WO1997005296A1 - Aluminium-legierungen zur herstellung von faser-verbundwerkstoffen - Google Patents
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- WO1997005296A1 WO1997005296A1 PCT/EP1996/003356 EP9603356W WO9705296A1 WO 1997005296 A1 WO1997005296 A1 WO 1997005296A1 EP 9603356 W EP9603356 W EP 9603356W WO 9705296 A1 WO9705296 A1 WO 9705296A1
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
- C22C49/04—Light metals
- C22C49/06—Aluminium
Definitions
- the invention relates to aluminum alloys for the production of fiber composite materials.
- Fiber composite materials are known in which bundles of mineral fibers are embedded in a metallic matrix. Long fibers based on Al 2 0 3 or based on SiC are used as mineral fibers. In addition to numerous other metals, pure aluminum or conventional aluminum alloys such as e.g. B. AI Si7Mg, AlSi7MgO, 6; or AlCu4TiMg or AlMglSiCu used. These composite materials can be produced in different ways, for example by pressure infiltrating the molten matrix material into a preform constructed from fiber bundles or by powder metallurgy.
- Fiber composite materials with a matrix consisting of pure aluminum can have excellent strength and stiffness properties and are suitable for applications e.g. in aviation or automotive components. Due to the low strength of the unreinforced aluminum matrix, these material combinations are only suitable to a very limited extent for producing components with only partial fiber reinforcement. Because of the high cost of mineral fibers, however, only partial reinforcement is of great economic importance.
- OVERHEAD SHEET (RULE 26) do not achieve the excellent strength properties that are known from fiber composite materials with a pure aluminum matrix. These combinations of materials are therefore also only suitable for applications to a very limited extent.
- the object of the present invention is now to provide aluminum alloys which, owing to their properties, are suitable for the production of less expensive partially fiber-reinforced components.
- the aluminum alloys in combination with mineral fibers as fiber composite material must have excellent strength and stiffness properties and at the same time have good strength in the unreinforced state.
- 0.25 4 wt copper especially 1 3 wt. and / or 0.2 15% by weight zinc, and / or 0.1 3% by weight magnesium, and / or 0.2 3% by weight silver, and / or 0.2 2% by weight manganese, and / or 0.2 2% by weight of zirconium, and / or 0.1 2% by weight of chromium, remaining elements ⁇ 1% by weight.
- the aluminum alloys described above can be used in particular in the process for producing fiber composite investment castings according to WO 94/06582.
- the above object can advantageously also be achieved with an aluminum alloy which contains 1 to 10% by weight, preferably 5 to 8% by weight of zinc, 0.1 to 2% by weight, preferably 0 Has 5 to 1 wt .-% magnesium and the rest of aluminum.
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Abstract
Die Erfindung betrifft Aluminium-Legierungen, die sich mit Mineralfasern zu einem Faser-Verbundwerkstoff kombinieren lassen. Die Aluminium-Legierungen weisen hervorragende Festigkeits- und Steifigkeits-Eigenschaften auf. Gleichzeitig besitzen sie im unverstärkten Zustand eine gute Festigkeit.
Description
ALUMINIUM-LEGIERUNGEN ZUR HERSTELLUNG VON FASER-VERBUNDWERKSTOFFEN
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Aluminium-Legierungen zur Herstel¬ lung von Faser-Verbundwerkstoffen.
Es sind Faser-Verbundwerkstoffe bekannt, bei denen Bündel von Mineralfasern in eine metallische Matrix eingelagert sind. Als Mineralfasern werden z.B. Langfasern auf Al203- oder auf SiC-Basis verwendet. Als Matrixwerkstoffe werden neben zahlreichen anderen Metallen auch reines Aluminium oder konventionelle Aluminium-Legierungen wie z. B. AI Si7Mg, AlSi7MgO,6; oder AlCu4TiMg oder AlMglSiCu einge¬ setzt. Die Herstellung dieser Verbundwerkstoffe kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, z.B. durch Druckinfil¬ trieren des schmelzflüssigen Matrixmaterials in eine aus Faserbündeln aufgebaute Vorform oder auf pulvermetallurgi¬ schem Wege.
Faser-Verbundwerkstoffe mit einer auε reinem Aluminium bestehenden Matrix können hervorragende Festigkeits- und Steifigkeits-Eigenschaften aufweisen und sind für Anwen¬ dungen z.B. in Luftfahrt- oder Automobilbauteilen geeig¬ net . Aufgrund der geringen Festigkeit der unverstärkten Aluminium-Matrix sind diese Materialkombinationen jedoch nur sehr bedingt dazu geeignet, Bauteile mit nur partiel¬ ler Faserverstärkung herzustellen. Wegen der hohen Kosten der Mineralfasern ist jedoch eine nur partielle Verstär¬ kung von hoher wirtschaftlicher Bedeutung.
Faser-Verbundwerkstoffe mit einer aus einer konventionel¬ len, höherfesten Aluminium-Legierung bestehenden Matrix
ÜRSÄΓZBLATT (REGEL 26)
erreichen nicht die hervorragenden Festigkeits- Eigenschaften, wie Sie von den Faser-Verbundwerkstoffen mit einer reinen Aluminium-Matrix bekannt sind. Diese Ma¬ terialkombinationen sind daher ebenfalls nur sehr bedingt für Anwendungen geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, Aluminium-Legierungen anzugeben, die aufgrund ihrer Eigen¬ schaften für die Herstellung von kostengünstigeren par¬ tiell faserverstärkten Bauteilen geeignet sind. Als Krite¬ rien für die Eignung müssen die Aluminium-Legierungen in Kombination mit Mineralfasern als Faser-Verbundwerkstoff hervorragende Festigkeits- und Steifigkeits-Eigenschaften aufweisen und gleichzeitig im unverstärkten Zustand eine gute Festigkeit besitzen.
Diese Aufgabe wird bei der Verwendung von Aluminium- Legierungen mit den folgenden Zusammensetzungen erreicht:
1. ) Basismetall Aluminium mit
> 0 . . 15 gew.% Zink, insbesondere 5 .. . 10 gew.%,
> 0 . . 3 gew. % Magnesium, insbes. 0,5 ... 1,5 gew. %,
0 . . 3 gew.% Kupfer,
0 . . 3 gew.% Silber,
0 . . 2 gew. % Mangan,
0 . . 2 gew.% Zirkon,
0 . . 2 gew.% Chrom, restliche Elemente < 1 gew.%.
2. ) Basismetall Aluminium mit
0,25 ... 15 gew.% Zink, insbesondere 5 ... 10 gew.%, 0,1 ... 3 gew.% Magnesium, insbes. 0,5 ... 1,5 gew.%, und/oder 0,1 . . 3 gew o, o Kupfer, und/oder 0,2 . . 3 gew o Silber, und/oder 0,2 . . 2 gew % Mangan, und/oder 0,2 . . 2 gew o Zirkon, und/oder 0,1 . . 2 gew % Chrom, restliche Elemente < 1 gew.
ERSATZBLAπ(REGEL26)
3. ) Basismetall Aluminium mit
0 4 gew.% Kupfer, insbesondere 1 3 gew.: 0 15 gew.% Zink, 0 3 gew.% Magnesium, 0 3 gew.% Silber, 0 2 gew.% Mangan, 0 2 gew.% Zirkon, 0 2 gew.% Chrom, restliche Elemente < 1 gew.
4. ) Basismetall Aluminium mit
0,25 4 gew Kupfer, insbesondere 1 3 gew. und/oder 0,2 15 gew.% Zink, und/oder 0,1 3 gew.% Magnesium, und/oder 0,2 3 gew.% Silber, und/oder 0,2 2 gew.% Mangan, und/oder 0,2 2 gew.% Zirkon, und/oder 0,1 2 gew.% Chrom, restliche Elemente < 1 gew.%.
Die vorstehend beschriebenen Aluminium-Legierungen lassen sich insbesondere bei dem Verfahren zum Herstellen von Faserverbund-Feingußteilen nach WO 94/06582 einsetzen. Auf die WO 94/06582, veröffentlicht am 31. März 1994, wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen; aus Vereinfachungs- gründen wird der Offenbarungsgehalt der WO 94/06582 durch Bezugnahme auch zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung ge¬ macht.
Vorteilhafterweise läßt sich die obige Aufgabe auch mit einer Aluminium-Legierung lösen, die 1 bis 10 Gew.-%, vor¬ zugsweise 5 bis 8 Gew.-% Zink, 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugs¬ weise 0,5 bis 1 Gew.-% Magnesium und Rest Aluminium auf¬ weist.
Claims
1. Aluminium-Legierungen dadurch gekennzeichnet, daß sie sich mit Mineralfasern zu einem Faser- Verbundwerkstoff kombinieren lassen, die hervorragende Festigkeits- und Steifigkeits-Eigenschaften aufweisen und gleichzeitig im unverstärkten Zustand eine gute Festigkeit besitzen.
2. Aluminium-Legierungen dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende chemische Zusammensetzung aufweisen: Basismetall Aluminium mit
> 0 . . 15 gew.% Zink, insbesondere 5 .. . 10 gew.%,
> 0 . . 3 gew.% Magnesium, insbes. 0,5 . .. 1,5 gew.%,
0 . . 3 gew.% Kupfer,
0 . . 3 gew.% Silber,
0 . . 2 gew.% Mangan,
0 . . 2 gew.% Zirkon,
0 . . 2 gew.% Chrom, restliche Elemente < 1 gew.%.
3. Aluminium-Legierungen dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende chemische Zusammensetzung aufweisen: Basismetall Aluminium mit
0,25 ... 15 gew.% Zink, insbesondere 5 ... 10 gew.%, 0,1 ... 3 gew.% Magnesium, insbes. 0,5 ... 1,5 gew.%, und/oder 0,1 ... 3 gew.% Kupfer, und/oder 0,2 3 gew.% Silber, und/oder 0,2 2 gew.% Mangan, und/oder 0,2 2 gew.% Zirkon, und/oder 0, 1 2 gew.% Chrom, restliche Elemente < 1 gew.%.
4. Aluminium-Legierungen dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende chemische Zusammensetzung aufweisen: Basismetall Aluminium mit
> 0 ... 4 gew.% Kupfer, insbesondere 1 ... 3 gew.%, 0 ... 15 gew.% Zink,
ERSATZBLAπ (REGEL 26) 0 . 3 gew.% Mangesium,
0 . 3 gew.% Silber,
0 . 2 gew.% Mangan,
0 . 2 gew.% Zirkon,
0 . 2 gew.% Chrom, restliche Elemente < 1 gew.%.
5. Aluminium-Legierungen dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende chemische Zusammensetzung aufweisen: Basismetall Aluminium mit
0,25 4 gew Kupfer, insbesondere 1 3 gew . % , und/oder 0,2 5 gew. % Zink, und/oder 0,1 3 gew. Magnesium, und/oder 0,2 3 gew % Silber, und/oder 0,2 2 gew g, o Mangan, und/oder 0,2 2 gew. Zirkon, und/oder 0, 1 2 gew . % Chrom , restliche Elemente < 1 gew .
ERSATZBLAπ (REGEL 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19528170 | 1995-08-01 | ||
| DE19528170.5 | 1995-08-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1997005296A1 true WO1997005296A1 (de) | 1997-02-13 |
Family
ID=7768368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP1996/003356 Ceased WO1997005296A1 (de) | 1995-08-01 | 1996-07-31 | Aluminium-legierungen zur herstellung von faser-verbundwerkstoffen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO1997005296A1 (de) |
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1996
- 1996-07-31 WO PCT/EP1996/003356 patent/WO1997005296A1/de not_active Ceased
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