AlSi50-Pulver

AlSi50 ist ein Aluminium-Silizium-Legierungspulver, das 50% Silizium und den Rest Aluminium enthält. Es bietet eine außergewöhnliche Kombination von Eigenschaften wie geringe Dichte, hohe Fließfähigkeit, geringe Wärmeausdehnung, hohe spezifische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Zusammensetzung des AlSi50-Pulvers

Die typische Zusammensetzung von AlSi50-Legierungspulver ist:

Element	Zusammensetzung
Aluminium (Al)	Bilanz
Silizium (Si)	48-52%

• Aluminium bildet die Matrix und sorgt für Duktilität, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Silizium erhöht die Härte, Fließfähigkeit und verringert den Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Der hohe 50%-Siliziumgehalt führt zu einer eutektischen Zusammensetzung mit möglichst niedrigem Schmelzpunkt und hervorragender Gießbarkeit. Eine strenge Kontrolle des Al-Si-Verhältnisses ist von entscheidender Bedeutung.

Eigenschaften von AlSi50-Pulver

AlSi50-Pulver verfügt über eine einzigartige Mischung von Eigenschaften, die es für Hochleistungsanwendungen geeignet machen:

Eigentum	Wert
Dichte	2,55 g/cm3
Schmelzpunkt	577°C
Endgültige Zugfestigkeit	200-300 MPa
Dehnung	<1%
Härte	100-120 HB
Wärmeleitfähigkeit	50-90 W/mK
CTE	12-15 x 10 -6 /°C
Elastizitätsmodul	80-90 GPa
Korrosionsbeständigkeit	Ausgezeichnet

• Geringe Dichte – Bis zu 40% niedriger als Titanlegierungen und Stähle.
• Hohe Fließfähigkeit im geschmolzenen Zustand – Ermöglicht eine hervorragende Gießbarkeit und Formfüllung.
• Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht – Spezifische Festigkeit vergleichbar mit Titanlegierungen.
• Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient – Die Abmessungen bleiben über einen weiten Temperaturbereich stabil.
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit – Eine schützende Oxidschicht verhindert Korrosion in den meisten Umgebungen.
• Gute Wärmeleitfähigkeit – Doppelt so viel wie Titanlegierungen, was eine effiziente Wärmeableitung ermöglicht.

Dieses einzigartige Eigenschaftsprofil macht AlSi50 für Anwendungen geeignet, bei denen geringe Masse, Präzision, Stabilität und Festigkeit entscheidend sind.

Anwendungen von AlSi50-Pulver

Die Haupteigenschaften von AlSi50-Pulver machen es ideal für:

Anwendungen	Vorteile
Automobilkomponenten	Geringe Dichte und ausgezeichnete Gießbarkeit.
Teile für die Luft- und Raumfahrt	Hohe spezifische Festigkeit, stabile Abmessungen.
Elektronische Substrate	Wärmemanagement, WAK-Anpassung an Keramik.
Spiegelrohlinge	Geringe Dichte, Bearbeitbarkeit, Stabilität.
Medizinische Implantate	Biokompatibel, ungiftig, korrosionsbeständig.

• Automobilindustrie – Wird in Kolben, Motorblöcken und Antriebsstrangteilen verwendet, um das Gewicht zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
• Luft- und Raumfahrt – Ideal für Präzisionskomponenten in der Luft- und Raumfahrt wie Aktuatoren und Turboladerräder, die ein Höchstmaß an Festigkeit und Gewicht erfordern.
• Elektronik – Substrate für Leiterplatten und IC-Gehäuse zur Bewältigung thermischer Belastungen bei gleichzeitiger Anpassung des Ausdehnungsverhaltens von Keramik.
• Optik – Spiegelrohlinge und Teleskope profitieren von hoher Dimensionsstabilität und Bearbeitbarkeit.
• Medizinische – Hervorragende Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit für Implantate wie orthopädische Geräte.

AlSi50 bietet maximale Leistung dort, wo geringe Dichte, Präzision und Festigkeit entscheidend sind.

AlSi50-Pulverspezifikationen

AlSi50-Pulver ist in verschiedenen Größenfraktionen, Formen und Reinheitsgraden erhältlich:

Parameter	Optionen
Partikelgröße	10 - 150 Mikrometer
Partikelform	Unregelmäßig, kugelförmig
Scheinbare Dichte	Bis zu 2,7 g/cm3
Durchflussmenge	Bis zu 25 s/50g
Reinheit	Bis zu 99,71 TP3T
Legierungsvarianten	AlSi40, AlSi30

• Kleinere Partikel fördern eine höhere Sinterdichte, während große Partikel die Fließfähigkeit verbessern.
• Die kugelförmige Morphologie verbessert den Pulverfluss im Vergleich zu unregelmäßigen Partikeln.
• Eine höhere scheinbare Dichte erhöht die effektive Belastung bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen.
• Schnellere Durchflussraten erleichtern die Handhabung und Verarbeitung des Pulvers.
• Hohe Reinheitsgrade minimieren Kontaminationsprobleme.
• Auch Aluminium-Silizium-Legierungen mit 30-40%-Silizium erhältlich.

Pulverattribute können basierend auf spezifischen Anwendungsanforderungen und Verarbeitungsmethoden angepasst werden.

Konsolidierungsmethoden für AlSi50-Pulver

AlSi50-Pulver kann mithilfe von Techniken wie den folgenden in Komponenten voller Dichte umgewandelt werden:

Methode	Einzelheiten
Additive Fertigung	Hervorragende geometrische Freiheit für komplexe Formen.
Metall-Spritzgießen	Hochpräzise Netzformfähigkeit.
Pressen und Sintern	Wirtschaftlich für einfachere Formen mit größerem Volumen.
Casting	Nutzt eine hervorragende Fließfähigkeit und ein hervorragendes Formfüllverhalten.
Extrusion	Für Profile, Stangen und Rohre.

• Pulverbettschmelz-AM-Techniken wie das selektive Laserschmelzen sind ideal für komplexe Teile mit geringem Volumen.
• Metallspritzguss bietet engste Toleranzen und Oberflächengüte.
• Üblicherweise wird Pressen und anschließendes Sintern in der Flüssigphase eingesetzt, es ist jedoch eine sekundäre Verarbeitung erforderlich.
• Feinguss bietet eine höhere Produktivität bei einfacheren Geometrien.
• Die Extrusion eignet sich zur kontinuierlichen Herstellung von Stäben, Stäben und Rohren.

Die Konsolidierungsmethode hat großen Einfluss auf die endgültigen Eigenschaften, die Mikrostruktur und die Kostenökonomie.

Wärmebehandlung von AlSi50-Teilen

Die folgenden Wärmebehandlungen können zur Modifizierung der AlSi50-Eigenschaften eingesetzt werden:

Wärmebehandlung	Einzelheiten	Zweck
Lösungsglühen	500-550°C, abschrecken	Lösliche Phasen auflösen
Künstliches Altern	150-180°C, 5-10 Std	Aushärtung durch Niederschlag
Stressabbau	250°C, 2 Std	Restspannungen entfernen

• Durch die Lösungsbehandlung werden Siliziumpartikel in der Aluminiummatrix aufgelöst, gefolgt von einer schnellen Abkühlung.
• Durch die anschließende Alterung fällt Silizium erneut als feine Dispersoide aus, die eine Festigkeit verleihen.
• Spannungsarmglühen bei niedriger Temperatur trägt dazu bei, Restspannungen aus früheren Formgebungsschritten zu reduzieren.

Durch die richtige Wärmebehandlung können Festigkeit, Härte und Duktilität an die Anwendungsanforderungen angepasst werden.

Vergleich von AlSi50-Pulver mit Alternativen

So schneidet AlSi50 im Vergleich zu anderen eutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen ab:

Legierung	AlSi50	AlSi40	AlSi30
Flüssigkeit	Höchste	Hoch	Mittel
Gießbarkeit	Ausgezeichnet	Sehr gut	Gut
Härte	Hoch	Mittel	Niedrig
Stärke	Hoch	Mittel	Niedrig
Wärmeleitfähigkeit	Mittel	Hoch	Höchste
CTE	Niedrig	Mittel	Hoch
Kosten	Hoch	Mittel	Niedrig

• AlSi40 bietet die beste Gesamtkombination aus Fließfähigkeit, Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit.
• AlSi30 bietet höchste Wärmeleitfähigkeit, aber geringste Festigkeit und Fließfähigkeit.
• AlSi50 hat die höchste Fließfähigkeit, Härte und Festigkeit, aber eine geringere Wärmeleitfähigkeit.

AlSi50 wird dort bevorzugt, wo maximale Gießbarkeit, Dimensionsstabilität und hohe spezifische Festigkeit entscheidend sind.

Hersteller von AlSi50-Pulver

Als Speziallegierungspulver wird AlSi50 von einer Reihe von Lieferanten weltweit hergestellt:

Hersteller	Land
Bindemittelmetalle	Deutschland
CNPC-Pulver	China
Sandvik Fischadler	UK
Rio Tinto Metallpulver	Kanada
Valimet Inc	USA
ASK Chemicals	USA

Seriöse Hersteller unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle und halten sich an internationale Standards für Zusammensetzung, Partikelgrößenverteilung, scheinbare Dichte und Verunreinigungsgrade.

Preise für AlSi50-Pulver

Als fortschrittliches Speziallegierungspulver erzielt AlSi50 einen höheren Preis als normale Aluminiumsorten:

Pulversorte	Partikelgröße	Preis ($/kg)
Zum Pressen	Unter 150 μm	$15-25
Zum Sintern	45-150 μm	$18-30
Für AM	15-45 μm	$30-50
Hohe Reinheit	Bis zu 10 μm	$40-75

• Feinere Fraktionen für AM und Sintern sind teurer als grobes Pulver zum Pressen.
• Kleine Losgrößen unter 100 kg ziehen höhere Preise nach sich.
• Hochreine Qualitäten mit geringerem Sauerstoff- und Stickstoffgehalt sind 50-100% teurer.
• Die Reduzierung des Siliziumgehalts auf AlSi40 senkt die Kosten um etwa 20%.

Mengenrabatte, längerfristige Verträge und einfachere Partikelspezifikationen tragen zur Kostensenkung bei.

Gesundheits- und Sicherheitsaspekte für AlSi50-Pulver

Wie jedes Metallpulver erfordert AlSi50-Pulver eine sichere Handhabung:

Gefährdung	Vorsichtsmaßnahmen	PSA
Haut-/Augenkontakt	Vermeiden Sie direkten Kontakt. Bei Exposition abspülen.	Handschuhe, Schutzbrille
Einatmen	Vermeiden Sie das Einatmen von Staub. Sorgen Sie für Belüftung.	Respirator
Verschlucken	Vermeiden Sie eine Hand-Mund-Übertragung. Hände waschen.	–
Feuer	Verwenden Sie Sand. Kein Wasser verwenden.	Schutzausrüstung

• Tragen Sie beim Umgang mit Pulver Handschuhe, Schutzbrille und Maske.
• Hautkontakt vermeiden. Nach der Exposition waschen.
• An einem kühlen, trockenen Ort fern von Funken und Flammen lagern.
• Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Belüftung und Staubabsaugung.
• Vollständige Richtlinien finden Sie im Sicherheitsdatenblatt und in den örtlichen Vorschriften.

Mit geeigneten Vorsichtsmaßnahmen und persönlicher Schutzausrüstung kann AlSi50-Pulver sicher gehandhabt werden.

Inspektion und Prüfung von AlSi50-Pulver

Um sicherzustellen, dass die Qualitätsspezifikationen eingehalten werden, sollte AlSi50-Pulver folgenden Prozessen unterzogen werden:

Parameter	Methode	Spezifikation
Chemische Zusammensetzung	OES, RFA, Nasschemie	Übereinstimmung mit Al- und Si-Gehalt
Partikelgrößenverteilung	Laserbeugung, Siebung	D10, D50, D90 in Reichweite
Morphologie des Pulvers	SEM-Bildgebung	Form und Fließeigenschaften
Scheinbare Dichte	Hall-Durchflussmessertest	Minimale spezifizierte Dichte
Durchflussmenge	Hall-Durchflussmessertest	Maximale Sekunden für einen Durchfluss von 50 g
Verunreinigungsgrade	ICP- oder LECO-Analyse	Niedriger Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt

Die Tests sollten regelmäßig gemäß den ASTM-Standards durchgeführt werden, um eine gleichbleibende Produktionsqualität und Leistung in Endanwendungen sicherzustellen.

FAQs

F. Wofür wird AlSi50 verwendet?

A. AlSi50 ist ideal für Anwendungen wie Automobilkomponenten, Luft- und Raumfahrtteile und elektronische Substrate, bei denen geringe Masse, Dimensionsstabilität und hohe Fließfähigkeit entscheidend sind.

F. Ist für AlSi50 eine Wärmebehandlung erforderlich?

A. Eine optionale Wärmebehandlung einschließlich Lösungsglühen und Altern kann durchgeführt werden, um die Festigkeit durch Ausscheidung von Siliziumpartikeln in der Mikrostruktur zu erhöhen.

F. Mit welchen Methoden kann AlSi50-Pulver verfestigt werden?

A. AlSi50-Pulver kann mithilfe von Metallspritzguss, Guss, additiver Fertigung über SLM/EBM, Extrusion und Sintern zu voller Dichte verfestigt werden.

F. Ist AlSi50 gut schweißbar?

A. AlSi50 weist aufgrund des hohen Siliziumgehalts eine relativ schlechte Schweißbarkeit auf. Zum Schweißen dieser Legierung sind spezielle Zusatzmaterialien und Techniken erforderlich.

F. Ist AlSi50-Pulver sicher in der Handhabung?

A. Wie bei jedem feinen Metallpulver müssen beim Umgang mit AlSi50-Pulver die üblichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um Gesundheits- und Sicherheitsrisiken zu minimieren.