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.  

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.