Aluminiumgussräder

Siehe. auch beim Schweißen von Aluminiumrädern

wird normalerweise zwischen Stahlrädern und Leichtmetallrädern unterschieden. Die Felgen aus Leichtmetall werden nur aus Aluminium und Magnesium verwendet. Magnesiumräder in herkömmlichen Autos sind aufgrund ihrer hohen Kosten und vor allem ihrer geringen Korrosionsbeständigkeit äußerst selten.

Räder: stahl und Aluminium

Der Hauptvorteil von Aluminiumgussrädern gegenüber Stahl – es ist möglich, ein vielfältiges Design, eine hohe Maßgenauigkeit und optimale statische und dynamische mechanische Eigenschaften zu erzielen.

Das Abnehmen von Aluminiumrädern gegenüber Stahl ist einer ihrer Vorteile, aber oft nicht entscheidend. In einigen Fällen ist Gewicht Aluminiumgussräder gleich oder nur geringfügig leichter als Standardstahl mit einem einfachen Design,.

Aluminiumfelgen: gegossen oder geschmiedet

Die meisten Aluminiumräder sind gegossen oder geschmiedet. Eine kleine Anzahl von Scheiben, vor allem für die “Elite” und Sportwagen, hergestellt aus mehreren Bestandteilen und Mischtechnologien Gießverfahren beteiligt, Beschlagen, Stanzen, Pressen, Walzen, Schweißen und andere.

Aluminiumgussräder

Wenn es um die Gussscheiben geht, bezieht es sich normalerweise nur auf Aluminium-Leichtmetallräder. Stahlräder werden nicht durch Gießen und Stanzen hergestellt, und Magnesiumlegierungsräder werden nur aus Gründen exklusiver Autos verwendet.

Abbildung 1 – Gussfelge

Aluminiumgussräder

Zur Herstellung von Aluminiumrädern mit verschiedenen Gussverfahren. die Methode Aluminiumguss Es hängt von der Qualität der gegossenen Felge ab, außen und innen. Die Wahl des Gießverfahrens wird hauptsächlich durch die Qualität der gegossenen Mikrostruktur (z. B. Porosität), die anwendbaren Arten von Aluminiumlegierungen und die Wärmebehandlungsregime bestimmt. All dies bestimmt nicht nur die Festigkeit und Zuverlässigkeit der Räder, sondern beeinflusst auch die Qualität ihres Aussehens.

Die grundlegenden Methoden zum Gießen von Rädern

Die wichtigsten Gussmethoden, die bei der Herstellung von Rädern verwendet werden, sind wie folgt:

• niederdruckguss ist die Hauptmethode;
• Kokillenguss – seltener verwendet;
• Gießen mit Gegendruck – noch seltener.

Manchmal angewandte Technologie, Kombination von Gussschmieden und Stanzen.

Gießen in das Kühlrad

Im Allgemeinen ist Spritzgießen, wenn das Metall in die Form eingespritzt wird, bevorzugter als einfaches Eingießen unter Schwerkraft. Kokillenguss ist jedoch immer noch ein ziemlich relevantes Gießverfahren für die Herstellung von Rädern. Kokillenguss ist billiger, es wird hauptsächlich verwendet, wenn, wenn nicht jagen Gewichtsverlust, und wollen das ursprüngliche Design zu erhalten. Da der Prozess beim Füllen der Form nur von der Schwerkraft abhängt, weist die Gussstruktur normalerweise mehr Defekte (z. B. Porosität) auf, etwas und, das durch Spritzgießen erhalten wird. Daher haben Scheiben, die in eine Metallform gegossen werden, in der Regel mehr Gewicht, um die gewünschte Festigkeit bereitzustellen.

Gussräder, Niederdruck

Die meisten Leichtmetallräder werden im Niederdruckguss hergestellt (Bild 2). Das Niederdruckgussverfahren verwendet einen relativ niedrigen Druck (etwa 2 bar) für, die schnelle Füllung der Form zu erreichen und eine dichtere Mikrostruktur zu erhalten, ein, Folglich, und bessere mechanische Eigenschaften, im Vergleich zu Kokillenguss. Darüber hinaus bietet diese Technologie auch eine etwas höhere Leistung (Abbildung 3).

Abbildung 2 – Aluminiumräder, hergestellt durch Gießen, Niederdruck

Abbildung 3 – Schema der Formräder, Niederdruck

Andere Methoden zum Gießen von Rädern

Neben der klassischen Methode des Niederdruckgusses wurden zahlreiche technologische Optionen verwendet, die für die Herstellung von Rädern optimiert sind. zum Beispiel erhalten Sie noch leichtere und stärkere Räder, wenn spezielle Ausrüstung verwendet wird, die einen Hochdruckguss liefert.

Hohlräder

Eine interessante Neuentwicklung ist die patentierte Methode der “Air inside Technology” Firma BBC. Seine Grundidee ist die Verwendung einer Struktur aus Hohlkammern Felge und Speichen anstelle eines massiven Metalls. Das Ergebnis ist ein leichteres Rad mit besserer Dynamik und besserem Fahrkomfort. Diese Technologie umfasst die Zugabe von Gießvorgängen wie Formen und Schweißen.

Abbildung 4- Aluminiumfelgen mit hohlen Elementen,
hergestellt mit “Air-Inside” -Technologie

Qualitätskontrolle Leichtmetallräder

Jede gegossene Scheibe wird einer Röntgeninspektion unterzogen und dann normalerweise einer Wärmebehandlung und Bearbeitung unterzogen. Danach wird die Scheibenoberfläche einer speziellen Vorbereitung für die Lackierung und die Farbe oder aufgetragene Schutzschicht unterzogen. Dann proben von statistischen probenahme sticks sind die dreidimensionale größe control, überprüfen sie die dynamische balance, tests für müdigkeit und auswirkungen festigkeit.

Aluminiumlegierungen Anforderungen für Räder

Die Materialien für die Räder eine Reihe von Anforderungen zu erfüllen, die miteinander in Konflikt stehen können.

Die Gusslegierung muss gute Gusseigenschaften aufweisen:

• perfekte Füllung der Form,
• kein Anhaften von Metall an der Form,
• Minimale Neigung zu Heißrissen und Schrumpfen.

Das Material sollte

• hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Stöße (Duktilität, Schlagfestigkeit) aufweisen.

Felgenmaterial sollte

• hohe Korrosionsbeständigkeit sowohl in normaler als auch in salzhaltiger Atmosphäre aufweisen.

Das Material muss

• hohe Dauerfestigkeit aufweisen.

Aluminium-Silizium-Legierungen für Räder

In Übereinstimmung mit diesen Anforderungen für die Herstellung von Felgen verwendet hypoeutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen mit einem Siliziumgehalt von 7 bis 12 %. Diese Legierungen haben auch verschiedene Zusatzmengen an Magnesium, um gute Kombinationen von Festigkeit und Duktilität bereitzustellen. Darüber hinaus haben diese Legierungen einen geringen Gehalt an Eisen und anderen Verunreinigungen.

Aluminiumlegierung AlSi11Mg

Bis zu 80 Jahre in Deutschland und Italien, angewendet in der Nähe der eutektischen Zusammensetzung AlSi11Mg Legierung mit Silizium 11-12%. Diese Legierung hat sehr gute Gießeigenschaften, insbesondere im Hinblick auf das Füllen von Formen und minimale Schrumpfung. Auf der anderen Seite ist die chemische Zusammensetzung der Aluminiumlegierung es bietet keine ausreichend hohe Festigkeit und die Ermüdungsgrenze, die es erlauben würde, das Gewicht der Felge weiter zu reduzieren.

Abbildung 5 – Die gegossene Felge einer Aluminiumlegierung AlSi11Mg

Aluminiumlegierung AlSi7Mg0.3 (A356)

Derzeit ist der Standard für die Herstellung von Leichtmetallfelgen die gegossene Aluminiumlegierung AlSi7Mg0,3, die allgemein als Legierung A356 bekannt ist, mit einem zusätzlichen modifizierenden Strontium. Zum ersten Mal wird diese Legierung zur Herstellung von Felgen in Frankreich verwendet, wobei die Wärmebehandlung nicht angewendet wurde.

Der Vorteil dieser Legierung ist jedoch genau AlSi7Mg0,3, dass sie thermisch verstärkt wird und es Ihnen ermöglicht, den Scheiben zusätzliche Festigkeit zu verleihen. In den Vereinigten Staaten und Japan, diese Legierung von Anfang an mit Wärmebehandlung T6 angewendet, das heißt, in dem Zustand nach dem Abschrecken und künstliche Alterung.

Thermisch härtende Aluminiumräder

Das Graphenmuster 6 zeigt die Abhängigkeit der Festigkeitseigenschaften der Legierung AlSi7Mg, modifiziertes Natrium, den Magnesiumgehalt. AlSi7Mg0,3 Festigkeitseigenschaften der Legierung ergeben die beste Kombination aus Ermüdungsfestigkeit und Dehnung. Mit einer Erhöhung des Magnesiumgehalts nimmt die Ermüdungsfestigkeit nicht wesentlich zu, die Dehnung nimmt signifikant ab.

Abbildung 6 – Zugfestigkeit, Streckspannung, Dehnung und Ermüdungsfestigkeit des Aluminiumlegierungsgusses AlSi7Mg-T6

Ähnliche Studien wurden für verschiedene Siliziumgehalte durchgeführt. etabliert, dass mit zunehmendem Gehalt an Silizium verringert Duktilität der Legierung, insbesondere bei niedrigen Aushärtungsgeschwindigkeit an Orten Verdickungen. Nichtsdestotrotz gelten Legierungen mit einem Siliziumgehalt von 11-12 % weiterhin in Fällen erhöhter Fließfähigkeit, wenn geschmolzenes Aluminium benötigt wird.

Von großer Bedeutung für die Dauerfestigkeit der Legierung hat AlSi7Mg Porosität im Guss. Die Abbildung 7 zeigt die Abhängigkeit der Ermüdungsfestigkeit der maximalen Porengröße der Aluminiumlegierung AlSi7Mg0,3 im Testprobenmaterial.

Abbildung 7 – Dauerfestigkeitsgussaluminiumlegierung AlSi7Mg0,3
abhängig von der Porengröße