Laufzeit: 01.03.2020 – 31.05.2023

Forschungseinrichtungen:

RWTH Aachen Lehrstuhl für das Gesamte Gießereiwesen und Gießerei-Institut

RWTH Aachen Lehrstuhl und Institut für Eisenhüttenkunde

Ziel ist die Untersuchung der Keimbildungsmechanismen von Gasporen in den Schwerkraft-Kokillengusslegierungen AlSi7Mg und AlSi11Mg zur reproduzierbaren Einstellung und Optimierung des Porositätsprofils, um den Widerstand gegen Ermüdungsschädigung im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen zu verbessern.

Zunächst wurde ein Gießsystem mit keramischem Stopfen entworfen, das konstante Gießtemperaturen, Schmelzhalte- und Formfüllbedingungen bietet, um ein reproduzierbares Gasporositätsprofil zu erzeugen.

Das Hauptaugenmerk lag auf dem Einfluss der Schmelzbehandlungsparameter auf die Porositätsbildung, z.B. dem Wasserstoffgehalt durch Aufgasung mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Argon und der Zugabe von Nano-Oxid-Partikeln als Nukleationsmittel.

Mit steigendem Wasserstoffgehalt in der Schmelze wurde eine deutliche Zunahme der Porendichte und des durchschnittlichen Porendurchmessers beobachtet. Durch ergänzende Untersuchungen wurde bei höherem Wasserstoffgehalt in der Schmelze auch eine größere Menge an Einschlüssen (Fläche, Teilchendichte) festgestellt. In AlSi11Mg wurden weniger Wasserstoff, aber mehr kugelförmige Poren beobachtet. Die Zugabe des Nano-Oxids beeinflusste die Porenmorphologie und -größenverteilung. Es wurden Studien über die Effizienz des Nukleationsmittels durchgeführt.

Veröffentlichung: GIESSEREI 8/2023, S. 22ff.