Aluminiumlegierung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung mit guter elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit zur Herstellung von Druckgussbauteilen.

[0002] Für im Druckgiessverfahren hergestellte Bauteile mit guter elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel als Abdeckung der Elektronik in Automobilen eingesetzte Kühlkörper, wird standardmässig die genormte Legierung LM 6 nach BS 1490 (AC 47000, AlSi12(Cu)) verwendet.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den Druckguss geeignete Aluminiumlegierung mit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Legierungen verbesserter elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit bereitzustellen.

[0004] Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Legierung

8,0 bis 9,0 Gew.-% Silizium

0,5 bis 0,7 Gew.-% Eisen

max. 0,010 Gew.-% Kupfer

max. 0,010 Gew.-% Magnesium

max. 0,010 Gew.-% Mangan

max. 0,001 Gew.-% Chrom

max. 0,020 Gew.-% Titan

max. 0,020 Gew.-% Vanadium

max. 0,05 Gew.-% Zink

0,010 bis 0,030 Gew.-% Strontium

und Aluminium als Rest mit weitere Elementen und herstellungsbedingten Verunreinigungen einzeln max. 0,05 Gew.-%, insgesamt max. 0,2 Gew.-% enthält.

[0005] Bei einer bevorzugten Variante der erfindungsgemässen Legierung beträgt die Summe der Elemente Mangan, Titan, Vanadium und Chrom ≤ 0,02 Gew.-%.

[0006] Ein bevorzugter Anwendungsbereich der erfindungsgemässen Aluminiumlegierung ist die Herstellung von Bauteilen mit guter elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kühlkörper für elektronische Bauteile, im Druckgiessverfahren.

[0007] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand von zwei Vergleichsbeispielen.

[0008] Die erfindungsgemässe Legierung A und zwei Vergleichslegierungen B und C mit den in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen wurden ausgehend von einer Schmelzetemperatur von 660°C im Druckgiessverfahren bei einer Formtemperatur von 150°C zu Kühlkörpern für elektronische Bauteile mit einem Gewicht von 2,2 kg vergossen. Nach der Entnahme aus der Druckgiessform wurden die Proben in ruhiger Luft abgekühlt.

[0009] An den Druckgussbauteilen wurde an zwei verschiedenen Messstellen M1 und M2 die elektrische Leitfähigkeit gemessen. Die in Tabelle 2 zusammengestellten Ergebnisse zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemässen Legierung A gegenüber den Vergleichslegierungen B und der registrierten Standardlegierung C (LM6 nach BS 1490, AC 47000, AlSi12(Cu)). Die Vergleichslegierung B unterscheidet sich von der erfindungsgemässen Legierung A im Wesentlichen durch einen erhöhten Siliziumgehalt.

[0010] In Tabelle 3 sind die Ergebnisse von Wärmeleitfähigkeitsmessungen an den Druckgussbauteilen aus der erfindungsgemässen Legierung A und der Vergleichslegierung C zusammengestellt. Die etfindungsgemässe Legierung A zeigt gegenüber der Vergleichslegierung C eine um 30 bis 40% höhere Wärmleitfähigkeit.

Tabelle 1: chemische Zusammensetzung der Legierungen in Gew.-%

Legierung	Si	Fe	Cu	Mg	Mn	Cr	Tl	V	Sr
A	8,66	0,60	0,006	0,001	0,005	0,001	0,008	0,006	0,012
B	9,40	0,63	0,008	0,001	0,006	0,001	0,008	0,008	0,008
C	10.0-13.0	0,6	0,1	0.10	0.5	-	0.2	-	-

Tabelle 2: Elektrische Leitfähigkeit

Legierung	Mesastalle M1 [m/Ωmm2]	Messstelle M2 [m/Ωmm2]
A	26,06	24,48
B	24,35	23,09
C	22,08	21,21

Tabelle 3: Wärmeleitfähigkeit

Legierung	Anzahl Messungen	Temperatur [°C]	Probendicke [mm]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
A	5	23	5,76	169,4
C	5	23	3,96	119,1

Ansprüche

1. Aluminiumlegierung mit guter elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit zur Herstellung von Druckgussbauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung

8,0 bis 9,0 Gew.-% Silizium

0,5 bis 0,7 Gew.-% Eisen

max. 0,010 Gew.-% Kupfer

max. 0,010 Gew.-% Magnesium

max. 0,010 Gew.-% Mangan

max, 0,001 Gew.-% Chrom

max. 0,020 Gew.-% Titan

max. 0,020 Gew.-% Vanadium

0,010 bis 0,030 Gew.-% Strontium

und Aluminium als Rest mit weitere Elementen und herstellungsbedingten Verunreinigungen einzeln max. 0,05 Gew.-%, insgesamt max. 0,2 Gew.-% enthält.

2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Elemente Mangan, Titan, Vanadium und Chrom ≤ 0,02 Gew.-% beträgt.

3. Verwendung einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2 für im Druckgiessverfahren hergestellte Bauteile mit guter elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Kühlkörper für elektronische Bauteile.

4. Druckgussbauteil aus einer Aluminiumlegierung mit guter Warmfestigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit guter elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit.