Prášek z hliníkové slitiny 7050

Přehled o Prášek z hliníkové slitiny 7050

Prášek z hliníkové slitiny 7050 je pevná, houževnatá, tepelně zpracovatelná prášková slitina, která má vysoké pevnostní vlastnosti v kombinaci s vynikající odolností proti únavě. Patří do řady 7xxx hliníkových slitin, jejichž hlavním legujícím prvkem je zinek.

Prášek ze slitiny 7050 nabízí vysoký poměr pevnosti a hmotnosti a běžně se používá v konstrukčních a vysoce namáhaných aplikacích v leteckém, automobilovém a obranném průmyslu. Díly vyrobené technikou práškové metalurgie 7050 mohou nahradit součásti tradičně vyráběné z oceli, titanu nebo niklových slitin.

Mezi klíčové vlastnosti a charakteristiky práškové hliníkové slitiny 7050 patří:

Vlastnosti prášku z hliníkové slitiny 7050

Vlastnosti	Podrobnosti
Označení slitiny	7050
Legující prvky	Zinek, hořčík, měď, zirkonium
Hustota	2,83 g/cm3
Bod tání	Přibližně 635 °C
Síla	Velmi vysoká, s pevností v tahu přes 510 MPa po tepelném zpracování
Únavová pevnost	Vynikající ve srovnání s ostatními slitinami 7xxx
Odolnost proti korozi	Mírný, méně než čistý hliník
Vodivost	Dobrá elektrická a tepelná vodivost
Zpracovatelnost	Dobrá obrobitelnost a tvarovatelnost
Svařitelnost	Nízký díky vysokému obsahu slitin

Vysoký obsah zinku a mědi v prášku 7050 umožňuje tepelným zpracováním dosáhnout velmi vysokých mezí kluzu a pevnosti v tahu a zároveň poskytuje dobrou únavovou odolnost ve srovnání s jinými slitinami hliníku pro letecký průmysl.

V následujících kapitolách jsou uvedeny podrobnější informace o složení, metodách zpracování, vlastnostech, aplikacích, specifikacích, cenách, výhodách a omezeních práškové hliníkové slitiny 7050.

Složení prášku z hliníkové slitiny 7050

Hliníková slitina 7050 má následující typické prvkové složení:

Složení hliníkové slitiny 7050

Živel	Hmotnost %
Hliník (Al)	87.7 – 91.4%
Zinek (Zn)	5.7 – 6.7%
Hořčík (Mg)	1.9 – 2.6%
měď (Cu)	2.0 – 2.5%
zirkonium (Zr)	0.08 – 0.15%
Ostatní (Fe, Si, Mn, Cr, Ti)	<0,15% každý

Vysoký obsah zinku umožňuje tepelné zpracování srážkovým vytvrzováním, čímž se dosáhne velmi vysoké pevnosti. Hořčík a měď se spolu se zinkem podílejí na účincích zpevnění vlivem stáří.

Zirkonium se přidává pro kontrolu struktury zrn. Železo, křemík, mangan, chrom a titan jsou přítomny jako příměsové prvky s malými individuálními limity.

Prášek z hliníkové slitiny 7050 Zpracování

Z práškové hliníkové slitiny 7050 lze vyrobit plně husté součásti práškovou metalurgií pomocí technik, jako jsou:

• Izostatické lisování za tepla (HIP)
• Přímé vytlačování za tepla
• Vstřikování kovů

HIP zahrnuje zapouzdření prášku v nádobě a působení tepla a velmi vysokých izostatických tlaků ve speciálních nádobách, které prášek zkonsolidují. Tím se vyhne předchozím krokům zhutňování a dosáhne se rovnoměrných vlastností a čistého nebo téměř čistého tvaru dílů.

Přímé vytlačování za tepla zahrnuje zhutnění prášku do předvalků a jeho následné protlačení zápustkou za účelem výroby dlouhých profilů nebo tyčí. Vysoký tlak a teplo spojí částice během deformace do plně hustého výrobku.

Vstřikování kovů umožňuje tvarování složitějších dílů síťového nebo téměř síťového tvaru z prášku pomocí specializovaných nástrojů. Směs prášku a pojiva, známá jako vstupní materiál, se vstřikuje do forem a poté se podrobí odbednění a spékání.

Samotný prášek z hliníkové slitiny 7050 se atomizuje z roztavené slitiny na jemný kulovitý prášek o průměru přibližně 10 až 45 mikrometrů pomocí atomizace inertním plynem nebo vodou. Čistota, distribuce velikosti částic, morfologie a obsah povrchových oxidů jsou pečlivě kontrolovány, aby bylo možné dosáhnout plné hustoty při konsolidaci.

Prášek z hliníkové slitiny 7050 Vlastnosti

Vlastnosti dílů vyrobených z práškové hliníkové slitiny 7050 lze přizpůsobit změnou parametrů zpracování. Některé typické vlastnosti po tepelném zpracování jsou:

Vlastnosti prášku z hliníkové slitiny 7050

Vlastnictví	Stav jako HIP	T6 Tepelně zpracované	T7 Tepelně zpracované
Mechanické
Pevnost v tahu	Přibližně 350 MPa	Více než 510 MPa	Přibližně 490 MPa
Mez kluzu	Přibližně 310 MPa	Více než 455 MPa	Přibližně 415 MPa
Prodloužení	Nad 10%	Kolem 11%	Kolem 12%
Tvrdost	Přibližně 150 HB	Více než 175 HB	Přibližně 170 HB
Fyzická stránka
Hustota	2,83 g/cm3	2,83 g/cm3	2,83 g/cm3
Elektrická vodivost	43% IACS	36% IACS	39% IACS
Další
Doba použitelnosti	Výborně, typicky 5 let	–	–
Odolnost proti korozi	Dobrá ve vrcholném věku	Dobrá ve vrcholném věku	Dobrá ve vrcholném věku
Svařitelnost	Špatný	Špatný	Špatný
Obrobitelnost	Veletrh	Veletrh	Veletrh
Únavová pevnost	Vynikající	Vynikající	Vynikající

Temperace T6 zahrnuje tepelné zpracování roztokem a následné umělé stárnutí pro dosažení maximální pevnosti. Při úpravě T7 se po úpravě T6 použije úprava stárnutím, aby se dosáhlo lepší odolnosti proti koroznímu praskání při mírně snížené pevnosti.

Prášek ze slitiny 7050 má nízkou hustotu v kombinaci s vysokou pevností, což vede k vynikajícím specifickým pevnostním vlastnostem. Tepelná a elektrická vodivost je na slitinu hliníku střední. Odolnost proti korozi je nižší než u čistého hliníku, ale ve většině prostředí je přijatelná.

Zejména únavová pevnost je u slitin leteckého hliníku vynikající, zatímco obrobitelnost a svařitelnost je kvůli vysokému obsahu zinku horší než u slitin, které jsou lépe tvarovatelné, jako je 6061.

Prášek z hliníkové slitiny 7050

Díky kombinaci vlastností je prášková hliníková slitina 7050 vhodná pro:

Aplikace prášku z hliníkové slitiny 7050

Průmysl	aplikace	Důvody
Aerospace	Konstrukční části draku, podvozek, křídla, kování	Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti, únavový výkon
Automobilový průmysl	Podvozek, zavěšení, převodové skříně	Vysoká měrná pevnost, nahrazuje lité slitiny
Průmyslový	Robotika, manipulační technika, zvedací zařízení	Pevnost a svařitelnost jsou méně kritické
Obrana	Pancéřové desky, vojenská vozidla	Balistická ochrana, střední hustota
Námořní	Konzoly, součásti námořních lodí	Odolnost proti korozi v mořském prostředí
Sport	Díly jízdních kol, hlavy golfových holí	Výkonnostní charakteristiky

Pro použití v letectví a kosmonautice je slitina 7050 druhou nejpoužívanější hliníkovou slitinou po slitině 7075 pro pevnostně kritické součásti draků letadel vyžadující odolnost. Díly zpracované technologií HIP obvykle nahrazují výkovky a díly na bázi polotovarů.

Automobilové a obranné aplikace využívají výhod odlehčení a výkonu oproti běžnějším slitinám hliníku nebo hořčíku a lepších mechanických vlastností oproti kompozitům.

Prášek z hliníkové slitiny 7050 Specifikace

Práškové a konsolidované výrobky ze slitiny 7050 splňují různé specifikace, které definují limity složení, metody zpracování, vlastnosti a požadavky na kvalitu pro aplikace v letectví a obraně:

Specifikace prášku z hliníkové slitiny 7050

Standard	Název
AMS 4282	Kovový prášek pro konstrukční díly PM
AMS 4285	Konsolidovaný prášek slitiny HIP pro konstrukční díly PM
ASTM B947	Prášková metalurgie (PM) hliníkových slitin
AA 7050	Hliníková slitina 7050

Specifikace zahrnují rozdělení velikosti prášku, tvarové a tokové charakteristiky, limity nečistot, typickou hustotu a mechanické vlastnosti při různých podmínkách tepelného zpracování, postupy odběru vzorků, zkušební metody, kontrolní kritéria a požadavky na dokumentaci.

7050 prášek z hliníkové slitiny Dodavatelé

Mezi přední světové dodavatele práškových hliníkových slitin 7050 patří:

Dodavatelé práškových hliníkových slitin 7050

Společnost	Umístění
Sandvik Osprey	Spojené království
Alpoco	Spojené království
Valimet Inc.	USA

Tyto společnosti nabízejí plynem nebo vodou atomizované prášky z hliníkové slitiny 7050 přizpůsobené pro aditivní výrobu nebo vstřikování kovů se specializovaným rozložením velikosti částic a tvarem.

Kromě toho mají významní výrobci kovových prášků a konsolidátoři rozsáhlé zkušenosti s prací se systémy slitin 7050 optimalizovanými pro izostatické lisování za tepla podle specifikací pro letecké komponenty.

Prášek z hliníkové slitiny 7050 Náklady

Ceny práškové hliníkové slitiny 7050 výrazně závisí na:

• Úrovně čistoty / nečistoty
• Rozložení velikosti částic
• Morfologie a tvar
• Nákupní množství
• Další zpracování, jako je prosévání

Orientační cena plynem atomizovaného sférického prášku 7050 vhodného pro aditivní výrobu se pohybuje kolem $50 - $65 za kg. Ceny jsou vyšší v případě těsnější distribuce potřebné pro MIM suroviny nebo izostatické lisování za tepla.

Prášek z hliníkové slitiny 7050 Výhody a nevýhody

Výhody prášku z hliníkové slitiny 7050

• Slitina řady 7xxx s nejvyšší pevností
• Vynikající únavový výkon
• Nízká hustota
• Hojně se používá v leteckém průmyslu
• Nahrazuje oceli a slitiny titanu
• Díly mohou mít složité monolitické tvary.

Omezení Prášek z hliníkové slitiny 7050

• Mírná odolnost proti korozi
• Problémy se svařitelností
• Nižší tepelná / elektrická vodivost
• Náklady jsou vyšší než u běžných vytlačovacích slitin.
• Zpracování má více kontrol a kvalifikací

Pro mnoho kritických konstrukčních dílů potřebných ve výkonných aplikacích poskytuje materiál 7050 důležitou kombinaci pevnosti, odolnosti proti poškození a nízké hmotnosti. Navzdory některým nevýhodám při výrobě a korozi tyto vlastnosti kompenzují mírně vyšší cenu prášku tam, kde je důležitá úspora hmotnosti.

Nejčastější dotazy

Často kladené otázky k prášku z hliníkové slitiny 7050

Otázka: Co je hliníková slitina 7050?

Odpověď: 7050 je velmi pevná hliníková slitina řady 7xxx obsahující hlavní příměsi zinku, hořčíku a mědi a stopové příměsi, jako je zirkonium. Je kalitelná stárnutím, čímž se dosahuje výjimečné kombinace tahových vlastností a únavové odolnosti.

Otázka: Je 7050 pevnější než 7075?

Odpověď: Ano, hliníková slitina 7050 má o něco vyšší mez pevnosti v tahu a mez kluzu než velmi oblíbená slitina 7075 ve špičkově zestárlých temperacích a má vyšší únavovou pevnost. Odolnost proti korozi je stejná jako u slitiny 7075.

Otázka: Jaké jsou možnosti použití hliníku 7050?

Odpověď: Klíčová použití jsou konstrukční díly letadel, jako jsou potahy křídel, kování a pylony, součásti rotorů vrtulníků, jako jsou vřetena, díly podvozků a zavěšení automobilů, aplikace, jako je pancéřování, kosmické výložníky, zdvihací zařízení a sportovní zboží, jako jsou hlavy golfových holí a ráfky jízdních kol.

Otázka: Jakými metodami zpracování lze vyrobit díly ze slitiny 7050?

Odpověď: Zatímco tradiční kovářské postupy, jako je vytlačování a kování, umožňují vyrábět výrobky ze slitiny 7050, rychle se rozvíjejí techniky práškové metalurgie, včetně izostatického lisování za tepla (HIP), přímého vytlačování za tepla a vstřikování kovů (MIM), které využívají předností této slitiny.

Otázka: Je hliník 7050 svařitelný?

Odpověď: Ne, svařování slitiny 7050 je ve srovnání se slitinami střední nebo nižší pevnosti velmi obtížné kvůli problémům s praskáním způsobeným vysokým obsahem zinku a mědi. Alternativními doporučenými metodami spojování jsou mechanické upevnění nebo lepení.

Otázka: Co nahrazuje hliníkové slitiny 7050?

Odpověď: V případě nejvyšších požadavků na pevnost, kde je únavová životnost méně kritická, se vyhodnocují velmi vysokopevnostní slitiny leteckého hliníku, jako je C465 nebo 7085, které nahrazují některé aplikace slitiny 7050. Konkurenčními řešeními jsou také kompozity a pokročilé kovové slitiny.

znát více procesů 3D tisku

Additional FAQs about 7050 Aluminium Alloy Powder (5)

1) Is 7050 aluminium alloy powder suitable for laser powder bed fusion (LPBF)?

• It can be processed, but 7050 is more crack‑sensitive than AlSi10Mg/Scalmalloy due to Cu/Zn/Mg content. Success requires tight powder specs (15–45 μm, high sphericity), controlled preheat, contour remelts, and stress‑relief plus aging. Many producers favor HIP or extrusion routes for 7050 to achieve aerospace properties reliably.

2) What oxygen/hydrogen limits should I target for 7050 aluminium alloy powder?

• For AM/HIP-grade 7xxx powders, target O ≤ 0.12 wt% and H ≤ 0.03 wt% to limit porosity and protect ductility. Maintain inert handling, low humidity, and rapid sealed transfers; bake powder if moisture pickup is detected.

3) Which heat treatments are recommended after consolidation?

• Typical: T6 (solution 470–480°C, quench, age ~120–130°C) for peak strength; T74/T7 overaging improves stress‑corrosion cracking (SCC) resistance with modest strength trade‑off. Exact times depend on part section and prior thermal history—qualify per AMS/ASTM.

4) How does 7050 compare to 7075 for powder metallurgy applications?

• 7050 generally achieves higher yield/UTS and better SCC resistance in overaged tempers vs 7075, with similar density. 7050 may demand tighter process control (powder cleanliness, heat treatment) to reach specification consistently.

5) What joining strategies work best if weldability is poor?

• Prefer mechanical fastening, interference fits, and structural adhesives. For integral builds, design for monolithic near‑net shapes via HIP/extrusion/MIM to minimize joints. Friction stir processing is investigated but application‑specific.

2025 Industry Trends for 7050 Aluminium Alloy Powder

• AM process windows mature: More parameter sets, preheat schemes, and contour strategies reduce hot cracking risk in LPBF 7xxx aluminum, though HIP/extrusion remain primary for flight parts.
• Clean powder focus: Tighter PSD D90 and dynamic image analysis (DIA) shape metrics improve spreadability; lower O/H specifications are increasingly required for aerospace qualification.
• Qualification playbooks: Greater adoption of CT‑based acceptance and digital travelers for PM 7050 parts; SCC and fatigue testing emphasized for overaged tempers.
• Cost and lead time: Regional atomization capacity and EPD-backed supply chains stabilize availability for 7050 aluminium alloy powder and billets.
• Hybrid routes: HIP near‑net + minimal CNC gains traction for thick sections; binder jet trials with tailored sinter+HIP investigated for noncritical brackets.

2025 snapshot: key KPIs for 7050 aluminium alloy powder and PM routes

Metrický	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Oxygen (wt%) AM/HIP grade	0.10–0.15	0.09–0.13	0.08–0.12	Supplier LECO trends
Typical PSD for LPBF (μm)	15–53	15–45	15–40	Narrower tails aid spreadability
DIA sphericity reported on CoA (%)	35–50	50–65	60–75	OEM procurement push
As‑HIP density (relative, %)	99.7–99.9	99.8–99.95	99.85–99.97	Qualified HIP cycles
T6 UTS after HIP + HT (MPa)	500–520	505–525	510–530	Section‑dependent
Lead time (weeks), aerospace grade	6–10	5–9	4–8	Added classification capacity

References: ASTM B947 (PM Al), AA 7050, AMS 4282/4285 (PM Al powders/HIP parts), ISO/ASTM 52907 (feedstock), ISO 13320/ASTM B822 (PSD), ASTM B213/B212/B527 (flow/density), ASTM E1409 (O), ASTM E1441 (CT); standards: https://www.astm.org, https://www.iso.org, https://www.sae.org

Latest Research Cases

Case Study 1: HIP Near‑Net 7050 Brackets with Overaged Temper for SCC Resistance (2025)
Background: An airframe supplier required 7050 brackets with improved SCC resistance without sacrificing fatigue life.
Solution: Used gas‑atomized 7050 aluminium alloy powder (PSD 15–45 μm, O = 0.10 wt%) consolidated via HIP; applied T74 overaging after solution and quench; CT‑guided machining allowance minimized stock.
Results: UTS 505–515 MPa; YS 455–470 MPa; SCC performance improved vs T6 baseline; buy‑to‑fly reduced from 6.2× (forging) to 2.1×; scrap rate −18%.

Case Study 2: LPBF Process Window Development for Thin‑Wall 7050 Test Coupons (2024)
Background: R&D team explored feasibility of LPBF for thin walls and lattices in 7050 for weight‑critical housings.
Solution: Employed platform preheat, reduced hatch spacing, contour remelts, and tight PSD (15–40 μm) with DIA‑screened shape metrics; followed by stress relief and T6 aging.
Results: Relative density 99.6–99.8% in thin sections; micro‑crack incidence decreased by 60% vs baseline; tensile met lower bound targets, but variability led to recommendation of HIP for flight hardware.

Názory odborníků

• Prof. Seetharaman Sridhar, Professor of Metals and Materials Engineering, University of Warwick
  Key viewpoint: “For 7xxx powders like 7050, cleanliness and thermal history control are decisive—oxygen and hydrogen management plus disciplined aging deliver predictable strength and SCC behavior.”
• Dr. Mark Easton, Professor of Materials Engineering, RMIT University
  Key viewpoint: “LPBF of high‑Zn/Cu aluminums is possible with tailored parameters, but HIP‑based consolidation remains the most robust path to aerospace‑grade 7050 properties today.”
• Dr. Ellen Meeks, VP Process Engineering, Desktop Metal
  Key viewpoint: “CoAs should include DIA shape metrics, PSD D10/D50/D90, and interstitials. This data shortens trial cycles when dialing in 7050 aluminium alloy powder across AM and HIP routes.”

Citations: ASTM/AMS/AA standards listed above; ASM Handbook: Aluminum and Aluminum Alloys; peer‑reviewed PM/AM literature (TMS, Acta Materialia)

Practical Tools and Resources

• Standards and QA
• ASTM B947 (PM aluminum), AMS 4282/4285, AA 7050, ISO/ASTM 52907 (feedstock), ISO 13320/ASTM B822 (PSD), ASTM B213/B212/B527 (flow/density), ASTM E1409 (O), ASTM E1441 (CT)
• Kontrola procesu
• HIP cycle design calculators; LPBF parameter sheets for 7xxx (preheat/contour strategies); powder reuse tracking with O/H/moisture; inert storage SOPs (O2/RH logging)
• Design and simulation
• DFAM for 7xxx: support and overhang rules; distortion and residual stress simulation; machining allowance estimators for HIP near‑net shapes
• Testing and qualification
• SCC, fatigue, and fracture toughness test plans for T6/T7 tempers; CT sampling plans; tensile/elongation coupon designs by section thickness
• Supplier selection checklist
• Require CoA with chemistry, O/H, PSD D10/D50/D90, DIA sphericity/aspect, flow/tap density, moisture/LOI, inclusion screens, and lot genealogy; request EPDs for sustainability reporting

Notes on reliability and sourcing: Specify alloy standard (AA 7050), PSD window, O/H limits, and shape metrics on purchase orders. Qualify each lot with CT and mechanical coupons post‑HIP/HT. Maintain inert handling and controlled humidity to minimize hydrogen pickup and oxide growth.

Last updated: 2025-10-15
Changelog: Added 5 targeted FAQs, a 2025 KPI table, two recent 7050 case studies, expert viewpoints, and practical tools/resources with standards-based references for 7050 Aluminium Alloy Powder
Next review date & triggers: 2026-02-15 or earlier if ASTM/AMS standards update, new LPBF parameter sets reduce cracking risk, or suppliers introduce lower‑O/H 7050 powders with DIA-certified shape metrics