S. Acar, R. Gecü, A. Kisasöz, K. A. Güler, A. Karaaslan

Untersuchung des durch Lost-Foam-Guss hergestellten Bimetalls Al/Cu

A Study on Al/Cu Bimetal Production by Lost Foam Casting

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Ein Bimetall bestehend aus der Aluminium-Legierung A356 und hochreinem (CP, commercially pure) Kupfer wurde durch den Phasenübergang flüssig-fest mittels Lost-Foam-Guss (LFC, Lost Foam Casting) hergestellt. Ein Cu-Stab wurde in ein Modell aus expandierbarem Polystyrol (EPS) eingesetzt, dann wurde ein thermoplastischer Klebstoff zum Schließen von Durchlässen zwischen Stab und Schaum aufgetragen und anschließend erfolgten das Schlichten, Trocknen und Einformen des Modells in einen mit unverfestigtem Quarzsand gefüllten Gießbehälter aus Stahl. Die aufgeschmolzene Legierung A356 wurde mit einer Temperatur von 760 °C bzw. 790 °C in ein vorgeformtes Modell gegossen. Für jede Gießtemperatur wurden die Kupferstäbe außerdem durch Schmelztauchen mit A356 beschichtet und die Auswirkungen des Vorbeschichtens auf das Endprodukt untersucht. Optische Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM), Röntgendiffraktometrie (XRD), energiedispersive Röntgensprektroskopie (EDX) sowie Härteprüfungen wurden zur Beurteilung der Mikrostruktur und zur Bestimmung der Grenzflächeneigenschaften eingesetzt. Bei 760 °C trat zwischen Al und den beschichteten sowie unbeschichteten Cu-Stäben keine metallurgische Bindung auf. Im Vergleich zur unbeschichteten Probe, die bei 790 °C gegossen wurde, ließ sich jedoch eine verbesserte metallurgische Bindung beobachten, da die Oberfläche des Cu-Stabs bei steigender Gießtemperatur anfing, sich aufzulösen. Durch vorheriges Schmelztauchen wurde bei 790 °C eine gleichmäßige und durchgehende Grenzfläche erreicht. Die Bildung von θ-Al2Cu und h2-AlCu an den Grenzflächen konnte anhand der Ergebnisse der XRD- und EDX-Untersuchungen nachgewiesen werden. Die Grenzflächenhärte wurde bei der Phase θ-Al2Cu mit 422 HV0.01 und bei der Phase h2-AlCu-697 mit HV0.01 bestimmt.

Bibliographie
S. Acar, R. Gecü, A. Kisasöz, K. A. Güler, and A. Karaaslan (2018). A Study on Al/Cu Bimetal Production by Lost Foam Casting. Practical Metallography: Vol. 55, No. 11, pp. 728-740
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ISSN 0032-678X