Summary
A possibility to reduce weight in lightweight constructions is the usage of magnesium instead of the typically used leight-weight material aluminium. Magnesium is more than 30 % lighter than aluminium. However, the biggest problem of magnesium is the bad corrosion behaviour. One approach of corrosion protection is coating with aluminium by roll-bounding. This paper gives an introduction into the assembly process of roll bounded Mg(AZ31)-Al(1050) composites and a parameter optimisation by analysing the adhesion. An explanation of the testing methods is also given.
Zusammenfassung
Eine Optimierungsmöglichkeit im stofflichen Leichtbau liegt im Austausch des gängigen Werkstoffes Aluminium mit dem um rund 30 % leichteren Magnesium. Dabei stellt die hohe Korrosionsneigung des Magnesiums die größte Problematik dar. Ein möglicher Lösungsansatz ist das in dieser Arbeit behandelte Walzplattieren mit dünnen, korrosionsbeständigen Aluminiumblechen. Es wird die Herstellung des Mg(AZ31)-Al(1050)-Verbundes erläutert, wobei der Fokus auf der Verarbeitbarkeit des hexagonal aufgebauten Magnesiums liegt. Ergebnisse aus Warmwalzversuchen ermöglichen es, optimierte Plattierparameter für den Umformprozess festzulegen. Technologische Werkstoffprüfverfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit und des Umformvermögens (z. B. Schälversuche) zeigen, dass unter den ermittelten Bedingungen feste, gut verformbare Werkstoffverbunde entstehen.
Similar content being viewed by others
Literaturverzeichnis
Buchmayr, B.: Fertigungstechnischer Leichtbau, Austrian Light Weight Structures, Seminar, Wien (2007)
Degischer, H.P., und S. Lüftl: Leichtbau, Prinzipien Werkstoffwahl und Fertigungsvarianten. Wiley-Verlag, ISBN 978-3-527-32372-2, (2009)
Neugebauer, R., R. Glaß, M. Popp und D. Nickel: Umformende Herstellung von Al/Mg-Werkstoffverbunden, Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 40, No 7 (2009)
Kittner, K., B. Awiszus, T. Lehmann, M. Stockmann und J. Naumann: Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Herstellung von stranggepressten Aluminium/Magnesium-Werkstoffverbunden und zur Festigkeit des Interface, Mat.-wiss. u. Werkstofftech., 40, No 7 (2009)
Yan, Y.B., Z.W. Zhang, W. Shen, J.H. Wang, L.K. Zhang und B.A. Chin: Microstructure and properties of magnesium AZ31B-aluminium 7075 explosively welded composite plate, Materials Science and Engineering A 527 (2010) 2241–2245
Kammer, C.: Magnesium Taschenbuch, Aluminium-Verlag, ISBN 3–87017-264-9, 2001
Kleiner, S.: Magnesium und seine Legierungen, Feinstbearbeitung technischer Oberflächen – 6. Internationales IWF-Kolloquium, (2002)
Vogel, M.: Mikrostruktur und Kriechverhalten von Magnesium-Druckgusslegierungen im System Mg-Zn-Al-Ca, Dissertation, Universität Stuttgart, (2002)
DIN 50101–2 (1979–09) Prüfung metallischer Werkstoffe; Tiefungsversuch an Blechen und Bändern mit einer Breite von mind. 90 mm (nach Erichsen)
Fuh-Kuo, C., H. Tyng-Bin und C. Chih-Kun: Deep drawing of square cups with magnesium alloy AZ31 sheets, International Journal of Machine Tools & Manufacture 43, (2003) 1553–1559
Buchner, M.: Bestimmung der Einflussfaktoren auf die Haftfestigkeit von Aluminium-Stahl-Verbundblechen, Dissertation, Montanuniversität Leoben, (2008)
Schmidtchen, M., M. Spittel, H. Eisentraut, P. Neuhas, W. Schubert und R. Theile: Walzplattieren – Technologie- und Eigenschaftsoptimierung durch numerische Simulation, 6. Sächsische Fachtagung Umformtechnik (1999), S. 194–209
Danesh Manesh, H., und H. Sh. Shahabi: Effective parameters on bonding strength of roll bonded Al/St/Al multilayer strips, Journal of Alloy and Compounds 476 (2009) 292–299
Lange, K.: Umformtechnik, Handbuch für Industrie und Wissenschaft, Band 4, ISBN 3-540-55939-6
Hirsch, J.: Walzen von Flachprodukten, ISBN 3-527-30322-7
Buchner, M., B. Buchmayr, C. Bichler und F. Riemelmoser: Verbesserte Leistungsfähigkeit von walzplattierten Aluminium-Stahl-Werkstoffen, Tagungsband: Neue Wege zum wirtschaftlichen Leichtbau. EFB-Kolloquium Blechverarbeitung, (2007)
Krenkl, W.: Verbundwerkstoffe: 17. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, Bayreuth (2009), ISBN 978-3-527-32615-0
**dal, V., und V. C. Srivastava: Growth of intermetallic layer at roll bonded IF-steel/aluminium interface, Journal of Materials Processing Technologie, Volume 195 (2010) 88–93
Liu, X.B., R.S. Chen und E.H. Han: Preliminary investigation on the Mg-Al-Zn/Al laminated composite fabricated by equal channel angular extrusion, Journal of Materials Processing Technology, 209 (2009) 4675–4681
EN ISO 7799: Metallische Werkstoffe – Bleche und Bänder mit einer Dicke unter 3 mm – Hin- und Herbiegeversuch, (1995)
Chen, M.C., M.C. Hsieh und W. Weite: The evolution of microstructures and mechanical properties durcing accumulative roll bodnding of Al/Mg composite, Journal of Alloys and Compounds, 416 (2006) 169–172
Takuda, H., T. Yoshii und N. Hatta: Finite-element analysis of the formability of a magnesium-based alloy AZ31 sheet, Journal of Materials Precessing Technology, 89–90 (1999) 135–140
Doege, E., und K. Dröder: Sheet metal forming of magnesium wrought alloys – formability and process technologie, Journal of Materials Processing Technology, 115 (2001) 14–19
Lee, Y.S., M.C. Kim, S.W. Kim, Y.N. Kwon, S. W. Choi und J. H. Lee: Experimental and analytical studies for forming limit of AZ31 alloy on warm sheet metal forming, Journal of Materials Processing Technology, 187–188 (2007) 103–107
Bae, J.H., A.K. Prasada Rao, K.H. Kim und N.J. Kim: Cladding of Mg alloy with Al by twin-roll casting, Scripta Materialia, 64 (2011) 836– 839
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Schlögl, C., Planitzer, C., Harrer, O. et al. Herstellung und Umformbarkeit walzplattierter Magnesium(AZ31)-Aluminium(1050)-Verbunde. Berg Huettenmaenn Monatsh 156, 249–254 (2011). https://doi.org/10.1007/s00501-011-0003-6
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00501-011-0003-6