Tailored Tempering von 7xxx-Aluminiumlegierungen

Zur Senkung des Gewichtes von Automobilkarosserien werden vermehrt Leichtbauwerkstoffe sowie belastungsangepasste Bauteile verwendet. Ein Beispiel hierfür sind partiell formgehärtete B-Säulen aus 22MnB5. Das Leichtbaupotenzial kann durch den Einsatz von Aluminiumlegierungen der 7xxx-Reihe allerdings weiter gesteigert werden. Dabei ist es bei der Verwendung von kupferhaltigen Legierungen ebenfalls die Herstellung belastungsangepasster Bauteile möglich. Hierzu wird die Abschrecksensitivität der Werkstoffe nach dem Lösungsglühprozess genutzt. Durch die Änderung der Abschreckrate werden die späteren mechanischen Eigenschaften des Bauteils beeinflusst. So werden mit steigender Abschreckgeschwindigkeit höhere Festigkeiten erreicht. Um diesen Effekt in einem Bauteil nutzen zu können, ist allerdings ein partielles Abschrecken der Platinen notwendig. Neben der Einstellung der mechanischen Eigenschaften kann der Abschreckprozess ebenfalls genutzt werden, um die Umformbarkeit der Legierungen zu steigern. Nach dem Abschrecken befindet sich das Material im sogenannten W-Temper Zustand, der sich durch eine erhöhte Duktilität und Umformbarkeit auszeichnet. Allerdings ist dieser Zustand instabil, so dass bereits direkt nach dem Abschrecken eine Kaltauslagerung einsetzt. Diese führt zu einer Festigkeitssteigerung und damit einhergehend zu einer Reduzierung der Umformbarkeit.

Ziel des Projektes ist es eine Prozessroute zu entwickeln, mit der belastungsangepasste Bauteile aus kupferhaltigen 7xxx-Aluminiumlegierungen hergestellt werden können. Dazu wird der Einfluss eines partiellen Abschreckens auf die Bauteileigenschaften wie Härte, Festigkeit und Dehnung untersucht. Hierfür wird ebenfalls eine angepasste Wärmebehandlung ermittelt, die an den kathodischen Tauchlackierungsprozess der Automobilindustrie angepasst ist. Des Weiteren wird der Einfluss der Abschreckgeschwindigkeit sowie der anschließenden Kaltauslagerungsdauer auf die Umformbarkeit untersucht.