Projekt

Magnesium ist ein leichter, gut recycelbarer Werkstoff, dessen Verfügbarkeit auf der Erde unkritisch ist. Für die Verarbeitung werden Legierungen mit Seltenerd-Metallen gebildet, da dies eine bessere Umformbarkeit der Bleche zur Folge hat und die sogenannte Walztextur vermeidet. Seltenerd-Metalle werden hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit als kritisch eingestuft und sind bei ihrer Gewinnung mit Umweltproblemen verbunden. Ziel ist die Entwicklung walzbarer Magnesiumlegierungen ohne Seltenerd-Metalle und die Entwicklung angepasster Gießwalz- und Walzprozesse, welche die neuen Magnesiumlegierungen gut verarbeiten können. Calcium wurde als mögliches Material ausgewählt und das Umformvermögen verschiedener calciumhaltiger Magnesiumlegierungen im Vergleich zu herkömmlichen Legierungen getestet. Die Wärmebehandlung wurde für die neue Legierung optimiert, um möglichst wenig Ausscheidungen zu erhalten. Im Labormaßstab wurden Walzproben zu Blechen mit 1,5 mm Dicke gewalzt. Mit den gewalzten Blechen wurden Zugversuche durchgeführt.

Aufbauend darauf wurde die Gießdüse für den Gießwalzprozess mittels numerischer Simulationen auf eine gleichmäßige Temperaturverteilung und Fließgeschwindigkeit angepasst und aus verschiedenen Calcium-Silikatkeramiken hergestellt. Mit der verbesserten Gießdüse wurden Gießwalzversuche mit Calcium-Magnesiumlegierungen durchgeführt.

Das Projekt ist ein wesentlicher Schritt, um die industrielle Nutzbarkeit von Magnesiumwerkstoffen zu erweitern, indem Magnesiumlegierungen mit anwendungsbezogenen Eigenschaften entwickelt werden und die Verarbeitungskosten sinken.

Ergebnisse:

Im Rahmen des Projektes wurden die Legierungen ZAX210 (2 Gew.-% Zink, 1 Gew.-% Aluminium, &lt 1 Gew.-% Calcium) und MX20 (2 Gew.-% Mangan, &lt 1 Gew.-% Calcium) erfolgreich gießgewalzt und die Produkte untersucht. In Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung wurden Wärmebehandlungsparameter ermittelt, welche die Ausbildung eines feinkörnigen Gefüges bewirken. Insbesondere die Magnesiumlegierung ZAX210 konnte mit der kombinierten Herstellung im Gieß- und Bandwalzprozess hervorragende Eigenschaften erreichen, die mit seltenerdhaltigen Magnesiumlegierungen vergleichbar sind. Durch die Verwendung der Legierungselemente Zink, Aluminium und Calcium und den Verzicht auf Seltene Erden wird ein wesentlicher Beitrag zum Klima- und Umweltschutz geleistet.