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Magnesium-Renaissance

Forscher machen Magnesium attraktiver

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Mit drei Bausteinen zur klimafreundlichen Magnesiumverarbeitung

Als ersten Bestandteil des neuen Herstellungsprozesses entwickelte man Möglichkeiten, um fossile Brennstoffe durch bis zu 100 Prozent klimaneutralen Wasserstoff zu ersetzen. Die Umstellung der Schmelz- und Anwärmprozesse auf Wasserstoff und deren energieeffiziente Umstrukturierung sei dabei ein zentraler Schritt, um Magnesium perspektivisch klimaneutral und günstiger herzustellen. Einmal mehr greifen die Forscher dazu auf digitale Zwillinge zurück, damit die Prozesse besser verstanden werden können und vor allem der Betrieb verbessert werden kann. Ein zweiter Hebel setzt bei der deutlich verkürzten Prozessroute an. Für die schnelle Umwandlung der Magnesiumschmelze in ein Vorprodukt setzt das Team eben auf das am Institut für Metallformung integrierte Gießwalzverfahren. Dabei wird die Wärme vom Gießprozess direkt für die Umformung genutzt, sodass Bleche oder Drähte entstehen, die bereits fast die gewünschte Bauteilform und -dimensionen zeigen. Energie- und zeitaufwendige nachgeschaltete Prozessschritte können dadurch reduziert werden. Als dritter Baustein kommt die kalziumhaltige Magnesiumlegierung ZAX210 zum Einsatz. Sie lässt sich bereits bei relativ niedrigen Umformtemperaturen von etwa 200 °C gut verarbeiten. Die Legierung erlaube es, Umformprozesse bei deutlich geringeren Temperaturen durchzuführen, ohne Abstriche bei den Bauteileigenschaften zu machen.

Spezialitäten bei der neuen Verarbeitung von Magnesiumlegierungen

Speziell für die Drahtproduktion mit Magnesium entwickelte das Forscherteam zusätzlich das „GieWaCon“-Verfahren, das das Drahtgießwalzen mit dem Conform-Verfahren kombiniert, das für Kupfer bereits etabliert ist und nun erstmals auf Magnesium übertragen werden konnte, wie man betont. Weil das Verfahren bei Raumtemperatur funktioniert, kann die im Gießprozess vorhandene Wärme genutzt werden, um in wenigen Prozessschritten direkt auch ein Drahtprodukt herzustellen. Die so gefertigten Magnesiumdrähte haben einen Druchmesser von letztlich 1,6 Millimetern – erreicht entweder direkt über das Conform-Verfahren oder durch anschließendes Drahtziehen. Darüber hinaus zeigt das Projekt, dass sich das Prinzip der verkürzten Prozessroute auch auf weitere Umformverfahren übertragen lässt. So wurde die eingesetzte Magnesiumlegierung erfolgreich geschmiedet; die dabei entstandenen Bauteile wurden unmittelbar nach der Umformung nachbearbeitet, etwa durch Entgraten oder Fräsen. Ergänzend entwickelte ein Industriepartner ein Strangpressverfahren, bei dem zunächst Bolzen gegossen und anschließend noch aus der Gießhitze heraus stranggepresst werden. Das entstehende Rohr wird aufgetrennt und aufgebogen, sodass sie zu Blechen verarbeitet werden können – ebenfalls ohne zusätzliche Erwärmungsschritte.

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