Optimierte Umformbarkeit von Magnesium-Nanokompositen – Teilvorhaben Umformtheorie (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz)

Im Transportsektor werden Magnesiumlegierungen für Druckgussbauteile bereits eingesetzt und akzeptiert. Bei den umformbaren Legierungen hingegen besteht noch viel Potenzial, insbesondere weil die Umformbarkeit aufgrund der hexagonalen Gitterstruktur limitiert ist. Ziel des Vorhabens ist daher die Qualifizierung einer umformbaren nanopartikelverstärkten Magnesiumlegierung mit den daraus im Gusszustand resultierenden optimierten Eigenschaften für eine breite Anwendung im Transportsektor, sowohl für die Automobilindustrie als auch für die Luftfahrt. Die extreme Kornfeinung und die damit verbundene Duktilitätssteigerung, die nach dem Guss erreicht wird, führt das Nanokomposit zu verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der Umformbarkeit und generiert damit gegenüber anderen Magnesiumlegierungen einen deutlichen Vorteil. Neben der Erhöhung der Festigkeit und der Duktilität, ist es für die Luftfahrtindustrie darüber hinaus erforderlich, die Entflammbarkeit der Schmelze auf das Maß einer entsprechenden Aluminiumschmelze zurückzuführen. Dies ist mit geeigneten Legierungselementen oder Verbindungen dieser Elemente möglich.

Die Leuphana Universität Lüneburg bearbeitet das Verbundvorhaben „Optimierte Umformbarkeit von Magnesium-Nanokompositen“ mit Fokus auf der Umformtechnik. Die Umformprozesse müssen auf den neuartigen Werkstoff und deren neues Umformverhalten abgestimmt werden. Dazu ist die Ableitung der Prozess-Mikrostruktur-Beziehung notwendig, um die optimierten Umformparameter zu ermitteln und die Bauteileigenschaften gezielt einzustellen. Mit Hilfe der Ergebnisse aus den experimentellen und numerischen Untersuchungen können die Verarbeitungsschritte entlang der Prozesskette klima- und ressourcenschonend ausgelegt werden. Die Untersuchung der umformtechnischen Zusammenhänge bildet die Grundlage für die industrielle Verarbeitung des neuartigen Magnesium-Nanokomposits und ermöglicht die Umsetzung des Projekts zu hohen TRL.