Auswirkungen von Elementgehaltsvariationen in AI-Knetlegierungen hinsichtlich Aushartbarkeit, Eloxierbarkeit und Zerspanbarkeit am Beispiel von neuen bleifreien Al-Cu-Automatenlegierungen

摘要

Die Variation der Elementgehalte innerhalb einer Legierungsnorm erlaubt eine starke Veranderung der metallographischen Charakteristika. Diese wirken sich direkt auf das Materialverhalten wie die Ausscheidungshartung, die mechanische Bearbeitbarkeit oder die Eloxierbarkeit aus. Welche Effekte die verschiedenen Elemente oder Elementkombinationen in den einzelnen Legierungssystemen haben, ist nach wie vor ein zentralesThema der Werkstoffforschung. Anhand der Legierungsentwicklung undTechnologieoptimierung an bleifreien Automatenlegierungen sollen die Auswirkungen von Elementvariationen und -Substitutionen auf die Materialeigenschaften verdeutlicht werden. Bisherige Forschungen zeigten, dass Zinn als Bleisubstitut die geforderte Zerspanbarkeit gewahrleistet und nur geringfugig das Eloxierverhalten verschlechtert. Untersuchungen hinsichtlich des Ausharteverhaltens nach erfolgtem Losungsgluhen und Abschrecken bestatigten das Hervorrufen einer Inkubationszeit bei der Kaltauslagerung. Der Zusatz von mittleren Kupfergehalten mit ca. 2,7% Cu erlaubt einen Kompromiss zwischen ausreichend hoher Legierungsfestigkeit und guter Zerspanbarkeit sowie akzeptabler Eloxierbarkeit. Hohere Mangan-Konzentrationen fordern die Zerspanbarkeit, wohingegen der Magnesiumgehalt an der Untergrenze des Legierungsfensters liegen muss, um die Spanbarkeit nicht negativ zu beeinflussen. Mangan-Zusatze bewirken einen minimalen Festigkeitszuwachs, wahrend mit steigendem Magnesiumgehalt die Zugfestigkeit stark erhoht wird.