DPMA - Erfinderaktivitäten 2006/2007

2.2. Geeignete Werkstoffe zum Verarbeiten mittels
Thixocasting
Zu den wichtigsten Auswahlkriterien für Werkstoffe, die im
teilflüssigen Zustand verarbeitet werden sollen, gehören
nach [2] neben der Wirtschaftlichkeit, die mechanischen
Anforderungen an das Bauteil.
Dabei ist von Bedeutung, dass nur solche Werkstoffe im
teilflüssigen Zustand verarbeitbar sind, die ein breites
Schmelzintervall aufweisen, da sich nur so ein definiertes
und kontrollierbares fest/flüssig Gemisch einstellen lässt.
Das Schmelzintervall ist dabei der Temperaturbereich, in
dem beim Abkühlen oder Erwärmen einer definierten
Legierungszusammensetzung gleichzeitig flüssige und
feste Phasen nebeneinander auftreten und zwar sowohl im
Randbereich als auch im Kern des Materials. Ein Material
ist nicht thixotrop, wenn der gesamte Randbereich über
einen bestimmten Durchmesser erstarrt ist, gleichzeitig
aber der gesamte Kernbereich sich im flüssigen Zustand
befindet. Es kommen daher nicht alle Legierungssysteme
in Betracht, die ansonsten als gut giessbar gelten. Erprobt
und serienreif für das Thixoforming sind die
konventionellen Aluminiumknet- und
Aluminiumgusslegierungen, Kupferlegierungen und die
Eisenlegierungen, vgl. auch WO 00/04198 A1. Aber selbst
unter diesen Legierungssystemen ist nicht jede Legierung
gleich gut für eine Verarbeitung im fest/flüssig
Phasenbereich geeignet.
Selbst innerhalb eines Legierungstyps gibt es wesentliche
Unterschiede in der Verarbeitbarkeit im thixotropen
Zustand. Bei der Vormaterialauswahl ist demnach nicht
allein die chemische Zusammensetzung, sondern die
Gefügeausbildung entscheidend, und diese wird von
vielen Faktoren bestimmt.
Figur 4: Verarbeitung von thixotropen Material in einer
Druckgussmaschine aus DE 195 18 127 C2. Das erforderliche globulitische Gefüge lässt sich auf
verschiedene Weise erzeugen. Neben der Ausbildung von
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt geht es bei der
feinem Korn durch eine entsprechende chemische
Weiterentwicklung, die sich im Patentanmeldeverhalten
Zusammensetzung, sind der Gehalt an metallischen und
widerspiegelt, aber nicht so sehr um die Weiterentwicklung
nichtmetallischen Verunreinigungen, die chemische
der Verfahren zur Verarbeitung thixotroper Materialien, als
Homogenität, die Mikrostruktur im Inneren des
vielmehr um die werkstofftechnisch geeigneten
Vormaterialbolzens, wie auch in dessen Randbereich,
Vorrichtungen, insbesondere die Gießformen und um die
eventuell vorhandene Seigerungen, die Viskosität und das
Weiterentwicklung der thixotrop zu verarbeitenden
rheologische (Fließ-) Verhalten beim thixotropen
Werkstoffe selbst.
Umformen von Bedeutung.
Darüber hinaus sind auch Herstellungsfehler bei der
Herstellung des Vormaterials, insbesondere beim
Stranggießen, verantwortlich, ob bei der weiteren
Verarbeitung
auftreten.
Porosität, Risse und Ausschwitzungen
Neuere Entwicklungen beschäftigen sich mit der
Herstellung von geeignetem Magnesiumausgangsmaterial
für ein Thixoforming, insbesondere dem Thixogießen, da
insbesondere im Automobilbau immer leichtere, aber auch
porenfreie Materialien gefragt sind.
Dabei wird eine herkömmliche Magnesiumlegierung, die
für den Druckguss geeignet ist, so durch das
Herstellungsverfahren modifiziert, dass sie im halbfesten
Zustand verarbeitet werden kann. Das geforderte kugelige
gleichmäßige Gefüge wird dadurch erzielt, dass eine
erkaltete Magnesiumlegierung nicht lediglich warm und
kalt verformt wird, sondern der Warm- und/oder
Kaltverformung eine Extrusion bei 350° bis 400 °C
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