Untersuchung der Einflussparameter beim vertikalen Strangguss von 6xxx-Aluminiumlegierungen

Aluminium ist ein vielseitiger Werkstoff in zahlreichen Industriebereichen, wobei insbesondere bei Strangpressprodukten hohe Anforderungen an die Materialqualität gestellt werden. Im Zuge des wachsenden Einsatzes von Sekundäraluminium gewinnt eine stabile und kontrollierte Prozessführung an Relevanz, da Schwankungen in der Schrottzusammensetzung die Qualität der Schmelze negativ beeinflussen können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von Einflussparametern beim vertikalen Strangguss von 6xxx-Legierungen. Dabei werden zunächst die Grundlagen des Aluminiumrecyclings und die metallurgischen Besonderheiten der sekundären Aluminiumerzeugung erläutert. Anschließend erfolgt die detaillierte Beschreibung des industriellen Herstellungsprozesses von Strangpressbolzen aus einer 6xxx-Legierung im vertikalen Strangguss bei der Firma Alu-met. Nachfolgend ist eine umfassende Beschreibung zu den benötigten Anlagen für die Erzeugung von Aluminium-Strangpressbolzen dargelegt. Im anschließenden experimentellen Teil erfolgt die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Temperaturdifferenzen an den Gießsystemen für verschiedene Bolzendurchmesser und der daraus resultierenden Einschlussmenge. Im Rahmen des Gießprozesses finden Temperaturmessungen statt und die Entnahme von Probescheiben aus Bolzen unterschiedlicher Durchmesser wird im Anschluss durchgeführt. Die Bewertung der Materialqualität über die Ultraschalluntersuchung ermöglicht die Quantifizierung der Anzahl und Größe von Fehlstellen. Zusätzlich werden detektierte Einschlüsse mittels Rasterelektronenmikroskopie analysiert, um ihre chemische Zusammensetzung und mögliche Entstehungsmechanismen zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass ein vorliegender Temperaturgradient speziell am Gießtisch für Bolzen mit einem Durchmesser von 254 mm einen Einfluss auf die Anzahl und die Verteilung der Fehlstellen entlang der Bolzenachse aufweist. Anhand dieser Analyse kann ebenso auf mögliche Ursachen der Einschlussbildung im Produktionsprozess geschlossen werden.