Herstellung neuartiger Al-Verbundwerkstoffe zur Anwendung in Gleitlagern

Aktuelle und zukunftige Motorenkonzepte zielen in hohem Mase auf steigende Leistungsdichten bei gleichzeitiger Reduzierung von Emissionsausstos und Treibstoffverbrauch ab. Die thermomechanischen Belastungen von Gleitlagern als wichtige Motorenkomponenten werden dadurch signifikant erhoht. Konventionelle Gleitlagerwerkstoffe sowie Verfahren zur Vormaterialherstellung stosen zunehmend an ihre Grenzen. Die Herstellung von Aluminium-Verbundwerkstoffen als Vormaterial zur Gleitlagerfertigung erfolgt derzeit durch verschiedene Plattierverfahren wie z. B. Walzplattieren. Dies erfordert einerseits einen hohen prozesstechnischen Aufwand zur Vorbereitung der Verbundpartner und limitiert andererseits den Einsatz hoherfester Aluminiumlegierungen aufgrund des eingeschrankten Umformvermogens. Deshalb wird am Lehrstuhl fur Umformtechnik und Giesereiwesen (utg) der Technischen Universitat Munchen ein neuartiges Herstellungsverfahren auf der Basis der horizontalen Stranggiestechnologie entwickelt. Ziel ist die Zusammenfuhrung der Fertigungsschritte Urformen und Fugen zu einem einzigen Prozessschritt. Das neue Verfahren soll sowohl zu einer Verbesserung des Werkstoffverbundes fuhren als auch den Einsatz hoherfester Aluminiumlegierungen ermoglichen. Im Rahmen des Beitrags werden die wesentlichen Schritte der Verfahrensentwicklung dargestellt. Die Ermittlung der notwendigen Parameter zur Bildung eines metallischen Verbundes erfolgt mit Hilfe grundlegender Giesversuche. Diese Erkenntnisse dienen als wichtige Eingangsgrosen fur eine anschliesende simulationsgestutzte Verfahrensentwicklung. Auf der Grundlage von Simulationsstudien konnen konkrete Handlungsempfehlungen zur Auslegung der Anlagen- und Prozesstechnik einer Pilotanlage gegeben werden. Diese Vorgehensweise erlaubt eine systematische Verfahrenserprobung und -optimierung sowie eine Validierung der Simulationsergebnisse.