Magnesium vs. Aluminium HPDC: Die 7 Hauptunterschiede vom Material bis zum Verfahren

Als die beiden wichtigsten Leichtmetalle in der modernen Industrie spielen Magnesium- und Aluminiumlegierungen eine entscheidende Rolle im Druckgussverfahren (HPDC). Obwohl ihre Verarbeitungsabläufe ähnlich erscheinen, erfordern die enormen Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften grundlegend unterschiedliche Ansätze – von der Auswahl der Ausrüstung und den Prozessparametern bis hin zur Formkonstruktion.

Als Experten mit tiefen Wurzeln in der Gussindustrie bieten wir hier eine detaillierte Analyse der sieben Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Legierungen im HPDC-Verfahren.

1. Materialeigenschaften und Schutz vor geschmolzenem Metall

• Schmelzpunkt:Magnesiumlegierungen haben einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt (ca. 430–630 °C) im Vergleich zu Aluminiumlegierungen (ca. 580–670 °C).

• Schmelzschutz:Magnesium ist extrem reaktiv und entzündet sich bei hohen Temperaturen leicht. Daher müssen seine Schmelz- und Warmhalteprozesse durch ein Schutzgas wie SF₆ geschützt werden. Aluminium hingegen bildet schnell eine dichte, stabile Aluminiumoxidschicht (Al₂O₃) auf seiner Oberfläche, die einen natürlichen Schutz bietet und im Allgemeinen kein spezielles Schutzgas benötigt.

2. Fluidität und Prozessparameter

• Flüssigkeit:Magnesiumlegierungen weisen eine höhere Fließfähigkeit auf, sodass sie dünnwandige und komplexe Hohlräume effektiver füllen können.

• Einspritzdruck:Dank seiner hervorragenden Fließfähigkeit erfordert Magnesium-HPDC niedrigere Einspritzdrücke (40–100 MPa) als Aluminium (80–120 MPa), was zu einer längeren Lebensdauer der Form beitragen kann.

• Füllgeschwindigkeit:Aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit erstarrt Magnesium schnell. Daher sind extrem hohe Angussgeschwindigkeiten (bis zu 100 m/s) erforderlich, um Defekte wie Kaltverklebungen zu vermeiden.

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3. Der entscheidende Unterschied bei der Geräteauswahl

Dies ist einer der praktischsten Unterschiede. Da Magnesium Eisenkomponenten (wie Schwanenhals und Kolben) weit weniger aggressiv angreift als Aluminium und aufgrund seines niedrigeren Schmelzpunkts:

• Kleine bis mittelgroße Magnesiumteilewerden oft mit hocheffizientenWarmkammer-Druckgussmaschinen.

• Aluminiumteile und größere Magnesiumteileerfordern allgemein die Verwendung vonKaltkammer-Druckgussmaschinen.

4. Matrizendesign und Kühlung

• Die Temperaturen:Die Betriebstemperatur für Magnesiummatrizen (150–250 °C) ist niedriger als die für Aluminiummatrizen (200–300 °C).

• Kühlsystem:Die geringe Schmelzwärme und die schnelle Erstarrung von Magnesium erfordern ein hocheffizientes Kühlsystem für die Form (oftmals unter Verwendung von Thermoöl zur Temperaturregelung), um die Wärme schnell abzuführen und die Zykluszeiten zu verkürzen.

5. Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenbehandlung

Magnesium hat ein sehr niedriges Standardelektrodenpotential und ist daher chemisch deutlich weniger stabil als Aluminium. Daher benötigen Magnesium-Druckgussteile fast immer eine Oberflächenbehandlung – wie Passivierung, Elektrotauchlackierung oder Lackierung –, um die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit zu erfüllen. Aluminium weist aufgrund seiner selbstpassivierenden Oxidschicht in den meisten Umgebungen eine gute natürliche Korrosionsbeständigkeit auf.

6. Sicherheits- und Umweltbelange

Der Magnesiumproduktionsprozess erfordert strenge Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen (Magnesiumpulver ist entflammbar; geschmolzenes Metall reagiert heftig mit Wasser). Darüber hinaus ist das herkömmliche Schutzgas SF₆ ein starkes Treibhausgas, weshalb die Industrie nach umweltfreundlicheren Alternativen sucht.

7. Anwendungen & Kosten

Dank seines extrem geringen Gewichts, seiner hervorragenden EMI-Abschirmung und seiner vibrationsdämpfenden Eigenschaften wird Magnesium häufig in der 3C-Elektronik, in Autolenkrädern und in Instrumententafeln eingesetzt. Aluminium, bekannt für seine ausgereifte Verarbeitung, seine hervorragenden Allround-Eigenschaften und seine Kosteneffizienz, dominiert Anwendungen wie Automobilstrukturteile und Motorblöcke.

Unsere professionelle Perspektive

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