Recycling-Aluminium im Fokus: Wie sich Legierungselemente auf die Eigenschaften von AlSi7Mg0,3 auswirken

Bei zunehmendem Einsatz von Sekundäraluminium können sich bestimmte Legierungselemente über mehrere Schmelzzyklen hinweg anreichern – ein relevantes Thema für die Gießereiindustrie. In einer aktuellen Veröffentlichung hat das Fraunhofer IGCV nun die Auswirkungen von Eisen, Mangan, Kupfer und Zink auf die technologischen Eigenschaften der Gusslegierung AlSi7Mg0,3 genauer unter die Lupe genommen.

Versuchsaufbau

Die Wissenschaftler/-innen erzeugten drei Legierungsvarianten mit unterschiedlichen Gehalten der oben genannten Elemente. Unter Verwendung einer Dauerform wurden Schwerkraftdruckgussproben gefertigt und einer T6-Wärmebehandlung unterzogen, um praxistaugliche Eigenschaften zu erreichen. Röntgenanalysen stellten dabei die gleichbleibende Qualität sicher.

Mechanische Prüfungen

Die Prüfungen umfassten Zug- und Härteversuche unter quasi-statischen Bedingungen sowie Hochgeschwindigkeits-Zugversuche für das dynamische Verhalten. Ergänzend wurden zyklische Ermüdungsversuche durchgeführt, um vollständige S-N-Kurven für jede Zusammensetzung zu erstellen. Mikroskopische Analysen und Korrosionstest komplettierten die Untersuchungen.

Zentrale Ergebnisse

• Höhere Eisen und Mangan Gehalte steigern die Streckgrenze leicht, reduzieren jedoch die Bruchdehnung deutlich – sowohl unter statischer als auch dynamischer Belastung.
• Die Ermüdungseigenschaften bleiben dagegen von höheren Eisen und Mangan Mengen weitgehend unbeeinträchtigt.
• Zusätzliche Mengen an Kupfer und Zink beeinflussen die mechanischen Eigenschaften ähnlich, allerdings in geringerem Ausmaß wie Eisen und Mangan.
• Kupfer verschlechtert die Korrosionsbeständigkeit erheblich, während Eisen und Mangan keinen negativen Einfluss zeigen.

Fazit

Die Studie liefert wertvolle Erkenntnisse für die Praxis: Trotz einiger Einbußen bei der Bruchdehnung und Korrosionsbeständigkeit bleibt die Legierung AlSi7Mg0,3 auch bei höheren Mengen akkumulierter Legierungselementen technologisch einsetzbar – ein wichtiger Aspekt für das Recycling von Aluminium in der industriellen Fertigung.

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Die gesamte Studie wird demnächst im International Journal of Metalcasting veröffentlicht. Sie ist im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts „Future Car Production“ entstanden.