In diesem Jahrhundert, das von einem harten Wettbewerb bestimmt wird, haben Automobilhersteller aufgrund von zunehmenden Umweltschutzverpflichtungen begonnen, alternative Werkstoffe zu Stahl und Eisen zu entwickeln. Während Effizienz und Kosten bei der Produktion im Vordergrund stehen, werden Fahrzeuge mit weniger Kraftstoffverbrauch, höherem und einfacherem Recycling sowie höherer Fahrsicherheit und -komfort hergestellt. Daher sind Aluminiumlegierungen zu einem unverzichtbaren Material der Automobilindustrie geworden.
Merkmale, die Aluminium zum am meisten bevorzugten Material machen, sind wie folgt:
- Es ist das zweithäufigste Metall auf der Welt
- Es ist recycelbar und es kann mit nur 5 % der Energie, die für die Herstellung aus Rohstoffen benötigt wird, erneut geschmolzen werden
- Es ist für die Arbeit mit hohen Temperaturen geeignet.
- Es kann zur Herstellung von Teilen mit geringem Gewicht und hoher Festigkeit verwendet werden und es ist drei Mal leichter als Eisen
- Es kann zur Herstellung von dünnwandigen Teilen verwendet werden
- Korrosionsbeständigkeit
- Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
- Einfache Verarbeitung und Formung
- Umweltfreundlich, für jedes Kilo Stahl, das durch 500 g Aluminium ersetzt wird, werden 10 kg weniger Emissionen über die Lebensdauer des Fahrzeugs produziert.
Durch Zugabe von Kupfer, Silizium, Zink, Magnesium, Mangan und ähnlichen Elementen zu reinem Aluminium, das weich ist und eine geringe Festigkeit hat, werden hochfeste Legierungen gebildet.
Die EN-Normen Klassifizierungen nach Legierungselementen ist wie folgt
| Legierung | Merkmale | Verwendungsbereiche |
| 1XXX | Reines Aluminium | Gezogene Rohre, chemische Ausrüstung, Folie, elektrische Leiter, Flugzeugteile |
| 2XXX | Aluminium-Kupfer-Legierungen | Flugzeugteile, aluminiumplattiertes Blech, kryogene Ausrüstung, Raumfähre, verschiedene Panzer |
| 3XXX | Aluminium-Mangan-Legierungen | Blech, starres Blech, dekorative Produkte, Getränkedosen |
| 4XXX | Aluminium-Silizium-Legierungen | Automotive, Weiße Ware, Beleuchtung, Architekturprodukte |
| 5XXX | Aluminium-Magnesium-Legierungen | Automotive, Marine, kryogene Produkte, Flugzeuge |
| 6XXX | Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen | Automobilprodukte, Wärmebehandlung und durch Extrusionstechnik hergestellte Produkte |
| 7XXX | Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen | Formteile, Flugzeugteile, Teile die eine hohe Festigkeit erfordern |
| 8XXX | Lithium, Eisen etc. Element-Legierungen | Produkte die eine hohe Temperatur erfordern, Elektrokabel |
Obwohl verschiedene Legierungen je nach Gebrauchs- und Produktanforderungen hergestellt werden, werden vor allem Al-Si-, Al-Mg-, Al-Cu-, Al-Zn-Legierungen bevorzugt.
Materialdichte, gewünschte mechanische Eigenschaften und Schmelztemperatur sind wichtige Faktoren bei der Auswahl der Legierung, die Ihren Konstruktionsanforderungen entspricht.,
Aluminium-Silizium-Legierungen
Al-Si Legierungen: Diese Legierungen sind die am meisten verwendeten Aluminiumlegierungen. Wenn sich der Siliziumgehalt in Aluminiumlegierungen 11,7 % nähert:
- Erhöht sich die Rieselfähigkeit des flüssigen Metalls aufgrund der Fließfähigkeit.
- Erstarrungsschrumpf wird reduziert
- Dichtung wird unter Druck erhöht
- Riss- oder Reißneigung beim Erstarren wird reduziert
- Härte wird erhöht
- Das spezifische Gewicht wird reduziert
- Wärmeausdehnung wird reduziert
- Korrosionsbeständigkeit wird verbessert
Die Legierung wird für Schweißkonstruktionen, Plattenfertigung, Zylinderköpfen, Motorblöcken und Ventilkörpern verwendet.
Aluminium-Mangan-Legierungen
Al-Mg Legierungen: Mangan ist jenes Element, das zu einer gleichmäßigen Verformung in Al-Legierungen beiträgt.
Wenn Mangan in Aluminiumlegierungen 0,5% überschreitet, wird die die Streckgrenze und Zugfestigkeit erheblich erhöht ohne die Duktilität zu verringern.
Die Zugabe von Mangan verbessert außerdem die Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit.
Magnesium ist leicht und besitzt eine starke Struktur für bestimmte Gussteile. Verwendung von Magnesiumkomponenten anstelle von schwereren Aluminiumkomponenten, kann zu niedrigeren Kraftstoffkosten in Fahrzeugen beitragen, da Automobilhersteller neue Technologien entwickeln, um die einzigartigen Eigenschaften von Magnesium zu nutzen.
Es ist jedoch schwierig zu gießen, da Magnesium bei hohen Temperaturen verwendet wird und schnell oxidiert.
Die Legierung wird für Bauprodukte, Kessel- und Tank-, Land- und Schienenfahrzeuge verwendet.
Aluminium-Kupfer-Legierungen
Al-Cu Legierungen: Kupfer ist das älteste Element, das für die Legierung von Aluminium verwendet wird.
Kupfergehalt im Bereich von 2,0% bis 3,0% erhöht die Zugfestigkeit und Härte bei hohen Temperaturen und verbessert die mechanischen Eigenschaften.
Kuper erhöht gleichzeitig die Bearbeitbarkeit von Legierungen.
Jedoch wirkt sich Kupfer negativ auf die Duktilität und Korrosionsbeständigkeit von Aluminium aus. Die Rissempfindlichkeit ist während der Erstarrung sehr hoch.
Al-Cu-Legierungen werden insbesondere für Hochspannungsteile, Flugzeugkomponente, langlebige Schmiedeteile, Schwerlastfahrzeugräder, Zylinderköpfe und Kolben bevorzugt, wenn eine hohe Festigkeit und Wärmebehandlung erforderlich sind.
Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen
Al-Zn Legierungen: Zink-Aluminium-Legierungen werden für Gussteile mit engen Toleranzen und dünnwandigen Teilen verwendet. Wie Magnesium und Aluminium hat auch Zink eine gute Korrosionsbeständigkeit und Dimensionsstabilität, hohe Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit. Zinklegierungen werden auf dem Markt allgemein als ZAMAK bezeichnet.