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DI Gerhard SchindelbacherÖsterreichisches Gießerei-Institut
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Projektaktivitäten ÖGI
Schmelz-Schweißverbindungen
Ziel: Charakterisierung von Multimaterial-Schweißverbindungen und Unterstützung in der Einführung von Mg-Blechen. Die Charakterisierung umfasst mechanische und physikalische Prüfungen sowie Korrosions-/Alterungsuntersuchungen (auch unter Berücksichtigung von Beschichtungen)
Status: Probenfertigung, Materialbeschaffung
MaterialpaarungMg, AZ 31 oder AZ 91, Blech Mg, AZ31 oder AZ 91, Blech
Mg, AZ 31 oder AZ 91, Guss
Al 7075, Blech Al 7075, Blech
Al226, Guss
Mg AZ 31 oder AZ 91, Blech
AZ 91, Guss
Stahl, Blech Al 7075, Blech
Al 226, Guss
Titan (Ti 6-4), Blech Stahl, Blech
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Reibschweißverbindungen
Ziel: Substitution von gebohrt-geschraubten Verbindungselementen (Bolzenverbindung) durch mittels Reibschweißen verankerte Verbindungselemente
Werkstoffe: Grundmaterial: Al-Legierung 226, Material des Verbindungselementes: Al 7075 und/oder Stahl
Prüfung: Die Funktionalität der Verbindung wird mittels statischer Ausziehtests, Untersuchungen der Verbindungsdauerfestigkeit und in Korrosionsuntersuchungen betrachtet.
Status: Auslegung der Geometrie der Verbindungselemente, Probenfertigung
Projektaktivitäten ÖGI
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Klebeverbindungen /1/
Ziel 1: Herstellung und Charakterisierung von Klebeverbindungen
hinsichtlich mechanischer, physikalischer und chemischer Kennwerte
sowie deren Alterungsbeständigkeit.
Interesse: E-Car, Kühler, Fahrwerksteile
Status: Probenfertigung
CFK Mg, Blech
Mg, Guss
Al, Blech
Al, Guss
Ti, Blech
Stahl, Blech
Stahl,Guss
CFK X
Mg, AZ 31, Blech
X
Mg, AZ 91, Guss
X X
Al 7075, Blech X X X X
Al 226, Guss X X X X X
Ti 6-4, Blech X X X X
Stahlblech X X X X X
Stahlguss X X X X X X
Projektaktivitäten ÖGI
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Klebeverbindungen /2/
Ziel 2: Alternative Technologie für geschweißte Fachwerkkonstruktionen
Interesse: Fahrwerks-Rahmenkonstruktion
Es werden Gussknoten aus Stahlfeinguss mittels Klebeverbindung zu Rahmenelementen aus CFK vergleichend zu geschweißten Konstruktionen untersucht.
Die Anbindungsbereiche werden mit verschiedenen Oberflächenstrukturen zur Verbesserung der Klebeleistung versehen und analysiert.
An den Verbindungen werden mechanische (stat. und dyn.) Kennwerte ermittelt sowie die Korrosions-/Alterungsbeständigkeit im beschichteten Zustand untersucht.
Status: Auslegung und Erstmusterfertigung. Die Durchführung erfolgt im Rahmen einer Diplomarbeit (Beginn: 01/2010).
Projektaktivitäten ÖGI
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Gussintegration
Ziel: Lokale Verstärkung kritischer Bauteilbereiche für im Druckguss und Niederdruckguss hergestellt Bauteile
Werkstoffe: Al-Legierung 226 mit Carbon-, Glas- und Basalt-Gewebe
Status: Beschichtungsversuche der Gewebeproben abgeschlossen (die Beschichtung dient der Haftungsvermittlung), Eingießversuche in Vorbereitung
Projektaktivitäten ÖGI
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Funktionsoberflächen auf Gussteilen
Ziel: Lokale Verbesserung der Bauteiloberflächeneigenschaften und Substitution von Subbauteilen durch lokales Werkstoffengineering
Interesse: Bauteilsubstitution und Serienfähigkeit
Werkstoffe: Al-Legierung 226 mit verschiedenen funktionssteigernden Materialien
Status: 1. Durchlauf zur Einengung der Verfahren und der Materialverianten fertig, Paarung ausgewählt und Probenfertigung für Analyseproben im Laufen
Projektaktivitäten ÖGI
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Ziel ist die Entwicklung eines zeitraffenden Alterungstests auf elektrochemischer Basis für geklebte Materialverbunde
Verkürzung zur in Automotive-Bereich derzeit eingesetzten Alterungssimulation (VDA-Test) um den Faktor >4
Eingesetzte Materialen: Aluminiumlegierungen für Automotive-Anwendungen mit chromfreier
Vorbehandlungsschicht auf Silanbasis für langzeitbeständige, hochfeste Klebeverbindungen
Verzinkter Stahl mit und ohne neuartigen Korrosionsschutzprimer
ZYTEL® HTN51G35 HSLR BK 420: Mit 35% Kurzglasfaser verstärktes Hochleistungs-Polyamid, hitzestabilisiert und in der Hydrolyse-Unempfindlichkeit verbessert
Das Langzeitverhalten der beschleunigt gealterten Klebeverbunde wird über Zugscherprüfungen sowie Oberflächencharakterisierung der Bruchfläche bestimmt.
Projektaktivitäten OFI
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Eingesetzter Stahl: DC04, galvanisch verzinkt ZE50/50 (voestalpine Stahl) mit und ohne Korrosionsschutzprimer GardoProtect 9498 (Chemetall)
Derzeitiger Status:
Proben für vergleichenden VDA-Wechseltest 621-415 (10 Wochen) verklebt und ausgelagert.
Proben für verschärfte Freibewitterung (12 Monate) verklebt und ausgelagert.
Proben für Schnellalterung (Elektrochemische Alterung) verklebt, Beginn der Parameteruntersuchung: 01/10
Zusätzliche Fragestellungen zur Oberflächencharakterisierung, Haft- und Korrosionsverhalten: laufend (u.a. in Zusammenarbeit mit zfe)
Projektaktivitäten OFI
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Eingesetzte Al-Legierung: AW 7075, unplattiert und plattiert mit AW 7072. Vorbehandelt mit chromfreien Vorbehandlungssystem Oxsilan 9802 (Chemetall)
Derzeitiger Status:
Proben für vergleichenden VDA-Wechseltest 621-415 (10 Wochen) verklebt und ausgelagert. Zugscherprüfung erfolgt wöchentlich.
Proben für verschärfte Freibewitterung (12 Monate) verklebt und ausgelagert.
Proben für Schnellalterung (Elektrochemische Alterung) verklebt, Beginn der Parameteruntersuchung: 01/10
Zusätzliche Fragestellungen zur Oberflächencharakterisierung, Haft- und Korrosionsverhalten: laufend (ua. in Zusammenarbeit mit zfe)
Projektaktivitäten OFI
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WP1: Probenpräparation• Optimierung von Elektronenmikroskopischen Präparationstechniken für die Herstellung
von Querschnittsproben bei komplexen Materialverbunden (Metall-Polymer und Metall-Keramik)
• Verbesserung der Materialbeschichtungen für die Oberflächenuntersuchung mittels Penning-Sputtern
WP2: Schadensfall- und Fehleranalytik mit 3D-Methoden• Ganzheitlicher Ansatz bei der Fehler- und Schadensanalyse von Materialverbunden mit
elektronenmikroskopischer Analytik und tomographischer 3D-Analyse von Defekten in Automotive-Materialverbunden
WP3: Charakterisierung von korrosionschutzbeschichteten Stahl- & Aluminiumblechen
• Untersuchung von behandelten und gealterten beschichteten Blechen und deren Materialverbunden
• Dynamische mikroskopische Untersuchungen der Korrosionsvorgänge im ESEM• Untersuchung von Zirkon- oder Titan-hältigen Konversionsschichten auf der Oberfläche
von Aluminiumblechen
Projektaktivitäten ZFE
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WP4: Mikroskopische Materialanalysen für die Partner• Mikroskopische Materialanalytik für die Problemstellungen der Kooperationspartner• Oberflächen- und Mikroanalyse mittels Rasterelektronenmikroskopie und
Röntgenspektroskopie (EDX, WDX) • Kristallographische Charakterisierung von Materialverbunden mittels
Rückstreuelektronenbeugung (EBSD) • Topographie, Oberflächenrauhigkeiten mittels Infinite-Focus Lichtmikroskopie (IFM) und
Rasterkraftmikroskopie (AFM) • Präparation von Querschnittsproben von Beschichtungen mittels Focused-Ion Beam
Anlage (FIB)• Chemische Elementverteilungsbilder von Materialoberflächen mittels Infrarot- und
Ramanmikrospektrometrie• Nanoanalysen an Materialgrenzflächen mittels analytischer
Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Energiefilterungs-TEM (EFTEM)
Projektaktivitäten ZFE
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VW09002,-03,-04: Umfassende Literaturstudie über Verbindungsarten unterschiedlicher Materialpaarungen
Stahl- Titan Magnesium- Aluminium Magnesium- Magnesium Aluminiumguss mit Aluminium Knetlegierungen
VW09002: Vorbereitung der Laseranlage für Schweißversuche insbesondere für Laser-Pulverauftragsschweißen (Kapselung der Anlage gegen austretenden Pulverstaub und Argonschutz)
Projektaktivitäten SZA
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VW09006: Verbindungsversuche Stahl - Aluminium durch Sekundärschweißungen einer bestehenden Stahl- Aluminiumverbindung (Bimetall neuer Technologie)
Projektaktivitäten SZA
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VW09007: Aufbau einer Datenbank zur Analyse und Gewichtung der Fügeparameter. Festgehalten werden neben den Füge- parametern auch die genaue Materialzusammensetzung (ZFE)
Ab 1. 2. 2010 Beginn der Schweißversuche nach Lieferung der Proben vom ÖGI
Projektaktivitäten SZA
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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit