DE732010C - Verfahren zur Erhoehung der Festigkeitseigenschaften von Aluminium-Gusslegierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften von Aluminium-Gußlegierungen Es ist bekannt, daß gewisse Aluminiumlegierungen besonders bei gleichzeitiger Anwesenheit von Magnesium und Kupfer die Neigung zur Aushärtung schon bei Zimmertemperatur zeigen. -Voraussetzung des Verfahrens war jedoch ein Glühprozeß, der zunächst das Lösungsgleichgewicht herstellte. Gewöhnlich wurde dieses Verfahren auch nur bei mechanisch verformten Legierungen angewendet, da eine Aushärtung der im Gußzusta,nd befindlichen Legierungen noch erheblich mehr Schwierigkeiten bereitete. - Es gab bisher nur wenige Arten von Gußlegierungen, bei denen eine derartige Aushärtung bei Zimmertemperatur für durchführbar gehalten wurde. Selbst bz i den Legierungen des Aluminiums mit Zusätzen von Silicium, Zink und Magnesium wurde regelmäßig eine Glühunis bei 530 bis 57o° vorgeschlagen.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, eine gut gießfähige Aluminiumlegierung, die einen annähernd eutektischen Siliciumgehalt von etwa 8 bis 151/o, Zinkgehalte von 2 bis 150/, sowie einen Magnesiumgehalt von o,o5 bis o,51/0 aufweist, erheblich in ihren Eigenschaften zu verbessern, indem man sie unmittelbar nach dem Guß etwa to bis 3o Tage auslagern läßt, ehe man sie einer weiteren Bearbeitung unterwirft. -Es wurde erkannt, daß gerade Legierungen dieser Zusammensetzung nicht nur nach dem Guß in der Kokille, sondern auch, was besonders überrascht, nach dem Guß in Sandformen durch Lagern bei Zimmertemperatur aushärten. Bisher war Raumterriperaturaushärtung von Gußlegierungen ohne vorherige Abschreckung nur bei den sogenannten deutschen und amerikanischen Legierungen mit bestimmten Zusätzen beobachtet worden. Es handelt sich hierbei um Al-Cu-Zn-Legierungen und um AI-Cu-Legierungen, denen Zusätze einer Vorlegierung gegeben werden, die aus Kupfer und einem Alkali- oder Erdalkalimetall, gegebenenfalls einem Schwermetall bestehen. Hierbei wurde die Selbstveredlung beispielsweise mit dem Auftreten der Verbin-_dung Cu, Mg in Zusammenhang gebracht. Für kupferfreie AI-Zn-itlg-Legierungeii lagen keine Beobachtungen über Selbstveredlung vor.
• An selbstveredelnden Legierungen mit Kupfer oder Kupfer und Zink und den Vorlegierungszusätzen zur Selbstveredelung wurde festgestellt, daß geringe Siliciumzusätze über den Verunreinigungsgrad hinaus die Selbstveredlung so gut wie nicht beeinflissen. Die Untersuchungen erstreckten sich an diesen Legierungen lediglich auf Siliciumzusätze von 10/0, 1,5% und 2,17°/o. Hieraus war nicht einmal für Kupfer oder Kupfer und Zink . enthaltende Legierungen mit Veredlungszusätzen auf die Wirkung eines hohen Siliciumzusatzes von 8 bis 154'o zu schließen'. und selbst der die Siliciumsteigerung unter=' suchende Forscher hat seine wenigen Untersuchungswerte nicht extrapolierend a.usgewertet.
• Die Möglichkeit einer Aushärtung von Gußlegierungen bei Zimmertemperatur bietet einen großen wirtschaftlichen Vorteil, weil damit alle Anlagekosten für Ofen, Salzbäder tisw. wegfallen, die üblicherweise für eine thermische Behandlung erforderlich sind. Selbst wenn daher im Einzelfall durch Anlassen auf höhere Temperaturen noch eine kleine weitere Steigerung der Festigkeit möglich wäre, bedeutet es einen großen Fortschritt, wenn schon durch die Lagerung bei Zimmertemperatur eine Aushärtung guter Gußlegierungen erreicht wird, die hohen Anforderungen genügen.
• Geringe Zusätze an Lisen bis 2,5°/0, Mangan bis 1,5"10 oder Titan bis i 0/" bzw. Kupfer bis 5' ;`0 lassen die Festigkeitswerte noch weiter steigern.
• An einigen Beispielen sei die Erfindung weiterhin erläutert. Eine Legierung folgender Zusammensetzung: 64 'o Zink, 12 0;'o Silicium,' o,64,'o Mangan, ioo Eisen, 0,3% Magnesium, hatte, in der Kokille gegossen, unmittelbar nach dem Guß eine Härte von 86 kg/min2, eine Streckgrenze von etwa i i kg/1nm2 und eine Festigkeit vors etwa 181:g/mm2. Nach 2otägiger Alterung war die Härte auf iio kg/mm2, die Streckgrenze auf 21 kg/mm2 und die Festigkeit auf 2d, kg/mm2 gestiegen.
• Bei Sandguß zeigte die gleiche Legierung unmittelbar nach dem Guß eine Härte von 58, eine Streckgrenze von 8,5 und eine Festig-!zeit von 1; kg/mm2. -`ach iotägiger Alteiting war die 1-hirte auf 82, die Streckgrenze auf 1. ; und die Festigkeit auf 22 hg/intri' atigewachsen. Wurde dagegen der Magnesiunigchalt weggelassen, während sonst die Zusammensetzung gleichblieb, so zeigte die in der Kokille gegossene Legierung auch nach ,der Alterung nur eine Härte \-on 69 kg/mm2, eine Streckgrenze von 1 i kg/nini= und eine Festigkeit von 19 kg/mtn-.
• Aus diesen Zahlen geht hervor, daß zwar die Alterungsfähigkeit des Sandgusses noch etwas geringer ist als die des Kokillengusses, claß aber trotzdem durch die gewählte Zti-@ammensetzung Gewähr geboten ist, daß auch im Sandguß Steigerungen der Festigkeitseigenschaften erzielt werden. Es ist also eine 1_egierting geschaffen, die vielen kleinen Gießereien besonders für solche Verwendung>-zwecke erwünscht sein dürfte, bei denen es auf hohe Streckgrenze und gute Gießbarkeit ankommt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften von Aluininiuin-Gut;-legierungen mit der Zusaininensetzun, Aluminium 7o bis 86°/0, Silicium 8 bis 15 0/0, Zink :2 bis 15 0/0, Magnesium o,o5 bis o,50/0, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen unmittelbar nach dem in Sand oder Kokille erfolgten Guß 1e) bis 3o Tage bei. Zimmertemperatur ausgelagert werden, ehe die Legierungen einer weiteren Bearbeitung unterworfen werden.
2. 2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf eine Legierung, wie sie in Anspruch i genannt ist, die jedoch noch einen weiteren Gehalt an Eisen his 2,5 %, Mangan bis 1,5 0/0, Titan bis 10/0 und/oder Kupfer bis 5 0/a enthält.