Mit gezielten Materialverstärkungen läßt sich Aluminium durch das noch leichtere Magnesium ersetzen. Zusammen mit europäischen Forschungspartnern hat die Empa Thun eine Technologie zur Herstellung von Getriebegehäusen für Dieselmotoren aus Magnesium entwickelt. Für die Benzinmotoren der neuen Modelle von VW Passat und Audi A4 und A6 existieren bereits Getriebegehäuse aus Magnesium, die gegenüber einem herkömmlichen aus Aluminium Einsparungen von 4,5 kg (26 %) aufweisen. Neben den vorteilhaften Materialeigenschaften wie geringes Gewicht und sehr gute Bearbeitbarkeit, hat Magnesium jedoch auch nachteilige Eigenschaften wie geringe Festigkeit, Steifigkeit und Kriechfestigkeit. Eine Erhitzung über 130 Grad C hat bei Magnesium zur Folge, daß die Kriechbeständigkeit abnimmt und an besonders belasteten Stellen eine Materialschädigung auftritt. In Kombination mit einem Dieselmotor wäre beim Getriebegehäuse aus unverstärktem Magnesium in erster Linie die sogenannte Durchführung betroffen, der Teil, in dem die Antriebswelle gelagert ist. Für das Gehäuse fiel die Wahl auf die bewährte Magnesiumlegierung AZ91 mit 9 % Aluminium und 1 % Zink. Ferner wurde anstelle einer integralen Verstärkung des Getriebegehäuses eine gezielte lokale Verstärkung im Bereich der Durchführung gewählt, wobei ein faserverstärktes ringförmiges Einlegeteil (Insert) eingegossen wurde. Vielversprechende Resultate brachten Versuche mit kohlefaserverstärktem Magnesium (Kohlefasern vom Typ T300) an besonders belasteten Stellen, wobei der Aluminiumanteil im Insert von 9 % auf 1 % reduziert wurde. Zum Eingießen des Inserts in das Getriebegehäuse sind der Druckguß und das Preßgießen (Squeeze Casting) geeignet. Wie Vorversuche zeigten, sind bei diesen Verfahren das Vorwärmen des verstärkten Einlegeteils und eine ideale Plazierung von großem Einfluß. Die technische Umsetzung des Prozesses fand bei den Industriepartnern Georg Fischer und Unitech statt. Die Machbarkeitsstudie zeigt, daß die gezielte Verstärkung von Magnesium mittels einer kostengünstigen kommerziellen Produktionstechnik möglich ist. Durch den Einsatz der Kohlefaser/Magnesium-Verbundwerkstoffe können neben der Kriechfestigkeit auch die lokale Festigkeit und Steifigkeit um das Fünffache erhöht werden.
Neue Wege in der Konstruktion. Magnesium im Leichtbau von Fahrzeugen
Schweizer Maschinenmarkt ; 12 ; 24-25
1999
2 Seiten, 2 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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