Aluminiumguss ist ein Verfahren zur Herstellung hochwertiger Teile mit engen Toleranzen. Dabei wird geschmolzenes Aluminium in eine präzise konstruierte Form oder Druckgussform gegossen.
Das Verfahren nutzt verschiedene Aluminiumlegierungen und eignet sich effizient für komplexe und detailreiche Teile, die der Präzision der ursprünglichen Konstruktion entsprechen.
Aluminium wird unmittelbar nach der Gewinnung gegossen. Aluminiumgussteile sind beliebt, da sie leicht sind und dennoch den hohen Temperaturen beim Aluminiumdruckguss standhalten.
Wenn Sie sich für Aluminiumdruckguss für Ihr Projekt entschieden haben, wählen Sie eine geeignete Legierung aus.
Wichtige Aluminiumlegierungen
Aluminium ist das dritthäufigste Element der Erde. Seine Gewinnung ist jedoch aufgrund der komplexen und aufwendigen Verfahren schwierig.
Aluminium wird häufig mit verschiedenen Metallen legiert, um seine Eigenschaften und die der Legierung zu verbessern. Für ein erfolgreiches Projekt müssen Sie die passende Legierung auswählen.
Zu den Aluminiumlegierungen gehören:
- AA-8000: wird gemäß dem National Electrical Code für Gebäudekabel verwendet
- Zamak (Zink, Aluminium, Magnesium, Kupfer)
- Alclad: Aluminiumblech, bei dem hochreines Aluminium mit einem hochfesten Kernwerkstoff verbunden wird
- Alnico (Aluminium, Nickel, Kupfer)
- Al-Li (Lithium, manchmal Quecksilber)
- Magnox (Magnesiumoxid, Aluminium)
- Nambe (Aluminium und sieben weitere, nicht näher bezeichnete Metalle)
- Birmabright (Aluminium, Magnesium)
- Duralumin (Kupfer, Aluminium)
- Hindalium (Aluminium, Magnesium, Mangan, Silizium)
- Titanal (Aluminium, Zink, Magnesium, Kupfer, Zirkonium)
- Aluminium bildet mit Magnesium, Mangan und Platin weitere komplexe Legierungen.
- Magnalium (Magnesium)
- Silumin (Aluminium, Silizium)
Da Aluminiumlegierungen häufig ähnliche Bezeichnungen haben, lassen sie sich anhand einer vierstelligen Nummer wie folgt unterscheiden:
- 1000:Diese Aluminiumlegierungsreihe enthält Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 995.
- 2000:Kupfer ist das wichtigste Legierungselement. Eine Wärmebehandlung erhöht die Festigkeit dieser Legierung.
- 3000:Das wichtigste Element dieser Reihe ist Mangan. Die Serie 3003 ist die am häufigsten verwendete Aluminiumlegierung dieser Reihe und wird für die Herstellung von Küchenutensilien eingesetzt.
- 4000:Durch die Zugabe von Silizium zu Aluminium entsteht diese Reihe. Sie senkt den Schmelzpunkt des Metalls, ohne es spröde zu machen.
- 5000:Magnesium ist das wichtigste Legierungselement dieser Reihe. Die Legierung ist verschleiß- und seewasserbeständig sowie schweißbar.
- 6000:Diese Legierungen enthalten Magnesium und Silizium, die zusammen Magnesiumsilizid bilden. Sie bieten mittlere Festigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
- 7000:Zink ist das wichtigste Legierungselement der Serie 7. Die daraus entstehenden Legierungen sind sehr fest und wärmebehandelbar.
- 8000:Diese Aluminiumlegierungen werden mit weiteren Elementen hergestellt.
Die Aluminiummanganlegierung der Serie 3000 lässt sich gut umformen, ist korrosionsbeständig und zählt zu den festesten Legierungen.
Eigenschaften von Aluminiumlegierungen
Bei der Wahl einer geeigneten Aluminiumlegierung für Ihre Anwendung müssen die unterschiedlichen Eigenschaften der Legierungen abgewogen werden. Die gewählte Legierung beeinflusst direkt den Druckgussprozess.
Bei der Auswahl einer Aluminiumlegierung für den Druckguss sollten Sie folgende Eigenschaften berücksichtigen:
- Anlöten an die Form: Dabei haftet das Gussteil an den Formwänden und lässt sich nur schwer einspritzen oder auswerfen. Das kann sowohl die Form als auch das Gussteil beschädigen. Wählen Sie deshalb eine Aluminiumlegierung mit hoher Beständigkeit gegen Anlöten.
- Heißrissbildung: Auch als Erstarrungsriss bezeichnet, ist dies ein Druckgussfehler, bei dem innere oder äußere Bereiche einer Aluminiumlegierung reißen. Manche Gusslegierungen sind dafür anfälliger als andere; berücksichtigen Sie dies bei der Auswahl.
- Verschleißbeständigkeit: Dieses Merkmal hilft, verschiedene Gusslegierungen voneinander zu unterscheiden. Bei Teilen, die ständiger Reibung ausgesetzt sind, sollten Sie die Verschleißbeständigkeit bei der Auswahl berücksichtigen.
- Korrosionsbeständigkeit: Die Korrosionsbeständigkeit unterscheidet sich je nach Aluminiumlegierung. Wählen Sie eine Legierung passend zur Einsatzumgebung Ihres Gussteils. Die Serie 5000 bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit in maritimer Umgebung.
- Oberflächenbearbeitbarkeit und -behandlungen: Aluminiumdruckgussteile benötigen nach dem Entformen häufig eine Oberflächenbehandlung oder Formbearbeitung. Manche Aluminiumgusslegierungen lassen sich nach dem Gießen leichter bearbeiten als andere. Berücksichtigen Sie diese Bearbeitungseigenschaften bei der Wahl der Gusslegierung.
Eine Legierung passt nicht für alle Anwendungen. Wählen Sie deshalb sorgfältig anhand der oben genannten Gießeigenschaften.
Wärmebehandlungen für Aluminiumlegierungen
Je nach gewünschter Duktilität und Festigkeit kann eine Wärmebehandlung Härte, Festigkeit und weitere mechanische Eigenschaften verbessern. Wärmebehandelte Legierungen können für strukturelle Anwendungen eingesetzt werden.
Nach dem Feinguss kann eine Glühbehandlung erfolgen. Dabei wird die Legierung bis zu drei Stunden erhitzt, um den Aluminiumguss zu rekristallisieren und die Bearbeitung des Bauteils zu erleichtern.
Die Lösungsglühung ähnelt dem Glühen, umfasst jedoch ein Abschrecken, bei dem die Aluminium-Druckgusslegierung nach dem Erhitzen abgekühlt wird, um die Verteilung der Elemente zu erhalten.
Nach dem Abkühlen wird je nach benötigter Bearbeitungszeit eine passende Auslagerungsbehandlung gewählt.
Vorteile des Aluminiumgusses
Zu den Vorteilen von Aluminiumlegierungen gehören:
- Vollständig recycelbar
- Hohe Druckdichtheit
- Hervorragende Wärmeleitfähigkeit
- Hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Bessere Kriechbeständigkeit
- Hohe Maßstabilität
Aluminiumdruckguss bietet viele Vorteile; dies sind nur einige davon. Je nach ausgewählter Legierungsserie kommen weitere spezifische Eigenschaften hinzu.
Optionen für Bearbeitung und Finish von Aluminiumguss
Aluminium wirkt durch seine hohe Reflektivität ansprechend. Diese Eigenschaft lässt sich für Produkte mit einem klaren Oberflächenfinish nutzen.
Zu den Beschichtungen und Finishs, die Aluminium eine glänzende und langlebige Oberfläche verleihen können, zählen:
- PVDF-Beschichtungen
- Pulverbeschichtungen
- Flüssiglacke
- Eloxieren
- Wärmebehandlung
- Kaltumformen
- Vor allem Walzen
Die Aluminiumoberfläche lässt sich durch die natürliche Bildung einer Oxidschicht weiter verbessern. Durch Eloxieren kann diese Schicht verstärkt werden.
Anwendungen von Aluminiumguss
Aufgrund der großen Auswahl an Legierungen kommt Aluminiumdruckguss in zahlreichen Bereichen zum Einsatz. Beispiele sind:
- Verbesserung der Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen durch Gewichtsreduzierung bei Motoren und Karosserieteilen
- Druckgussteile bieten bei Handwerkzeugen Beständigkeit gegen RFI/EMI, Abschirmung und Steifigkeit
- Aluminium-Druckguss eignet sich dank seiner hervorragenden Abschirmungseigenschaften und elektrischen Leistungsfähigkeit ideal für Elektronikgehäuse und Steckverbinder.
- Wird in Infrastruktur- und Netzwerkgeräten der Computer- und Telekommunikationsbranche eingesetzt.
- Wird in der Luft- und Raumfahrt zur Herstellung verschiedener Flugzeugteile verwendet.
Wählen Sie je nach Branche eine Legierung mit den jeweils passenden Eigenschaften.
