Magnesium-Gusslegierung

Metallurgie

Sand-, Kokillen-, Fein- und Druckgießwerkstoff nach DIN EN 1753. Die Einteilung erfolgt in Hauplegierungsgruppen: MgAlZn, MgAlMn, MgAlSi, MgZnCu, MgZnREZr, MgREAgZr, MgYREZr, die Zuordnung zu den Gießverfahren ist in Tabelle 1 aufgezeigt.

Magnesiumlegierungen werden vorzugsweise für Leichtbauerzeugnisse verwendet, wo es in erster Linie auf eine Gewichtseinsparung ankommt (Dichte 1,8  kg/dm³). Eine Übersicht über die mechanischen Eigenschaften zeigt Tabelle 2.

Im schmelzflüssigen Zustand neigen diese Werkstoffe in hohem Maße zur Sauerstoffaufnahme und Oxidation. Zur Vermeidung von Magnesiumbränden sind die Schmelzen vor Sauerstoffzutritt aus der Atmosphäre zu schützen. Zu diesem Zweck muss mit geeigneten Schmelzbadabdeckungen oder mit Schutzgas gearbeitet werden. Geringe Berylliumgehalte in der Größenordnung einiger Tausendstel % wirken als Inhibitoren und besitzen eine gute Brandschutzwirkung. Trotzdem sind zusätzliche Maßnahmen beim Schmelzen, Warmhalten und Gießen zu treffen. Im Allgemeinen wird auf Salzabdeckungen verzichtet, da sie aggressive Dämpfe bilden und bei längerer Einwirkung erhärten, sodass eine Kruste entsteht, die aufreißt und so einen erneuten Luftzutritt ermöglicht. Außerdem besteht die Gefahr, dass Salzreste beim Gießen in die Form eingeschleppt und im Gussstück eingeschlossen werden.

Die Legierungen für allgemeine Verwendung enthalten als Hauptlegierungsbestandteil Aluminium (Tabelle 3).

Die Legierungen mit höherem Aluminiumgehalt eignen sich auch für stoß- und schwingungsbeanspruchte Gussstücke. Für Druckguss werden die aluminiumhaltigen Legierungen am häufigsten gewählt, auch für schwierig gestaltete Teile, desgleichen für Sandguss. Sie sind untereutektisch und haben ein relativ breites Erstarrungsintervall (circa 170 K) mit breiartiger Erstarrung, sodass es leicht zu interkristallinen oder interdendritischen Hohlräumen kommt, die schwer dichtzuspeisen sind. Die Hohlräume dieser Lunker können auch untereinander verbunden sein und dadurch die Druckdichtheit und die Festigkeitseigenschaften beeinträchtigen (Bild  1). Für Sandguss ist daher eine sorgfältige Speisertechnik, meist in Kombination mit angelegten Kokillen, erforderlich. Strontiumzusätze bis 0,02 % verlagern die Mikrolunkerung in den heißesten Bereich des Abgusses, das heißt in den Speiser, wenn dieser richtig gesetzt wurde, und vermindern die Lunkerung in den übrigen Bereichen. Ein Strontiumzusatz bewirkt im Grunde eine deutliche Kornfeinung (Bild  2), die nicht nur den Dichtspeisungseffekt, sondern auch die mechanischen Eigenschaften verbessert.

Wenn es auf hohe Korrosionsbeständigkeit ankommt, sind die Schwermetall-Beimengungsgehalte möglichst niedrig zu halten. Vor allem die Eisen-, Kupfer- und Nickelbeimengungen sind sehr niedrig eingestellt. Beim Schmelzen und Gießen ist besondere Sorgfalt erforderlich, um die hohe Reinheit dieser Legierungen zu erhalten.

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