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Indirektes Strangpressen von Aluminium-Magnesium-Verbundhalbzeugen

 
: Neugebauer, Reimund; Glass, R.; Popp, M.; Porstmann, S.; Kittner, K.

Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 42 (2011), No.7, pp.585-592
ISSN: 0933-5137
German
Journal Article
Fraunhofer IWU ()
Metallverbunde; Festkörperdiffusion; indirektes Strangpressen; Leichtbau; metal compounds; diffusion in solids; indirect extrusion; light weighting

Abstract
Der Artikel beinhaltet erste Arbeitsergebnisse zum indirekten Strangpressen von Al/Mg-Verbundhalbzeugen.
In den vorangegangenen Basisuntersuchungen zum Querfließpressen und
hydrostatischen Strangpressen konnten grundlegende Erkenntnisse zur Verbundbildung gewonnen
werden. Die laufenden Untersuchungen dienen dazu, diese Ergebnisse auf ein weiteres
industriell angewandtes Verfahren, das indirekte Strangpressen, zu \'01bertragen und zu verifizieren.
Dazu gehören eine werkstoffflussgerechte Halbzeug- und Matrizenauslegung, die zweckgerechte
Vorbereitung der Pressbolzen aus den zu verbindenden Werkstoffen und die Wahl der
Verfahrensparameter. Durch eine vollständige Umhüllung des Magnesiumkernes, auch an den
Stirnseiten des Pressbolzens, wurde das Vorauseilen des Kernmaterials ausgeschlossen. Um den
Einfluss der Formänderung auf die Verbundausbildung zu erkennen, wurden zwei verschiedene
Pressverhältnisse gewählt. Die Ausgangsgeometrie, die Volumenverhältnisse zwischen Aluminium
und Magnesium, die Vorbehandlung und die Prozessparameter wurden im Interesse einer
Vergleichbarkeit der Ergebnisse innerhalb der in diesem Artikel vorgestellten Versuchsreihe
konstant gehalten.
Die Prozess- und Werkzeugauslegung wurde durch eine FEM-Berechnung des Vorganges unterst
ützt. Ziel war dabei die Harmonisierung des Werkstoffflusses zwischen Kern- und Mantelmaterial.
Die Verbundbildung konnte grundsätzlich erreicht werden. Charakteristisch und entsprechend
den bisherigen Beobachtungen beim Querfließpressen und beim hydrostatischen Strangpressen
ist die Ausbildung sprödharter intermetallischer Phasen, was zu einer hohen Ausfallrate durch
Bruch im Interface führt. Im Beitrag werden diese Defekte und die Möglichkeiten ihrer Beherrschung
diskutiert.

 

The paper presents first results of indirect extrusion of Al/Mg compounds. In earlier tests of lateral
extrusion and hydrostatic extrusion first basic insights into the compound generation were
gained.The current investigation focuses on another application of the compound manufacturing
approach using industrial equipment and the verification of basic results.
The calculation of the material flow, the design of appropriate extrusion dies, the design and preparation
of the compound billets and the selection of processing parameters are major tasks. By
completely encasing the Mg core with Al material including the rod faces the pre-advancement
of the core material was prevented. Two different extrusion ratios were selected in order to detect
the influence of deformation on the bond generation. The billet geometry, the volume ratio
between Al and Mg, the billet treatment and the processing parameters remained constant
throughout the test series for better comparability of results.
The process and die design were aided by FEM simulation. The main goal in calculation was a
nearly equal material flow of both the Al and Mg partners.
The generation of a metal bond was achieved. As already observed in lateral and hydrostatic extrusion
the interface is characterised by hard brittle intermetallic phases with high failure rates
due to breakage.The paper discusses failure mechanisms and means for controlling this effects.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-178159.html