Wolfram-Einsatz

Molybdänzum Wärmeausgleichfür den Aluminiumguss

Einführung
Beim Aluminiumgießen wird die Metallschmelze in eine Form gegossen oder hineingepresst, um Bauteile wie Zylinderköpfe oder Felgen herzustellen. Formen und Kerne sind wiederholt aggressiven Metallschmelzen über 600 °C ausgesetzt. Kühleinsätze aus Densimet® (Wolfram‑Schwermetallverbunde) und der Molybdänlegierung TZM bieten hier abgestimmte thermische und mechanische Eigenschaften.

Produkte und Leistungen
Wir liefern Kühleinsätze, Angussringe, weitere Formkomponenten und Halbzeug. Einsätze mit integrierten Kühlkanälen können mittels 3D‑Fertigung präzise hergestellt werden, um die Wärmeführung im Werkzeug zu optimieren.

Ihre Vorteile auf einen Blick

• Kürzere Zykluszeiten und höhere Produktivität
• Verbesserte Oberflächenqualität der Gussteile
• Längere Standzeiten der Form und geringerer Wartungsaufwand
• Keine Risse durch thermische Beanspruchung
• Keine Lunker oder Porosität in den Gussteilen
• Vermeidung von Hotspots durch gezielte Kühlung

Werkstoffübersicht und Spezifikationen
Typische Werkstoffe: Densimet® (D2M, D185) und TZM. Referenzdokumente: Specification D2M, Specification D185, Specification TZM.

Vergleich — typische Werte unserer Werkstoffe für den Aluminiumguss im Vergleich zu Warmarbeitsstahl
Eigenschaft | D2M | D185 | TZM | 1.2343 Stahl
Korrosion | + | + | ++ | --
Oxidation | ab 600 °C | ab 600 °C | ab 400 °C | unerheblich
Wärmeleitfähigkeit (500 °C) [W/m K] | 65 | 90 | 127 | 30
Wärmewechselbeständigkeit | ++ | ++ | ++ | --
Kerbschlagzähigkeit | - | - | 0 | ++
Zugfestigkeit Rm (RT) [MPa] | 990 | 800 | 780 | 1200–1600
Zugfestigkeit (500 °C) [MPa] | 670 | 600 | 500 | 100–1400
Therm. Ausdehnungskoeff. α (500 °C) [10⁻⁶ /K] | 5.6 | 5.2 | 5.5 | 13.0

Hinweise zu Werkstoffen
RT = Raumtemperatur. Symbole: ++ (sehr gut), + (gut), -- (weniger gut). TZM: Mo mit ≈0,5 % Ti, 0,08 % Zr, 0,01–0,04 % C. D185: ≈97 % Wolfram. D2M: ≈90 % Wolfram.

Temperaturabhängige Eigenschaften — ausgewählte Daten
D2M (typische Richtwerte)
T[°C] | ρ [g/cm³] | c_p [kJ/kg K] | λ [W/m K] | α [10⁻⁶ 1/K] | E [GPa] | Rm [MPa] | Rp0.2 [MPa] | A5 [%]
20 | 17.3 | 0.149 | 65 | 5.3 | 360 | 990 | 670 | 18
200 | 17.2 | 0.156 | 66 | 5.5 | 350 | 890 | 600 | 17
500 | 17.1 | 0.160 | 68 | 5.6 | 333 | 700 | 460 | 16
800 | 17.0 | 0.163 | 69 | 5.7 | 320 | 490 | 330 | 14

D185 (typische Richtwerte)
20 | 18.5 | 0.145 | 90 | 5.0 | 385 | 800 | 600 | 10
200 | 18.4 | 0.149 | 91 | 5.1 | 365 | 720 | 520 | 9
500 | 18.3 | 0.154 | 92 | 5.2 | 350 | 600 | 420 | 7
800 | 18.2 | 0.158 | 93 | 5.3 | 340 | 480 | 320 | 5

TZM (typische Richtwerte)
20 | 10.20 | 0.256 | 148 | 5.32 | 339 | 789 | 738 | 19
200 | 10.19 | 0.266 | 137 | 5.38 | 328 | 702 | 554 | 16
500 | 10.18 | 0.281 | 127 | 5.53 | 309 | 502 | 493 | 15
800 | 10.15 | 0.296 | 121 | 5.73 | 289 | 445 | 440 | 15

1.2343 Stahl — repräsentative Werte (zum Vergleich)
20 | 7740 kg/m³ | c_p 0.461 kJ/kg K | λ 25 W/m K | E 217.6 GPa | α 8.7·10⁻⁶ 1/K | Rp0.2 1300 MPa | Rm 1500 MPa

Materialhinweise und Empfehlungen

• Molybdän und Wolfram sind Refraktärmetalle mit sehr hohen Schmelzpunkten.
• Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und hohe Wärmeleitfähigkeit ermöglichen gezielte Kühlung und kürzere Zyklen.
• D2M eignet sich für Hochdruckguss; D185 für Schwerkraft‑ und Niederdruckguss.
• TZM verbessert Rekristallisationstemperatur und Kriechfestigkeit.
• Reparaturmöglichkeit: Auftragsschweißen mit Densimet® WR zur Verlängerung der Lebensdauer.

Technische Merkmale / Spezifikationen

• Werkstoffe: Densimet® (D2M, D185), TZM (Mo‑Legierung)
• Wärmeleitfähigkeit (500 °C): D2M ≈ 65 W/m·K, D185 ≈ 90 W/m·K, TZM ≈ 127 W/m·K
• Therm. Ausdehnungskoeffizient (500 °C): ≈ 5–5.6·10⁻⁶ /K für Densimet®/TZM; Stahl ≈ 13·10⁻⁶ /K
• Elastizitätsmodul: Densimet® ≈ 360–385 GPa; TZM ≈ 320 GPa
• Anwendungsgebiete: Hochdruckguss (D2M), Schwerkraft/Niederdruck (D185), hochbeanspruchte Kerne und Einsätze
• Optionen: 3D‑Kühlkanäle, Reparatur mit Densimet® WR, PVD‑ oder Verschleißschutzbeschichtungen