Das ATM-Thixocast-Druckgießverfahren (ATM: Advanced Thixotropic Metallurgy) beruht auf einer Konditionierung der Schmelze im Gießlauf durch eine Verengung mit anschließender konischer Erweiterung. Durch diese Maßnahme wird die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze so beeinflußt, dass durch Scherkräfte Verunreinigungen zerkleinert werden und dadurch auch ihr Risseinleitungspotential verringert wird. Die Kornfeinung bedingt außerdem bessere mechanische Eigenschaften und eine potentiell höhere Dauerfestigkeit. Durch die Verengung im Gießlauf wird die Schmelze um bis zu einem Faktor 5 gegenüber der Anschnittgeschwindigkeit im traditionellen Druckgießverfahren beschleunigt, die erhöhte Turbulenz sorgt für eine homogene Verteilung der festen Phase in der halbflüssigen Schmelze und für geringere Porengrößen. Zur Reduzierung der Druckgießformerosion und der Klebneigung, die mit erhöhten Gießgeschwindigkeiten assoziiert werden, erfolgt die Konditionierung der Schmelze in genügendem Abstand vor dem Anschnitt. Die konische Erweiterung des Gießlaufs hilft bei der Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit, so dass bei entsprechender Gestaltung des Gießlaufs Anschnittgeschwindigkeiten unterhalb derer beim konventionellen Druckgießen erzielt werden können. Das wiederum reduziert die Formerosion und verbessert die Entlüftung der Formhohlräume. Gießläufe für das ATM-Thixocast-Druckgießen sind deutlich kleiner als konventionelle Gießläufe für das Druckgießen, und das bessere Fließverhalten der thixotropen Schmelze reduziert die Zahl der benötigten Überläufe und sorgt damit für eine höhere Ausbringung und einen niedrigeren Kreislaufmaterialanfall mit entsprechenden Einsparungen bei den Schmelzkosten. Die Vorteile des ATM-Konzeptes werden an zwei Serienproduktionsbeispielen (Lenkrad-Armaturen aus der Magnesiumgusslegierung AM60 mit Wanddicken bis hinunter auf 3 mm) im Vergleich mit konventionellem Druckguss (gleicher Anschnitt, gleiche Gießtemperatur, Formvorwärmung und Gießdruckintensivierung) verdeutlicht. Die ATM-Druckgussstücke erfüllten die Anforderungen an Porosität und übertrafen konventionellen Druckguss bei der Schlagfestigkeit (Verformung ohne Bruch bei freiem Fall einer 20 kg schweren Masse aus 1 m Höhe auf das Gussstück). Trotz niedrigerer Anschnittgeschwindigkeit (um 40 m/s) und einer um etwa 20 % verlängerten Formfülldauer traten keine Klebeeffekte der Schmelze an der Formwand auf, was auf die Feinkörnigkeit der Partikel, hohe Viskosität der thixotropen Schmelze und geringen Reibungswiderstand zurückgeführt wurde. ATM-Druckgussstücke wiesen höhere Zugfestigkeit und Dehnung im Gusszustand auf, was zu einer Reduzierung von Wanddicken ohne Festigkeitsverlust und damit zur Gewichtsreduzierung des Bauteils führt.
Case studies involving ATM high pressure die casting: the leaner and greener approach to the design of runners and parts
Fallbeispiele für das Druckgießen thixotroper Werkstoffe: ein schlanker und umweltverträglicher Ansatz zur Konstruktion von Gießläufen und Gussstücken
Diecasting Engineer ; 53 , 2 ; 62-66
2009
4 Seiten, 5 Bilder, 2 Tabellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Thixocast-Verfahren , Druckgießen , Magnesiumaluminiumlegierung , Gießsystem , Anschnittsystem , Strömungsgeschwindigkeit , Kornfeinung , Scherkraft , konstruktive Gestaltung , Zugfestigkeit , Dehnung , Dauerfestigkeit , Schlagfestigkeit , Streckbarkeit , Porosität , Vergleichstest , Gießformfüllen , Gießgeschwindigkeit , Kleben an der Form , Ausbringen , Produktivität , Lenkrad , dünnwandiges Gussstück , Verfahrenseignung , Methodenvergleich
Leaner and greener - Daimler M274
Kraftfahrwesen | 2013
|BMW's leaner, greener 118d - How to save the planet and enjoy driving
Online Contents | 2007
Greener and Leaner-Unleashing Capacity of Railroad Concrete Ties via Limit States Concept
Online Contents | 2011
|