AlMgScZr prášek

Přehled prášku AlMgScZr

Prášek AlMgScZr je hliníková slitina obsahující hořčík, skandium a zirkonium jako hlavní legující prvky. Vykazuje vynikající pevnost, svařitelnost a odolnost proti korozi při zachování výhody nízké hustoty hliníku.

Mezi hlavní vlastnosti a výhody prášku AlMgScZr patří:

Vlastnosti a charakteristiky prášku AlMgScZr

Vlastnosti	Podrobnosti
Složení	Slitina Al-Mg-Sc-Zr
Hustota	2,7 g/cc
Tvar částic	Sférické
Rozsah velikostí	10-75 mikronů
Zdánlivá hustota	Až 60% skutečné hustoty
Tekutost	Vynikající
Síla	Velmi vysoká pro prášek ze slitiny Al
Svařitelnost	Vynikající

Prášek AlMgScZr umožňuje výrobu lehkých konstrukčních a funkčních součástí v leteckém, automobilovém a průmyslovém průmyslu, které vyžadují vysokou specifickou pevnost.

Složení prášku AlMgScZr

Typické složení prášku AlMgScZr:

Složení prášku AlMgScZr

Živel	Hmotnost %
Hliník	Zůstatek
Hořčík	0.2-1%
Skandium	0.2-0.7%
Zirkonium	0.05-0.25%
Křemík	0,1% max
Žehlička	0,1% max
Měď	0,1% max

• Hliník tvoří matrici s nízkou hustotou.
• Hořčík zvyšuje pevnost zpevněním pevného roztoku
• Skandium umožňuje srážkové vytvrzování pro dosažení špičkové pevnosti
• Zirkonium podporuje jemnou rekrystalizovanou strukturu zrn
• Ostatní prvky přítomné pouze jako nečistoty

Složení je optimalizováno tak, aby maximalizovalo reakci na precipitační vytvrzování a poskytovalo výjimečnou pevnost.

AlMgScZr prášek Fyzikální vlastnosti

AlMgScZr prášek Fyzikální vlastnosti

Vlastnictví	Hodnoty
Hustota	2,7 g/cc
Bod tání	640-655°C
Elektrický odpor	4,5-5,5 μΩ-cm
Tepelná vodivost	150-180 W/mK
Tepelná roztažnost	21-24 x 10^-6 /K
Maximální provozní teplota	250°C

• Velmi nízká hustota ve srovnání s ocelí a slitinami titanu
• Teplota tání je pro slitinu hliníku středně vysoká.
• Vysoká elektrická a tepelná vodivost
• Relativně vysoká CTE vyžaduje zvážení konstrukce
• Lze používat po delší dobu až do 250 °C

Díky těmto vlastnostem je AlMgScZr vhodný pro lehké konstrukční aplikace v automobilovém a leteckém průmyslu a dalších odvětvích.

Mechanické vlastnosti prášku AlMgScZr

Mechanické vlastnosti prášku AlMgScZr

Vlastnictví	Hodnoty
Pevnost v tahu	400-500 MPa
Pevnost v tahu	480-570 MPa
Prodloužení	7-10%
Tvrdost	115-150 HB
Pevnost ve smyku	330 MPa
Lomová houževnatost	29-35 MPa√m

• Velmi vysoká pevnost hliníkové slitiny
• Výrazně pevnější než jiné slitiny Al, které nejsou tepelně zpracovatelné.
• Přiměřená tažnost ve špičkovém stárnutí
• Relativně vysoká lomová houževnatost
• Síla může být přizpůsobena léčbě stárnutí

Díky těmto vlastnostem je AlMgScZr výjimečnou volbou pro konstrukční díly, které vyžadují vysoký poměr pevnosti a hmotnosti.

Prášek AlMgScZr Aplikace

Prášek AlMgScZr Aplikace

Sektor	Používá
Aerospace	Rámy letadel, křídla, potahy trupu
Automobilový průmysl	Podvozek, díly zavěšení
Průmyslový	Robotická ramena, zvedací zařízení
Aditivní výroba	Vysoce výkonné komponenty

Některá specifická použití výrobku:

• Konstrukční rámy letadel, přepážky, nosníky křídel
• Skříně automobilových převodovek, bloky motorů
• Průmyslová robotická ramena, zvedací zařízení
• Aditivní výroba komponentů s optimalizovanou topologií
• Elektronické skříně vyžadující tepelný management

AlMgScZr poskytuje v těchto kritických aplikacích maximální pevnost s minimálními hmotnostními ztrátami.

Specifikace prášku AlMgScZr

Klíčové specifikace prášku AlMgScZr zahrnují:

Práškové standardy AlMgScZr

Standard	Popis
ASTM B951	Norma pro srážením tvrzené hliníkové slitiny
DIN 1718	Označení hliníku a slitin hliníku
EN 586-2	Výkovky pro vysokopevnostní konstrukční aplikace
AMS 4413	Složení prášku ze slitiny hliníku pro aditivní výrobu

Ty definují:

• Limity chemického složení AlMgScZr
• Požadované mechanické vlastnosti ve špičkovém stavu
• Schválená metoda výroby prášku - atomizace inertním plynem
• Limity nečistot pro prvky jako Fe
• Protokoly o testování kvality
• Správná manipulace a skladování

Splnění certifikačních požadavků zajišťuje optimální výkon slitiny.

Velikost částic prášku AlMgScZr

Distribuce velikosti částic prášku AlMgScZr

Velikost částic	Charakteristika
10-25 mikronů	Ultrajemný prášek používaný v procesech laserové AM
25-45 mikronů	Běžný rozsah velikostí pro laserové lože a tryskání pojiva
45-75 mikronů	Větší velikosti používané při stříkání za studena

• Jemnější prášek zajišťuje vyšší rozlišení a povrchovou úpravu
• Hrubší prášek vhodný pro procesy s vysokou rychlostí nanášení
• Rozsah velikostí přizpůsobený na základě použité výrobní metody AM
• Sférická morfologie zachována ve všech velikostech

Kontrola distribuce velikosti a tvaru částic je rozhodující pro zpracování AM, hustotu balení a vlastnosti finálních dílů.

AlMgScZr prášek Zdánlivá hustota

AlMgScZr prášek Zdánlivá hustota

Zdánlivá hustota	Podrobnosti
Až 60% skutečné hustoty	Pro kulovitý tvar prášku
1,5 - 1,7 g/cc	Zlepšuje se s větší hustotou balení

• Sférická morfologie zajišťuje vysokou zdánlivou hustotu
• Vyšší hustota zlepšuje tok prášku a ucpávání lože v AM
• Snižuje pórovitost zachyceného plynu v konečném dílu
• Maximalizace hustoty minimalizuje dobu lisovacího cyklu

Vyšší zdánlivá hustota vede k vyšší produktivitě výroby a lepšímu výkonu dílů.

Metoda výroby prášku AlMgScZr

Výroba prášku AlMgScZr

Metoda	Podrobnosti
Rozprašování plynu	Vysokotlaký inertní plyn rozbíjí proud roztaveného kovu na jemné kapičky.
Vakuové indukční tavení	Vstupní materiály vysoké čistoty tavené ve vakuu
Vícenásobné přetavení	Zlepšuje chemickou homogenitu
Sítování	Třídí prášek na různé frakce podle velikosti částic.

• Plynová atomizace inertním plynem vytváří čistý, sférický prášek.
• Vakuové zpracování minimalizuje plynné nečistoty
• Vícenásobné přetavení zlepšuje jednotnost složení
• Následné zpracování umožňuje kontrolu distribuce velikosti částic

Výsledkem plně automatizovaných metod v kombinaci s přísnou kontrolou kvality je konzistentní prášek AlMgScZr vhodný pro kritické aplikace.

Ceny prášku AlMgScZr

Ceny prášku AlMgScZr

Faktor	Dopad na cenu
Stupeň čistoty	Zvýšení ceny za vyšší čistotu
Velikost částic	Ultrajemný prášek je dražší
Objednané množství	Snížení ceny pro hromadné objednávky
Způsob výroby	Použití více přetavení zvyšuje náklady
Balení	Tlakové láhve plněné argonem jsou dražší

Orientační ceny

• AlMgScZr prášek: $80-120 za kg
• Velkoobjemové ceny mohou být až o 40% nižší.

Cena závisí na čistotě, velikosti částic, objemu objednávky, způsobu výroby a balení.

Dodavatelé prášku AlMgScZr

Dodavatelé prášku AlMgScZr

Společnost	Umístění
Rio Tinto	Kanada
Technika TLS	Německo
Sandvik Osprey	Spojené království
Praxair	USA
Prášky AMC	Spojené království
Technická univerzita v Rize	Lotyšsko

Faktory výběru dodavatelů:

• Nabízené druhy prášku a velikosti částic
• Výrobní kapacita a dodací lhůty
• Kontrola kvality a konzistence
• Soulad se specifikacemi, jako je ASTM B951
• Úrovně cen na základě objemu objednávky
• Technické znalosti a zákaznická podpora

Manipulace s práškem AlMgScZr a jeho skladování

Manipulace s práškem AlMgScZr

Doporučení	Důvod
Zajistěte správné větrání	Vyhněte se působení jemných kovových částic.
Používejte vhodné osobní ochranné prostředky	Zabraňte náhodnému vdechnutí nebo požití.
Vyhněte se zdrojům vznícení	Prášek může v kyslíkové atmosféře hořet
Dodržujte bezpečné protokoly	Snížení zdravotních a požárních rizik
Skladujte uzavřené nádoby	Zabránit kontaminaci nebo oxidaci

Prášek AlMgScZr je relativně stabilní, ale přesto se doporučují obecná bezpečnostní opatření pro bezpečnou manipulaci a zachování čistoty.

Kontrola a testování prášku AlMgScZr

Testování prášku AlMgScZr

Test	Podrobnosti
Chemická analýza	Ověřuje složení pomocí spektroskopie OES nebo XRF.
Distribuce velikosti částic	Laserová difrakční analýza
Zdánlivá hustota	Zkouška Hallovým průtokoměrem podle normy ASTM B212
Morfologie prášku	Zobrazení tvaru částic pomocí SEM
Analýza průtoku	Gravitační průtok určenou tryskou
Měření vlhkosti	Ztráta při zkoušce sušením

Zkoušky zajišťují, že prášek splňuje požadovanou chemickou čistotu, vlastnosti částic, zdánlivou hustotu, morfologii a specifikace toku podle platných norem.

AlMgScZr prášek Výhody a nevýhody

Výhody prášku AlMgScZr

• Velmi vysoká pevnost hliníkové slitiny
• Zachovává pevnost až do 250 °C
• Vynikající odolnost proti korozi
• Vysoká lomová houževnatost a únavová pevnost
• Dobrá svařitelnost běžnými technikami
• Nízká hustota zajišťuje úsporu hmotnosti

Omezení prášku AlMgScZr

• Relativně drahé ve srovnání s jinými druhy hliníku
• Vyžaduje řízené tepelné zpracování pro dosažení optimálních vlastností
• Omezená odolnost proti tečení při vysokých teplotách
• Omezená tvářitelnost za tepla ve špičkovém stavu stárnutí
• náchylnost ke galvanické korozi při nesprávné ochraně

Srovnání s práškem z hliníkové slitiny 6061

AlMgScZr vs 6061 Al slitina v prášku

Parametr	AlMgScZr	6061 Al
Hustota	2,7 g/cc	2,7 g/cc
Pevnost v tahu	480-570 MPa	250-310 MPa
Pevnost v tahu	400-500 MPa	55-275 MPa
Svařitelnost	Vynikající	Dobrý
Odolnost proti korozi	Vynikající	Dobrý
Náklady	Vysoký	Nízký
Používá	Letecký a automobilový průmysl	Obecné aplikace

• AlMgScZr poskytuje mnohem vyšší pevnost a odolnost proti korozi.
• 6061 Al nabízí střední pevnost za nízkou cenu
• AlMgScZr pro kritické konstrukční prvky
• 6061 Al široce používaný pro všeobecné aplikace

AlMgScZr prášek Často kladené otázky

Otázka: Jaké jsou hlavní aplikace prášku AlMgScZr?

A: Klíčové aplikace jsou letecké komponenty, jako jsou rámy letadel a křídla, automobilové díly, jako jsou podvozky a kola, průmyslové robotické paže a zdvihací zařízení a aditivní výroba vysoce výkonných komponent s optimalizovanou topologií.

Otázka: Jak skandium zpevňuje slitinu AlMgScZr?

A: Skandium umožňuje precipitační kalení tím, že během stárnutí vytváří nanosrážky Al3Sc. To brání pohybu dislokací a podstatně zvyšuje pevnost.

Otázka: Jaká opatření je třeba dodržovat při práci s práškem AlMgScZr?

Odpověď: Doporučená bezpečnostní opatření zahrnují řádné větrání, vyhýbání se zdrojům vznícení, používání vhodných osobních ochranných pomůcek, dodržování protokolů o bezpečné manipulaci, inertní atmosféru a skladování uzavřených nádob mimo dosah vlhkosti nebo kontaminujících látek.

Otázka: Jak se AlMgScZr srovnává s práškem slitiny AlZnMgCu?

Odpověď: AlMgScZr poskytuje vyšší pevnost, svařitelnost a odolnost proti korozi než slitiny Al řady 7000, jako je AlZnMgCu. Je upřednostňována pro kritické konstrukční díly, zatímco AlZnMgCu je ekonomičtější.