(19) |
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(11) |
EP 2 954 081 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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05.10.2016 Patentblatt 2016/40 |
(22) |
Anmeldetag: 04.02.2014 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE2014/100032 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2014/121785 (14.08.2014 Gazette 2014/33) |
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(54) |
AL-GUSSLEGIERUNG
ALUMINIUM CASTING ALLOY
ALLIAGE D'ALUMINIUM COULÉ
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
06.02.2013 DE 102013101179
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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16.12.2015 Patentblatt 2015/51 |
(73) |
Patentinhaber: KSM Castings Group GmbH |
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31137 Hildesheim (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- GREVEN, Klaus
31141 Hildesheim (DE)
- LOGANATHAN, Manikandan
31134 Hildesheim (DE)
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(74) |
Vertreter: Patentanwälte Thömen & Körner |
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Zeppelinstrasse 5 30175 Hannover 30175 Hannover (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A1-102008 055 928
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US-A1- 2010 289 239
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Aluminium-Gusslegierung.
[0002] Aus der
DE 10 2008 055 928 A1 ist eine Al-Gusslegierung bekannt, welche nachfolgend angeführte Legierungsbestandteile
Si: 2,5 bis 3,3, vorzugsweise 2,7 bis 3,1 Gew.-%
Mg: 0,2 bis 0,7, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 Gew.-%
Fe: < 0,18, vorzugsweise 0,05 bis 0,16 Gew.-%
Mn: < 0,5, vorzugsweise 0,05 bis 0,4 Gew.-%
Ti: < 0,1, vorzugsweise 0,01 bis 0,08 Gew.-%
Sr: < 0,03, vorzugsweise 0,01 bis 0,03 Gew.-%
Cr: 0,3 bis 1,3, vorzugsweise 0,4 bis 1,0,
besonders bevorzugt 0,5 bis 0,8 Gew.-%
Sonstige: < 0,1 Gew.-%
enthält, und jeweils zu 100 Gew.-% mit Al ergänzt ist.
[0003] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine solche Si-arme AI-Gusslegierung hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften
derart zu optimieren, dass bei ihrer Verwendung zur Herstellung von Gussbauteilen
insbesondere im Fahrwerksbereich von Kraftfahrzeugen, Material eingespart und die
mit dieser Materialeinsparung einhergehenden und dem Fachmann bekannten Vorteile im
Kraftfahrzeugbereich erreicht werden können.
[0004] Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Al-Gusslegierung erzielt, die nachfolgend
angeführte Legierungsbestandteile
Si: 3,0 bis 3,8 Gew.-%
Mg: 0,3 bis 0,6
Cr: 0,05 bis <0,25 Gew.-%
Fe: < 0,18 Gew.-%
Mn: < 0,06 Gew.-%
Ti: < 0,16 Gew.-%
Cu: < 0,006 Gew.-%
Sr: 0,010 bis 0,030
Zr <0,006 Gew.-%
Zn <0,006 Gew.-%
Verunreinigungen: < 0,1 Gew.-%,
enthält und jeweils zu 100 Gew.-% mit Al ergänzt ist.
[0005] Eine solche Al-Gusslegierung ist gegenüber dem Stand der Technik stärker, zäher und
duktiler.
[0006] Die erfindungsgemäße Auswahl an Legierungsbestandteilen in der genannten Größenordnung
führt zu einer weiteren signifikanten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften,
die bereits im Gusszustand, insbesondere jedoch bei einem Gussbauteil nach einer 2-stufigen
Wärmebehandlung, nämlich einem Lösungsglühen und einem anschließenden Auslagern zu
verzeichnen ist, wobei zwischen diesen beiden Wärmebehandlungsstufen vorzugsweise
ein Abschrecken des Gussbauteils in Wasser vorgesehen ist. Für Fahniverksanwendungen,
vorzugsweise für radführende Bauteile, ganz bevorzugt für Dämpferstelzen, Radträger
und insbesondere Schwenklager, ergeben sich so insgesamt erhöhte mechanische Kennwerte.
[0007] Vollkommen unerwartet hat sich insbesondere in Bezug auf den mechanischen Kennwert
der Bruchdehnung A5 gezeigt, dass der für Chrom gemäß
DE 10 2008 055 928 A1 als kritisch angegebene untere Grenzwert von 0,3 Gew.-% erfindungsgemäß weiter unterschritten
werden kann.
[0008] Die erfindungsgemäßen Legierungen können herstellungsbedingte Verunreinigungen, z.B.
Pb, Ni, etc., enthalten, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind.
[0009] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Si
mit einem Gehalt von mehr als 3,1 bis weniger als 3,7 Gew.-% enthalten ist. Es kann
für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein, wenn Si mit einem Gehalt von mehr
als 3,3 bis weniger als 3,7 Gew.-% enthalten ist. Für einige andere Anwendungsfälle
kann vorteilhaft sein, wenn Si mit einem Gehalt von mehr als 3,0 bis weniger als 3,3
Gew.-% enthalten ist.
[0010] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Mg
mit einem Gehalt von 0,5 bis 0,6 Gew.-% enthalten ist. Es kann vorteilhaft sein, wenn
Mg mit einem Gehalt von 0,5 bis weniger als 0,6 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 0,55
Gew.-% enthalten ist.
[0011] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Cr
mit einem Gehalt von 0,10 bis weniger als 0,20 Gew.-% enthalten ist. Für einige Einsatzfälle
kann es vorteilhaft sein, wenn Cr mit einem Gehalt von 0,12 bis 0,17 Gew.-% enthalten
ist.
[0012] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Fe
mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,15 Gew.-% enthalten ist.
[0013] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Mn
mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,05 Gew.-%
[0014] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Ti
mit einem Gehalt von 0,05 bis 0,15 Gew.-% enthalten ist.
[0015] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Cu
mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005 Gew.-% enthalten ist.
[0016] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Sr
mit einem Gehalt von 0,015 bis 0,025 Gew.-% enthalten ist.
[0017] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Zr
mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005 Gew.-% enthalten ist.
[0018] Für eine Optimierung der mechanischen Kennwerte kann es vorteilhaft sein, wenn Zn
mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005 Gew.-% enthalten ist.
[0019] Für zahlreiche Anwendungen kann es von Vorteil sein, wenn Verunreinigungen mit einem
Gehalt von <0,05 Gew.-% enthalten sind. Für diverse Anwendungen kann es auch von Vorteil
sein, wenn Verunreinigungen mit einem Gehalt von <0,005 Gew.-% enthalten sind.
[0020] Für gewisse Gussbauteile hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die erfindungsgemäße
Al-Gusslegierung eine Niederdruck-AI-Gusslegierung ist.
[0021] Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils
aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Niederdruck-Gießverfahren
Anwendung findet.
[0022] Für bestimmte Gussbauteile hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die AI-Gusslegierung
eine Gegendruck (CPC)-AI-Gusslegierung ist.
[0023] Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils
aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Niederdruck-Gegendruck-Gießverfahren
Anwendung findet.
[0024] Als Fertigungsverfahren für Gussbauteile, insbesondere als Fahniverksteile, vorzugsweise
als radführende Teile, ganz bevorzugt als Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager,
von Kraftfahrzeugen aus der erfindungsgemäßen Gusslegierung sind grundsätzlich verschiedene
Dauerformgießverfahren geeignet. Aufgrund der sehr guten mechanischen Eigenschaften
bei hochbeanspruchten radführenden Teilen von Kraftfahrzeugen eignen sich aber besonders
der Niederdruck-Kokillenguss sowie das Gegendruck-Gießverfahren (CPC-Verfahren), das
auch als Gegendruck-Kokillengießverfahren bezeichnet wird, als Fertigungsverfahren.
[0025] Als Fertigungsverfahren für Gussbauteile, insbesondere als Fahniverksteile, vorzugsweise
als radführende Teile, ganz bevorzugt als Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager,
von Kraftfahrzeugen aus der erfindungsgemäßen Gusslegierung kann vorteilhaft das Squeeze-Casting,
der Schwerkraft-Kokillenguss oder der Druckguss, insbesondere der Thixo-, Rheo- oder
Niederdruck-Sandguss, Anwendung finden.
[0026] Um die oben genannten Vorteile zu erzielen oder noch weiter zu entwickeln, ist es
vorteilhaft, wenn die gegossenen Bauteile einer zweistufigen Wärmebehandlung, nämlich
einem Lösungsglühen und einem anschließenden Warmauslagern, unterzogen werden. Es
kann vorteilhaft sein, wenn das Gussbauteil zwischen den beiden Wärmebehandlungsstufen
in Wasser abgeschreckt wird.
[0027] Es kann zweckmäßig sein, wenn das Gussbauteil nach dem Gießprozess zwischen 530°C
und 550°C für 6 bis 10h, vorzugsweise zwischen 540°C und 550°C für 7 bis 9 h, insbesondere
für 8 bis 9h, ganz besonders bevorzugt zwischen mehr als 540°C und 550°C für 7 bis
9 h, insbesondere für 8 bis 9h, lösungsgeglüht wird.
[0028] Es kann zweckmäßig sein, wenn das Gussbauteil nach dem Gießprozess zwischen 180°C
und 210°C für 1 bis 8h, insbesondere für 1 bis 6,5h, vorzugsweise zwischen 180°C und
190°C für 1 bis 6,5h, insbesondere für 4 bis 6,5h, besonders bevorzugt zwischen 180°C
und weniger als 190°C für 4 bis 6,5h, insbesondere für 5 bis 6,5h, angelassen wird.
[0029] Die Erfindung sieht ferner die Verwendung einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche
oder eines insbesondere wärmebehandelten Gussbauteils nach einem der Ansprüche für
Fahniverksteile von Kraftfahrzeugen, vorzugsweise für radführende Bauteile von Kraftfahrzeugen,
ganz besonders bevorzugt für Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager von Kraftfahrzeugen
vor.
[0030] Erfindungsgemäß weisen die Gussbauteile ein verbessertes Festigkeits-Dehnungsverhältnis
bei verbesserten Gefügeeigenschaften auf. Das Gießverfahren ermöglicht zum einen ein
von großen Fehlern, bekannt als Lunker, freies Gussstück, zum anderen wird die Mikrostruktur
in einer solchen Weise positiv beeinflusst, dass die Anzahl innerer Kerben, die die
Bruchdehnung verringern, möglichst gering gehalten wird.
[0031] Wie bereits erwähnt hat sich die erfindungsgemäße Al-Gusslegierung insbesondere für
stärker beanspruchte Komponenten, wie Dämpferstelzen, Radträger oder Schwenklager,
als besonders geeignet herausgestellt. Als ganz bevorzugtes Verfahren zur Herstellung
solcher stärker beanspruchter Komponenten wird das Gegendruck-Kokillengießverfahren
(CPC-Verfahren) verwendet.
[0032] Erfindungsgemäße Gussbauteile, die aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche
und/oder nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche hergestellt sind, zeichnen
sich nach einer Wärmebehandlung durch eine eine Dehngrenze R
P0,2 von 300 bis 325 MPa, vorzugsweise von 305 bis 310 MPa, und/oder eine Bruchdehnung
A5 von 4 bis 10 %, vorzugsweise von 7 bis 9 %, und/oder eine Zugfestigkeit R
m von 350-375 MPa, vorzugsweise von 350 -360 MPa, aus.
Beispiel
[0033] Zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften der Legierung AlSi3Mg0.5Cr0.15 wird
ein so genannter "Französischer Zugstab" nach DIN 50125 aus einem mittels eines Gegendruck-Kokillengießverfahrens
(CPC-Verfahren) hergestellten Schwenklager herausgetrennt, wobei das Schwenklager
vorab eine Wärmebehandlung (Lösungsglühen 540°C für 8h, Abschrecken in Wasser, Warmauslagern
180°C für 6,5h) erhalten hat. Das Gießen von Vergleichsproben (AlSi3Mg0.5 und AlSi3Mg0.5Cr0.3)
und die anschließende Wärmebehandlung erfolgt unter gleichen Bedingungen. Die zu vergleichenden
Legierungen unterscheiden sich lediglich im Chrom-Gehalt. Der Probenstab wird an gleicher
Stelle des Schwenklagers entnommen. Ermittelt werden die mechanischen Eigenschaften
Zugfestigkeit R
m, Streckgrenze R
P0,2 und Bruchdehnung A5 nach DIN10002.
|
Rm [MPa] |
Rp 0,2 [MPa] |
A5 [%] |
AlSi3Mg0.5 |
327 |
263 |
9,3 |
AlSi3Mg0.5Cr0.15 |
356 |
305 |
8,2 |
AlSi3Mg0.5Cr0.3 |
358 |
308 |
6,9 |
[0034] Vor dem Hintergrund der
DE 10 2008 055 928 A1 und dem im Hinblick auf die mechanischen Kennwerte als kritisch angegebenen unteren
Grenzwert für Chrom von 0,3 Gew.-% war das Erreichen der oben genannten mechanischen
Kennwerte für AlSi3Mg0.5Cr0.15 nicht zu erwarten.
[0035] Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Fahrwerksteil, vorzugsweise die Dämpferstelze
oder der Radträger, durch Niederdruck-Sandguss oder vorzugsweise durch Gegendruck-Kokillenguss
(CPC) hergestellt ist. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung der in der
DE 10 2010 026 480 A1 offenbarten Gießvorrichtung bzw. des dort offenbarten Verfahrens herausgestellt.
Der Offenbarungsgehalt der
DE 10 2010 026 480 A1 bzw. deren Inhalt wird durch ausdrücklichen Verweis als zum Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung gehörig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen bzw. integriert.
1. Al-Gusslegierung, die folgende Legierungsbestandteile
Si: 3,0 bis 3,8 Gew.-%
Mg: 0,3 bis 0,6 Gew.-%
Cr: 0,05 bis <0,25 Gew.-%
Fe: < 0,18 Gew.-%
Mn: < 0,06 Gew.-%
Ti: < 0,16 Gew.-%
Cu: < 0,006 Gew.-%
Sr: 0,010 bis 0,030
Zr <0,006 Gew.-%
Zn <0,006 Gew.-%
Verunreinigungen: < 0,1 Gew.-%
enthält und jeweils zu 100 Gew.-% mit Al ergänzt ist.
2. Al-Gusslegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Si mit einem Gehalt von mehr als 3,1 bis weniger als 3,7 Gew.-% enthalten ist.
3. Al-Gusslegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mg mit einem Gehalt von 0,5 bis 0,6 Gew.-% enthalten ist.
4. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Cr mit einem Gehalt von 0,10 bis weniger als 0,20 Gew.-% enthalten ist.
5. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Cr mit einem Gehalt von 0,12 bis 0,17 Gew.-% enthalten ist.
6. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Fe mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,15 Gew.-% enthalten ist.
7. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mn mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,05 Gew.-%
8. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Ti mit einem Gehalt von 0,05 bis 0,15 Gew.-% enthalten ist.
9. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Cu mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005 Gew.-% enthalten ist.
10. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sr mit einem Gehalt von 0,015 bis 0,025 Gew.-% enthalten ist.
11. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Zr mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005 Gew.-% enthalten ist.
12. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Zn mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005 Gew.-% enthalten ist.
13. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Verunreinigungen mit einem Gehalt von <0,05 Gew.-% enthalten sind.
14. Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Verunreinigungen mit einem Gehalt von <0,005 Gew.-% enthalten sind.
15. Al-Gusslegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die AI-Gusslegierung eine Niederdruck-AI-Gusslegierung ist.
16. Al-Gusslegierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Al-Gusslegierung eine Gegendruck (CPC) - AI-Gusslegierung ist.
17. Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Al-Gusslegierung nach einem
der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Niederdruck-Gießverfahren Anwendung findet.
18. Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Al-Gusslegierung nach einem
der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Gegendruck (CPC) - Gießverfahren Anwendung
findet.
19. Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils aus einer Al-Gusslegierung nach einem
der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Squeeze-Casting, der Schwerkraft-Kokillenguss
oder der Druckguss, insbesondere der Thixo-, Rheo- oder Niederdruck-Sandguss, Anwendung
findet.
20. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 17 bis 19, zur Herstellung eines
Gussbauteils aus einer Al-Gusslegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welchem
das Gussbauteil nach dem Gießprozess einer zweistufigen Wärmebehandlung, nämlich einem
Lösungsglühen und einem anschließenden Warmauslagern, unterzogen wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussbauteil zwischen den beiden Wärmebehandlungsstufen in Wasser abgeschreckt
wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei welchem das Gussbauteil nach dem
Gießprozess zwischen 530°C und 550°C für 6 bis 10h, vorzugsweise zwischen 540°C und
550°C für 7 bis 9h, insbesondere für 8 bis 9h, ganz besonders bevorzugt zwischen mehr
als 540°C bis 550°C für 7 bis 9h, insbesondere für 8 bis 9h, lösungsgeglüht wird
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei welchem das Gussbauteil nach dem
Gießprozess zwischen 180°C und 210°C für 1 bis 8h, insbesondere 1 bis 6,5h, vorzugsweise
zwischen 180°C und 190°C für 1 bis 6,5h, insbesondere für 4 bis 6,5h, besonders bevorzugt
zwischen 180°C und weniger als 190°C für 4 bis 6,5h, insbesondere für 5 bis 6,5h,
angelassen wird.
24. Verwendung einer Al-Gusslegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder eines
aus einer solchen hergestellten, insbesondere wärmebehandelten Gussbauteils für Fahniverksteile
von Kraftfahrzeugen, vorzugsweise für radführende Bauteile von Kraftfahrzeugen, ganz
besonders bevorzugt für Dämpferstelzen, Radträger und insbesondere Schwenklager von
Kraftfahrzeugen.
25. Gussbauteil, hergestellt aus einer Al-Gusslegierung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche oder nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Gussbauteil nach einer Wärmebehandlung eine Dehngrenze RP0,2 von 300 bis 325 MPa, vorzugsweise von 305 bis 310 MPa, und/oder eine Bruchdehnung
A5 von 4 bis 10 %, vorzugsweise von 7 bis 9 %, und/oder eine Zugfestigkeit Rm von 350-375 MPa, vorzugsweise von 350 -360 MPa, aufweist.
1. An aluminium casting alloy which contains the following alloy components
Si: 3.0 to 3.8 wt%
Mg: 0.3 to 0.6 wt%
Cr: 0.05 to <0.25 wt%
Fe: < 0.18 wt%
Mn: < 0.06 wt%
Ti: < 0.16 wt%
Cu: < 0.006 wt%
Sr: 0.010 to 0.030
Zr <0.006 wt%
Zn <0.006 wt%
impurities: < 0.1 wt%
and is respectively supplemented with aluminium up to 100 wt%.
2. The aluminium casting alloy according to Claim 1, characterised in that Si is contained at a content of more than 3.1 to less than 3.7 wt%.
3. The aluminium casting alloy according to Claim 1 or 2, characterised in that Mg is contained at a content of 0.5 to 0.6 wt%.
4. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 3, characterised in that Cr is contained at a content of 0.10 to less than 0.20 wt%.
5. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 4, characterised in that Cr is contained at with a content of 0.12 to 0.17 wt%.
6. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 5, characterised in that Fe is contained at a content of 0.01 to 0.15 wt%.
7. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 6, characterised in that Mn is contained at a content of 0.01 to 0.05 wt%.
8. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 7, characterised in that Ti is contained at a content of 0.05 to 0.15 wt%.
9. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 8, characterised in that Cu is contained at a content of 0.001 to 0.005 wt%.
10. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 9, characterised in that Sr is contained at a content of 0.015 to 0.025 wt%.
11. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 10, characterised in that Zr is contained at a content of 0.001 to 0.005 wt%.
12. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 11, characterised in that Zn is contained at a content of 0.001 to 0.005 wt%.
13. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 12, characterised in that impurities are contained at a content of <0.05 wt%.
14. The aluminium casting alloy according to any one of claims 1 to 13, characterised in that impurities are contained at a content of <0.005 wt%.
15. Aluminium casting alloys according to any one of claims 1 to 14, characterised in that the aluminium casting alloy is a low-pressure aluminium casting alloy.
16. Aluminium casting alloys according to any one of claims 1 to 14, characterised in that the aluminium casting alloy is a counter-pressure (CPC) aluminium casting alloy.
17. A method of manufacturing a cast component from an aluminium casting alloy according
to any one of Claims 1 to 14, in which the low-presssure casting method is used.
18. The method of manufacturing a cast component from an aluminium casting alloy according
to any one of Claims 1 to 14, in which the counter-pressure (CPC) casting method is
used.
19. The method of manufacturing a cast component from an aluminium casting alloy according
to any one of Claims 1 to 14, in which squeeze casting, gravity die casting or pressure
casting, in particular thixo, rheo or low-pressure sand casting, is used.
20. The method, in particular according to any one of Claims 17 to 19, for manufacturing
a cast component from an aluminium casting alloy according to any one of Claims 1
to 16, in which the cast component is subjected to a two-step heat treatment, namely
solution annealing and subsequent artificial ageing, after the casting process.
21. The method according to Claim 20, characterised in that the cast component is quenched in water between the two heat-treatment steps.
22. The method according to any one of claims 17 to 21, in which, after the casting process,
the cast component is solution-annealed between 530°C and 550°C for 6 to 10 h, preferably
between 540°C and 550°C for 7 to 9 h, in particular for 8 to 9 h, very particularly
preferably between more than 540°C and 550°C for 7 to 9 h, in particular for 8 to
9 h.
23. The method according to any one of claims 17 to 22, in which, after the casting process,
the cast component is tempered between 180°C and 210°C for 1 to 8 h, in particular
1 to 6.5 h, preferably between 180°C and 190°C for 1 to 6.5 h, in particular for 4
to 6.5 h, particularly preferably between 180°C and less than 190°C for 4 to 6.5 h,
in particular for 5 to 6.5 h.
24. Use of an aluminium cast alloy according to any one of the preceding claims or of
a cast component made thereof, in particular a heat-treated cast component, for motor
vehicle chassis parts, preferably for motor vehicle wheel-guiding components, very
particularly preferably for shock-absorber legs, wheel mounts and in particular for
pivot bearings of motor vehicles.
25. A cast component manufactured from an aluminium casting alloy according to any one
of the preceding claims or according to a method according to any one of the preceding
claims, wherein, after a heat treatment, the cast component has a yield point Rp 0.2
of 300 to 325 MPa, preferably of 305 to 310 MPa, and/or an elongation at break A5
of 4 to 10%, preferably of 7 to 9%, and/or a tensile strength Rm of 350-375 MPa, preferably of 350-360 MPa.
1. Alliage d'aluminium de fonderie contenant les éléments d'alliage suivants :
Si : entre 3,0 et 3,8 % en poids
Mg : entre 0,3 et 0,6 % en poids
Cr : entre 0,05 et < 0,25 % en poids
Fe : < 0,18 % en poids
Mn : < 0,06 % en poids
Ti : < 0,16 % en poids
Cu : < 0,006 % en poids
Sr : entre 0,010 et 0,030
Zr < 0,006 % en poids
Zn < 0,006 % en poids
Impuretés : < 0,1 % en poids
et complété à 100 % en poids avec de l'aluminium.
2. Alliage d'aluminium de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en Si est supérieure à 3,1 et inférieure à 3,7 % en poids.
3. Alliage d'aluminium de fonderie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la teneur en Mg est comprise entre 0,5 et 0,6 % en poids.
4. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la teneur en Cr est supérieure à 0,10 et inférieure à 0,20 % en poids.
5. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la teneur en Cr est comprise entre 0,12 et 0,17 % en poids.
6. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la teneur en Fe est comprise entre 0,01 et 0, 15 % en poids.
7. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la teneur en Mn est comprise entre 0,01 et 0,05 % en poids.
8. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la teneur en Ti est comprise entre 0,05 et 0,15 % en poids.
9. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la teneur en Cu est comprise entre 0,001 et 0,005 % en poids.
10. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la teneur en Sr est comprise entre 0,015 et 0,025 % en poids.
11. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la teneur en Zr est comprise entre 0,001 et 0,005 % en poids.
12. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la teneur en Zn est comprise entre 0,001 et 0,005 % en poids.
13. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la teneur en impuretés est < 0,05 % en poids.
14. Alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la teneur en impuretés est < 0,005 % en poids.
15. Alliages d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium de fonderie est un alliage d'aluminium de fonderie à basse
pression.
16. Alliages d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium de fonderie est un alliage d'aluminium de fonderie à contre-pression
(CPC).
17. Procédé de fabrication d'une pièce moulée en alliage d'aluminium de fonderie selon
l'une des revendications 1 à 14 utilisant le procédé de coulée à basse pression.
18. Procédé de fabrication d'une pièce moulée en alliage d'aluminium de fonderie selon
l'une des revendications 1 à 14 utilisant le procédé de coulée à contre-pression (CPC).
19. Procédé de fabrication d'une pièce moulée en alliage d'aluminium de fonderie selon
l'une des revendications 1 à 14 utilisant le moulage sous pression, le coulage en
coquille ou le coulage sous pression, en particulier le coulage thixotropique, rhéologique
ou en sable à basse pression.
20. Procédé de fabrication, en particulier selon l'une des revendications 17 à 19, d'une
pièce moulée en alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications 1 à
16, au cours duquel la pièce moulée est soumise après le coulage à un traitement thermique
en deux phases, soit un recuit de mise en solution suivi d'un vieillissement à chaud.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la pièce moulée est plongée brusquement dans l'eau pour y être refroidie entre les
deux phases de traitement thermique.
22. Procédé selon l'une des revendications 17 à 21 au cours duquel la pièce moulée subit,
après le coulage, un recuit de mise en solution entre 530 °C et 550 °C pendant 6 à
10 h, de préférence entre 540 °C et 550 °C pendant 7 à 9 h, en particulier pendant
8 à 9 h, de préférence encore à une température supérieure à 540 °C mais n'excédant
pas 550 °C pendant 7 à 9 h, spécialement entre 8 et 9 h.
23. Procédé selon l'une des revendications 17 à 22 au cours duquel on fait revenir la
pièce moulée après le coulage pendant 1 à 8 h à une température comprise entre 180
°C et 210 °C, en particulier pendant 1 à 6,5 h, de préférence entre 180 °C et 190
°C pendant 1 à 6,5 h, en particulier pendant 4 à 6,5 h, de préférence encore entre
180 °C et moins de 190 °C pendant 4 à 6,5 h, spécialement entre 5 et 6,5 h.
24. Utilisation d'un alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications précédentes
ou d'une pièce moulée en alliage d'aluminium de fonderie pour train roulant de véhicules
automobiles, fabriqués de la même manière, en particulier soumis à un traitement thermique,
de préférence pour les éléments directionnels des véhicules, de préférence encore
pour les supports d'amortisseur, les supports de roue et en particulier les paliers
de pivot des véhicules automobiles.
25. Pièce moulée fabriquée en alliage d'aluminium de fonderie selon l'une des revendications
précédentes ou selon un procédé selon l'une des revendications précédentes, la pièce
moulée présentant, après un traitement thermique une dilatation limite RP0,2 de 300 à 325 MPa, de préférence de 305 à 310 MPa, et/ou un allongement à la rupture
A5 de 4 à 10 %, de préférence de 7 à 9 %, et/ou une résistance à la traction Rm de 350 à 375 MPa, de préférence de 350 à 360 MPa.
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