Neue Verarbeitungsprozesse für die Magnesium-Umformung

Im Projekt „Pro-Imagine“ untersucht das LKR Leichtmetalkompetenzzentrum Ranshofen neue Verarbeitungsprozesse für die Magnesium-Umformung.

Im Rahmen des Sondierungsprojekts „Pro-Imagine“ (Process Routes for Improved Magnesium wrought parts in Europe) soll die industrielle Verarbeitung des Werkstoffs Magnesium durch eine Optimierung von Umformprozessen erleichtert und eine deutliche Energieeinsparung erzielt werden.

Der materialbasierte Leichtbau durch Magnesium birgt ein signifikantes Potential zur Energieeinsparung im Mobilitätsbereich. Magnesium (Mg) kann durch modernste Technologien relativ sauber und energieeffizient aus weltweit gut verfügbaren Rohstoffen gewonnen werden und bietet durch seine geringe Dichte und hohe spezifische Festigkeit starkes Leichtbaupotential. Materialbasierter Leichtbau mit Magnesium ist jedoch fast immer mit höheren Kosten im Vergleich zu schwereren Metallen für Strukturanwendungen (bspw. Stahl, aber auch Aluminium) verbunden.

Während Gussbauteile aus Mg mittlerweile zum Stand der Technik gehören, stellen Umformprodukte aus Mg Legierungen noch eine Nischenanwendung dar. Walz- und Strangpressprodukte (Bleche, Rohre, Profile) sind aus dem modernen Leichtbau nicht mehr wegzudenken und bieten ein großes Potential für Mg-Legierungen. Doch besonders hier besitzt Mg durch seine naturgemäß schlechte Umformbarkeit, die geringe Legierungsauswahl und fehlendes Prozess Know-how bedeutende Nachteile, wodurch ein großflächiger Einsatz noch nicht erfolgen konnte.

Durch die Verwendung von Ca-haltigen Mg-Legierungen in Umformprodukten können diese Themen erfolgreich adressiert werden, indem eine Werkstoffgruppe geschaffen wird, die die zahlreichen Herausforderungen, welche an einen modernen, klimafreundlichen Werkstoff gestellt werden, erfüllt. Nachteil bei diesem System ist es jedoch, dass kaum Wissen über die Verarbeitung sowie anwendbare Prozessparameter existiert. Während diese Werkstoffe noch nicht in der verarbeitenden Industrie angekommen sind, beschränken sich die wissenschaftlichen Betrachtungen auf Verarbeitungstemperaturen von 350°C und weniger. Durch die niedrige Umformtemperatur ergeben sich eine schlechte Umformbarkeit und damit hohe Prozesskosten, wodurch der Werkstoff an Attraktivität verliert.

Hier setzt das Projekt „Pro-Imagine“ (Process Routes for Improved Magnesium wrought parts in Europe) an: Ziel der Forscher:innen am LKR Leichtmetalkompetenzzentrum Ranshofen ist es, durch Werkstoffauswahl und geeigneter Prozessführung das Prozessfenster für Ca-haltige Mg-Legierungen zu höheren Temperaturen zu erweitern.