Magnesium im Automobilbau

Magnesium wird seit langem im Automobilbau eingesetzt vor allem für Gußbauteile wie Motor-, Getriebe- und Lenkgehäuse. In den letzten Jahren erweist sich die niedrige Festigkeit und Kriechbeständigkeit vorhandener Magnesium-Legierungen als problematisch. Deshalb wird hier intensiv nach neuen Legierungen geforscht.

Magnesium ist auch teilweise als Werkstoff im Chassis-Bereich eingesetzt. Hier vor allem für Hauben. Für andere Karosserie-Bauteile ist die niedrige Korrosionsbeständigkeit kritisch. Gut einzusetzen ist jedoch Magnesium als Werkstoff für Druckguß-Bauteile wie für Armaturenträger, Lenkgehäuse und auch Sitzgestelle.  

 

Magnesium für Motor-Komponenten

Es wurden in der jüngsten Vergangenheit bis auf Forschnungsprojekte keine neuen Motorgehäuse die ganz aus Magnesium bestehen mehr ausgeführt. Für Motorgehäuse ist der niedrige E-Modul, die  extrem hohe Wärmedehnung und geringe Korrosionsbeständigkeit problematisch. Die Festigkeit und Kriechbeständigkeit ist zwar mit speziellen Magnesium-Legierungen die Elemente der Seltenen-Erden enthalten gegeben, jedoch sind diese vergleichsweise schlecht gießbar und teuer. Neue Magnesium-Legierungen weisen eine höhere Festigkeit auf die nahe der Selten-Erden Legierungen kommen. Die Problematik des niedrigen E-Moduls und der hohen Wärmedehnung können diese jedoch nicht beseitigen. Ein Teil dieser Problematik konnte mit der Ausführung als Verbundlösung von einem Aluminium-Kern und dem Restgehäuse aus Magnesium vermieden werden. So kann jedoch nicht das volle Potential genutzt werden.

Magnesium-Motorgehäuse DSC-Mg-Verstärkung

 

Eine Alternative, falls das Motorgehäuse im Druckguß-Verfahren ausgeführt ist sind lokale Verstärkungen mittels einer keramischen Preform.  Bereiche die lokal verstärkt werden können sind vor allem die Zylinderbuchsen sowie der Lager-Bereich Oberseite oder auch als Lagerdeckel bzw. Bedplate.

 

Eigenschaften

 

  • Die Festigkeit wird gegenüber der Matrixlegierung durch Dispersionsverfestigung erheblich gesteigert. Die Warmfestigkeit und Kriechbeständigkeit liegt noch über der von Magnesium-Selten-Erden-Legierungen.

 

  • Die möglichen Einsatztemperaturen steigen auf über 400°C an. Die Eigenschaften können über die Auswahl der Matrixlegierung erheblich beeinflusst werden.

 

  • Der infiltrierte Werkstoff weist gute tribologische Eigenschaften auf gepaart mit hoher Verschleißbeständigkeit.

 

  • Die Dauerfestigkeit wird ebenfalls beträchtlich erhöht. Dies ist besonders wichtig für hochbeanspruchte Komponenten die bei erhöhter Temperatur eingesetzt werden.

 

  • Speziell für Magnesium gilt, dass die negativen Eigenschaften wie niedrige Kriechbeständigkeit, hoher Ausdehnungskoeffizient und niedrige Steifigkeit beseitigt werden. Der E-Modul wird um mehr als 100% gesteigert.t

 

  • Nano-Partikel erlauben bessere maschinelle Bearbeitung im Vergleich zu andern Verbundwerkstoffen.

 

·      Die hohe Festigkeitssteigerung durch die Partikel erlaubt die Verwendung von niedrig legierten  Magnesium-Matrix-Legierungen. Diese sind zugleich Korrosionsbeständiger.

 

Informationen zu DSC-Materials siehe auch in Aluminium-Warmfest.

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