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A L U M I N I U M I M A U t o M o b I L Produktion bei Atag Production at Atag diesem Hintergrund richtet sich die KS Aluminium-Technologie (Atag) stärker auf die Volumenfertigung von Aluminium-Zylinderkurbelgehäusen speziell für kleine Hochleistungsmotoren aus. Die weitere Optimierung der dieselmotorischen Verbrennung, aber auch die Benzindirekteinspritzung mit Abgasturboaufladung oder Kompressor beim Ottomotor lassen die Zünddrücke und damit speziell die Lagerstuhlbeanspruchung weiter steigen. Andererseits verstärken die stetige Reduzierung von Hubraum und Zylinderzahl den Kostendruck, dies verlangt möglichst kostengünstige Bauteilkonzepte. Verfahrensbedingt eignet sich gerade der Druckguss für eine kosteneffiziente Massenfertigung, doch liefert herkömmlicher Druckguss nicht die erforderliche Bauteilqualität. Atag stellte bereits zur IAA 2007 mit ihrem „Modularen Druckgusskonzept“ Lösungen zur Festigungssteigerung downgesizter Zylinderkurbelgehäuse vor. Basierend darauf entwickelte das Unternehmen Kurbelgehäuse für einen kleinen R4- Zylinder-DI-Dieselmotor mit einem Zünddruck von mehr als 200 bar. Die erforderliche statische und dynamische Festigkeitssteigerung basiert dabei auf uneingeschränkt wärmebehandelbarem Druckguss. Dieser beinhaltet neben zahlreichen Einzelmaßnahmen eine optimal behandelte Schmelze, eine stark evakuierte Druckgießform und ein innovatives Formkühlungskonzept. Die geringen Gaseinschlüsse entsprechen einem niedrigen Porositätsgrad auf Kokillengussniveau. Dies ist eine Grundvoraussetzung für höhere Festigkeit und deren weiterer Steigerung mittels einer Wärmebehandlung. Die geringe Porosität im Zylinderbohrungsbereich eröffnet zudem die Option einer Laufflächenbeschichtung. Darüber hinaus hat Atag ein innovativesSchwerkraft-Kippgießverfahren entwickelt, das den besonderen Anforderungen hoch beanspruchter Motoren gerecht wird. Hintergrund ist hier, dass sich Gusslegierungen in Form hochwertiger AlSiMg- Primärlegierungen im Motorbetrieb großer Anforderungen hinsichtlich der thermomechanischen Festigkeit gegenübersehen. Die heutigen Anforderungen an die Lebensdauer von Motoren können nur mit einem äußerst feinen Gussgefüge lokal im engine displacement and number of cylinders has stepped up cost pressure and called for components engineered for maximum cost efficiency. In terms of manufacturing process, pressure die-casting is ideal for highvolume, low-cost production, albeit in its conventional form failing to deliver the necessary component quality. Already at the IAA 2007, Atag presented in the form of its modular die-casting strategy a number of options including some for enhancing the strength of downsized engine blocks. On the basis of this particular modular option, the company has developed engine blocks for a small inline 4-cylinder diesel engine with an ignition pressure that breaks the 200-bar barrier. The necessary gain in strength (both static and dynamic) is based on the use of diecast parts with unlimited heat-treatability. This is the outcome of, besides numerous individual measures, optimum melt treatment, a largely evacuated die, and an innovative die-cooling system. The much reduced gas occlusions signify a low level of porosity on a par with permanent-mould casting. In fact, this is 24 ALUMINIUM · 9/2009
S P E C I A L A L U M I N I U M I M A U t o M o b I L a prime requisite for added strength which is further enhanced through heat treatment. Moreover, the slight porosity in the cylinder bore zone opens up the option of coating the working surface. Furthermore, Atag has developed an innovative inhouse gravity tilt casting technique intended for the special operating environment of high-duty engines, as aluminium in the form of aluminium castings from high-grade AlSiMg primary alloys poses vast challenges regarding thermal strength. Durability benchmarks are only addressable with the aid of an extremely fine microstructure in the combustion zone of the fire deck. One solution to this problem is the new gravity tilt casting process as it guarantees a largely low-turbulence mould-filling at the camshaft end and a rising layer-by-layer filling of the mould promoted by the tilting action. A decisive factor is the highly intense chilling of the combustion zone at the fire deck side. The achievable low dendrite arm spacing reaches benchmark level. Another plank in the Atag business strategy of reducing dependency on engine products is the casting of large and technologically challenging chassis/suspension parts in aluminium, a move that will bolster the company’s automotive business. Sectional view of cylinder head cast by gravity tilt casting technique Brennraumbereich des Feuerdecks erfüllt werden. Das neue Schwerkraft-Kippgießverfahren trägt zur Problemlösung bei, indem es für eine weitgehend turbulenzarme Formfüllung auf der Nockenwellenseite und eine vom Kippvorgang begünstigte, schichtend steigende Füllung der Kokille sorgt. Von entscheidender Bedeutung ist dabei eine höchst intensive Abschreckung des Brennraumbereichs auf der Feuerdeckseite. Hierbei erreicht der A U t o M o t I v E Mit ihrem modularen Druckgusskonzept steigert Atag die Festigkeit downgesizter Zylinderkurbelgehäuse Atag has developed the modular die-casting concept for enhancing the strength of downsized engine blocks erzielbare, geringe Dendritenarmabstand Atag zufolge „Benchmarkniveau“. Zukünftig soll ein gänzlich neues Produktfeld das Atag-Geschäft unabhängiger vom Antriebskonzept machen. Dazu gehört beispielsweise das Gießen großer und komplexer, mithin gießtechnisch herausfordernder Fahrwerksteile aus Aluminium. Mit dieser Neuausrichtung wird das Unternehmen sein Automotive-Geschäft weiter stärken. ■ ■ 25 ALUMINIUM · 9/2009 ALUMINIUM · 9/2009 25
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