Aluminiumschrauben sorgen für sichere Verbindungen im Leichtbau

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Hochfeste Aluminiumschrauben aus dem Arnold-Alufast-Programm sind die Antwort auf diese Herausforderungen. Die Verbindungselemente eignen sich besonders für die Verschraubung von Magnesiumkomponenten unter korrosiver und thermischer Belastung. Die verwendete Al6056-Legierung und eine angepasste Wärmebehandlung gewährleisten die prozesssicheren Festigkeits- und Dehnungseigenschaften der Schraube. Während Stahlschrauben große Kopfauflagen bei Magnesiumverbindungen benötigen, reicht bei Alufast ein Standarddesign.

Alufast-Schrauben können blank eingesetzt werden

Zusätzlich überzeugen die Aluminiumschrauben durch gute Kontaktkorrosionseigenschaften gegen Magnesium. Geringere Potenzialdifferenzen bieten deutlich reduzierte Korrosionspotenziale im Vergleich zur Stahlvariante (Bild 2). Die mechanischen Eigenschaften der Schrauben sind bei Langzeitbelastung bis zu einer Temperatur von etwa 150 °C nahezu stabil. Kurzfristig höhere Temperaturen bis etwa 180 °C sind ebenfalls unkritisch. Alufast-Schrauben können in Verbindung mit üblichen Magnesiumdruckgusslegierungen – beispielsweise Az91 HP – blank eingesetzt werden. Sie benötigen keine weitere Oberflächenbeschichtung.

Relaxationsvorgänge, insbesondere in den verschraubten Magnesiumteilen, können speziell an temperaturbelasteten Verbindungsstellen zu Vorspannkraftverlusten führen. Das Risiko resultiert aus dem um den Faktor zwei höheren Ausdehnungskoeffizienten von Magnesium gegenüber Stahl. Vor allem die in Einsatzbereichen von Motor und Getriebe herrschenden Objekttemperaturen von —30 bis 150 °C führen bei der Schraubenverbindung zu Temperaturunterschieden bis zu 180 °C.

Relaxationserscheinungen im Magnesium führen zu Vorspannkraftabfall

Daraus resultiert bei Verwendung von Stahlschrauben bei hohen Temperaturen zunächst eine thermisch induzierte Zusatzbelastung der Schraubenverbindung, die dann in der Regel zur Relaxation des Magnesiums führt. Diese Relaxationserscheinungen im Magnesium führen dann bereits zu einem Vorspannkraftabfall während höherer Betriebstemperaturen.

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