Die anwendungsgerechte Weiterentwicklung des Aluminiumwerkstoffes EN AC-AlSi7Mg0,3 (A356) für das Thixoforming mit chemischer Kornfeinung

Die Formgebung von Werkstoffen im halbfesten thixotropen Zustand ist ein relativ neues Verfahren, bei dem die hohe Gestaltungsfreiheit und Fertigungsgeschwindigkeit der Druckgussverfahren mit den Qualitätsvorteilen von Schmiedeverfahren verknüpft werden. Gleichzeitig hat sich in der jüngsten Vergangenheit gezeigt, dass unter ungünstigen Bedingungen die Entmischung der verschiedenen Phasen und damit die Ungleichmäßigkeit des Gefüges und der chemischen Zusammensetzung anstehen und sich damit ungünstig auf die Bauteilqualität auswirken können. An die Vormaterialien für das Thixoforming werden deshalb hohe Anforderungen gestellt, um diesen möglichen Qualitätsnachteilen entgegenzuwirken. Die Prozesse zur Bereitstellung der Vormaterialien konzentrieren sich auf die Kornfeinung des Ausgangsgefüges mit Hilfe physikalischer Keimbildungsmechanismen, die alle eine aufwendige Prozesstechnik notwendig machen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung des Aluminiumwerkstoffs EN ACAlSi7Mg0,3 für das Thixoforming mit chemischer Kornfeinung in Kombination mit weiteren Legierungszusätzen unter Verwendung der modellgestützten Versuchsplanung. Das Ziel besteht in der Vereinfachung der Prozesstechnik sowie der Verbesserung der Vormaterialqualität. Mit dieser Arbeit ist der experimentelle Nachweis gelungen, dass mittels der chemischen Kornfeinung in Kombination mit weiteren Legierungszusätzen das rheologische Verhalten eines konventionellen Werkstoffes anwendungsgerecht angepasst werden kann. Insbesondere werden die Wechselwirkungen der Legierungszusätze und deren Einfluss auf wichtige Zielgrößen für das Thixoforming mit den angewendeten Methoden beschreibbar gemacht. Die komplexen Anforderungen an die Werkstoffe und das Verhalten bis zum Formgebungsschritt werden über die gesamte Prozesskette ganzheitlich zusammengefasst.