Forschungsberichte

Heißisostatisches Pressen von Aluminium- und Magnesiumguss

Markus Ostermeier

212 Seiten 0 Abbildungen Hieronymus Buchreproduktions GmbH, München, 2009 ISBN 0

Gussbauteile sind oft nicht porenfrei. Poren beeinflussen jedoch die mechanischen Eigenschaften von Gussbauteilen, insbesondere Bruchdehnung und Schwingfestigkeit, negativ. Mit Hilfe des Heißisostatischen Pressens (HIP) kann Porosität nachträglich verringert, respektive vollständig beseitigt werden. Dies wird durch gleichzeitiges Einwirken von Druck und Temperatur für eine bestimmte Zeit erreicht. Dadurch verbessern sich üblicherweise die mechanischen Eigenschaften der behandelten Bauteile. Bisherige Forschungsarbeiten zum Heißisostatischen Pressen von Aluminiumguss untersuchten deshalb in erster Linie den Einfluss des Heißisostatischen Pressens auf die Porosität und die daraus resultierenden Veränderungen mechanischer Eigenschaften. Die Ergebnisse sind uneinheitlich. Für Dehngrenze und Zugfestigkeit wurden sowohl Verschlechterungen als auch Verbesserungen festgestellt. Für Bruchdehnung und Schwingfestigkeit hingegen ergeben sich übereinstimmend Verbesserungen. Ein direkter Vergleich der verschiedenen Forschungsergebnisse ist aber ohnedies schwierig, da die Versuchsbedingungen (z.B. Legierung, Prozessparameter) unterschiedlich waren. In der vorliegenden Forschungsarbeit wurde deshalb der Einfluss des Heißisostatischen Pressens auf eine Magnesiumgusslegierung (MgAl9Zn1) und eine naturharte Aluminiumgusslegierung (AlSi9) systematisch untersucht. Alle drei Parameter Druck, Temperatur, Zeit wurden basierend auf einer statistischen Versuchsplanung variiert. Die daraus resultierenden Änderungen von Dehngrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Schwingfestigkeit werden anhand ausführlicher Gefügeuntersuchungen erklärt. Neben dem Porenschließen sind die Bildung von neuen Ausscheidungen, die Einformung bestehender Ausscheidungen und eine Änderung der Mischkristallhärte für eine Änderung der mechanischen Kennwerte entscheidend. Darauf aufbauend wird ein neue Verfahrensvariante zum Heißisostatischen Pressen von Aluminiumgussbauteilen vorgeschlagen.