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Vortrag

Besonderheiten bei der Herstellung eines Spezial MMC Werkstoffes mittels des Sprühkompaktierverfahrens, deren Weiterverarbeitung und Vorteile bei der Anwendung als Wärmetauscherprofil

Dienstag (08.06.2021)
12:00 - 12:30 Uhr

12:00 - 12:30 Uhr

Das Sprühkompaktieren von Metallen hat sich in letzten 30 Jahren besonders als Verfahren etabliert bei dem Problemstellungen (Eigenschaftskombinationen) gelöst wurden welche mit „normalem“ Strang- oder Formateguss nicht hergestellt werden konnte.
Einerseits konnten z.B. im Bereich der Aluminium Legierungen stark übereutektische Systeme technisch anwendbar gemacht werden und so das Eigenschaftspotenzial aufgrund der erhöhten Legierungsbestandteile erschlossen werden. Diese im Urformverfahren hergestellten Bolzen können dann meist konventionell umgeformt werden und sowohl im Automotive als auch im Maschinenbau eingesetzt werden. An Beispielen wird die Herstellung erläutert und die Vorteile dargestellt. Im Kontinuierlichen Verbesserungsprozess wird gezeigt wie kostenoptimiert der nicht ganz „günstige“ Werkstoff effizient und effektiv eingesetzt wird.
Andererseits hat das Sprühkompaktierverfahren den Vorteil, dass artfremde Materialien mit in das Aluminium Gefüge „eingebaut“ werden können, derart hergestellte Legierungssysteme werden als MMC (Metal Matrix Composite) bezeichnet. Klassischerweise werden zur Steigerung von E-Modul, Härte und Verschleiß Materialien wie Silizium Karbid oder Aluminiumoxid zugegeben. Bei der Zugabe von z.B. Bor-Verbindungen lässt sich so leichtes „Neutroneneinfang Material“ herstellen welche in der Nuklearindustrie zum Einsatz kommen.

Mit dem Sprühkompaktieren ist somit vieles möglich was in konventioneller Giesstechnik nicht realisierbar ist. Mit diesem Wissen und der erfolgreichen Darstellung in Gross-Serie ist diese Technologie interessant für weitere kleinere und grössere Nischenanwendungen. Im Nachfolgenden wird eine solche Anwendung dargestellt, und welche erforderlichen Entwicklungen zum Erfolg geführt haben.
Wärmetauscher Profile werden heut zu tage sowohl im Automobil als auch in stationären Anlagen zum Kühlen und Heizen benötigt. Um die Einzelteile zu einem Kühler zu verbinden werden die Profile und /oder umgeformte Bleche mit Lot versehen und in einer kontrollierten Atmosphäre (teilweise auch inerter Atmosphäre oder Vakuum) zusammen gelötet. 

Das Aapplizieren des Lotes kann auf unterschiedliche Weise erfolgen z.B. Aufgabe, Siebdruck, Sprühen, Walzenbeschichtung, es bleibt aber immer ein separater Arbeitsgang mit all seinem Aufwand und auch Nachteilen. Innovativ wäre ein Werkstoff der dieses Lot schon in ausreichender Menge und an den zu lötenden Stellen „inne“ hat. Mit dieser Frage und deren Lösung beschäftigte sich die Firma Gränges. Und so war es folgerichtig, dass man das Sprühkompaktierverfahren probierte um einen solchen Aluminium – Lot MMC Werkstoff herzustellen. Erste Versuche waren so positiv, dass man nun in eine Grosserienfertigung investierte und das Joint Venture mit Erbslöh Aluminium gründete.

Die Herstellroute
Sprühkompaktieren,
Strangpressen,
Warm- und Kaltwalzen werden beschrieben,
die Lötergebnisse an verschiedenen Bauteilen gezeigt,
die Vorteile beim Endanwender erläutert und ein Blick in die Zukunft dieser Technologie gegeben.

Sprecher/Referent: