Prozessbezogene Aluminium-Gusslegierungsentwicklung im horizontalen Strangguss
In Mobilitätsanwendungen kommen heute vermehrt Al-Legierungen aufgrund der geringen Dichte und des guten Eigenschaftsprofils zum Einsatz. Kommt es bei Kunden zu Prozessumstellungen (aufgrund von Erhöhung der Herstellungskapazität, Kostenreduktion oder Reduktion der Prozessschritte), müssen für diese im Vorfeld Qualität und Kosten der Endanwendung abschätzbar gemacht werden und zudem die Fertigungs- und Produktentwicklungszyklen möglichst kurz sein. Einerseits um Entwicklungskosten zu sparen, andererseits auch, um in den sich immer schneller verändernden Märkten ein Höchstmaß an Flexibilität zu erlangen und auch bei kleinerer Stückzahlen rentabel zu fertigen.
Horizontale Stranggussanlage mit Schmelzofen
Diesen Kundenanforderungen, die bisweilen Abgüsse spezieller Al-Legierungen in Kleinst- (1-15 Jahrestonnen) bzw. Kleinmengen (15-400 Jahrestonnen) in Spitzenqualität benötigen, stehen übliche großindustrielle Gießtonnagen von über 100 Tonnen pro Abguss gegenüber; 100 Tonnen ist das übliche Fassungsvermögen eines großindustriellen Schmelzofens. Um genau diese Lücke zwischen Angebot und Nachfrage zu schließen, haben die Experten des LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen gemeinsam mit einem nahegelegenen, auf Kleinserien spezialisierten Industriepartner ein einzigartiges Angebot geschaffen:
Zielsetzung ist es, durch Kopplung thermodynamischer Simulationen mit experimentellen Untersuchungen die unterschiedlichen Einflüsse essenzieller Gießparameter wie Kühlwasser, Kornfeinerzugabe, Kokillentyp – Einfluss dualer Kühlung (Primär- und Sekundärkühlung) – , Gießtemperatur und Gießgeschwindigkeit zu untersuchen und deren Auswirkung auf die Gefügestruktur, Homogenität und Oberflächenqualität quantitativ zu bestimmen. Dies ermöglicht die Spezifizierung kritischer Grenzwerte und die damit einhergehende prozessbedingte Vorhersage der zu erwartenden Materialqualitäten.
Gegossener Strang
Zusätzlich besteht am LKR die Möglichkeit, Anlagenkapazitäten für Tests bereit zu stellen (siehe Abbildungen) und Schulungen für Mitarbeiter*innen durchzuführen.
Dadurch lassen sich nachfolgend Gießrezepte unter Berücksichtigung der gewünschten Gefügecharakteristiken festlegen (bspw. Verteilung und Größe der Ausscheidungen mit Hilfe optimierter chemischer Zusammensetzung). So ist ein effizienter und kostengünstiger Technologietransfer in die serielle Applikation möglich.
LKR kann im Horizontalen Strangguss (HSG) von wenigen 100 bis zu 1800 Kilogramm pro Abguss realisieren und somit mit seiner semi-industriellen Anlage, über die eben beschriebene Legierungs- und Prozessentwicklung hinaus, selbst Kleinstserien fertigen. Kleinserien von 15-400 Tonnen jährlich können beim Kooperations- und Entwicklungspartner HPI durchgeführt werden, wobei das LKR hier umfassende Erfahrung im Knowhow-Transfer hat und Hand in Hand mit den Kolleg*innen die Entwicklung vorantreibt.
Die Vorteile der prozessbezogenen Al-Gusslegierungsentwicklung am LKR zusammengefasst:
- Komplette Infrastruktur für erweiterte Gießversuche / Methodenentwicklung / Optimierungen
- Langjährige Erfahrung im Abguss nicht handelsüblicher Al-Legierungen
- Vollumfängliche Charakterisierungsmöglichkeiten im Haus (Prüflabor-Metallographie-REM-DSC, …)
- IBA Datenaufzeichnungssystem für optimales Monitoring der Gießparameter
Darüber hinaus kann eine vergleichbare Abbildung der Prozessroute im Bereich des vertikalen Stranggusses angeboten werden. Nähere Informationen zu den technischen Eckdaten sowie verfügbaren Abgussgeometrien finden Sie bei uns auf der Website:
Relevante Projekte in der Gießtechnologie:
