Abstract
Das Solid-State-Recycling von Metallspänen hat in den letzten Jahren an Attraktivität gewonnen, da es im Vergleich zu herkömmlichen Recyclingstrategien und der Primärmetallproduktion Energieeinsparungen ermöglicht. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit werden Magnesiumlegierungen häufig im Leichtbau eingesetzt, um den Energieverbrauch während des Produktlebenszyklus zu senken. Diese Arbeit untersucht das Recycling von Magnesiumspänen der Legierungen AZ31 und ZK60 durch direktes Strangpressen. Das Strangpressen erweist sich aufgrund der hohen Druck-, Dehnungs- und Scherkräfte, die während des Prozesses auftreten, als effizientes Recyclingverfahren für Späne. Diese Parameter können durch Änderungen in der Werkzeugkonstruktion, z.B. durch ein integriertes ECAP, weiter erhöht werden. Die Erhöhung der Scherung aufgrund der Reibung entlang der Werkzeugoberfläche wird anhand der Mikrostruktur und die Erhöhung der Scherung aufgrund der ECAP-Turns numerisch gezeigt. Die Ergebnisse der durchgeführten Experimente zeigen fest verschweißte Späne vor allem durch das Flachwerkzeug. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich vor allem auf die Kornfeinung zurückführen, die eine Folge des feinkörnigen Ausgangsgefüges der Späne ist. Die ECAP-Profile zeigen die Entwicklung eines grobkörnigen Gefüges mit groß rekristallisierten Körnern in den spanbasierten Profilen. Abnormal grain growth kann durch verschiedene Mechanismen hervorgerufen werden. In diesem Fall scheinen das örtlich eingeschränkte Kornwachstum durch Oxide und der Einfluss der Temperatur den größten Einfluss zu haben. Die Effekte der im ECAP-Werkzeug erzeugten hohen Temperatur zeigen sich auch in den Oberflächendefekten der Profile. Insbesondere die spanbasierten Profile zeigen Delaminationen im Bereich der Kanten, was ein kleineres Prozessfenster für spanbasierte Profile vermuten lässt.
