Sauerstofffreier Aluminium-Kupfer-Verbundguss – Simulation, Grenzflächenanalyse und Mikrostruktur oxidschichtfreier Verbundgussbauteile

Werkstoffverbunde aus Aluminium (Al) und Kupfer (Cu) vereinen Vorteile beider Werkstoffe: die hohe Wärmeleitfähigkeit von Cu und die geringe Dichte und niedrigen Kosten von Al. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit ist durch den stoffschlüssigen Werkstoffverbund gegenüber einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung vorteilhaft, weshalb das Verbundgießverfahren eingesetzt wurde. Aufgrund störender Oxidschichten der Werkstoffe, ist dieses Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung bislang nur erschwert möglich, weshalb im Sonderforschungsbereich 1368 „Sauerstofffreie Produktion“ neue Verfahren entwickelt wurden, um Verbunde zwischen Al und Cu unter sauerstofffreien Bedingungen herzustellen. Die resultierenden Verbundzonen wurden in Abhängigkeit von den verwendeten Prozessparametern hinsichtlich der Grenzflächenphasen und der Wärmeleitfähigkeit analysiert, sowie die mech. Eigenschaften der Verbunde ermittelt. Formfüllvorgänge und Abkühlparameter wurden simuliert, um die Wärmeleitfähigkeiten der intermetallischen Phasen in der Verbundzone softwaregestützt zu berechnen und experimentell zu validieren.