Nano-MMC

Ultraleichtbauwerkstoffe auf Basis von sprühkompaktierten Aluminiumlegierungen mit hohen Volumenanteilen an Mg2Si und Nanopartikelverstärkung

Im Rahmen der Leitinnovation "Nanomobil" fördert das BMBF Projekte zur Anwendung nanotechnologischer Effekte für mehr Umweltverträglichkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit im Automobilbereich. Im Verbundprojekt der Unternehmen PEAK, Mahle und EADS sowie des Fachgebietes Verfahrenstechnik der Universität Bremen und des IWT Bremen (Hauptabteilung Werkstofftechnik) geht es um die Verringerung der Dichte der überwiegend für Kolben für Verbrennungsmotoren verwendeten hoch Si-haltigen Aluminiumlegierungen. Durch eine Verringerung der Kolbenmasse sind höhere Leistungsdichten und damit ein reduzierter Kraftstoffverbrauch erzielbar.

Zur Verringerung der Dichte werden Legierungen mit hohen Volumenanteilen an Mg2Si (>10 Vol. %) sprühkompaktiert, die heute mit guten mechanischen Eigenschaften gusstechnisch nicht darstellbar sind. Zur Steigerung der Warmfestigkeit sollen im nächsten Schritt artgleiche und artfremde Partikeln zur Erzeugung von Nano-Dualphasen-Werkstoffen in das Spray injiziert werden.

Parallel zu den experimentellen Untersuchungen werden Simulationen des Depositwachstums und der Depositabkühlung durchgeführt, um die lokalen Auswirkungen der Prozessparameter mit den erzeugten Materialeigenschaften korrelieren zu können.

Bearbeitung durch IWT-Verfahrenstechnik und IWT-Werkstofftechnik

Förderung: BMBF, Projektträger Jülich

Bild 1: Sprühkompaktierter Bolzen aus einer AlMgSi-Legierung mit 22 Massen-% Mg2Si

Abbildung 1: Herstellung eines Ringes aus einer Superlegierung (IN718) durch Sprühkompaktieren: während des Prozesses (links), nach der Abkühlung (rechts), maximaler Durchmesser 500 mm, abgedreht nach dem Hippen (links unten), nach dem Ringwalzen (rechts unten, Durchmesser ca. 1000 mm)