Aluminium-Kupfer-Verbundguss – Grenzflächenanalyse und gezielte Modifikation der Verbundzone zur Steigerung der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit

Autor*in: Patrik Freytag

ISBN: 978-3-95900-333-9

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2019

Herausgeber*in der Reihe: Hans Jürgen Maier

Band-Nr.: IW 3/2019

Umfang: 132 Seiten, 100 Abbildungen

Schlagworte: Aluminium, Kupfer, Verbundguss, Wärmeleitfähigkeit, Druckguss

Kurzfassung: Durch die Kombination von Aluminium mit Kupfer in einem Bauteil werden die jeweiligen werkstoffspezifischen Vorteile vereint, um Anwendungen mit Anforderungen an eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit gerecht zu werden. Der Verbundguss als Fügeverfahren bietet hierbei aus technologischer und wirtschaftlicher Sicht zahlreiche Vorteile.

Im Rahmen dieser Arbeit werden gießtechnisch hergestellte Verbunde zwischen einem Aluminiumgusswerkstoff und einem Werkstück aus reinem Kupfer untersucht. Zur Erzeugung stoffschlüssiger Verbindungen werden dazu Zinkbasisbeschichtungen mit Hilfe verschiedener Verfahren auf die Einlegeteile aus Kupfer aufgebracht und im Druckgussprozess mit der Aluminiumschmelze angegossen. Hierbei werden Diffusionsprozesse durch Variation der Temperierung der Einlegeteile begünstigt. Die gezielte Temperatureinstellung erfolgt über eine lokale elektrische Beheizung des Druckgusswerkzeugs. Neben der Ermittlung der mechanischen Festigkeit des Verbundes lag der thematische Schwerpunkt der Untersuchungen auf der Ausbildung und Charakterisierung eines thermisch beziehungsweise elektrisch optimierten Widerstandes am Werkstoffübergang.