Tribologische und mechanische Untersuchungen an pulvermetallurgisch hergestellten Aluminiumwerkstoffen

PM-Aluminiumbauteile bieten sowohl die wirtschaftliche Serienfertigung von komplexen Sintergenauteilen durch moderne Herstellungstechnologien der Pulvermetallurgie als auch die interessanten Eigenschaften des Leichtmetalls Aluminium. Bei einer Ölpumpe in PKW-Automatikgetrieben kann beispielsweise mit Pumpenrädern aus Sinteraluminium zusätzlich das Pumpengehäuse aus GD-Aluminium hergestellt werden und so 1 kg Gewicht eingespart werden. Wie bei den AlSi-Gusslegierungen steigert der Zusatz von Silizium die Härte und Festigkeit und primär erstarrte Si-Kristalle erhöhen bei übereutektischen Zusammensetzungen insbesondere die Verschleißbeständigkeit und vermindern die Wärmeausdehnung. Diese günstigen Eigenschaften werden auch bei den AlSi-Sinterwerkstoffen erzielt. Eine Reihe von Sinterbauteilen auf Basis PM-AlSiX sind derzeit in Entwicklung, wobei oft die tribologische Anwendung im Vordergrund steht, z.B. Ölpumpenräder, Zahnräder, Pleuel. Bei optimaler Abstimmung von Gehalt, Größe und Verteilung dieser Si-Partikel kann das Verschleißverhalten des Al-Sinterwerkstoffs im untersuchten Tribosystem deutlich verbessert werden.

P/M aluminum alloys are expected to replace sintered steel parts in automobiles in order to reduce wt., increase fuel efficiency and also reduce exhaust emission. Hypereutectic Al-Si-alloys produced by powder metallurgy are most promising because of their superior properties. These alloys are attractive for wear loaded components (e.g. oil pump rotors), but also offer good mech. properties and tailorable thermal expansion. However, it must be shown that each application is tech. feasible as well as cost effective in order to introduce mass prodn. of P/M Al-Si-alloys. In this context, the press-and-sinter P/M offering net shape and inexpensive manufg. will be considered.