Welche Legierung eignet sich am besten für den Automobildruckguss?

Warum Aluminium den Automobildruckguss dominiert

Ein professioneller Druckgusshersteller, der Getriebegehäuseeinheiten, Motorteile, Kolben, Ventile und New-Energy-Automobilteile herstellt, beginnt die Materialgespräche fast immer mit Aluminium. Es hat etwa ein Drittel der Dichte von Stahl, leitet die Wärme gut genug, um als natürlicher Kühlkörper zu dienen, und ist korrosionsbeständig, ohne dass eine starke Beschichtung erforderlich ist. Allein der Aluminiumdruckguss macht volumenmäßig mehr als die Hälfte der weltweiten Druckgussproduktion aus, und dieser Anteil steigt weiter, da die Automobilhersteller auf der Suche nach leichteren Plattformen sind.

Den größten Teil dieses Volumens bewältigen zwei Aluminiumqualitäten. Der A380 ist der Maßstab in Nordamerika und Europa. ADC12, das japanische Äquivalent des A383, ist führend in der Produktion in asiatischen Fabriken. Beide haben eine ähnliche siliziumbasierte Chemie, aber kleine Unterschiede im Kupfer- und Siliziumgehalt verschieben sich dahingehend, wo jedes einzelne die beste Leistung erbringt.

A380-Aluminium: Das strukturelle Arbeitstier

A380 verdient seinen Ruf bei mittelgroßen bis großen Strukturteilen wie Getriebegehäuseschalen, Motorhalterungen und Getriebeabdeckungen. Sein hoher Siliziumgehalt sorgt dafür, dass geschmolzenes Metall reibungslos in komplexe Hohlräume fließt, wodurch Porosität und Schrumpfung selbst in dickeren Abschnitten begrenzt werden.

A380 bearbeitet außerdem sauber, was für Autoteile wichtig ist, die nach dem Guss eine CNC-Bearbeitung benötigen, wie z. B. Dichtflächen an einer Ölwanne oder Montageflächen an einem Motorgehäuse.

ADC12: Gebaut für dünne Wände und feine Details

ADC12 enthält etwas mehr Silizium und weniger Kupfer als A380, was sich in einer besseren Fließfähigkeit für dünnwandige, geometrisch anspruchsvolle Teile niederschlägt. Für Motorteile, kleine Elektronikgehäuse und Batteriegehäuse für Neuenergie-Automobilteile wird oft ADC12 spezifiziert, da es über lange Produktionsläufe hinweg Maßgenauigkeit beibehält und Nacharbeiten während der Bearbeitung reduziert.

Zinkdruckguss: Präzision, wo es darauf ankommt

Zinklegierungen, üblicherweise aus der Zamak-Familie, kommen zum Einsatz, wenn ein Teil engere Toleranzen, eine feinere Oberflächenbeschaffenheit oder eine langlebigere Form benötigt. Eine Zinkdruckgussform kann ein gleichwertiges Aluminiumwerkzeug um ein Vielfaches überdauern, da Zink bei einer viel niedrigeren Temperatur schmilzt, was die thermische Belastung des Hohlraums bei jedem Zyklus verringert.

Der Kompromiss ist das Gewicht. Zinkteile sind merklich schwerer als Aluminium-Äquivalente, weshalb Zink eher in kleinen Präzisionsteilen als in großen Strukturbauteilen auf auf Leichtbau ausgelegten Plattformen verbleibt.

Magnesium: Die leichte Option für Fahrzeuge mit neuer Energie

Magnesium ist das leichteste strukturelle Druckgussmetall, das es gibt, und seine Rolle in Automobilteilen für neue Energieträger nimmt immer mehr zu. AZ91D bleibt die häufigste und am besten gießbare Magnesiumsorte. Im Vergleich zu Aluminium kann Magnesium das Gewicht der Komponenten um weitere 20 bis 30 Prozent einsparen, was sich direkt auf die Reichweite elektrischer Plattformen auswirkt.

Der Haken ist die Prozesskontrolle. Magnesium oxidiert beim Gießen leichter und erfordert eine Oberflächenbehandlung, um der Korrosionsbeständigkeit von Aluminium zu entsprechen. Außerdem verursacht es höhere Materialkosten, sodass es eher nur in gewichtskritischen Teilen wie Batterieträgern und ausgewählten Motorteilen und nicht im gesamten Fahrzeug auftritt.

Abstimmung der Legierung auf das Teil

Worauf Sie bei einem Druckgusshersteller achten sollten

Die Auswahl der Legierung ist nur die halbe Miete. Die Produktionskonsistenz unterscheidet einen zuverlässigen Druckgusshersteller vom Rest der Branche. Beim Hochdruck-Kokillenguss werden je nach Teilegeometrie und Legierung typischerweise Druckdrücke zwischen 1.000 und 30.000 psi ausgeführt, daher muss die Maschinenkapazität zur Aufgabe passen. Achten Sie auf die Inspektion von Koordinatenmessgeräten, die Materialzertifizierung und die PPAP-Dokumentation als Grundvoraussetzungen für Arbeiten in der Automobilindustrie.

Insbesondere bei Teilen von New-Energy-Automobilen kommt der Porositätskontrolle und der Druckdichtigkeit eine besondere Bedeutung zu, da viele dieser Komponenten in der Nähe von Hochspannungssystemen oder Kühlmittelleitungen liegen. Ein Lieferant, der Formenbau, Aluminiumdruckguss, Bearbeitung und Oberflächenbehandlung unter einem Dach verwaltet, liefert in der Regel eine gleichbleibende Qualität als einer, der die einzelnen Schritte auslagert.

Letzter Imbiss

Es gibt keine einzelne Legierung, die für jede Anwendung geeignet ist. Aluminiumgüten wie A380 und ADC12 machen sowohl mengenmäßig als auch wertmäßig den Großteil der Autoteile aus. Anwendungen für Zinkdruckgussformen bestehen weiterhin auf kleinen Präzisionsteilen, die ein langlebiges Werkzeug erfordern. Magnesium ist die aufstrebende Option für die gewichtsempfindlichsten Teile von New-Energy-Automobilen. Um dies richtig zu machen, müssen Sie zunächst die Last-, Temperatur- und Toleranzanforderungen des Teils definieren und dann einen Druckgusshersteller auswählen, der in der Lage ist, diese Legierung vom Werkzeugbau bis zur Endkontrolle korrekt auszuführen.