Könnyűfémek a járműiparban

1. Könnyűfémek a járműiparban Járműanyagok 2013

2. Nem neme-síthető Nemesíthető Öntészeti Alakítható Könnyűfémötvözetek típusai

3. Konkrét példa túltelített oldatokból történő kiválási folyamatokra • Kiválásos keményedés - Al –ötvözetekben: itt több lépcsős a kiválási folyamat !

4. Mi minden készül Mg –alapú ötvözetekből? Al-Mg ötvözetből készült motorblokk

5. Nemcsak a járműipar használja Magnéziumból gyártott alkatrészek

6. A Mg termelése és az előállítási kapacitás eloszlása a világ országai között

7. A Mg legfontosabb tulajdonságai

8. Az ötvözők Mindenütt a kiválásos folyamatok szerepelnek (akár olvadékból, akár szilárd állapotból: szekunder folyamatok).

9. Leggyakrabban alkalmazott ötvözőelemei

10. A legismertebb ötvözet, mint szerkezeti anyag

11. Az eutektikumoknak kulcsszerepe van a szerkezeti Mg ötvözetek tervezésében

12. Az ötvözetkészítés metallurgiai folyamatai Primer krist, és precipitációs folyamatok szerepe Mg-Alsss: Mg(Al) túltelített szilárd oldat

13. Introduction Magnesium-based hybrid materials are applied in engine componenets. Because of construction these materials with different machinability have to be cut together. During simultaneous machining the cutting edge intersects the boundary of the jointed materials. Source: EMO (2005) Source: mwerks.com (2003)

14. Introduction The BMW Mg-Al crankcase Source: mwerks.com (2003) Source: mwerks.com (2003) The BMW Mg-Sint bedplate

15. Introduction AIM: Economical and ecological simultaneous milling of Mg+sintered steel hybrid materials. Challanges of dry machining of Mg-SD hybrid material: Different cutting forces Optimized cutting edgematerial geometry Different cutting temperatures Mg chip and dust → Fire hazard Different cutting edge geometries Temperature controlduring machining Different cutting parameter (speed) Mg: bottom limit SD11: upper limit Machine with safety concept

16. Characterization of Mg-hybrid boundary (Result of previous tool optimization experiments, presented on 24th Colloquium in Svitavy.)

17. Mg ismert előnyös tulajdonságai mellett: fokozott tűzveszélyesség.Hol fordul elő veszélyhelyzet?- előállítás, megmunkálás, járműbaleseti tűzesetek.

18. A Mg-O fázisdiagram

19. Fontosabb technológiai ismeretek a Mg-tűz megelőzésére • A bomlás során magnézium oxid (MgO) nagy mennyiségű hidrogén gáz, valamint további nagy mennyiségű hő fejlődik. • 1. ábra Mg reakciója gőzzel • Ennél a reakciónál szükségszerű megemlíteni, hogy ha nagyon tiszta tömbi magnéziumot reagáltatunk vízzel, akkor az viszonylag csekély mértékben és csak rövid ideig mutat reakciót. Ennek oka a következő reakció egyenletben keresendő. • 2. ábra Tiszta tömbi magnézium reakciója vízzel • Ebben az esetben magnézium oxid helyett magnézium hidroxid keletkezik, ami egy tejszerű oldhatatlan folyadék

20. A tűz keletkezése az alkatrész tömegétől, geometriájától, a hőmérsékletétől függ

21. Speciális előállítási (öntési, alakítási) technológiák Mg alapúötvözetekhez Számos indítéka van a különleges öntési, alakítási technológiák bevezetésének: - a fokozott munkavédelmi problémák - gazdaságossági célok - mint szerkezeti anyagot szilárdítani kell (kiválásos keményítés, alakítási keményítés, és ezeknek kombinációja

22. Milyen mechanizmusok vezetnek a szilárdításhoz?

23. Az itt alkalmazott technológiák már átvezetnek a kompozitgyártási technológia területére

25. Thixo-alakítás Definíció: Thixotrópia Fémek esetében a szolidusz és a likvidusz közötti hőmérsékleten a szilárd, összefüggő részecskék mellett folyadék fázis is jelen van. Ekkor nyugalmi állapotban az anyag még mint szilárd test viselkedik. Ha erre a vegyesfázisú anyagra nyírófeszültség hat, akkor elszakadnak a részecskék közti kötések, a viszkozitás jelentős mértékben lecsökken, és a fém mint nagyviszkozitású folyadék viselkedik. Ez a tulajdonság a thixotrópia. A thixotrópia bizonyos fémeknél, elsősorban alumínium- és magnézium-ötvözeteknél jól definiálható hőmérséklet-tartományban alakul ki.

26. Thixo-alakítás A thixo-alakítás folyamata (1): 1. Félkész termék (öntött rudak) gyártása: Kristályképződés irányítása elektromágneses térrel. Cél: egyenletesen finomszemcsés szövetszerkezet. 2. Félkész termék újrahevítése:A megfelelő méretre darabolt rudakat indukciuós úton a likvidusz és a szolidusz közé hevítik (az alacsonyabb olvadáspontú fázis megolvad). Ez a hevítés hozza létre a finomszemcsés szövetszerkezetetből a teljesen globulitos (gömbszemcsés) szövetszerkezet-et, amely az alakítás szempontjából a legkedvezőbb.A folyadékfázis eloszlásának egyenletesnek, a hőmérsékleti gradiensnek minimálisnak kell lennie.

27. Thixo-alakítás A thixo-alakítás folyamata (2): 3. Alakadás:A félkész termékeket - célszerűen robottal - egy a thixo alakítás igényeire kifejlesztett öntőgép (sajtológép) tartályába helyezzük. A tartályból az öntőcsatornába való átáramláskor - a jelentős keresztmetszet csökkenés miatt - nyírófeszültség ébred az anyagban. A nyírófeszültség hatására elszakadnak a gömbszemcsék közti kötések, és az anyag teljes térfogatában nagy viszkozitású folyadékká válik. Ez a thixotrópia jelensége és a thixo-alakítás névadója. A nyírófeszültség csökkenése után a viszkozitás csak jelentős időbeli késéssel nő ismét eredeti értékére. A sajtolóerő hatására a folyékony fém lamináris áramlással kitölti az előmelegített öntőformát. 4. Utómunkálás

28. Thixo-alakítás

29. Thixo-alakítás / Nyomásos-öntés

30. Budapest Universityof Technology and Economics Department of Vehicles Manufacturing and Repairing 2nd Consortium meeting M1 25-26th of November, 2004 Barcelona 1. Workpiece materials 1. AJ62 + AlSi17cylinder block upper and lower surface 2. AJ 62 + sintered steellower cranckshaft bearing casing – “bed plate” 1 2 1 Figure 2 – Scheme of engine block to be machined