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Abbildungen: Otto Fuchs A L U M I N I U M I M A U t o M o b I L
Hochfeste Aluminium-Fahrwerksteile
mit optimaler topologie
G. Proske, J. Krämer, Meinerzhagen
Die hohen Energiekosten und die
Forderung nach CO2-Reduktion lassen den Leichtbau und die
Leichtmetalle noch stärker in den
Fokus der Konstrukteure rücken.
Um die Bauteilabmessungen bzw.
-querschnitte zu reduzieren und
somit Gewicht zu sparen, ist der
Einsatz von immer höherfesten
Legierungen erforderlich. Darüber
hinaus bedarf es entsprechender
Konstruktionstools, um die Bauteile
optimal bezüglich Spannung
und Topologie auszulegen.
Geschmiedete Aluminiumbauteile
haben sich in zahlreichen Anwendungen
in der Automobilindustrie
fest etabliert. Durch den Einsatz von
stranggepresstem Vormaterial und
den nachfolgenden Schmiedeprozess
wird ein poren- und lunkerfreies Gefüge
eingestellt. Dieses Gefüge in Verbindung
mit der abschließenden Wärmebehandlung
führt zu Bauteilen mit
ausgezeichneten statischen und dynamischen
Festigkeitseigenschaften in
Kombination mit guter Duktilität und
Zähigkeit.
Die Otto Fuchs KG mit Sitz in Meinerzhagen
fertigt seit etwa 40 Jahren
geschmiedete Komponenten aus
Aluminiumlegierungen der 6000er
Serie für die Automobilindustrie
und ist Marktführer im Bereich geschmiedeter
stabförmiger Fahrwerksteile
wie Querlenker, Zug- und Druckstreben
(Abb. 1).
In Europa wird hauptsächlich die
Legierung EN AW-6082 = EN AW-
AlSi1MgMn = Otto Fuchs(OF-)Legierung
AS10 gemäß DIN EN 573-3 [1]
Abb. 1: Geschmiedete Aluminium-Fahrwerksteile
der Otto Fuchs KG
Tab. 1: Festigkeitsklassen der Aluminiumlegierungen EN AW-6082 T6 und EN AW-6110A T6
und DIN EN 586-2 [2] verwendet. Bedingt
durch steigende Anforderungen
an die geschmiedeten Fahrwerkskomponenten
konnten die garantierten
Mindestwerte dieser Legierung im
voll wärmebehandelten Zustand (T6 =
lösungsgeglüht, abgeschreckt und maximal
ausgehärtet) im Laufe der Jahre
durch Optimierung der gesamten
Prozesskette (Gießen, Strangpressen,
Schmieden und Wärmebehandlung)
ausgehend von der Festigkeitsklasse
F31 über F34 auf mittlerweile F38
(Tab. 1) gesteigert werden.
Anfang der neunziger Jahre wurde
von Otto Fuchs der Werkstoff EN AW-
6110A = EN AW-AlMgSiCu = AS28
entwickelt [3]. Auch für diesen Werkstoff
konnten im Laufe der Jahre die
garantierten Mindestwerte aufgrund
von Prozessoptimierungen ausgehend
von F38 auf F42 erhöht werden.
Neben diesen beiden seit Jahren
von Otto Fuchs erfolgreich eingesetzten
Legierungen wird seit kurzem der
Werkstoff AS29 angeboten. Hierbei
handelt es sich um eine Eigenentwick-
Abb. 2: Roh- und Fertigteil einer Zugstrebe
aus der OF-Legierung AS29
lung auf Basis der Legierung AS28 =
EN AW-6110A. Nachfolgend werden
die Eigenschaften dieser Legierung im
Vergleich zu den Werkstoffen AS10
und AS28 vorgestellt. Ziel war eine
weitere Steigerung der statischen Festigkeit
auf F45 und der dynamischen
Festigkeit bei ausreichender Duktilität
und Korrosionsbeständigkeit. Alle
Eigenschaften wurden an Proben
aus Zugstreben (Abb. 2) oder an den
Zugstreben selber ermittelt, die unter
Serienbedingungen geschmiedet und
wärmebehandelt wurden. Die Untersuchungen
erfolgten im Zustand T6.
Die an den Zugstreben aus dieser
Legierung ermittelten Streckgren-
Abb. 3: Typische Festigkeitswerte der Zugstreben aus den OF-Legierungen AS10,
AS28 und AS29 im voll ausgehärteten Zustand
34 ALUMINIUM · 9/2009