AlSi50 prášek

AlSi50 je prášek ze slitiny hliníku a křemíku obsahující křemík 50% a zbytek hliník. Nabízí výjimečnou kombinaci vlastností, jako je nízká hustota, vysoká tekutost, nízká tepelná roztažnost, vysoká měrná pevnost a odolnost proti korozi.

Složení prášku AlSi50

Typické složení prášku slitiny AlSi50 je:

Živel	Složení
hliník (Al)	Zůstatek
křemík (Si)	48-52%

• Hliník tvoří matrici, která zajišťuje tažnost, houževnatost a odolnost proti korozi.
• Křemík zvyšuje tvrdost, tekutost a snižuje koeficient tepelné roztažnosti.

Vysoký obsah křemíku 50% vede k eutektickému složení s nejnižší možnou teplotou tání a vynikající odlévatelností. Rozhodující je přísná kontrola poměru Al a Si.

Vlastnosti prášku AlSi50

Prášek AlSi50 má jedinečnou kombinaci vlastností, díky níž je vhodný pro vysoce výkonné aplikace:

Vlastnictví	Hodnota
Hustota	2,55 g/cm3
Bod tání	577°C
Maximální pevnost v tahu	200-300 MPa
Prodloužení	<1%
Tvrdost	100-120 HB
Tepelná vodivost	50-90 W/m-K
CTE	12-15 x 10-6/°C
Youngův modul	80-90 GPa
Odolnost proti korozi	Vynikající

• Nízká hustota - Až o 40% nižší než titanové slitiny a oceli.
• Vysoká tekutost při roztavení - Umožňuje vynikající odlévatelnost a plnění forem.
• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti - Měrná pevnost srovnatelná se slitinami titanu.
• Nízký koeficient tepelné roztažnosti - Rozměry zůstávají stabilní v širokém rozsahu teplot.
• Vynikající odolnost proti korozi - Ochranná vrstva oxidu zabraňuje korozi ve většině prostředí.
• Dobrá tepelná vodivost - Dvakrát vyšší než u titanových slitin, což umožňuje účinný odvod tepla.

Díky tomuto jedinečnému profilu vlastností je AlSi50 vhodný pro aplikace, kde je rozhodující nízká hmotnost, přesnost, stabilita a pevnost.

Aplikace prášku AlSi50

Díky svým klíčovým vlastnostem je prášek AlSi50 ideální pro:

Aplikace	Výhody
Automobilové komponenty	Nízká hustota a vynikající odlévatelnost.
Letecké a kosmické díly	Vysoká specifická pevnost, stabilní rozměry.
Elektronické substráty	Tepelný management, shoda CTE s keramikou.
Zrcadlové polotovary	Nízká hustota, obrobitelnost, stabilita.
Lékařské implantáty	Biokompatibilní, netoxický, odolný proti korozi.

• Automobilový průmysl - Používá se v pístech, blocích motorů a dílech hnacího ústrojí ke snížení hmotnosti a zlepšení palivové účinnosti.
• Aerospace - Ideální pro přesné letecké komponenty, jako jsou pohony a kola turbodmychadel, které vyžadují nejvyšší poměr pevnosti a hmotnosti.
• Elektronika - Podložky pro desky plošných spojů, obaly integrovaných obvodů pro zvládnutí tepelného zatížení a zároveň odpovídají roztažnosti keramiky.
• Optika - Zrcadlové polotovary, teleskopy těží z vysoké rozměrové stability a obrobitelnosti.
• Lékařský - Vynikající biokompatibilita a odolnost proti korozi pro implantáty, např. ortopedické pomůcky.

AlSi50 poskytuje maximální výkon tam, kde je rozhodující nízká hustota, přesnost a pevnost.

Specifikace prášku AlSi50

Prášek AlSi50 je k dispozici v různých velikostních frakcích, tvarech a stupních čistoty:

Parametr	Možnosti
Velikost částic	10 - 150 mikronů
Tvar částic	Nepravidelné, kulovité
Zdánlivá hustota	Až 2,7 g/cm3
Průtoková rychlost	Až 25 s/50 g
Čistota	Až 99,7%
Varianty slitin	AlSi40, AlSi30

• Menší částice podporují vyšší hustotu spékání, zatímco velké částice zlepšují tekutost.
• Sférická morfologie zvyšuje tok prášku ve srovnání s nepravidelnými částicemi.
• Vyšší zdánlivá hustota zvyšuje efektivní zatížení při výrobě kompozitů.
• Rychlejší průtoky usnadňují manipulaci s práškem a jeho zpracování.
• Třídy vysoké čistoty minimalizují problémy s kontaminací.
• K dispozici jsou také slitiny hliníku a křemíku s křemíkem 30-40%.

Vlastnosti prášku lze přizpůsobit na základě specifických požadavků na použití a způsobů zpracování.

Metody konsolidace prášku AlSi50

Prášek AlSi50 lze přeměnit na komponenty s plnou hustotou pomocí technik, jako jsou:

Metoda	Podrobnosti
Aditivní výroba	Vynikající geometrická volnost pro složité tvary.
Vstřikování kovů	Vysoká přesnost tvaru sítě.
Lisování a spékání	Úsporné pro větší objemy jednodušších tvarů.
Casting	Využívá vynikající tekutost a chování při plnění formy.
Vytlačování	Pro profily, tyče a trubky.

• Techniky AM s tavením v práškovém loži, jako je selektivní laserové tavení, jsou ideální pro nízkoobjemové složité díly.
• Vstřikování kovů nabízí nejtěsnější tolerance a povrchovou úpravu.
• Běžně se používá lisování a následné slinování v kapalné fázi, ale je nutné sekundární zpracování.
• Investiční lití poskytuje vyšší produktivitu pro jednodušší geometrie.
• Vytlačování je vhodné pro kontinuální výrobu tyčí, prutů a trubek.

Způsob konsolidace výrazně ovlivňuje konečné vlastnosti, mikrostrukturu a ekonomiku nákladů.

Tepelné zpracování dílů AlSi50

K úpravě vlastností AlSi50 lze použít následující tepelné úpravy:

Tepelné zpracování	Podrobnosti	Účel
Tepelné zpracování roztoku	500-550 °C, kalení	Rozpustné fáze
Umělé stárnutí	150-180 °C, 5-10 hodin	Zpevnění srážek
Odstraňování stresu	250 °C, 2 hodiny	Odstranění zbytkových napětí

• Úprava roztokem rozpouští částice křemíku v hliníkové matrici a následuje rychlé ochlazení.
• Následné stárnutí způsobuje opětovné vysrážení křemíku ve formě jemných disperzních částic, které dodávají zpevnění.
• Nízkoteplotní odlehčování pomáhá snižovat zbytková napětí z předchozích kroků tváření.

Správné tepelné zpracování umožňuje přizpůsobit pevnost, tvrdost a tažnost podle požadavků aplikace.

Srovnání prášku AlSi50 s alternativami

Zde je srovnání AlSi50 s jinými eutektickými slitinami hliníku a křemíku:

Slitina	AlSi50	AlSi40	AlSi30
Fluidita	Nejvyšší	Vysoký	Střední
Odlévatelnost	Vynikající	Velmi dobře	Dobrý
Tvrdost	Vysoký	Střední	Nízký
Síla	Vysoký	Střední	Nízký
Tepelná vodivost	Střední	Vysoký	Nejvyšší
CTE	Nízký	Střední	Vysoký
Náklady	Vysoký	Střední	Nízký

• AlSi40 nabízí nejlepší kombinaci tekutosti, pevnosti a tepelné vodivosti.
• AlSi30 poskytuje nejvyšší tepelnou vodivost, ale nejnižší pevnost a tekutost.
• AlSi50 má nejvyšší tekutost, tvrdost a pevnost, ale nižší tepelnou vodivost.

AlSi50 se upřednostňuje tam, kde je rozhodující maximální slévatelnost, rozměrová stabilita a vysoká měrná pevnost.

Výrobci prášku AlSi50

Prášek AlSi50 jako speciální slitinu vyrábí řada dodavatelů po celém světě:

Výrobce	Země
Binder Metals	Německo
Prášek CNPC	Čína
Sandvik Osprey	Spojené království
Kovové prášky Rio Tinto	Kanada
Valimet Inc	USA
ASK Chemicals	USA

Renomovaní výrobci provádějí přísnou kontrolu kvality a dodržují mezinárodní normy pro složení, distribuci velikosti částic, zdánlivou hustotu a obsah nečistot.

Ceny prášku AlSi50

AlSi50 jako pokročilá speciální prášková slitina má vyšší cenu než obyčejný hliník:

Stupeň prášku	Velikost částic	Cena ($/kg)
Pro lisování	Pod 150 μm	$15-25
Pro spékání	45-150 μm	$18-30
Pro AM	15-45 μm	$30-50
Vysoká čistota	Až 10 μm	$40-75

• Jemnější frakce pro AM a spékání jsou nákladnější než hrubý prášek pro lisování.
• Malé šarže do 100 kg mají vyšší ceny.
• Třídy vysoké čistoty s nižším obsahem kyslíku a dusíku jsou 50-100% dražší.
• Snížení obsahu křemíku na AlSi40 snižuje náklady přibližně o 20%.

Množstevní slevy, dlouhodobé smlouvy a jednodušší specifikace částic pomáhají snižovat náklady.

Zdravotní a bezpečnostní hlediska pro prášek AlSi50

Stejně jako každý kovový prášek vyžaduje prášek AlSi50 bezpečné zacházení:

Nebezpečí	Bezpečnostní opatření	PPE
Styk s kůží/očima	Vyhněte se přímému kontaktu. Při zasažení opláchněte.	Rukavice, brýle
Inhalace	Vyhněte se vdechování prachu. Zajistěte větrání.	Respirátor
Požití	Vyhněte se přenosu z ruky do úst. Umyjte si ruce.	–
Fire	Použijte písek. Nepoužívejte vodu.	Ochranné vybavení

• Při manipulaci s práškem používejte rukavice, ochranné brýle a masku.
• Vyhněte se kontaktu s pokožkou. Po expozici se umyjte.
• Skladujte na chladném a suchém místě mimo dosah jisker a plamenů.
• Zajistěte správné větrání a odvádění prachu.
• Kompletní pokyny naleznete v bezpečnostním listu a místních předpisech.

S práškem AlSi50 lze bezpečně manipulovat při dodržení správných bezpečnostních opatření a osobních ochranných pomůcek.

Kontrola a testování prášku AlSi50

Aby bylo zajištěno splnění specifikací kvality, měl by být prášek AlSi50 podroben:

Parametr	Metoda	Specifikace
Chemické složení	OES, XRF, mokrá chemie	Shoda s obsahem Al a Si
Distribuce velikosti částic	Laserová difrakce, prosévání	D10, D50, D90 v dosahu
Morfologie prášku	Zobrazování pomocí SEM	Tvar a charakteristiky proudění
Zdánlivá hustota	Zkouška Hallovým průtokoměrem	Minimální stanovená hustota
Průtoková rychlost	Zkouška Hallovým průtokoměrem	Maximální počet sekund pro průtok 50 g
Úrovně nečistot	Analýza ICP nebo LECO	Nízký obsah kyslíku a vlhkosti

Testování by mělo být prováděno pravidelně podle norem ASTM, aby byla zajištěna konzistentní kvalita výroby a výkonnost při konečném použití.

Nejčastější dotazy

Q. K čemu se AlSi50 používá?

A. AlSi50 je ideální pro aplikace, jako jsou automobilové součástky, letecké díly a elektronické substráty, kde je rozhodující nízká hmotnost, rozměrová stabilita a vysoká tekutost.

Q. Vyžaduje AlSi50 tepelné zpracování?

A. Volitelné tepelné zpracování včetně rozpuštění a stárnutí lze provést za účelem zvýšení pevnosti vysrážením částic křemíku v mikrostruktuře.

Q. Jakými metodami lze konsolidovat prášek AlSi50?

A. Prášek AlSi50 lze konsolidovat na plnou hustotu pomocí vstřikování kovů, lití, aditivní výroby pomocí SLM/EBM, vytlačování a spékání.

Q. Je AlSi50 snadno svařitelný?

A. AlSi50 má kvůli vysokému obsahu křemíku relativně špatnou svařitelnost. Pro svařování této slitiny je zapotřebí speciální přídavný materiál a techniky.

Q. Je manipulace s práškem AlSi50 bezpečná?

A. Stejně jako u každého jemného kovového prášku je třeba při manipulaci s práškem AlSi50 dodržovat standardní bezpečnostní opatření, aby se minimalizovala zdravotní a bezpečnostní rizika.