüfkörper bei derselben Temperatur (180 °C) dem Zugversuch unterworfen, bei der sie aufbe- wahrt wurden bzw. gealtert wurden. Tables 2 and 3 below show the yield strengths determined for different periods (1 h, 24 h, 170 h, 500 h and 1000 h) in which the samples were exposed to a temperature of 180 ° C. With the values according to Table 2, the test specimens were cooled to a temperature of 22 ° C. and then subjected to the tensile test. The test specimens were used for the values according to Table 3 the same temperature (180 ° C) subjected to the tensile test at which they were kept or aged.
Beide Tabellen zeigen, dass das aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestell- te Druckgussbauteil zu Versuchsbeginn (t = Oh) und auch anschließend zu jedem Zeitpunkt, d.h. unabhängig von der Alterung stets eine höhere Dehngrenze aufweist als das aus der bekannten Legierung erhaltene Druckgussbauteil. Entsprechendes ergibt sich aus den Figuren 1 und 2, die den Verlauf der Dehngrenze Rp 0,2 für Druckgussbauteile zeigen, die aus den beiden Legierungen gemäß Tabelle 1 durch ein Druckgussverfahren gewonnen wurden. Die Versuchsbedingungen entsprechen den zu den Tabellen 2 und 3 erläuterten, die Tabellenwerte wurden aus den Figu- ren 1 und 2 entnommen. Both tables show that the die-cast component manufactured from the alloy according to the invention at the start of the test (t = Oh) and also afterwards at any time, i.e. regardless of aging, always has a higher proof stress than the die-cast component obtained from the known alloy. The corresponding results from FIGS. 1 and 2, which show the course of the yield strength Rp 0.2 for die-cast components that were obtained from the two alloys according to Table 1 by a die-casting process. The test conditions correspond to those explained for Tables 2 and 3, the table values were taken from Figures 1 and 2.
Taoelle.2 Dehngrenze Rp 0,2 (Mpa) bei Prüften ipei atui 22 C entsprechender Alterung (h) bei 180
Figure imgf000009_0001
Taoelle.2 proof stress Rp 0.2 (Mpa) for tested ipei atui 22 C corresponding aging (h) at 180
Figure imgf000009_0001
Tabelle.3 Dehngrenze Rp 0,2 {Mpa} bei Prüftemperatur 180*C und entsprechender Alterung (hl bei 180*C
Figure imgf000009_0002
Table.3 Yield strength Rp 0.2 {Mpa} at test temperature 180 * C and corresponding aging (hl at 180 * C
Figure imgf000009_0002
Tabelle 4 zeigt die Werte der Brinell-Härte HB10 der aus den genannten Legierun- gen durch ein Druckgussverfahren hergestellten Druckgussbauteile, wobei auch in diesem Fall die Bauteile einer Alterung bei einer Temperatur von 180 ° unterzogen wurden. Figur 3 zeigt den entsprechenden Verlauf der Brinell-Härte für diese Pro- ben über die Zeit. Es zeigt sich, dass das aus der erfindungsgemäßen Legierung erhaltene Bauteil bereits zu Versuchsbeginn (t=0 h) und sodann über die gesamte Alterungsdauer von bis 1000 h eine höhere Härte aufweist als das aus der bekann- ten Legierung erhaltene Druckgussbauteil. Tabelle.4 Biinellhärfe HB10 (Önorm EN ISO 6S06-1) nach entsprechende! Alterung (hl hei 180 C
Figure imgf000010_0001
Table 4 shows the values of the Brinell hardness HB10 of the die-cast components produced from the alloys mentioned by means of a die-casting process, the components also being subjected to aging at a temperature of 180 ° in this case. FIG. 3 shows the corresponding course of the Brinell hardness for these samples over time. It can be seen that the component obtained from the alloy according to the invention has a higher hardness at the start of the test (t = 0 h) and then over the entire aging period of up to 1000 h than the die-cast component obtained from the known alloy. Table 4 Biinell hardness HB10 (Önorm EN ISO 6S06-1) according to the corresponding! Aging (hl hot 180 C.
Figure imgf000010_0001

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kaltaushärtende Aluminiumdruckgusslegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumdruckgusslegierung neben einem Hauptanteil an Aluminium enthält: 1. Cold-hardening aluminum die-casting alloy, characterized in that the aluminum die-casting alloy contains in addition to a main portion of aluminum:
Silizium (Si) in einem Bereich von 12,2 - 13,0 Gew.-% Silicon (Si) in a range of 12.2 - 13.0% by weight
Kupfer (Cu) in einem Bereich von 2,1 - 2,4 Gew.-% Copper (Cu) in a range of 2.1-2.4% by weight
Magnesium (Mg) in einem Bereich von 0,6 - 1 ,7 Gew.-% Magnesium (Mg) in a range of 0.6-1.7% by weight
Nickel (Ni) in einem Bereich von 0,7 - 1 ,0 Gew.-% Nickel (Ni) in a range of 0.7-1.0% by weight
2. Aluminiumdruckgusslegierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 2,1 Gew.-% Kupfer (Cu) enthält. 2. Die-cast aluminum alloy according to claim 1, characterized in that the alloy contains 2.1 wt .-% copper (Cu).
3. Aluminiumdruckgusslegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung Magnesium (Mg) in einem Bereich entweder zwischen 0,6 - 1 Gew.-%, bevorzugt 0,8 Gew.-% oder zwischen 1 ,1 - 1 ,7 Gew.-%, bevorzugt 1 ,5 Gew.-% enthält. 3. Die-cast aluminum alloy according to claim 1 or 2, characterized in that the alloy magnesium (Mg) in a range either between 0.6 - 1 wt .-%, preferably 0.8 wt .-% or between 1.1 - 1, 7% by weight, preferably 1.5% by weight.
4. Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,8 Gew.-% Nickel (Ni) enthält. 4. Die-cast aluminum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the alloy contains 0.8% by weight of nickel (Ni).
5. Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 12,5 Gew.-% Silizium (Si) enthält. 5. Die-cast aluminum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the alloy contains 12.5 wt .-% silicon (Si).
6. Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere der nachstehend angeführten Elemente maximal enthalten sind: 6. Die-cast aluminum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the elements listed below are maximally contained:
0,05 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 Gew.-% Chrom (Cr) 0.05% by weight, preferably 0.03% by weight of chromium (Cr)
0,35 Gew.-%, vorzugsweise 0,25 - 0,3 Gew.-% Zink (Zn) 0.35% by weight, preferably 0.25-0.3% by weight of zinc (Zn)
0,05 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 Gew.-% Blei (Pb) 0.05% by weight, preferably 0.03% by weight of lead (Pb)
0,001 Gew.-% Strontium (Sr) 0.001% by weight strontium (Sr)
0,05 Gew.-% Vanadium (V) 0.05% by weight vanadium (V)
10 ppm Beryllium (Be) 10 ppm beryllium (Be)
7. Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumdruckgusslegierung des Weiteren zumindest eines oder mehrere der folgenden Elemente enthält: 7. Die-cast aluminum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the die-cast aluminum alloy further contains at least one or more of the following elements:
Eisen (Fe) in einem Bereich von 0,4 - 0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,6 Gew.- % Iron (Fe) in a range of 0.4-0.8% by weight, preferably 0.6% by weight
Mangan (Mn) in einem Bereich von 0,15 - 0,35 Gew.-%, bevorzugt 0,2 Gew.-% Manganese (Mn) in a range of 0.15 - 0.35% by weight, preferably 0.2% by weight
Titan (Ti) in einem Bereich von 0,1 - 0,25 Gew.-%, vorzugsweise 0,15 Gew.-% Titanium (Ti) in a range of 0.1-0.25% by weight, preferably 0.15% by weight
8. Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Legierung außer Aluminium (AI), Silizium (Si), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Magnesium (Mg) und Nickel (Ni) aufweist. 8. Die-cast aluminum alloy according to one of the preceding claims, wherein the alloy in addition to aluminum (Al), silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg) and nickel (Ni).
9. Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung kein Chrom (Cr) und/oder kein Zink (Zn) und/oder kein Blei (Pb) und/oder kein Strontium (Sr) und/oder kein Vanadium (V) und/oder kein Beryllium (Be) und/oder kein Titan (Ti) aufweist. 9. Die-cast aluminum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the alloy contains no chromium (Cr) and / or no zinc (Zn) and / or no lead (Pb) and / or no strontium (Sr) and / or no vanadium ( V) and / or no beryllium (Be) and / or no titanium (Ti).
10. Verwendung einer kaltaushärtenden Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung eines Druckgussbauteils, das bei einer Alterung über 1000 h bei 180 °C Alterungstemperatur eine Dehngrenze Rp 0,2 von über 270 MPa bei einer Prüftemperatur von 22 °C und/oder von über 210 MPa bei einer Prüftemperatur von 180 °C aufweist. 10. Use of a cold-hardening die-cast aluminum alloy according to one of claims 1 to 9 for the production of a die-cast component which has an elastic limit Rp 0.2 of over 270 MPa at a test temperature of 22 ° C and / or when aged over 1000 h at 180 ° C aging temperature of over 210 MPa at a test temperature of 180 ° C.
11. Verwendung einer kaltaushärtenden Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung eines Bauteils, das bei einer Alterung über 1000 h bei 180 °C Alterungstemperatur eine Brinellhärte HB10 (EN ISO 6506-1 ) von über 120 aufweist. 11. Use of a cold-hardening die-cast aluminum alloy according to one of claims 1 to 9 for the production of a component which has a Brinell hardness HB10 (EN ISO 6506-1) of over 120 when aged over 1000 h at 180 ° C aging temperature.
12. Verwendung einer kaltaushärtenden Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von Druckgussbauteilen eines Elektromotors, vorzugsweise für den automotiven Bereich. 12. Use of a cold-hardening aluminum die-casting alloy according to one of claims 1 to 9 for the production of die-cast components of an electric motor, preferably for the automotive sector.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die kaltaushärtende Aluminiumdruckgusslegierung zur Herstellung einer Sternscheibe und/oder eines Stützringes eines Elektromotors, bevorzugt für den automotiven Bereich, verwendet wird. 13. Use according to one of claims 10 to 12, characterized in that the cold-hardening die-cast aluminum alloy is used to produce a star disk and / or a support ring of an electric motor, preferably for the automotive sector.
14. Druckgussbauteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgussbauteil unter Verwendung einer Aluminiumdruckgusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist. 14. Die casting component, characterized in that the die casting component is manufactured using an aluminum die casting alloy according to one of claims 1 to 9.
15. Druckgussbauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druckgussbauteil um einen Bestandteil eines Elektromotors handelt. 15. Die-cast component according to claim 14, characterized in that the die-cast component is part of an electric motor.
16. Druckgussbauteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bestandteil um eine Sternscheibe oder ein Stützring eines Elektromotors handelt. 16. Die-cast component according to claim 15, characterized in that the component is a star disk or a support ring of an electric motor.
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