Aleación de colada a presión a base de Al-Si que presenta, en particular, aluminio secundario.

Aleación de colada a presión a base de Al-Si que presenta, en particular,

aluminio secundario, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta

del 6 al 12 % en peso de silicio (Si),

al menos el 0,3 % en peso de hierro (Fe),

al menos el 0,25 % en peso de manganeso (Mn),

al menos el 0,1 % en peso de cobre (Cu),

del 0,24 al 0,8 % en peso de magnesio (Mg) y

del 0,40 al 1,5 % en peso de cinc (Zn) y por que

la aleación de colada a presión presenta

de 50 a 300 ppm de estroncio (Sr) y/o

de 20 a 250 ppm de sodio (Na) y/o

de 20 a 350 ppm de antimonio (Sb)

así como al menos uno de los siguientes constituyentes en

como máximo el 0,2 % en peso de titanio (Ti);

como máximo el 0,3 % en peso de zirconio;

como máximo el 0,3 % en peso de vanadio (V);

y como resto aluminio así como impurezas inevitables debido a la producción, siendo la parte total de Fe y Mn en la aleación de colada a presión conjuntamente como máximo el 1,5 % en peso, el cociente de los porcentajes en peso de Fe y Mn de 0,35 a 1,5 y el cociente de los porcentajes en peso de Cu y Mg de 0,2 a 0,8.

Aleación de colada a presión a base de Al-Si que presenta, en particular, aluminio secundario La invención se refiere a una aleación de colada a presión a base de Al-Si que presenta, en particular, aluminio secundario.

Se pueden obtener aleaciones económicas de colada a presión, por ejemplo, a partir de chatarras de aluminio, sin embargo, por norma general contienen, de forma desventajosa, impurezas indeseadamente elevadas en forma de partes de aleación de hierro, cobre y cinc (documento EP1111077A1) . Esto conduce no solamente a un reducido potencial de ductilidad, sino que puede tener también influencias negativas sobre la resistencia así como la sensibilidad a temple rápido de la aleación de colada a presión. Por el estado de la técnica se conocen las más diversas medidas para la mutua ponderación de los elementos de la aleación así como diversas propuestas para adiciones por aleación −en particular para compensar con ello las influencias negativas de las impurezas−.

De este modo, por el documento JP9-003610 es conocida una aleación de colada a presión con del 5 al 13 % en peso de Si, con como máximo el 0, 5 % en peso de Mg, con del 0, 1 al 1, 0 % en peso de Mn y con del 0, 1 al 2, 0 % en peso de Fe. A este respecto, el Mn debe respaldar, por ejemplo, la configuración de cristales aciculares de Al-Fe-Si para evitar una reducción de la resistencia. Además, para obtener las propiedades de colada, el Mg se ha de mantener en un contenido lo más reducido posible de como máximo el 0, 5 % en peso. Las impurezas de Cu y Zn, tal como aparecen en aluminio secundario habitualmente en considerables cantidades, no son tenidas en cuenta en la aleación de colada a presión en el documento JP9-00361 0.

El documento DE102004013777B4 propone una aleación de colada con del 5 al 18 % en peso de Si, con del 0, 15 al 0, 45 % en peso de Mn, con del 0, 2 al 0, 6 % en peso de Fe, con del 0, 3 al 0, 5 % en peso de Mg, con eventualmente del 0, 1 al 0, 5 % en peso de Cu y con del 4 al 5 % en peso de Zn. El contenido de como máximo el 0, 5 % en peso de magnesio ha de evitar la generación de fases de Mg-Fe-'pi' para obtener de este modo la dilatabilidad. El Cu ha de mejorar la resistencia térmica de la aleación, habiéndose de limitar el contenido de cinc a del 4 al 5 % en peso para ajustar, de este modo, la resistencia y sensibilidad a temple rápido de la aleación. De forma desventajosa, sin embargo, una composición de este tipo de elementos de aleación, en particular debido al contenido comparativamente elevado de cinc, puede presentar una reducida resistencia a la corrosión, lo que puede conducir a limitaciones en cuanto a la técnica de seguridad de piezas producidas a partir de esto de colada a presión.

Además, por el documento DE102009012073A1 es conocida una aleación de colada a presión con del 9 al 11 % en peso de Si, con como máximo el 0, 6 % en peso de Fe, con del 0, 2 al 0, 6 % en peso de Mn, con del 0, 05 al 0, 4 % en peso de Cu, con del 0, 2 al 0, 35 % en peso de Mg y con como máximo el 0, 35 % en peso de Zn. Ciertamente, el documento DE102009012073A1 trata de aluminio secundario −por los límites inferiores ajustados de forma comparativamente reducidos de contenidos admisibles de Cu y Zn está comparativamente limitada la diversidad de aluminio secundario que se puede usar−. Además, una composición de este tipo no puede posibilitar una resistencia, ductilidad y colabilidad comparativamente elevadas, ya que Zn como impureza se ha de limitar a un grado reducido. Algo similar se conoce también por el documento DE102005061668A1, de acuerdo con el cual se ha de mantener el contenido de Zn en la aleación de colada a presión por debajo del 0, 05 % en peso.

Por lo tanto, el objetivo de la invención es crear, partiendo del estado de la técnica que se ha explicado al principio, una aleación de colada a presión a base de Al-Si que, a pesar del uso de aluminio secundario, pueda posibilitar piezas de colada a presión con elevadas exigencias en relación con resistencia, ductilidad y resistencia a reacción química, en particular resistencia a la corrosión. Además, esta aleación de colada a presión debe poder asegurar, en cuanto a la técnica de colada a presión, tanto una deformación compleja como una facilidad excelente de desmoldeo y ofrecer, en las piezas constructivas producidas a partir de la misma, una mecanizabilidad excelente.

La invención resuelve el objetivo planteado al presentar la aleación de colada a presión

del 6 al 12 % en peso de silicio (Si) ,

al menos el 0, 3 % en peso de hierro (Fe) ,

al menos el 0, 25 % en peso de manganeso (Mn) ,

al menos el 0, 1 % en peso de cobre (Cu) ,

del 0, 24 al 0, 8 % en peso de magnesio (Mg) y

del 0, 40 al 1, 5 % en peso de cinc (Zn)

y la aleación de colada a presión de 50 a 300 ppm de estroncio (Sr) y/o de 20 a 250 ppm de sodio (Na) y/o de 20 a 350 ppm de antimonio (Sb) ,

así como al menos uno de los siguientes constituyentes en como máximo el 0, 2 % en peso de titanio (Ti) ;

como máximo el 0, 3 % en peso de zirconio;

como máximo el 0, 3 % en peso de vanadio (V) ;

y como resto aluminio así como impurezas inevitables debido a la producción, siendo la parte total de Fe y Mn en la aleación de colada a presión conjuntamente como máximo el 1, 5 % en peso, el cociente de los porcentajes en peso de Fe y Mn de 0, 35 a 1, 5 y el cociente de los porcentajes en peso de Cu y Mg de 0, 2 a 0, 8.

Al admitir un % en peso comparativamente elevado de impurezas, tal como se propone también de acuerdo con la invención para hierro, cobre y cinc, se puede poner a disposición una aleación de colada a presión económica a base de Al-Si, debido a que esencialmente la parte de aluminio primario se reduce o incluso se prescinde del mismo por completo y, por tanto, el aluminio secundario se puede emplear en mayor medida para la generación de piezas de colada. No obstante, esto no es posible hasta que los constituyentes de aleación de la aleación de colada de acuerdo con la invención se fuerzan a límites particulares de contenido para aproximarse, con ello, a los parámetros conocidos del aluminio primario (por ejemplo: valores de resistencia, valores de ductilidad, resistencia a reacción química, mecanizabilidad y/o colabilidad) .

Fe, Mn:

De este modo, un cociente de los porcentajes en peso de Fe y Mn de 0, 35 a 1, 5 puede conducir a que, a pesar de un contenido de hierro comparativamente elevado, se pueda reducir claramente la formación de la fase β (por ejemplo: Al5FeSilAl8, 9Fe2Si2) en la estructura, que se deposita en forma de agujas finas. Se puede contar con una aparición aumentada de la fase α que puede estar presente a causa del contenido de manganeso de acuerdo con la invención del al menos el 0, 25 % en peso como Al15 (FeMn) 3Si2. Esta fase α cristaliza en forma globulítica y debido a su estructura compacta puede tener una influencia claramente más favorable sobre la ductilidad de lo que es conocido por las fases β aciculares. De este modo se puede asegurar una aleación de colada a presión con una ductilidad comparativamente alta. En general se menciona además que debido a esta proporción de Fe/Mn en combinación con elevadas velocidades de enfriamiento (por ejemplo: debido a una refrigeración acelerada) sus fases y, por tanto, su influencia sobre la estructura se pueden mantener comparativamente reducidas. Si adicionalmente se limita la parte total de Fe y Mn en la aleación de colada a presión a como máximo el 1, 5 % en peso, se puede reducir adicionalmente también la configuración de fases α gruesas incluso aunque se apliquen las velocidades de enfriamiento altas efectuadas habitualmente en procedimientos de colada a presión. Las especificaciones de concentración para Fe y Mn, por tanto, pueden favorecer en particular la ductilidad de la aleación de colada a presión.

Cu, Mg:

Mediante la inclusión y/o ajuste de un exceso de magnesio, al ser el cociente de los porcentajes en peso de Cu y Mg de 0, 2 a 0, 8, y teniendo en cuenta que se prevé al menos el 0, 1 % en peso de Cu y del 0, 24 al 0, 8 % en peso de Mg, se puede unir esencialmente el cobre presente en la fase Q (Al5Cu2Mg8Si6) que se forma preferentemente. Esta especificación de concentración, por tanto, puede evitar la formación de fases vulnerables a la corrosión tales como, por ejemplo, la fase tao (Al5Cu4Zn) o la fase theta (Al2Cu) , de tal manera que a pesar de porcentajes en peso comparativamente elevados de Cu, lo que se aprovecha de acuerdo con la invención para mejorar el termoendurecimiento de la aleación de colada a presión, se puede conservar también una elevada resistencia a la corrosión. Además, gracias a este... [Seguir leyendo]

1. Aleación de colada a presión a base de Al-Si que presenta, en particular, aluminio secundario, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta

del 6 al 12 % en peso de silicio (Si) , al menos el 0, 3 % en peso de hierro (Fe) , al menos el 0, 25 % en peso de manganeso (Mn) , al menos el 0, 1 % en peso de cobre (Cu) , del 0, 24 al 0, 8 % en peso de magnesio (Mg) y del 0, 40 al 1, 5 % en peso de cinc (Zn) y por que la aleación de colada a presión presenta de 50 a 300 ppm de estroncio (Sr) y/o de 20 a 250 ppm de sodio (Na) y/o de 20 a 350 ppm de antimonio (Sb)

así como al menos uno de los siguientes constituyentes en como máximo el 0, 2 % en peso de titanio (Ti) ; como máximo el 0, 3 % en peso de zirconio; como máximo el 0, 3 % en peso de vanadio (V) ;

y como resto aluminio así como impurezas inevitables debido a la producción, siendo la parte total de Fe y Mn en la aleación de colada a presión conjuntamente como máximo el 1, 5 % en peso, el cociente de los porcentajes en peso de Fe y Mn de 0, 35 a 1, 5 y el cociente de los porcentajes en peso de Cu y Mg de 0, 2 a 0, 8.

2. Aleación de colada a presión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la aleación de colada a 10 presión presenta del 0, 3 al 1, 0 % en peso de hierro (Fe) ,

del 0, 25 al 1, 0 % en peso de manganeso (Mn) y del 0, 1 al 0, 6 % en peso de cobre (Cu) .

3. Aleación de colada a presión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la aleación de colada a presión cumple en su composición la relación de orden % en peso de Mg > 0, 2 + 0, 12 x (% en peso de Fe / % en peso de Mn) .

4. Aleación de colada a presión de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada por que la parte total de Fe y Mn en la aleación de colada a presión conjuntamente es como máximo el 1, 2 % en peso, el cociente de los porcentajes en peso de Fe y Mn de 0, 5 a 1, 25 y el cociente de los porcentajes en peso de Cu y Mg de 0, 2 a 0, 5.

5. Aleación de colada a presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta del 9, 5 al 11, 5 % en peso de silicio (Si) .

6. Aleación de colada a presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la aleación 20 de colada a presión presenta del 0, 35 al 0, 6 % en peso de hierro (Fe) .

7. Aleación de colada a presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta del 0, 3 al 0, 75 % en peso de manganeso (Mn) .

8. Aleación de colada a presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta del 0, 1 al 0, 4 % en peso de cobre (Cu) .

9. Aleación de colada a presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta del 0, 24 al 0, 5 % en peso de magnesio (Mg) .

10. Aleación de colada a presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que la aleación de colada a presión presenta del 0, 40 al 1, 0 % en peso de cinc (Zn) .