Im Fokus - ZVO

18 ZVOreport Ausgabe 4 – August 2009
Im Fokus
Fachaufsatz
Die Bedeutung des
im Automobilbau
Neben den bekannten Stahlwerkstoffen
und deren Entwicklungen haben sich
schon seit Langem Kunststoffe und
Aluminiumlegierungen für die Realisierung
von Leichtbauprinzipien etabliert.
Als relativ junger Werkstoff mit
alter Vergangenheit sind jedoch in den
letzten 15 Jahren auch die Magnesiumlegierungen
wieder in den Blickpunkt
der Entwicklungsabteilungen der
Automobilhersteller, aber auch anderer
Industriezweige getreten.
❯ Es sind vor allem die Magnesiumgusslegierungen,
die im heutigen Automobilbau
eine wichtige und nicht mehr wegzudenkende
Rolle spielen.
Auch bei neuen Antriebskonzepten
wird dem Leichtbau besondere Beachtung
geschenkt. Bei Hybridantrieben
muss neben dem Gewicht des zusätzlichen
Elektromotors auch das der Strom
speichernden schweren Batterie ausgeglichen
werden. Nur bei verringertem Gesamtgewicht
können auch die Stromquellen
kleiner werden und die alternativen
Antriebskonzepte wirtschaftlich arbeiten.
Mit einem kurzen historischen Rückblick
auf die Anfänge des Magnesiumeinsatzes
wird übergeleitet zu den wichtigsten
Eigenschaftsprofilen der Guss- und
Knetlegierungen.
Neben den bereits heute bekannten
vielfältigen Einsatzgebieten von Gusslegierungen
sollen auch zukünftige Aspekte
für den Einsatz von Knetlegierungen und
deren besondere Problematik aus der
Sicht der Oberflächenbehandlung vorgestellt
werden.
Kurzer historischer Rückblick
Bei der Auflistung von beispielhaften Anwendungen
der Magnesiumlegierungen
kommt man um die Nennung des VW-
Konzerns und im Speziellen um den VW
Käfer nicht umhin. Bereits in den Vierzigerjahren
des vergangenen Jahrhunderts
wurden in diesem Auto rund 20 Kilo-
gramm Magnesiumguss verbaut. Grund
war damals schon der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen
für die Anwendung am
Heckmotor des VW Käfer, um so eine ausgewogene
Gewichtsverteilung zwischen
Vorder- und Hinterachse zu erzielen.
Der Höhepunkt des Magnesiumeinsatzes
wurde 1971 mit der Verarbeitung von
etwa 42.000 Tonnen Magnesiumguss im
VW-Konzern erreicht [1].
Diesem steilen Anstieg folgte ein dramatischer
Absturz der Magnesiumproduktion.
Grund waren die ungenügende
Korrosionsbeständigkeit der vorhandenen
Magnesiumlegierungen bei der Einführung
von wassergekühlten Motoren
und die Verlagerung des Motors in den
vorderen Teil der PKW.
Auch andere Automobilhersteller setzten
auf das Leichtmetall Magnesium. So
wurden in den 1950er-Jahren zahlreiche
Karosserien bzw. Karosserieteile aus Magnesiumknetlegierungen
hergestellt. Beispiele
dafür sind der Jaguar Mark VII aus
dem Jahre 1957 und der Mercedes-Benz
300 SLR mit einer Magnesium-Elektron-
Karosserie aus dem Jahre 1955.
Heute beträgt die Menge an Magnesiumgusslegierungen,
beispielsweise im
VW Passat, rund 1,4 Kilogramm, und
Motivationen, diesen Anteil weiter zu erhöhen,
gibt es in ausreichender Zahl. Mit
dem Anstieg der Rohölpreise, der Forderung
nach verringertem CO 2 -Ausstoß,
dem stetigen Anstieg der Leergewichte
der PKW auf Grund umfangreicher Sonderausstattungen
und Sicherheitspakete
ist auch die Leichtbauweise als Konstruktionsprinzip
wieder verstärkt in den Fokus
der Entwicklungsabteilungen getreten.
Die Gewichtsentwicklung im PKW-Bau
der letzten 30 Jahre (Abbildung 1) macht
dieses Erfordernis deutlich. Ebenso deutlich
geht aus dieser Abbildung aber auch
hervor, dass erste positive Trends erkennbar
sind.
Eng verbunden mit der Anwendung
dieser Prinzipien ist natürlich der Einsatz