7050 Aluminium-Legierung Pulver

Überblick über 7050 Aluminiumlegierung Pulver

7050 Aluminiumlegierungspulver ist ein starkes, zähes, wärmebehandelbares Legierungspulver, das hohe Festigkeitseigenschaften in Verbindung mit ausgezeichneter Ermüdungsbeständigkeit aufweist. Es gehört zur 7xxx-Serie von Aluminiumlegierungen, wobei Zink das wichtigste Legierungselement ist.

Die Pulverlegierung 7050 bietet ein hohes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht und wird häufig für strukturelle und stark beanspruchte Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Verteidigungsindustrie verwendet. Mit pulvermetallurgischen Verfahren aus 7050 hergestellte Teile können Komponenten ersetzen, die traditionell aus Stahl, Titan oder Nickellegierungen hergestellt werden.

Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von Pulver aus Aluminiumlegierung 7050 gehören:

7050 Aluminiumlegierung Pulver Eigenschaften

Eigenschaften	Einzelheiten
Bezeichnung der Legierung	7050
Legierungselemente	Zink, Magnesium, Kupfer, Zirkonium
Dichte	2,83 g/cm3
Schmelzpunkt	Etwa 635°C
Stärke	Sehr hoch, mit einer Zugfestigkeit von über 510 MPa nach der Wärmebehandlung
Ermüdungsfestigkeit	Ausgezeichnet im Vergleich zu anderen 7xxx-Legierungen
Korrosionsbeständigkeit	Mäßig, weniger als reines Aluminium
Leitfähigkeit	Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit
Verarbeitbarkeit	Gute Bearbeitbarkeit und Umformbarkeit
Schweißeignung	Gering aufgrund des hohen Legierungsanteils

Der hohe Zink- und Kupfergehalt im 7050-Pulver ermöglicht eine Wärmebehandlung zur Erzielung sehr hoher Streck- und Zugfestigkeiten und bietet im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt auch eine gute Ermüdungsbeständigkeit.

In den folgenden Abschnitten finden Sie nähere Informationen über die Zusammensetzung, die Verarbeitungsmethoden, die Eigenschaften, die Anwendungen, die Spezifikationen, die Preise, die Vorteile und die Grenzen der Aluminiumlegierung 7050 Pulver.

Zusammensetzung des Pulvers aus Aluminiumlegierung 7050

Die Aluminiumlegierung 7050 besteht aus der folgenden typischen Elementzusammensetzung:

7050 Aluminiumlegierung Zusammensetzung

Element	Gewicht %
Aluminium (Al)	87.7 – 91.4%
Zink (Zn)	5.7 – 6.7%
Magnesium (Mg)	1.9 – 2.6%
Kupfer (Cu)	2.0 – 2.5%
Zirkonium (Zr)	0.08 – 0.15%
Sonstige (Fe, Si, Mn, Cr, Ti)	<0,15% pro Stück

Die hohen Zinkgehalte ermöglichen ausscheidungshärtende Wärmebehandlungen zur Erzielung einer sehr hohen Festigkeit. Magnesium und Kupfer tragen zur Aushärtung durch Zink bei.

Zirkonium wird zur Kontrolle der Kornstruktur hinzugefügt. Eisen, Silizium, Mangan, Chrom und Titan sind als Verunreinigungselemente mit geringen individuellen Grenzwerten vorhanden.

7050 Aluminiumlegierung Pulver Verarbeitung

Das Pulver aus der Aluminiumlegierung 7050 kann mit Techniken wie der Pulvermetallurgie zu vollständig dichten Bauteilen verarbeitet werden:

• Heiß-Isostatisches Pressen (HIP)
• Direkte Warmstrangpressung
• Metall-Spritzgießen

Beim HIP wird das Pulver in einem Behälter eingekapselt und in speziellen Gefäßen durch Hitze und sehr hohen isostatischen Druck verfestigt. Dadurch werden vorherige Verdichtungsschritte vermieden und einheitliche Eigenschaften sowie net-shape oder near-net-shape Teile erzielt.

Bei der direkten Heißextrusion wird das Pulver zu Knüppeln verdichtet und dann durch eine Düse gepresst, um lange Profile oder Stangen herzustellen. Durch den hohen Druck und die Hitze verbinden sich die Partikel während der Verformung zu einem vollständig dichten Produkt.

Das Metall-Spritzgießen ermöglicht die Formung komplexerer netzförmiger oder netznaher Teile aus Pulver mit Hilfe spezieller Werkzeuge. Das als Feedstock bezeichnete Pulver-Bindemittel-Gemisch wird in Formen gespritzt und anschließend entbindert und gesintert.

Das Pulver aus der Aluminiumlegierung 7050 selbst wird aus der Legierungsschmelze mit Hilfe von Inertgas- oder Wasserzerstäubung zu feinen, kugelförmigen Pulvern mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 45 Mikrometern zerstäubt. Die Reinheit, die Partikelgrößenverteilung, die Morphologie und der Gehalt an Oberflächenoxiden werden sorgfältig kontrolliert, um die volle Dichte während der Konsolidierung zu ermöglichen.

7050 Aluminiumlegierungspulver Eigenschaften

Die Eigenschaften von Teilen aus Aluminiumlegierungspulver 7050 können durch unterschiedliche Verarbeitungsparameter maßgeschneidert werden. Einige typische Eigenschaften nach der Wärmebehandlung sind:

7050 Aluminiumlegierung Pulver Eigenschaften

Eigentum	As-HIP Zustand	T6 wärmebehandelt	T7 Wärmebehandelt
Mechanisch
Zugfestigkeit	Etwa 350 MPa	Über 510 MPa	Etwa 490 MPa
Streckgrenze	Etwa 310 MPa	Über 455 MPa	Etwa 415 MPa
Dehnung	Über 10%	Um 11%	Um 12%
Härte	Rund 150 HB	Über 175 HB	Rund 170 HB
Physikalisch
Dichte	2,83 g/cm3	2,83 g/cm3	2,83 g/cm3
Elektrische Leitfähigkeit	43% IACS	36% IACS	39% IACS
Andere
Haltbarkeitsdauer	Ausgezeichnet, typisch 5 Jahre	–	–
Korrosionsbeständigkeit	Gute Laune im Spitzenalter	Gute Laune im Spitzenalter	Gute Laune im Spitzenalter
Schweißeignung	Schlecht	Schlecht	Schlecht
Bearbeitbarkeit	Messe	Messe	Messe
Ermüdungsfestigkeit	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet

Der T6-Zustand beinhaltet eine Lösungsglühung, gefolgt von einer künstlichen Alterung, um die höchste Festigkeit zu erreichen. Bei der T7-Konditionierung wird nach T6 eine Überalterungsbehandlung durchgeführt, um eine verbesserte Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion bei leicht reduzierter Festigkeit zu erreichen.

7050-Legierungspulver hat eine geringe Dichte in Verbindung mit einer hohen Festigkeit, was zu hervorragenden spezifischen Festigkeitseigenschaften führt. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit ist für eine Aluminiumlegierung mäßig. Die Korrosionsbeständigkeit ist schlechter als bei reinem Aluminium, aber in den meisten Umgebungen akzeptabel.

Insbesondere die Dauerfestigkeit ist bei Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt hervorragend, während die Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit aufgrund des hohen Zinkgehalts schlechter ist als bei besser formbaren Legierungen wie 6061.

7050 Aluminiumlegierungspulver Anwendungen

Die Kombination von Eigenschaften macht Aluminiumlegierungspulver 7050 geeignet für:

Anwendungen von Aluminiumlegierungspulver 7050

Industrie	Anmeldung	Gründe
Luft- und Raumfahrt	Strukturelle Teile der Flugzeugzelle, Fahrwerk, Tragflächen, Beschläge	Hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Ermüdungsfestigkeit
Automobilindustrie	Fahrwerk, Aufhängung, Getriebegehäuse	Hohe spezifische Festigkeit, ersetzt Gusslegierungen
Industriell	Robotik, Rigging, Hebezeuge	Festigkeits- und Schweißbarkeitsprobleme weniger kritisch
Verteidigung	Panzerplatten, Militärfahrzeuge	Ballistischer Schutz, mittlere Dichte
Marine	Konsolen, Schiffsteile für die Marine	Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen
Sport	Fahrradteile, Golfschlägerköpfe	Leistungsmerkmale

In der Luft- und Raumfahrt wird 7050 nach der Aluminiumlegierung 7075 am häufigsten für festigkeitskritische Flugzeugteile verwendet, die eine lange Lebensdauer aufweisen müssen. HIP-verarbeitete Teile ersetzen in der Regel Schmiedeteile und Teile aus Knüppeln.

Anwendungen in der Automobil- und Verteidigungsindustrie profitieren von den Vorteilen der Leichtigkeit und der Leistungsfähigkeit gegenüber konventionellen Aluminium- oder Magnesiumlegierungen sowie von den besseren mechanischen Eigenschaften gegenüber Verbundwerkstoffen.

Aluminiumlegierung 7050 Pulver Spezifikationen

Pulver und konsolidierte Produkte aus der Legierung 7050 erfüllen verschiedene Spezifikationen, die die Zusammensetzungsgrenzen, Verarbeitungsmethoden, Eigenschaften und Qualitätsanforderungen für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich festlegen:

7050 Aluminiumlegierung Pulver Spezifikationen

Standard	Titel
AMS 4282	Metallisches Pulver für PM-Strukturteile
AMS 4285	Konsolidiertes Pulver der Legierung HIP für PM-Strukturteile
ASTM B947	Pulvermetallurgie (PM) Aluminium-Legierungen
AA 7050	Aluminium-Verband 7050 Legierung

Die Spezifikationen umfassen die Größenverteilung, die Form und die Fließeigenschaften des Pulvers, die Grenzwerte für Verunreinigungen, die typische Dichte und die mechanischen Eigenschaften unter verschiedenen Wärmebehandlungsbedingungen, Probenahmeverfahren, Prüfmethoden, Prüfkriterien und Dokumentationsanforderungen.

7050 Aluminiumlegierungspulver Lieferanten

Zu den weltweit führenden Anbietern von Pulvern aus Aluminiumlegierungen 7050 gehören:

7050 Aluminiumlegierung Pulver Lieferanten

Unternehmen	Standort
Sandvik Fischadler	UK
Alpoco	UK
Valimet Inc.	USA

Diese Unternehmen bieten gas- oder wasserzerstäubte Pulver aus der Aluminiumlegierung 7050 an, die für die additive Fertigung oder als Ausgangsmaterial für den Metallspritzguss mit speziellen Partikelgrößenverteilungen und -formen maßgeschneidert sind.

Darüber hinaus verfügen die großen Metallpulverhersteller und Konsolidierer über umfangreiche Erfahrungen in der Arbeit mit 7050-Legierungssystemen, die für das heißisostatische Pressen nach den Spezifikationen für Luft- und Raumfahrtkomponenten optimiert sind.

7050 Aluminiumlegierung Pulver Kosten

Die Preise für Aluminiumlegierungspulver 7050 hängen stark von den jeweiligen Bedingungen ab:

• Reinheit/Verunreinigungsgrade
• Partikelgrößenverteilung
• Morphologie und Form
• Kaufmenge
• Zusätzliche Verarbeitung wie Siebung

Die Richtpreise für gasverdüstes sphärisches 7050-Pulver, das für die additive Fertigung geeignet ist, liegen bei $50 - $65 pro kg. Die Preise sind höher für engere Verteilungen, die für MIM-Rohstoffe oder heißisostatisches Pressen benötigt werden.

7050 Aluminiumlegierungspulver Vor- und Nachteile

Vorteile von Aluminiumlegierungspulver 7050

• Hochfeste Legierung der Serie 7xxx
• Ausgezeichnete Ermüdungseigenschaften
• Geringe Dichte
• Weitgehend in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt
• Ersetzt Stähle und Titanlegierungen
• Teile können komplexe, monolithische Formen sein

Einschränkungen von 7050 Aluminium-Legierung Pulver

• Mäßige Korrosionsbeständigkeit
• Probleme mit der Schweißbarkeit
• Geringere thermische / elektrische Leitfähigkeit
• Die Kosten sind höher als bei normalen Strangpresslegierungen
• Verarbeitung hat mehr Kontrollen und Qualifikationen

Für viele kritische Strukturteile, die in Hochleistungsanwendungen benötigt werden, bietet 7050 die entscheidende Kombination aus Festigkeit, Schadenstoleranz und geringem Gewicht. Trotz einiger Nachteile bei der Herstellung und Korrosion gleichen die Fähigkeiten die etwas höheren Pulverkosten aus, wenn Gewichtseinsparungen wichtig sind.

FAQs

Häufig gestellte Fragen zu Aluminiumlegierungspulver 7050

F: Was ist die Aluminiumlegierung 7050?

A: 7050 ist eine sehr hochfeste Aluminiumlegierung der Serie 7xxx mit Hauptbestandteilen wie Zink, Magnesium und Kupfer sowie Spurenbestandteilen wie Zirkonium. Sie ist aushärtbar, um eine außergewöhnliche Kombination von Zugeigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit zu erreichen.

F: Ist 7050 stärker als 7075?

A: Ja, die Aluminiumlegierung 7050 hat eine geringfügig höhere Zugfestigkeit und Streckgrenze als die sehr beliebte Legierung 7075 im gealterten Zustand sowie eine höhere Ermüdungsfestigkeit. Sie entspricht der Korrosionsbeständigkeit von 7075.

F: Welche Verwendungszwecke gibt es für Aluminium 7050?

A: Die wichtigsten Verwendungszwecke sind Strukturteile für Flugzeuge wie Flügelhäute, Beschläge und Pylone, Hubschrauberrotorkomponenten wie Spindeln, Fahrwerks- und Aufhängungsteile für Kraftfahrzeuge, Anwendungen wie Panzerungen, Raumfahrtausleger, Hebezeuge und Sportartikel wie Golfschlägerköpfe und Fahrradfelgen.

F: Mit welchen Bearbeitungsmethoden können Teile aus der Legierung 7050 hergestellt werden?

A: Während traditionelle Knetverfahren wie Strangpressen und Schmieden für die Herstellung von 7050-Produkten geeignet sind, nehmen die pulvermetallurgischen Verfahren wie heißisostatisches Pressen (HIP), direktes Warmstrangpressen und Metallspritzguss (MIM) rasch zu, um die Stärken der Legierung zu nutzen.

F: Ist Aluminium 7050 schweißbar?

A: Nein, das Schweißen der Legierung 7050 ist im Vergleich zu Legierungen mit mittlerer oder geringerer Festigkeit sehr schwierig, da der hohe Zink- und Kupfergehalt Probleme mit der Rissbildung verursacht. Mechanische Befestigung oder Kleben sind die empfohlenen alternativen Verbindungsmethoden.

F: Was ersetzt 7050 Aluminiumlegierungen?

A: Für höchste Festigkeitsanforderungen, bei denen die Ermüdungsfestigkeit weniger kritisch ist, werden sehr hochfeste Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt wie C465 oder 7085 bewertet, um bestimmte Anwendungen der Legierung 7050 zu ersetzen. Verbundwerkstoffe und moderne Metalllegierungen sind ebenfalls konkurrierende Lösungen.

mehr über 3D-Druckverfahren erfahren

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

Metrisch	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.

Expertenmeinungen

• 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)
• Prozesssteuerung
• 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