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WO2018192937A1 - Vehicle component made of a particle-reinforced metal material - Google Patents

Vehicle component made of a particle-reinforced metal material Download PDF

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WO2018192937A1
WO2018192937A1 PCT/EP2018/059824 EP2018059824W WO2018192937A1 WO 2018192937 A1 WO2018192937 A1 WO 2018192937A1 EP 2018059824 W EP2018059824 W EP 2018059824W WO 2018192937 A1 WO2018192937 A1 WO 2018192937A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
particle
vehicle component
metal material
reinforced metal
ceramic particles
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2018/059824
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Frehn
Ralf Ilskens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C22C32/0015—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
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    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
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    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
    • C22C32/0063—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides based on SiC

Definitions

  • Vehicle component made of a particle-reinforced metal material
  • the present disclosure relates to a vehicle component of a particle-reinforced metal material, in particular of a particle-reinforced aluminum alloy.
  • a particle-reinforced metal material in particular of a particle-reinforced aluminum alloy.
  • the lightweight materials used In order to reduce emissions of vehicle loads, it is attempted to reduce the weight of the vehicle by using lightweight materials with a low weight. For corresponding vehicles to continue to meet the necessary safety requirements, the lightweight materials used must also have advantageous material properties in order to be used in vehicle construction.
  • the publication DE 10 2015 206 183 A1 discloses a particle-reinforced steel material for use in vehicle construction, wherein the particle-reinforced steel material is connected on one or both sides to at least one layer of a non-particle-reinforced metal material.
  • the present disclosure is based on the finding that the above object can be achieved by the use of a particle-reinforced metal material in a vehicle component, wherein the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material.
  • the density of the ceramic particles within the particle-reinforced metal material can be varied in order to realize different material properties depending on the requirement profile of the vehicle component.
  • the disclosure relates to a vehicle component of a vehicle which is formed from a particle-reinforced metal material, wherein the particle-reinforced metal material comprises ceramic particles, and wherein a distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material in dependence on a
  • predetermined material property of the particle-reinforced metal material is selected.
  • the advantage is achieved that particularly advantageous material properties of the vehicle component can be ensured by the particle-reinforced metal material.
  • Particle-reinforced metal materials such as e.g. Particle-reinforced aluminum alloys, allow the use of light metals in vehicle construction, whereby the weight of the vehicle can be advantageously reduced.
  • ceramic particles in the particle-reinforced metal materials particularly advantageous material properties, such as e.g. Stiffness or load capacity of the vehicle component can be ensured.
  • the vehicle component comprising a particle-reinforced metal material can fulfill the safety requirements necessary for vehicle construction and at the same time have a low weight.
  • the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected depending on a predetermined material property of the particle-reinforced metal material.
  • the predetermined material property of the particle-reinforced metal material can be advantageously adjusted.
  • the material properties of the vehicle component can be variably adjusted depending on the location and the purpose of use in the vehicle, resulting in particularly flexible material design options in vehicle construction.
  • the ceramic particles are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material, the ceramic particles in particular in the entire volume of the vehicle component are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material.
  • the advantage is achieved that the material properties caused by the homogeneous distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material are likewise distributed uniformly in the particle-reinforced metal material.
  • the ceramic particles in the entire volume of the vehicle component are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material.
  • the number of ceramic particles is in a first volume region of the vehicle component and the number of ceramic particles in a second volume region of the vehicle component is the same, wherein the first volume region and the second volume region have the same volume.
  • the advantage is achieved that a particularly advantageous homogeneous distribution of the ceramic particles in the vehicle component is ensured by the same number of ceramic particles in the same large volume areas of the vehicle component.
  • the ceramic particles are inhomogeneously distributed in the particle-reinforced metal material, the vehicle component in particular having a first volume region and a second volume region having the same volume, wherein the number of ceramic particles in the first volume region of the vehicle component and the number of ceramic particles is different in size in the second volume region of the vehicle component.
  • the advantage is achieved that in the vehicle component areas with a different number of ceramic particles can be formed in order to adapt the material properties of the particle-reinforced metal material in certain areas.
  • the number of ceramic particles are larger than in an inner region of the particle-reinforced metal material.
  • a rigidity of the vehicle component can be increased specifically at the outer area.
  • the particle-reinforced metal material comprises particle-reinforced aluminum, in particular a particle-reinforced aluminum alloy.
  • the advantage is achieved that the particle-reinforced aluminum, in particular the particle-reinforced aluminum alloy, the production of a particularly light vehicle component with particularly advantageous material properties, such. a high rigidity, allows.
  • the particle-reinforced aluminum alloy additionally comprises manganese, magnesium, iron, chromium, copper, titanium, silicon, nickel, zinc and / or beryllium, and the particle-reinforced aluminum alloy comprises in particular an aluminum-silicon-magnesium alloy.
  • Manganese alloy, and / or an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy, and / or an aluminum-zinc alloy are examples of the particle-reinforced aluminum alloy.
  • an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy e.g. AIMgl SiCu (AW-6061) according to the DIN standard DIN EN 573-1
  • an aluminum-silicon-magnesium-manganese alloy e.g. AISM MgMn (AW-6082) according to the DIN standard DIN EN 573-1
  • an aluminum-zinc alloy e.g. an alloy of the aluminum series 7000 according to the DIN standard DIN EN 573-1
  • the ceramic particles comprise boron nitride, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, boron carbide, zirconium carbide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, alumina, chromium oxide, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, or mixtures thereof, especially silicon carbide.
  • silicon carbide particles have a particularly high hardness, whereby particularly advantageous strength properties of the particle-reinforced metal material can be ensured.
  • the proportion of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is from 5% by weight to 40% by weight, in particular from 15% by weight to 30% by weight.
  • the advantage is achieved that the desired material properties of the vehicle component can be advantageously determined by the proportion by weight of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material.
  • material properties such as e.g. Strength of the particle-reinforced metal material can be improved.
  • the material property comprises a density of the particle-reinforced metal material, a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material, a heat conductivity of the particle-reinforced metal material, and / or a solidus temperature of the particle-reinforced metal material, wherein the material property comprises in particular a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material.
  • the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material describes the relationship between stress and strain in the deformation of the vehicle component, whereby an increased value correlates with an increased resistance of the vehicle component to deformation.
  • the thermal conductivity describes the ability of the vehicle component to conduct heat.
  • the solidus temperature indicates the Temperature of the particle-reinforced metal material at and below this, the particle-reinforced metal material is completely in solid phase.
  • the density of the particle-reinforced metal material is selected from 2.5 g / cm 3 to 3.1 g / cm 3 , in particular from 2.7 g / cm 3 to 2.9 g / cm 3 .
  • the advantage is achieved that a reduced density of the particle-reinforced metal material allows a particularly advantageous lightweight construction of the vehicle component.
  • the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material is from 70 GPa to 130 GPa, in particular from 90 GPa to 1 10 GPa.
  • the advantage is achieved that the modulus of elasticity can be advantageously adjusted depending on the position of the vehicle component in the vehicle. If a particularly high rigidity of the vehicle component is required, the modulus of elasticity has a high value. If a particularly high deformability of the vehicle component is required, the modulus of elasticity has a lower value.
  • the thermal conductivity of the particle-reinforced metal material of 130 W / m ⁇ K to 170 W / m ⁇ K, in particular from 140 W / m ⁇ K to 160 W / m ⁇ K, is selected.
  • the advantage is achieved that the advantageous thermal conductivity of the particle-reinforced metal material ensures a particularly effective dissipation of heat in the vehicle component.
  • the solidus temperature of the particle-reinforced metal material is selected from 530 ° C to 610 ° C, in particular from 550 ° C to 590 ° C.
  • the advantage is achieved that a particularly temperature-resistant particle-reinforced metal material is obtained.
  • the vehicle component is formed entirely from a particle-reinforced metal material, in particular from a particle-reinforced aluminum alloy.
  • a vehicle component formed entirely from a particle-reinforced metal material ensures particularly advantageous material properties of the particle-reinforced metal material over the entire area of the vehicle component.
  • the ceramic particles of the particle-reinforced metal material have a diameter between 100 nm and 30 ⁇ m.
  • the advantage is achieved that the material properties of the particle-reinforced material can be advantageously set by the selection of ceramic particles with different diameters.
  • the ceramic particles have a round, angular and / or plate-like shape.
  • the advantage is achieved that the material properties of the particle-reinforced material can be advantageously set by selecting a round, angular and / or plate-shaped form.
  • the vehicle component is manufactured as an extruded profile or a forged part.
  • the advantage is achieved that a particularly advantageous production of the vehicle component is ensured by forging or extrusion.
  • the vehicle component can be installed in a chassis of a vehicle, the vehicle component in particular comprising a wheel suspension, a link, an axle, an axle carrier, a spring link and / or a bumper.
  • the vehicle component ensures particularly advantageous mechanical properties and a reduced weight of the chassis.
  • the vehicle component can be installed in a body of a vehicle, wherein the vehicle component in particular a bottom plate, a
  • the advantage is achieved that the vehicle component ensures particularly advantageous mechanical properties and a reduced weight of the body.
  • Fig. 1 vehicle component of a vehicle from a particle-reinforced
  • Fig. 2 vehicle component of a vehicle from a particle-reinforced
  • Metal material according to a second embodiment. 1 shows a schematic view of a vehicle component 100 of a vehicle according to a first embodiment.
  • the vehicle component 100 shown in FIG. 1 is shown only schematically. However, it may include any shapes and configurations that facilitate installation of the vehicle component 100 in a vehicle.
  • the vehicle component 100 may in this case comprise a vehicle component 100 or a plurality of vehicle components 100 which may be installed in a chassis and / or in a body of a vehicle, and the at least one vehicle component 100 may in this case in particular be a wheel suspension, a link, an axle, an axle carrier, a spring link, a bumper, a bottom plate, a 9.schweiler, a roof frame, a vehicle pillar and / or a side frame include.
  • the vehicle component 100 may in this case be designed as an extruded profile or a forged part, which can be produced by an extrusion process or a forging process.
  • the light materials used In order to reduce emissions in vehicles, an attempt is made to reduce vehicle weight by using lightweight materials. In order for corresponding vehicles to continue to meet the necessary safety requirements, the light materials used must also have advantageous material properties in order to be used in vehicle construction.
  • metal materials such as e.g. Aluminum alloys, used. Due to adverse material properties, such as low stiffness, of conventionally used metal materials, e.g. Aluminum alloys are often necessary due to the necessary safety requirements in the vehicle bar greater wall thicknesses of conventional vehicle components. The larger wall thicknesses of conventional vehicle components adversely affect the price of the vehicle component and the weight of the vehicle component.
  • the vehicle component 100 is formed from a particle-reinforced metal material 101 comprising ceramic particles 103, wherein the ceramic particles 103 are distributed in the particle-reinforced metal material 101.
  • Fig. 1 are schematic sections of the interior of the vehicle component
  • the particle-reinforced metal material 101 is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material 101.
  • one or more material properties of the particle-reinforced metal material 101 can be advantageously controlled.
  • the ceramic particles 103 are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material 101, too to ensure a uniform distribution of the desired material property in the particle-reinforced metal material 101.
  • the ceramic particles 103 are in particular homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material 101 in the entire volume of the vehicle component 100, so that in this case there are no volume regions in the vehicle component 100 with an inhomogeneous and therefore non-uniform distribution of the ceramic particles 103.
  • a homogeneous or uniform distribution of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101 means that the number of ceramic particles 103 in a first volume region 105 of the vehicle component 100 and in a second volume region 107 of the vehicle component 100 is the same first volume region 105 and the second volume region 107 have the same volume.
  • the advantage is achieved that a particularly advantageous homogeneous distribution of the ceramic particles 103 in the vehicle component 100 is ensured by the same number of ceramic particles in the same large volume areas 105, 107 of the vehicle component 100.
  • the particle-reinforced metal material 101 may comprise particle-reinforced aluminum, in particular a particle-reinforced aluminum alloy.
  • the particle-reinforced aluminum alloy may additionally comprise manganese, magnesium, iron, chromium, copper, titanium, silicon, nickel, zinc and / or beryllium.
  • the particle-reinforced aluminum alloy comprises an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy, e.g. AlMgl SiCu (AW-6061) according to the DIN standard DIN EN 573-1, and / or an aluminum-silicon-magnesium-manganese alloy, e.g. AISH MgMn (AW-6082) according to the DIN standard DIN EN 573-1 and / or an aluminum-zinc alloy, e.g. an alloy of the aluminum series 7000 according to the DIN standard DIN EN 573-1.
  • the ceramic particles 103 include boron nitride, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, boron carbide, zirconium carbide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, alumina, chromium oxide, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, or mixtures thereof, particularly silicon carbide.
  • the proportion of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101 is in particular from 5% by weight to 40% by weight, in particular from 15% by weight to 30% by weight selected.
  • the ceramic particles 103 of the particle-reinforced metal material 101 may have a diameter between 100 nm and 30 ⁇ m, or the ceramic particles 103 may have a round, angular and / or plate-like shape.
  • the vehicle component 100 advantageously varies depending on the safety requirements of the vehicle component 100 and thus controlled.
  • the intended material property of the particle-reinforced material 101 comprises a density of the particle-reinforced metal material 101, a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material 101, a thermal conductivity of the particle-reinforced metal material 101 and / or a solidus temperature of the particle-reinforced metal material 101.
  • the density of the particle-reinforced metal material 101 can be selected from 2.5 g / cm 3 to 3.1 g / cm 3 , in particular from 2.7 g / cm 3 to 2.9 g / cm 3 .
  • the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material 101 can be selected from 70 GPa to 130 GPa, in particular from 90 GPa to 1 10 GPa, so that the modulus of elasticity can be advantageously adjusted depending on the position of the vehicle component 100 in the vehicle. If a particularly high rigidity of the vehicle component 100 is required, the elastic modulus has a high value. Here, a higher content of high-strength particles results in a high rigidity of the vehicle component 100. If a particularly high deformability of the vehicle component 100 is required, the modulus of elasticity has a lower value.
  • the thermal conductivity of the particle-reinforced metal material 101 can be selected from 130 W / m ⁇ K to 170 W / m ⁇ K, in particular from 140 W / m ⁇ K to 160 W / m ⁇ K.
  • the solidus temperature of the particle-reinforced metal material 101 may be selected from 530 ° C to 610 ° C, especially from 550 ° C to 590 ° C.
  • a particulate reinforced metal material 101 in a vehicle component 100 allows a particularly advantageous weight reduction of the vehicle component 100, while at the same time providing advantageous material properties of the particulate reinforced metal material 101, e.g. Rigidity, can be ensured.
  • the material properties of the particle-reinforced metal material 101 are variably adjustable by the distribution of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101.
  • a corresponding vehicle component 100 can be produced by a conventional extrusion process or forging process as an extruded profile or forging body.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a vehicle component 100 of a vehicle according to a second embodiment.
  • the vehicle component 100 shown in FIG. 2 is shown only schematically, but may include any shapes and design options that allow the installation of the vehicle component 100 in a vehicle.
  • the vehicle component 100 according to the second embodiment shown in FIG. 2 corresponds to the vehicle part 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the vehicle component 100 according to the second embodiment does not form a homogeneous distribution of the ceramic particles 103 in the entire volume of the Vehicle component 100, but has an inhomogeneous distribution of the ceramic particles 103.
  • the vehicle component 100 has a first volume region 105 and a second volume region 107, which have the same volume, wherein the number of ceramic particles 103 in the first Volume range 105 of the vehicle component 100 and the number of ceramic particles 103 in the second volume region 107 of the vehicle component 100 is different in size.
  • the vehicle component 100 may have an inner area 109 and an outer area 11.
  • the outer region 1 1 1 of the vehicle component 100 may, for example, with another component of the vehicle in contact, and enclose, for example, the inner region 109 of the vehicle component 100 at least in sections.
  • a second volume region 107 of the outer region 1 1 1 has a larger number of ceramic particles 103 than a comparable volume region 105 of the inner region 109.
  • the distribution of the ceramic particles 103 in the inner region 109 can be determined by the distribution of the ceramic particles 103 in the outer region 1 1 1 differ.
  • different material properties of the particle-reinforced metal material 101 in the inner region 109 and the outer region 1 1 1 of the vehicle component 100 can be selected advantageously or different from one another.

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Abstract

Disclosed is a vehicle component (100) made of a particle-reinforced metal material (101) that comprises ceramic particles (103), a distribution of said ceramic particles (103) in the particle-reinforced metal material (101) being selected in accordance with a predefined material property of the particle-reinforced metal material (101).

Description

Fahrzeugbauteil aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff  Vehicle component made of a particle-reinforced metal material

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugbauteil aus einem partikelverstärkten Metall Werkstoff, insbesondere aus einer partikelverstärkten Aluminium-Legierung. Zum Reduzieren von Emissionen bei Fahrzeuggen wird versucht das Fahrzeuggewicht durch die Verwendung von leichten Werkstoffen mit einem geringen Gewicht zu verringern. Damit entsprechende Fahrzeuge weiterhin die notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen können, müssen die verwendeten leichten Werkstoffe auch vorteilhafte Materialeigenschaften aufweisen, um im Fahrzeugbau verwendet werden zu können. The present disclosure relates to a vehicle component of a particle-reinforced metal material, in particular of a particle-reinforced aluminum alloy. In order to reduce emissions of vehicle loads, it is attempted to reduce the weight of the vehicle by using lightweight materials with a low weight. For corresponding vehicles to continue to meet the necessary safety requirements, the lightweight materials used must also have advantageous material properties in order to be used in vehicle construction.

Die Druckschrift DE 10 2015 206 183 A1 offenbart einen partikelverstärkten Stahlwerkstoff zur Verwendung im Fahrzeugbau, wobei der partikelverstärkte Stahlwerkstoff ein- oder beidseitig mit mindestens einer Lage aus einem nicht- partikelverstärktem Metall Werkstoff verbunden ist. The publication DE 10 2015 206 183 A1 discloses a particle-reinforced steel material for use in vehicle construction, wherein the particle-reinforced steel material is connected on one or both sides to at least one layer of a non-particle-reinforced metal material.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein weiteres, effizientes Fahrzeugbauteil zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren. It is the object of the present disclosure to provide another efficient vehicle component. This object is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the description and the accompanying figures.

Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch die Verwendung eines partikelverstärkten Metallwerkstoffes in einem Fahrzeugbauteil gelöst werden kann, wobei die Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoffes in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes gewählt ist. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit der gewünschten Materialeigenschaften die Dichte der keramischen Partikel innerhalb des partikelverstärkten Metall Werkstoff es variiert werden, um je nach Anforderungsprofil des Fahrzeugbauteils unterschiedliche Materialeigenschaften zu realisieren. Gemäß einem Aspekt betrifft die Offenbarung ein Fahrzeugbauteil eines Fahrzeuges, das aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff geformt ist, wobei der partikelverstärkte Metall Werkstoff keramische Partikel umfasst, und wobei eine Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff in Abhängigkeit von einer The present disclosure is based on the finding that the above object can be achieved by the use of a particle-reinforced metal material in a vehicle component, wherein the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material. In this way, depending on the desired material properties, the density of the ceramic particles within the particle-reinforced metal material can be varied in order to realize different material properties depending on the requirement profile of the vehicle component. According to one aspect, the disclosure relates to a vehicle component of a vehicle which is formed from a particle-reinforced metal material, wherein the particle-reinforced metal material comprises ceramic particles, and wherein a distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material in dependence on a

vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes gewählt ist. predetermined material property of the particle-reinforced metal material is selected.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch den partikelverstärkten Metall Werkstoff besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des Fahrzeugbauteils sichergestellt werden können. As a result, the advantage is achieved that particularly advantageous material properties of the vehicle component can be ensured by the particle-reinforced metal material.

Partikelverstärkte Metall Werkstoffe, wie z.B. partikelverstärkte Aluminium-Legierungen, ermöglichen die Verwendung von Leichtmetallen im Fahrzeugbau, wodurch das Gewicht des Fahrzeugs vorteilhaft reduziert werden kann. Durch die Verwendung von keramischen Partikeln in den partikelverstärkten Metall Werkstoffen können besonders vorteilhafte Materialeigenschaften, wie z.B. Steifigkeit oder Belastbarkeit, des Fahrzeugbauteils sichergestellt werden. Particle-reinforced metal materials, such as e.g. Particle-reinforced aluminum alloys, allow the use of light metals in vehicle construction, whereby the weight of the vehicle can be advantageously reduced. By using ceramic particles in the particle-reinforced metal materials, particularly advantageous material properties, such as e.g. Stiffness or load capacity of the vehicle component can be ensured.

Dadurch kann das einen partikelverstärkten Metall Werkstoff umfassende Fahrzeugbauteil die für den Fahrzeugbau notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen und gleichzeitig ein geringes Gewicht aufweisen. As a result, the vehicle component comprising a particle-reinforced metal material can fulfill the safety requirements necessary for vehicle construction and at the same time have a low weight.

In dem Fahrzeugbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metall Werkstoff es gewählt. Somit kann durch eine Anpassung der Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff gleichzeitig die vorgegebene Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metallwerkstoffes vorteilhaft eingestellt werden. Dadurch können die Materialeigenschaften des Fahrzeugbauteils je nach Ort und dem Zweck der Verwendung in dem Fahrzeug variabel angepasst werden, wodurch sich besonders flexible Materialgestaltungsmöglichkeiten im Fahrzeugbau ergeben. In the vehicle component according to the present disclosure, the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is selected depending on a predetermined material property of the particle-reinforced metal material. Thus, by adjusting the distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material at the same time the predetermined material property of the particle-reinforced metal material can be advantageously adjusted. As a result, the material properties of the vehicle component can be variably adjusted depending on the location and the purpose of use in the vehicle, resulting in particularly flexible material design options in vehicle construction.

In einer Ausführungsform sind die keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff homogen verteilt, wobei die keramischen Partikel insbesondere in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff verteilt sind. In one embodiment, the ceramic particles are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material, the ceramic particles in particular in the entire volume of the vehicle component are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die durch die homogene Verteilung der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff bedingten Materialeigenschaften ebenfalls gleichmäßig in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff verteilt sind. Insbesondere sind die keramischen Partikel in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff verteilt. Dadurch kann eine unregelmäßige Verteilung der keramischen Partikel verhindert werden, so dass das Auftreten von Bereichen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff mit nachteiligen Materialeigenschaften verhindert werden kann. As a result, the advantage is achieved that the material properties caused by the homogeneous distribution of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material are likewise distributed uniformly in the particle-reinforced metal material. In particular, the ceramic particles in the entire volume of the vehicle component are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material. Thereby, an irregular distribution of the ceramic particles can be prevented, so that the occurrence of regions in the particle-reinforced metal material having adverse material properties can be prevented.

In einer Ausführungsform ist die Anzahl der keramischen Partikel in einem ersten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils und ist die Anzahl der keramischen Partikel in einem zweiten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils gleich groß, wobei der erste Volumenbereich und der zweite Volumenbereich dasselbe Volumen aufweisen. In one embodiment, the number of ceramic particles is in a first volume region of the vehicle component and the number of ceramic particles in a second volume region of the vehicle component is the same, wherein the first volume region and the second volume region have the same volume.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die gleiche Anzahl von keramischen Partikeln in gleich großen Volumenbereichen des Fahrzeugbauteils eine besonders vorteilhafte homogene Verteilung der keramischen Partikel in dem Fahrzeugbauteil sichergestellt wird. Thereby, the advantage is achieved that a particularly advantageous homogeneous distribution of the ceramic particles in the vehicle component is ensured by the same number of ceramic particles in the same large volume areas of the vehicle component.

In einer Ausführungsform sind die keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff inhomogen verteilt, wobei das Fahrzeugbauteil insbesondere einen ersten Volumenbereich und einen zweiten Volumenbereich aufweist, welche dasselbe Volumen aufweisen, wobei die Anzahl der keramischen Partikel in dem ersten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils und die Anzahl der keramischen Partikel in dem zweiten Volumenbereich des Fahrzeugbauteils unterschiedlich groß ist. In one embodiment, the ceramic particles are inhomogeneously distributed in the particle-reinforced metal material, the vehicle component in particular having a first volume region and a second volume region having the same volume, wherein the number of ceramic particles in the first volume region of the vehicle component and the number of ceramic particles is different in size in the second volume region of the vehicle component.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass in dem Fahrzeugbauteil gezielt Bereiche mit einer unterschiedlichen Anzahl von keramischen Partikeln gebildet werden können, um die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes bereichsweise anzupassen. Beispielsweise kann in einem Außenbereich des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, z.B. an einer Kontaktstelle mit einem anderen Bauteil, die Anzahl der keramischen Partikeln größer sein, als in einem Innenbereich des partikelverstärkten Metallwerkstoffes. Dadurch kann z.B. eine Steifigkeit des Fahrzeugbauteils spezifisch an dem Außenbereich erhöht werden. As a result, the advantage is achieved that in the vehicle component areas with a different number of ceramic particles can be formed in order to adapt the material properties of the particle-reinforced metal material in certain areas. For example, in an outer region of the particle-reinforced metal material, for example, at a contact point with another component, the number of ceramic particles are larger than in an inner region of the particle-reinforced metal material. As a result, for example, a rigidity of the vehicle component can be increased specifically at the outer area.

In einer Ausführungsform umfasst der partikelverstärkte Metallwerkstoff partikelverstärktes Aluminium, insbesondere eine partikelverstärkte Aluminium-Legierung. In one embodiment, the particle-reinforced metal material comprises particle-reinforced aluminum, in particular a particle-reinforced aluminum alloy.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das partikelverstärkte Aluminium, insbesondere die partikelverstärkte Aluminium-Legierung, die Fertigung eines besonders leichten Fahrzeugbauteils mit besonders vorteilhaften Materialeigenschaften, wie z.B. eine hohe Steifigkeit, ermöglicht. As a result, the advantage is achieved that the particle-reinforced aluminum, in particular the particle-reinforced aluminum alloy, the production of a particularly light vehicle component with particularly advantageous material properties, such. a high rigidity, allows.

In einer Ausführungsform umfasst die partikelverstärkte Aluminium-Legierung, neben Aluminium zusätzlich Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Kupfer, Titian, Silicium, Nickel, Zink und/oder Beryllium, und umfasst die partikelverstärkte Aluminium-Legierung insbesondere eine Aluminium-Silicium-Magnesium-Mangan-Legierung, und/oder eine Aluminium-Magnesium-Silicium-Kupfer-Legierung, und/oder eine Aluminium-Zink- Legierung. In one embodiment, in addition to aluminum, the particle-reinforced aluminum alloy additionally comprises manganese, magnesium, iron, chromium, copper, titanium, silicon, nickel, zinc and / or beryllium, and the particle-reinforced aluminum alloy comprises in particular an aluminum-silicon-magnesium alloy. Manganese alloy, and / or an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy, and / or an aluminum-zinc alloy.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die neben Aluminium in der Aluminium-Legierung enthaltenden Elemente ermöglichen, dass die Materialeigenschaften der Aluminium- Legierung besonders vorteilhaft an die Erfordernisse des entsprechenden Fahrzeugbauteils angepasst werden können. Eine Aluminium-Magnesium-Silicium- Kupfer-Legierung, z.B. AIMgl SiCu (AW-6061 ) gemäß der DIN-Norm DIN EN 573-1 , und/oder eine Aluminium- Silicium-Magnesium-Mangan-Legierung, z.B. AISM MgMn (AW- 6082) gemäß der DIN-Norm DIN EN 573-1 , und/oder eine Aluminium-Zink-Legierung, z.B. eine Legierung der Aluminium Serie 7000 gemäß der DIN-Norm DIN EN 573-1 , können insbesondere verwendet werden. As a result, the advantage is achieved that the elements in addition to aluminum in the aluminum alloy allow the material properties of the aluminum alloy can be particularly advantageous adapted to the requirements of the corresponding vehicle component. An aluminum-magnesium-silicon-copper alloy, e.g. AIMgl SiCu (AW-6061) according to the DIN standard DIN EN 573-1, and / or an aluminum-silicon-magnesium-manganese alloy, e.g. AISM MgMn (AW-6082) according to the DIN standard DIN EN 573-1, and / or an aluminum-zinc alloy, e.g. an alloy of the aluminum series 7000 according to the DIN standard DIN EN 573-1, can be used in particular.

In einer Ausführungsform umfassen die keramischen Partikel Bornitrid, Aluminiumnitrid, Titannitrid, Zirconiumnitrid, Borcarbid, Zirconiumcarbid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Wolframcarbid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanborid, Zirconiumborid, Wolframborid oder Mischungen davon, insbesondere Siliciumcarbid. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Bestandteile der keramischen Partikel besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metall Werkstoff es sichergestellt werden können. Beispielsweise weisen Siliciumcarbid-Partikel eine besonders große Härte auf, wodurch besonders vorteilhafte Festigkeitseigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes sichergestellt werden können. In one embodiment, the ceramic particles comprise boron nitride, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, boron carbide, zirconium carbide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, alumina, chromium oxide, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, or mixtures thereof, especially silicon carbide. As a result, the advantage is achieved that particularly advantageous material properties of the particle-reinforced metal material can be ensured by the constituents of the ceramic particles. For example, silicon carbide particles have a particularly high hardness, whereby particularly advantageous strength properties of the particle-reinforced metal material can be ensured.

In einer Ausführungsform ist der Anteil der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff von 5 Gew-% bis 40 Gew-%, insbesondere von 15 Gew-% bis 30 Gew-%, gewählt. In one embodiment, the proportion of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material is from 5% by weight to 40% by weight, in particular from 15% by weight to 30% by weight.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch den Gewichtsanteil der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff die gewünschten Materialeigenschaften des Fahrzeugbauteils vorteilhaft festgelegt werden können. Durch eine Erhöhung des Anteils der keramischen Partikel in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff können Materialeigenschaften, wie z.B. Festigkeit, des partikelverstärkten Metall Werkstoff es verbessert werden. As a result, the advantage is achieved that the desired material properties of the vehicle component can be advantageously determined by the proportion by weight of the ceramic particles in the particle-reinforced metal material. By increasing the proportion of ceramic particles in the particle-reinforced metal material, material properties such as e.g. Strength of the particle-reinforced metal material can be improved.

In einer Ausführungsform umfasst die Materialeigenschaft eine Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes, eine Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes und/oder eine Solidustemperatur des partikelverstärkten Metall Werkstoff es, wobei die Materialeigenschaft insbesondere ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes umfasst. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass vorteilhafte Werte der genannten Materialeigenschaften für die Verwendung des Fahrzeugbauteils in einem Fahrzeug erforderlich sind. Um das Gewicht des Fahrzeugbauteils zu reduzieren, ist es vorteilhaft dass die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes einen reduzierten Wert aufweist. Der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metall Werkstoff es beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung des Fahrzeugbauteils, wobei hierbei ein erhöhter Wert mit einem erhöhten Widerstand des Fahrzeugbauteils gegenüber Verformung korreliert. Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit des Fahrzeugbauteils Wärme zu leiten. Die Solidustemperatur kennzeichnet die Temperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes bei und unterhalb dieser der partikelverstärkte Metallwerkstoff vollständig in fester Phase vorliegt. In one embodiment, the material property comprises a density of the particle-reinforced metal material, a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material, a heat conductivity of the particle-reinforced metal material, and / or a solidus temperature of the particle-reinforced metal material, wherein the material property comprises in particular a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material. As a result, the advantage is achieved that advantageous values of the mentioned material properties are required for the use of the vehicle component in a vehicle. In order to reduce the weight of the vehicle component, it is advantageous that the density of the particle-reinforced metal material has a reduced value. The modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material describes the relationship between stress and strain in the deformation of the vehicle component, whereby an increased value correlates with an increased resistance of the vehicle component to deformation. The thermal conductivity describes the ability of the vehicle component to conduct heat. The solidus temperature indicates the Temperature of the particle-reinforced metal material at and below this, the particle-reinforced metal material is completely in solid phase.

In einer Ausführungsform ist die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 2,5 g/cm3 bis 3,1 g/cm3, insbesondere von 2,7 g/cm3 bis 2,9 g/cm3, gewählt. In one embodiment, the density of the particle-reinforced metal material is selected from 2.5 g / cm 3 to 3.1 g / cm 3 , in particular from 2.7 g / cm 3 to 2.9 g / cm 3 .

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine reduzierte Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes eine besonders vorteilhafte Leichtbauweise des Fahrzeugbauteils ermöglicht. In einer Ausführungsform ist der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 70 GPa bis 130 GPa, insbesondere von 90 GPa bis 1 10 GPa, gewählt. As a result, the advantage is achieved that a reduced density of the particle-reinforced metal material allows a particularly advantageous lightweight construction of the vehicle component. In one embodiment, the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material is from 70 GPa to 130 GPa, in particular from 90 GPa to 1 10 GPa.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Elastizitätsmodul je nach Position des Fahrzeugbauteils in dem Fahrzeug vorteilhaft eingestellt werden kann. Wird eine besonders hohe Steifigkeit des Fahrzeugbauteils benötigt, weist der Elastizitätsmodul einen hohen Wert auf. Wird eine besonders hohe Verformbarkeit des Fahrzeugbauteils benötigt, weist der Elastizitätsmodul einen niedrigeren Wert auf. In einer Ausführungsform ist die Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 130 W/m x K bis 170 W/m x K, insbesondere von 140 W/m x K bis 160 W/m x K, gewählt. As a result, the advantage is achieved that the modulus of elasticity can be advantageously adjusted depending on the position of the vehicle component in the vehicle. If a particularly high rigidity of the vehicle component is required, the modulus of elasticity has a high value. If a particularly high deformability of the vehicle component is required, the modulus of elasticity has a lower value. In one embodiment, the thermal conductivity of the particle-reinforced metal material of 130 W / m × K to 170 W / m × K, in particular from 140 W / m × K to 160 W / m × K, is selected.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die vorteilhafte Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes ein besonders wirksames Abführen von Wärme in dem Fahrzeugbauteil sicherstellt. As a result, the advantage is achieved that the advantageous thermal conductivity of the particle-reinforced metal material ensures a particularly effective dissipation of heat in the vehicle component.

In einer Ausführungsform ist die Solidustemperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes von 530 °C bis 610 °C, insbesondere von 550 °C bis 590 °C, gewählt. In one embodiment, the solidus temperature of the particle-reinforced metal material is selected from 530 ° C to 610 ° C, in particular from 550 ° C to 590 ° C.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein besonders Temperatur-resistenter partikelverstärkter Metallwerkstoff erhalten wird. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil vollständig aus einem partikelverstärkten Metall Werkstoff, insbesondere aus einer partikelverstärkten Aluminium- Legierung, gebildet. As a result, the advantage is achieved that a particularly temperature-resistant particle-reinforced metal material is obtained. In one embodiment, the vehicle component is formed entirely from a particle-reinforced metal material, in particular from a particle-reinforced aluminum alloy.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein vollständig aus einem partikelverstärkten Metall Werkstoff gebildetes Fahrzeugbauteil besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes über den gesamten Bereich des Fahrzeugbauteils sicherstellt. As a result, the advantage is achieved that a vehicle component formed entirely from a particle-reinforced metal material ensures particularly advantageous material properties of the particle-reinforced metal material over the entire area of the vehicle component.

In einer Ausführungsform weisen die keramischen Partikel des partikelverstärkten Metallwerkstoffes einen Durchmesser zwischen 100 nm und 30 μηη auf. In one embodiment, the ceramic particles of the particle-reinforced metal material have a diameter between 100 nm and 30 μm.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Auswahl von keramischen Partikeln mit unterschiedlichen Durchmessern die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Werkstoffes vorteilhaft eingestellt werden können. As a result, the advantage is achieved that the material properties of the particle-reinforced material can be advantageously set by the selection of ceramic particles with different diameters.

In einer Ausführungsform weisen die keramischen Partikel eine runde, eckige und/oder plattenförmige Form auf. In one embodiment, the ceramic particles have a round, angular and / or plate-like shape.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Auswahl einer runden, eckigen und/oder plattenförmigen Form die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Werkstoffes vorteilhaft eingestellt werden können. As a result, the advantage is achieved that the material properties of the particle-reinforced material can be advantageously set by selecting a round, angular and / or plate-shaped form.

In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil als ein Strangpressprofil oder ein Schmiedeteil hergestellt. In one embodiment, the vehicle component is manufactured as an extruded profile or a forged part.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch ein Schmieden oder Strangpressen eine besonders vorteilhafte Fertigung des Fahrzeugbauteils sichergestellt wird. As a result, the advantage is achieved that a particularly advantageous production of the vehicle component is ensured by forging or extrusion.

In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil in einem Fahrwerk eines Fahrzeuges einbaubar, wobei das Fahrzeugbauteil insbesondere eine Radaufhängung, einen Lenker, eine Achse, einen Achsträger, einen Federlenker und/oder einen Stoßfänger umfasst. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Fahrzeugbauteil besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften und ein reduziertes Gewicht des Fahrwerks sicherstellt. In one embodiment, the vehicle component can be installed in a chassis of a vehicle, the vehicle component in particular comprising a wheel suspension, a link, an axle, an axle carrier, a spring link and / or a bumper. As a result, the advantage is achieved that the vehicle component ensures particularly advantageous mechanical properties and a reduced weight of the chassis.

In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugbauteil in einer Karosserie eines Fahrzeuges einbaubar, wobei das Fahrzeugbauteil insbesondere eine Bodenplatte, einen In one embodiment, the vehicle component can be installed in a body of a vehicle, wherein the vehicle component in particular a bottom plate, a

Seitenschweiler, einen Dachrahmen, eine Fahrzeugsäule und/oder einen Seitenrahmen umfasst. Seitenschweiler, a roof frame, a vehicle pillar and / or a side frame comprises.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Fahrzeugbauteil besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften und ein reduziertes Gewicht der Karosserie sicherstellt. As a result, the advantage is achieved that the vehicle component ensures particularly advantageous mechanical properties and a reduced weight of the body.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Further embodiments will be explained with reference to the accompanying figures. Show it:

Fig. 1 Fahrzeugbauteil eines Fahrzeuges aus einem partikelverstärkten Fig. 1 vehicle component of a vehicle from a particle-reinforced

Metall Werkstoff gemäß einer ersten Ausführungsform; und  Metal material according to a first embodiment; and

Fig. 2 Fahrzeugbauteil eines Fahrzeuges aus einem partikelverstärkten Fig. 2 vehicle component of a vehicle from a particle-reinforced

Metall Werkstoff gemäß einer zweiten Ausführungsform. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugbauteils 100 eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform. Das in der Fig. 1 gezeigte Fahrzeugbauteil 100 ist nur schematisch dargestellt. Es kann jedoch beliebige Formen und Ausgestaltungsmöglichkeiten umfassen, welche den Einbau des Fahrzeugbauteils 100 in einem Fahrzeug ermöglichen.  Metal material according to a second embodiment. 1 shows a schematic view of a vehicle component 100 of a vehicle according to a first embodiment. The vehicle component 100 shown in FIG. 1 is shown only schematically. However, it may include any shapes and configurations that facilitate installation of the vehicle component 100 in a vehicle.

Das Fahrzeugbauteil 100 kann hierbei ein Fahrzeugbauteil 100 oder mehrere Fahrzeugbauteile 100 umfassen, welche in einem Fahrwerk und/oder in einer Karosserie eines Fahrzeuges einbaubar sein, und das zumindest eine Fahrzeugbauteil 100 kann hierbei insbesondere eine Radaufhängung, einen Lenker, eine Achse, einen Achsträger, einen Federlenker, einen Stoßfänger, eine Bodenplatte, einen Seitenschweiler, einen Dachrahmen, eine Fahrzeugsäule und/oder einen Seitenrahmen umfassen. Das Fahrzeugbauteil 100 kann hierbei als ein Strangpressprofil oder ein Schmiedeteil ausgebildet sein, welches durch ein Strangpressverfahren oder ein Schmiedeverfahren herstellbar ist. The vehicle component 100 may in this case comprise a vehicle component 100 or a plurality of vehicle components 100 which may be installed in a chassis and / or in a body of a vehicle, and the at least one vehicle component 100 may in this case in particular be a wheel suspension, a link, an axle, an axle carrier, a spring link, a bumper, a bottom plate, a Seitenschweiler, a roof frame, a vehicle pillar and / or a side frame include. The vehicle component 100 may in this case be designed as an extruded profile or a forged part, which can be produced by an extrusion process or a forging process.

Zum Reduzieren von Emissionen bei Fahrzeugen wird versucht das Fahrzeuggewicht durch die Verwendung von leichten Werkstoffen zu verringern. Damit entsprechende Fahrzeuge weiterhin die notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen, müssen die verwendeten leichten Werkstoffe auch vorteilhafte Materialeigenschaften aufweisen, um im Fahrzeugbau verwendet werden können. Hierbei werden in herkömmlich verwendeten Fahrzeugbauteilen Metall Werkstoffe, wie z.B. Aluminium-Legierungen, verwendet. Aufgrund von nachteiligen Materialeigenschaften, wie z.B. geringe Steifigkeit, von herkömmlich verwendeten Metallwerkstoffen, wie z.B. Aluminium-Legierungen, sind aufgrund der notwendigen Sicherheitsanforderungen im Fahrzeugbar oftmals größere Wandungsdicken der herkömmlichen Fahrzeugbauteile notwendig. Die größeren Wandungsdicken der herkömmlichen Fahrzeugbauteile wirken sich nachteilig auf den Preis des Fahrzeugbauteils und auf das Gewicht des Fahrzeugbauteils aus. In order to reduce emissions in vehicles, an attempt is made to reduce vehicle weight by using lightweight materials. In order for corresponding vehicles to continue to meet the necessary safety requirements, the light materials used must also have advantageous material properties in order to be used in vehicle construction. Here, in conventionally used vehicle components, metal materials such as e.g. Aluminum alloys, used. Due to adverse material properties, such as low stiffness, of conventionally used metal materials, e.g. Aluminum alloys are often necessary due to the necessary safety requirements in the vehicle bar greater wall thicknesses of conventional vehicle components. The larger wall thicknesses of conventional vehicle components adversely affect the price of the vehicle component and the weight of the vehicle component.

Das Fahrzeugbauteil 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist aus einem partikelverstärkten Metall Werkstoff 101 geformt, welcher keramische Partikel 103 umfasst, wobei die keramische Partikel 103 in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff 101 verteilt sind. In der Fig. 1 sind schematische Ausschnitte aus dem Inneren des FahrzeugbauteilsThe vehicle component 100 according to the present disclosure is formed from a particle-reinforced metal material 101 comprising ceramic particles 103, wherein the ceramic particles 103 are distributed in the particle-reinforced metal material 101. In Fig. 1 are schematic sections of the interior of the vehicle component

100 gezeigt, wobei die keramischen Partikel 103 nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Die Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff100, wherein the ceramic particles 103 are not drawn to scale. The distribution of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material

101 ist in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 gewählt. Somit kann durch ein Modifizieren der Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff 101 eine oder mehrere Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 vorteilhaft gesteuert werden. 101 is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material 101. Thus, by modifying the distribution of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101, one or more material properties of the particle-reinforced metal material 101 can be advantageously controlled.

Wie in der ersten Ausführungsform gemäß der Fig. 1 dargestellt ist, sind die keramischen Partikel 103 homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff 101 verteilt, um auch eine gleichmäßige Verteilung der gewünschten Materialeigenschaft in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff 101 sicherzustellen. Die keramischen Partikel 103 sind insbesondere in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils 100 homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff 101 verteilt, so dass in diesem Fall keine Volumenbereiche in dem Fahrzeugbauteils 100 mit einer inhomogenen und einer damit nicht gleichmäßigen Verteilung der keramischen Partikel 103 vorhanden sind. As shown in the first embodiment according to FIG. 1, the ceramic particles 103 are homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material 101, too to ensure a uniform distribution of the desired material property in the particle-reinforced metal material 101. The ceramic particles 103 are in particular homogeneously distributed in the particle-reinforced metal material 101 in the entire volume of the vehicle component 100, so that in this case there are no volume regions in the vehicle component 100 with an inhomogeneous and therefore non-uniform distribution of the ceramic particles 103.

Eine homogene, bzw. gleichmäßige, Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff 101 bedeutet, dass die Anzahl der keramischen Partikel 103 in einem ersten Volumenbereich 105 des Fahrzeugbauteils 100 und in einem zweiten Volumenbereich 107 des Fahrzeugbauteils 100 gleich groß ist, wobei der erste Volumenbereich 105 und der zweite Volumenbereich 107 dasselbe Volumen aufweisen. A homogeneous or uniform distribution of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101 means that the number of ceramic particles 103 in a first volume region 105 of the vehicle component 100 and in a second volume region 107 of the vehicle component 100 is the same first volume region 105 and the second volume region 107 have the same volume.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die gleiche Anzahl von keramischen Partikeln in gleich großen Volumenbereichen 105, 107 des Fahrzeugbauteils 100 eine besonders vorteilhafte homogene Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem Fahrzeugbauteil 100 sichergestellt wird. Thereby, the advantage is achieved that a particularly advantageous homogeneous distribution of the ceramic particles 103 in the vehicle component 100 is ensured by the same number of ceramic particles in the same large volume areas 105, 107 of the vehicle component 100.

Der partikelverstärkte Metall Werkstoff 101 kann partikelverstärktes Aluminium, insbesondere eine partikelverstärkte Aluminium-Legierung, umfassen. Die partikelverstärkte Aluminium-Legierung kann neben Aluminium zusätzlich Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Kupfer, Titian, Silicium, Nickel, Zink und/oder Beryllium umfassen. Die partikelverstärkte Aluminium-Legierung umfasst insbesondere eine Aluminium-Magnesium-Silicium-Kupfer-Legierung, z.B. AlMgl SiCu (AW-6061 ) gemäß der DIN-Norm DIN EN 573-1 , und/oder eine Aluminium-Silicium-Magnesium-Mangan- Legierung, z.B. AISH MgMn (AW-6082) gemäß der DIN-Norm DIN EN 573-1 und/oder eine Aluminium-Zink-Legierung, z.B. eine Legierung der Aluminium Serie 7000 gemäß der DIN-Norm DIN EN 573-1 . The particle-reinforced metal material 101 may comprise particle-reinforced aluminum, in particular a particle-reinforced aluminum alloy. In addition to aluminum, the particle-reinforced aluminum alloy may additionally comprise manganese, magnesium, iron, chromium, copper, titanium, silicon, nickel, zinc and / or beryllium. In particular, the particle-reinforced aluminum alloy comprises an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy, e.g. AlMgl SiCu (AW-6061) according to the DIN standard DIN EN 573-1, and / or an aluminum-silicon-magnesium-manganese alloy, e.g. AISH MgMn (AW-6082) according to the DIN standard DIN EN 573-1 and / or an aluminum-zinc alloy, e.g. an alloy of the aluminum series 7000 according to the DIN standard DIN EN 573-1.

Die keramischen Partikel 103 umfassen Bornitrid, Aluminiumnitrid, Titannitrid, Zirconiumnitrid, Borcarbid, Zirconiumcarbid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Wolframcarbid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanborid, Zirconiumborid, Wolframborid oder Mischungen davon, insbesondere Siliciumcarbid. Der Anteil der keramischen Partikel 103 in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff 101 ist insbesondere von 5 Gew-% bis 40 Gew- %, insbesondere von 15 Gew-% bis 30 Gew-%, gewählt. The ceramic particles 103 include boron nitride, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, boron carbide, zirconium carbide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, alumina, chromium oxide, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, or mixtures thereof, particularly silicon carbide. The proportion of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101 is in particular from 5% by weight to 40% by weight, in particular from 15% by weight to 30% by weight selected.

Die keramischen Partikel 103 des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 können einen Durchmesser zwischen 100 nm und 30 μηι aufweisen, bzw. die keramischen Partikel 103 können eine runde, eckige und/oder plattenförmige Form aufweisen. The ceramic particles 103 of the particle-reinforced metal material 101 may have a diameter between 100 nm and 30 μm, or the ceramic particles 103 may have a round, angular and / or plate-like shape.

Durch die Verwendung von verschiedenen Arten, Größen, Formen und Mengen von keramischen Partikeln 103 in unterschiedlichen Arten von partikelverstärkten Metall Werkstoffen 101 können besonders vorteilhafte Materialeigenschaften, wie z.B. Steifigkeit oder Belastbarkeit, des Fahrzeugbauteils 100 je nach Sicherheitsanforderungen an das Fahrzeugbauteil 100 vorteilhaft variiert und damit gesteuert werden. By using different types, sizes, shapes and amounts of ceramic particles 103 in different types of particle reinforced metal materials 101, particularly advantageous material properties, such as e.g. Rigidity or load capacity, the vehicle component 100 advantageously varies depending on the safety requirements of the vehicle component 100 and thus controlled.

Die vorgesehene Materialeigenschaft des partikelverstärkten Werkstoffes 101 umfasst eine Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 , ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 , eine Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 und/oder eine Solidustemperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 . Hier kann die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 von 2,5 g/cm3 bis 3,1 g/cm3, insbesondere von 2,7 g/cm3 bis 2,9 g/cm3, gewählt sein. The intended material property of the particle-reinforced material 101 comprises a density of the particle-reinforced metal material 101, a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material 101, a thermal conductivity of the particle-reinforced metal material 101 and / or a solidus temperature of the particle-reinforced metal material 101. Here, the density of the particle-reinforced metal material 101 can be selected from 2.5 g / cm 3 to 3.1 g / cm 3 , in particular from 2.7 g / cm 3 to 2.9 g / cm 3 .

Hierbei kann der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 von 70 GPa bis 130 GPa, insbesondere von 90 GPa bis 1 10 GPa, gewählt sein, so dass der Elastizitätsmodul je nach Position des Fahrzeugbauteils 100 in dem Fahrzeug vorteilhaft eingestellt werden kann. Wird eine besonders hohe Steifigkeit des Fahrzeugbauteils 100 benötigt, weist der Elastizitätsmodul einen hohen Wert auf. Hierbei resultiert ein höherer Gehalt an Partikeln mit hoher Festigkeit in einer hohen Steifigkeit des Fahrzeugbauteils 100. Wird eine besonders hohe Verformbarkeit des Fahrzeugbauteils 100 benötigt, weist der Elastizitätsmodul einen niedrigeren Wert auf. In this case, the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material 101 can be selected from 70 GPa to 130 GPa, in particular from 90 GPa to 1 10 GPa, so that the modulus of elasticity can be advantageously adjusted depending on the position of the vehicle component 100 in the vehicle. If a particularly high rigidity of the vehicle component 100 is required, the elastic modulus has a high value. Here, a higher content of high-strength particles results in a high rigidity of the vehicle component 100. If a particularly high deformability of the vehicle component 100 is required, the modulus of elasticity has a lower value.

Die Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 kann von 130 W/m x K bis 170 W/m x K, insbesondere von 140 W/m x K bis 160 W/m x K, gewählt sein. Die Solidustemperatur des partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 kann von 530 °C bis 610 °C, insbesondere von 550 °C bis 590 °C, gewählt sein. The thermal conductivity of the particle-reinforced metal material 101 can be selected from 130 W / m × K to 170 W / m × K, in particular from 140 W / m × K to 160 W / m × K. The solidus temperature of the particle-reinforced metal material 101 may be selected from 530 ° C to 610 ° C, especially from 550 ° C to 590 ° C.

Somit ermöglicht die Verwendung eines partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 in einem Fahrzeugbauteil 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine besonders vorteilhafte Gewichtsreduktion des Fahrzeugbauteils 100, während gleichzeitig vorteilhafte Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metall Werkstoff es 101 , wie z.B. Steifigkeit, sichergestellt werden können. Hierbei sind die Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 durch die Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff 101 variabel einstellbar. Thus, the use of a particulate reinforced metal material 101 in a vehicle component 100 according to the present disclosure allows a particularly advantageous weight reduction of the vehicle component 100, while at the same time providing advantageous material properties of the particulate reinforced metal material 101, e.g. Rigidity, can be ensured. Here, the material properties of the particle-reinforced metal material 101 are variably adjustable by the distribution of the ceramic particles 103 in the particle-reinforced metal material 101.

Zudem kann ein entsprechendes Fahrzeugbauteil 100 durch ein herkömmliches Strangpressverfahren oder Schmiedeverfahren als Strangpressprofil oder Schmiedekörper hergestellt werden. In addition, a corresponding vehicle component 100 can be produced by a conventional extrusion process or forging process as an extruded profile or forging body.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugbauteils 100 eines Fahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das in der Fig. 2 gezeigte Fahrzeugbauteil 100 ist nur schematisch dargestellt, kann jedoch beliebige Formen und Ausgestaltungsmöglichkeiten umfassen, welche den Einbau des Fahrzeugbauteils 100 in ein Fahrzeug ermöglichen. 2 shows a schematic view of a vehicle component 100 of a vehicle according to a second embodiment. The vehicle component 100 shown in FIG. 2 is shown only schematically, but may include any shapes and design options that allow the installation of the vehicle component 100 in a vehicle.

Das in der Fig. 2 dargestellte Fahrzeugbauteil 100 gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht dem in der Fig. 1 dargestellten Fahrzeugteil 100 gemäß der ersten Ausführungsform bis darauf, dass das Fahrzeugbauteil 100 gemäß der zweiten Ausführungsform keine homogene Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils 100 aufweist, sondern eine inhomogene Verteilung der keramischen Partikel 103 aufweist. The vehicle component 100 according to the second embodiment shown in FIG. 2 corresponds to the vehicle part 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the vehicle component 100 according to the second embodiment does not form a homogeneous distribution of the ceramic particles 103 in the entire volume of the Vehicle component 100, but has an inhomogeneous distribution of the ceramic particles 103.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, weist das Fahrzeugbauteil 100 einen ersten Volumenbereich 105 und einen zweiten Volumenbereich 107 auf, welche dasselbe Volumen aufweisen, wobei die Anzahl der keramischen Partikel 103 in dem ersten Volumenbereich 105 des Fahrzeugbauteils 100 und die Anzahl der keramischen Partikel 103 in dem zweiten Volumenbereich 107 des Fahrzeugbauteils 100 unterschiedlich groß ist. As shown in FIG. 2, the vehicle component 100 has a first volume region 105 and a second volume region 107, which have the same volume, wherein the number of ceramic particles 103 in the first Volume range 105 of the vehicle component 100 and the number of ceramic particles 103 in the second volume region 107 of the vehicle component 100 is different in size.

Beispielsweise kann das Fahrzeugbauteil 100 einen Innenbereich 109 und einen Außenbereich 1 1 1 aufweisen. Hierbei kann der Außenbereich 1 1 1 des Fahrzeugbauteils 100 beispielsweise mit einem weiteren Bauteil des Fahrzeuges in Kontakt stehen, und z.B. den Innenbereich 109 des Fahrzeugbauteiles 100 zumindest abschnittsweise umschließen. Gemäß der Fig. 2 weist ein zweiter Volumenbereich 107 des Außenbereichs 1 1 1 eine größere Anzahl von keramischen Partikel 103 auf, als ein vergleichbarer Volumenbereich 105 des Innenbereichs 109. Somit kann sich die Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem Innenbereich 109 von der Verteilung der keramischen Partikel 103 in dem Außenbereich 1 1 1 unterscheiden. Dadurch können unterschiedliche Materialeigenschaften des partikelverstärkten Metallwerkstoffes 101 in dem Innenbereich 109 und dem Außenbereich 1 1 1 des Fahrzeugbauteiles 100 vorteilhaft, bzw. unterschiedlich voneinander, gewählt werden. For example, the vehicle component 100 may have an inner area 109 and an outer area 11. Here, the outer region 1 1 1 of the vehicle component 100 may, for example, with another component of the vehicle in contact, and enclose, for example, the inner region 109 of the vehicle component 100 at least in sections. According to FIG. 2, a second volume region 107 of the outer region 1 1 1 has a larger number of ceramic particles 103 than a comparable volume region 105 of the inner region 109. Thus, the distribution of the ceramic particles 103 in the inner region 109 can be determined by the distribution of the ceramic particles 103 in the outer region 1 1 1 differ. As a result, different material properties of the particle-reinforced metal material 101 in the inner region 109 and the outer region 1 1 1 of the vehicle component 100 can be selected advantageously or different from one another.

Bezugszeichenliste Fahrzeugbauteil List of reference vehicle component

Partikelverstärkter Metall Werkstoff Particle reinforced metal material

Keramische Partikel Ceramic particles

Erster Volumenbereich des Fahrzeugbauteils Zweiter Volumenbereich des Fahrzeugbauteils Innenbereich des Fahrzeugbauteils First volume area of the vehicle component Second volume area of the vehicle component Interior area of the vehicle component

Außenbereich des Fahrzeugbauteils Exterior of the vehicle component

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1 . Fahrzeugbauteil (100) eines Fahrzeuges, das aus einem partikelverstärkten Metall Werkstoff (101 ) geformt ist, wobei der partikelverstärkte Metallwerkstoff (101 ) keramische Partikel (103) umfasst, und wobei eine Verteilung der keramischen Partikel (103) in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff (101 ) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Materialeigenschaft des partikelverstärkten Metall Werkstoff es (101 ) gewählt ist. 1 . Vehicle component (100) of a vehicle which is formed from a particle-reinforced metal material (101), wherein the particle-reinforced metal material (101) comprises ceramic particles (103), and wherein a distribution of the ceramic particles (103) in the particle-reinforced metal material (101 ) is selected as a function of a given material property of the particle-reinforced metal material (101). 2. Fahrzeugbauteil (100) nach Anspruch 1 , wobei die keramischen Partikel (103) in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff (101 ) homogen verteilt sind, und wobei die keramischen Partikel (103) insbesondere in dem gesamten Volumen des Fahrzeugbauteils (100) homogen in dem partikelverstärkten Metallwerkstoff (101 ) verteilt sind. 2. Vehicle component (100) according to claim 1, wherein the ceramic particles (103) in the particle-reinforced metal material (101) are homogeneously distributed, and wherein the ceramic particles (103) in particular in the entire volume of the vehicle component (100) homogeneously in the particle-reinforced Metal material (101) are distributed. 3. Fahrzeugbauteil (100) nach Anspruch 2, wobei die Anzahl der keramischen Partikel (103) in einem ersten Volumenbereich (105) des Fahrzeugbauteils (100) und die Anzahl der keramischen Partikel (103) in einem zweiten Volumenbereich (107) des Fahrzeugbauteils (100) gleich groß ist, und wobei der erste Volumenbereich (105) und der zweite Volumenbereich (107) dasselbe Volumen aufweisen. 3. vehicle component (100) according to claim 2, wherein the number of ceramic particles (103) in a first volume region (105) of the vehicle component (100) and the number of ceramic particles (103) in a second volume region (107) of the vehicle component ( 100) is equal, and wherein the first volume region (105) and the second volume region (107) have the same volume. 4. Fahrzeugbauteil (100) nach Anspruch 1 , wobei die keramischen Partikel (103) in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff (101 ) inhomogen verteilt sind, wobei das Fahrzeugbauteil (100) insbesondere einen ersten Volumenbereich (105) und einen zweiten Volumenbereich (107) aufweist, welche dasselbe Volumen aufweisen, wobei die Anzahl der keramischen Partikel (103) in dem ersten Volumenbereich (105) des Fahrzeugbauteils (100) und die Anzahl der keramischen Partikel (103) in dem zweiten Volumenbereich (107) des Fahrzeugbauteils (100) unterschiedlich groß ist. 4. Vehicle component (100) according to claim 1, wherein the ceramic particles (103) in the particle-reinforced metal material (101) are distributed inhomogeneous, wherein the vehicle component (100) in particular a first volume region (105) and a second volume region (107) , which have the same volume, wherein the number of ceramic particles (103) in the first volume region (105) of the vehicle component (100) and the number of ceramic particles (103) in the second volume region (107) of the vehicle component (100) of different sizes is. 5. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der partikelverstärkte Metallwerkstoff (101 ) partikelverstärktes Aluminium, insbesondere eine partikelverstärkte Aluminium-Legierung, umfasst. 5. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, wherein the particle-reinforced metal material (101) comprises particle-reinforced aluminum, in particular a particle-reinforced aluminum alloy. 6. Fahrzeugbauteil (100) nach Anspruch 5, wobei die partikelverstärkte Aluminium- Legierung, neben Aluminium zusätzlich Mangan, Magnesium, Eisen, Chrom, Kupfer, Titian, Silicium, Nickel, Zink und/oder Beryllium umfasst, und wobei die partikelverstärkte Aluminium-Legierung insbesondere eine Aluminium-Silicium-Magnesium-Mangan- Legierung und/oder eine Aluminium-Magnesium-Silicium-Kupfer-Legierung und/oder eine Aluminium-Zink-Legierung umfasst. 6. Vehicle component (100) according to claim 5, wherein the particle-reinforced aluminum alloy, in addition to aluminum additionally comprises manganese, magnesium, iron, chromium, copper, titanium, silicon, nickel, zinc and / or beryllium, and wherein the particle-reinforced aluminum alloy in particular an aluminum-silicon-magnesium-manganese alloy and / or an aluminum-magnesium-silicon-copper alloy and / or an aluminum-zinc alloy. 7. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die keramischen Partikel (103) Bornitrid, Aluminiumnitrid, Titannitrid, Zirconiumnitrid, Borcarbid, Zirconiumcarbid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Wolframcarbid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanborid, Zirconiumborid, Wolframborid oder Mischungen davon, insbesondere Siliciumcarbid, umfassen. A vehicle component (100) according to any one of the preceding claims wherein the ceramic particles (103) are boron nitride, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, boron carbide, zirconium carbide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, alumina, chromium oxide, titanium boride, zirconium boride, tungsten boride or mixtures thereof, in particular silicon carbide. 8. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anteil der keramischen Partikel (103) in dem partikelverstärkten Metall Werkstoff (101 ) von8. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, wherein the proportion of the ceramic particles (103) in the particle-reinforced metal material (101) of 5 Gew-% bis 40 Gew-%, insbesondere von 15 Gew-% bis 30 Gew-%, gewählt ist. 5% by weight to 40% by weight, in particular from 15% by weight to 30% by weight. 9. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Materialeigenschaft eine Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ), ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ), eine Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metall Werkstoff es (101 ) und/oder eine Solidustemperatur des partikelverstärkten Metall Werkstoff es (101 ) umfasst, und wobei die Materialeigenschaft insbesondere ein Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metall Werkstoff es (101 ) umfasst. 9. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, wherein the material property is a density of the particle-reinforced metal material (101), a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material (101), a thermal conductivity of the particle-reinforced metal material (101) and / or a solidus temperature of the particle-reinforced Metal material comprises (101), and wherein the material property in particular comprises a modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material (101). 10. Fahrzeugbauteil (100) nach Anspruch 9, wobei die Dichte des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ) von 2,5 g/cm3 bis 3,1 g/cm3, insbesondere von 2,7 g/cm3 bis 2,9 g/cm3, gewählt ist. 10. Vehicle component (100) according to claim 9, wherein the density of the particle-reinforced metal material (101) of 2.5 g / cm 3 to 3.1 g / cm 3 , in particular from 2.7 g / cm 3 to 2.9 g / cm 3 , is selected. 1 1 . Fahrzeugbauteil (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Elastizitätsmodul des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ) von 70 GPa bis 130 GPa, insbesondere von 90 GPa bis 1 10 GPa, gewählt ist. 1 1. Vehicle component (100) according to claim 9 or 10, wherein the modulus of elasticity of the particle-reinforced metal material (101) from 70 GPa to 130 GPa, in particular from 90 GPa to 1 10 GPa, is selected. 12. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei die Wärmeleitfähigkeit des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ) von 130 W/m x K bis 170 W/m x K, insbesondere von 140 W/m x K bis 160 W/m x K, gewählt ist. 12. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims 9 to 1 1, wherein the thermal conductivity of the particle-reinforced metal material (101) of 130 W / mx K to 170 W / mx K, in particular from 140 W / mx K to 160 W / mx K, is selected. 13. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 12, wobei die Solidustemperatur des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ) von 530 °C bis 61013. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims 9 to 12, wherein the solidus temperature of the particle-reinforced metal material (101) of 530 ° C to 610th °C, insbesondere von 550 °C bis 590 °C, gewählt ist. ° C, in particular from 550 ° C to 590 ° C, is selected. 14. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugbauteil (100) vollständig aus einem partikelverstärkten Metallwerkstoff (101 ), insbesondere aus einer partikelverstärkten Aluminium-Legierung, gebildet ist. 14. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, wherein the vehicle component (100) is formed entirely from a particle-reinforced metal material (101), in particular from a particle-reinforced aluminum alloy. 15. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die keramischen Partikel (103) des partikelverstärkten Metallwerkstoffes (101 ) einen Durchmesser zwischen 100 nm und 30 μηη aufweisen. 15. Vehicle component (100) according to any one of the preceding claims, wherein the ceramic particles (103) of the particle-reinforced metal material (101) have a diameter between 100 nm and 30 μηη. 16. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die keramischen Partikel (103) eine runde, eckige und/oder plattenförmige Form aufweisen. 16. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, wherein the ceramic particles (103) have a round, angular and / or plate-like shape. 17. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugbauteil (100) als ein Strangpressprofil oder ein Schmiedeteil hergestellt ist. 17. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, wherein the vehicle component (100) is produced as an extruded profile or a forged part. 18. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches in einem Fahrwerk eines Fahrzeuges einbaubar ist, wobei das Fahrzeugbauteil (100) insbesondere eine Radaufhängung, einen Lenker, eine Achse, einen Achsträger, einen Federlenker und/oder einen Stoßfänger umfasst. 18. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, which is installed in a chassis of a vehicle, wherein the vehicle component (100) in particular a suspension, a handlebar, an axle, an axle, a spring link and / or a bumper comprises. 19. Fahrzeugbauteil (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches in einer Karosserie eines Fahrzeuges einbaubar ist, wobei das Fahrzeugbauteil (100) insbesondere eine Bodenplatte, einen Seitenschweiler, einen Dachrahmen, eine 19. Vehicle component (100) according to one of the preceding claims, which is installable in a body of a vehicle, wherein the vehicle component (100) in particular a bottom plate, a Seitenschweiler, a roof frame, a Fahrzeugsäule und/oder einen Seitenrahmen umfasst. Includes vehicle pillar and / or a side frame.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110468358A (en) * 2019-08-28 2019-11-19 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 A kind of metal ceramic-based composite material barrel support of fibre reinforced and preparation method thereof
CN110560690A (en) * 2019-10-15 2019-12-13 湖北汽车工业学院 electric arc additive manufacturing method of particle-targeted reinforced metal matrix composite component

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022003125A1 (en) * 2022-08-26 2024-04-25 isel-automation GmbH & Co. KG Aluminium composite material and process for its production

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5560420A (en) * 1994-11-25 1996-10-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Process for casting hard-faced, lightweight camshafts and other cylindrical products
US5702542A (en) * 1993-03-26 1997-12-30 Brown; Alexander M. Machinable metal-matrix composite
US6180258B1 (en) * 1997-06-04 2001-01-30 Chesapeake Composites Corporation Metal-matrix composites and method for making such composites
FR2880086A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-30 Renault Sas MECHANICAL FRICTION PIECE FOR A BRAKING AND CLUTCH SYSTEM COMPRISING AN ALUMINUM ALLOY AND IRON AREA
US20090011211A1 (en) * 2005-09-07 2009-01-08 Jerry Weinstein Metal matrix composite bodies, and methods for making same
DE102010008202A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-18 Daimler AG, 70327 Method for manufacturing friction ring of composite brake disk of motor car, involves providing ultrasound for acting on melt during solidification for producing vertical particle density gradient in rigid friction ring
US20140272451A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Adam R. Loukus Variable-density composite articles, preforms and methods
DE102015206183A1 (en) 2015-04-08 2016-10-13 Thyssenkrupp Ag Semifinished product and its use

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02213431A (en) * 1989-02-13 1990-08-24 Kobe Steel Ltd Sic whisker reinforced al alloy composite material
US5372775A (en) * 1991-08-22 1994-12-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of preparing particle composite alloy having an aluminum matrix
US5744254A (en) * 1995-05-24 1998-04-28 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Composite materials including metallic matrix composite reinforcements
JPH11302765A (en) * 1998-04-20 1999-11-02 Shinko Kosen Kogyo Kk Foam metal with excellent shock absorption
US20120079916A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Reinforced particulate aluminum metal matrix composite for brakes
DE102011120988A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-13 Daimler Ag Planar semifinished product of aluminum alloy matrix composite having boron carbide-particles, useful for manufacturing a plate, comprises boron carbide particles-containing layers, and a matrix-forming aluminum alloy comprising silicon
DE102011121292B4 (en) * 2011-12-15 2024-03-07 Mercedes-Benz Group AG Brake disc made of an aluminum matrix composite alloy with silicon carbide particles and manufacturing process therefor
US10094006B2 (en) * 2014-12-15 2018-10-09 Alcom Method of fabricating an aluminum matrix composite and an aluminum matrix composite fabricated by the same
CN107532242A (en) * 2015-03-12 2018-01-02 奥科宁克公司 Aluminum alloy product and manufacturing method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702542A (en) * 1993-03-26 1997-12-30 Brown; Alexander M. Machinable metal-matrix composite
US5560420A (en) * 1994-11-25 1996-10-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Process for casting hard-faced, lightweight camshafts and other cylindrical products
US6180258B1 (en) * 1997-06-04 2001-01-30 Chesapeake Composites Corporation Metal-matrix composites and method for making such composites
FR2880086A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-30 Renault Sas MECHANICAL FRICTION PIECE FOR A BRAKING AND CLUTCH SYSTEM COMPRISING AN ALUMINUM ALLOY AND IRON AREA
US20090011211A1 (en) * 2005-09-07 2009-01-08 Jerry Weinstein Metal matrix composite bodies, and methods for making same
DE102010008202A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-18 Daimler AG, 70327 Method for manufacturing friction ring of composite brake disk of motor car, involves providing ultrasound for acting on melt during solidification for producing vertical particle density gradient in rigid friction ring
US20140272451A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Adam R. Loukus Variable-density composite articles, preforms and methods
DE102015206183A1 (en) 2015-04-08 2016-10-13 Thyssenkrupp Ag Semifinished product and its use

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110468358A (en) * 2019-08-28 2019-11-19 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 A kind of metal ceramic-based composite material barrel support of fibre reinforced and preparation method thereof
CN110560690A (en) * 2019-10-15 2019-12-13 湖北汽车工业学院 electric arc additive manufacturing method of particle-targeted reinforced metal matrix composite component

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Publication number Publication date
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