Polvo de aleación de aluminio 7050

Índice

polvo de aleación de aluminio 7050 es una aleación aeroespacial de alta resistencia también disponible en forma de polvo para fabricación aditiva y otras aplicaciones pulvimetalúrgicas. Con el zinc y el magnesio como aleantes primarios, esta aleación de la serie 7xxx demuestra unas propiedades mecánicas superiores ideales para componentes estructurales críticos.

Visión general de polvo de aleación de aluminio 7050

PropiedadDescripción
AleaciónAA7050
Número UNSA97050
EN DesignationEN AW-7050
Elementos de aleación primariosZinc (Zn), Magnesium (Mg), Copper (Cu)
FuerzaElevada relación resistencia/peso
Resistencia a la tracciónUp to 570 MPa (T651 temper)
Límite elásticoUp to 500 MPa (T651 temper)
Resistencia a la fracturaAround 33 MPa√m (T7351 temper)
Resistencia a la fatigaAbout 310 MPa at 107 cycles (T7351 temper)
Resistencia a la corrosiónBien
Conductividad térmicaAlta
MaquinabilidadBien
Aplicaciones
AeroespacialComponentes estructurales de fuselajes, trenes de aterrizaje, cohetes.
AutomociónRuedas, brazos de control, piezas de transmisión.
IndustrialRobótica, plantillas y accesorios de herramientas, instrumentación.
MarinaHélices, ejes de transmisión, bombas, válvulas.
Métodos de producción de polvoGas atomization, plasma atomization, cryomilling
polvo de aleación de aluminio 7050
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Tipos de polvo de aluminio 7050

Según el método de producción y las características, las variedades comunes de polvo de Al7050 incluyen:

TipoDescripciónTamaño de las partículasMorfologíaDensidad aparente
Gas atomizadoLa atomización con gas inerte proporciona polvo esférico15-45 μmRedondeado∼1,6 g/cc
Agua atomizadaLa disgregación del agua fundida forma partículas irregulares15-100 μmDentado, poroso∼1,2 g/cc
Plasma atomizadoPolvo esférico y liso de tamaño nanométrico obtenido por plasma5-45 μmMuy esférica∼2 g/cc
Aleación mecánicaLa molienda de bolas de alta energía mezcla y refina el polvo15-100 μmPartículas irregulares y compuestas∼1,8 g/cc

En función del método de aplicación final, se elige el grado adecuado. Los tamaños más pequeños, por debajo de 100 micras, permiten mejores densidades de lecho de polvo y resolución de impresión.

Composición de polvo de aleación de aluminio 7050

Como aleación estructural aeroespacial, la composición del 7050 es:

ElementoPeso %Papel
Zinc5.7 – 6.7%Principal elemento de aleación, mejora la resistencia por precipitación.
Magnesio1.9 – 2.6%Elemento reforzante, forma precipitados de MgZn2
Cobre2.0 – 2.6%Ayuda a ajustar las propiedades mecánicas
Hierro≤0.15%Bajo nivel de impurezas
Silicio≤0.12%Elemento de impureza
Cromo≤0.04%Presente sólo como impureza traza
Manganeso≤0.05%Se mantiene bajo como impureza
AluminioSaldoElemento base

A veces se utilizan adiciones intencionadas de plata, litio u otros elementos para modificar las características del polvo.

polvo de aleación de aluminio 7050 Propiedades

Propiedades clave del polvo de aleación Al7050 adecuado para la fabricación aditiva:

Propiedades físicas

PropiedadValor
Densidad2,83 g/cm3
Punto de fusión∼635°C
Conductividad térmica130 W/m-K
Capacidad calorífica específica0,88 J/g-K
Resistividad eléctrica∼4,5 μΩ-cm
CTE23 μm/m-K
ColorGris oscuro a negro

Su baja densidad unida a su resistencia hace que el Al7050 sea adecuado para los sectores aeroespacial y aeronáutico, lo que permite ahorrar peso.

Propiedades mecánicas

PropiedadComo impresoTratamiento térmico
Resistencia a la tracción≥450 MPa≥570 MPa
Límite elástico≥400 MPa≥500 MPa
Alargamiento∼8%∼10%
Dureza∼150 VPN∼195 VPN
Resistencia a la fatiga100 MPa230 MPa

El tratamiento térmico controlado de baja tensión desarrolla una microestructura de precipitación óptima que mejora el rendimiento mecánico.

Atributos de rendimiento

ParámetroValorUnidad
Relación resistencia/pesoAltaMPa/(g/cm3)
Relación rigidez/pesoAltaGPa/(g/cm3)
Resistencia a la corrosiónBien
SoldabilidadFeria
ConductividadExcelente%IACS
Rendimiento a alta temperaturaBien

Estas características hacen que el Al7050 sea adecuado para aplicaciones aeroespaciales comerciales y de defensa.

Producción de polvo de aleación de aluminio 7050

ProcesoDescripción
AtomizaciónMolten 7050 alloy is fed into the atomizer.
Inert gas (typically nitrogen) or plasma jet is used to break up the liquid metal into fine droplets.
Droplets rapidly solidify into spherical powder particles due to the high surface area to volume ratio.
Various techniques exist, including:
Gas Atomization (GA) – Most common method for 7050 powder production.
Plasma Atomization (PA) – Offers finer particle size control.
FresadoOptional step to further refine particle size and morphology, typically used for powders produced by GA.
Mechanical milling uses grinding media to achieve the desired particle characteristics.
Cryomilling – A specialized milling process conducted at low temperatures to minimize oxidation and improve powder flow.
Sieving/ClassificationPowder is separated into specific size fractions using sieves or classifiers.
Ensures consistent particle size distribution for optimal flow and packing in Additive Manufacturing (AM) processes.
Mixing (Optional)Blending powders from different batches to achieve uniform chemistry and properties.
Control de calidadPowder is rigorously tested to ensure it meets strict specifications for:
Composición química
Distribución granulométrica
Morphology (shape)
Fluidez
Contenido en humedad
Contenido de oxígeno
Key Powder CharacteristicsDescripciónImportance for AM
Distribución del tamaño de las partículasDistribution of powder particle sizes.Affects packing density, flowability, and final part properties.
Typically desired range for 7050 AM is 15-63 microns.
MorfologíaShape of the powder particles.Spherical particles offer better flowability and packing compared to irregular shapes.
Composición de la aleaciónSpecific percentages of elements in the powder.Determines the mechanical properties, corrosion resistance, and other characteristics of the final part.
7050 powder typically contains Zinc (6%), Magnesium (2%), Copper (2.3%) as key alloying elements.
Densidad aparenteBulk density of the powder.Impacts the final density of the printed part.
FluidezEase with which powder flows.Measured by Hall flow rate. Crucial for uniform layer formation in AM processes.
Contenido de humedadAmount of moisture absorbed by the powder.Minimizes powder oxidation during storage and AM processing.
Typically below 0.1% for 7050 powder.
Polvo de aleación de aluminio 7050

Aplicaciones de polvo de aleación de aluminio 7050

AplicacionesProperties desired
Aerospace (including aircraft structures, landing gear, and spacecraft components)High strength, fracture toughness, fatigue strength
Automotive (including wheels, engine components, and body panels)Alta resistencia, peso ligero
Sporting goods (including baseball bats, bicycle frames, and golf clubs)Alta resistencia, buena resistencia a la fatiga
Military applications (including armor, weapons, and vehicles)High strength, weldability
Molding and tooling (due to its good dimensional stability and wear resistance)Dimensional stability, wear resistance
Electronics (due to its good electrical conductivity)Conductividad eléctrica
Cryogenic applications (due to its good low-temperature strength)Low-temperature strength
Marine applications (due to its good corrosion resistance)Resistencia a la corrosión
Medical applications (due to its biocompatibility)Biocompatibilidad
Construction (due to its high strength-to-weight ratio)Elevada relación resistencia/peso

polvo de aleación de aluminio 7050 Especificaciones

Aluminum Alloy 7050 Powder Specifications

PropiedadDescripciónValor típicoUnidades
Composición químicaAluminum alloy 7050 powder is a high-strength aluminum alloy containing several key elements in specific proportions.Aluminio (Al):
Saldo
Zinc (Zn):
5.7 – 6.7%
Magnesio (Mg):
2.0 – 2.6%
Cobre (Cu):
2.0 – 2.5%
Other elements (Si, Fe, Mn, Cr, Ti, Zr):
≤ 0.15% total
wt%
Morfología de las partículasThe shape and surface characteristics of the powder particles influence their flowability, packing density, and printability.Spherical or near-spherical
Distribución del tamaño de las partículasThe size of the powder particles plays a crucial role in determining the surface finish, mechanical properties, and overall quality of the final printed part.Typically offered in a range of sizes, such as 15-45 μm, 45-100 μm, or 100-150 μm.
Narrower size distributions may be desired for specific applications.
µm
Densidad aparenteThis refers to the bulk density of the powder, considering the spaces between particles.Approximately 2.6 – 2.8 g/cm³g/cm³
Densidad del grifoTap density represents the density of the powder after a standardized tapping process to minimize voids.Slightly higher than apparent density, typically around 3.0 – 3.2 g/cm³g/cm³
FluidezGood flowability is essential for even powder deposition in additive manufacturing processes.Spherical morphology and appropriate particle size distribution contribute to good flowability.
Mechanical Properties (wrought equivalent)While the exact properties can vary depending on the manufacturing process and post-processing techniques, 7050 aluminum powder generally offers excellent mechanical properties comparable to wrought (bulk) 7050 aluminum.Límite elástico:
415 – 475 MPa
Resistencia a la tracción:
500 – 570 MPa
Elongación:
12 – 18%
MPa, %

Grados

Según normas MPIF 35 basadas en el tamaño de las partículas:

GradoTamaño de las partículas
Ultrafino1 - 20 μm
Muy bueno15 - 45 μm
Fino25 - 75 μm
Relativamente gruesa53 - 105 μm

Al7050 ultrafino y muy fino apto para la fusión por láser.

Normas

  • ASTM B233 - Norma para polvo y escamas de aluminio para proyección térmica
  • MPIF 35 - Norma para polvos de aluminio y aleaciones de aluminio
  • ISO 22053 - Determinación del tamaño de las partículas de polvos metálicos utilizados para la fabricación aditiva

Precios de polvo de aleación de aluminio 7050

Precios representativos, 2023:

GradoPrecio
Ultrafino$45 - $55 por kg
Muy bueno$35 - $50 por kg
Fino$18 - $35 por kg
Grueso$12 - $25 por kg

La mayor esfericidad y los tamaños de polvo más pequeños y de distribución más estrecha exigen precios más elevados.

Pros and Cons of Aluminum Alloy 7050 Powder

ProsContras
Alta resistencia: Aluminum alloy 7050 powder boasts excellent strength properties, exceeding those of other commonly used aluminum alloys for additive manufacturing like 6061 or 7075. This makes it suitable for applications requiring high load-bearing capacity, such as aerospace components or structural parts.Ductilidad limitada: Compared to some other aluminum alloys, 7050 powder exhibits lower ductility, meaning it has a reduced ability to deform plastically before fracture. This can be a drawback for applications requiring some degree of flexibility or bendability.
Buena resistencia a la corrosión: 7050 aluminum powder offers good resistance to corrosion, particularly for applications involving saltwater environments. The presence of zinc and magnesium in the alloy contributes to this enhanced corrosion performance.Requisitos de postprocesamiento: To achieve the optimal mechanical properties of 7050 aluminum, parts printed with 7050 powder often require post-processing steps like hot isostatic pressing (HIP). This adds complexity and cost to the manufacturing process.
Ligero: As with all aluminum alloys, 7050 powder offers a significant weight advantage compared to heavier materials like steel or titanium. This makes it ideal for weight-critical applications in aerospace, automotive, and other industries.Mayor coste: Aluminum alloy 7050 powder can be more expensive than some other aluminum powders due to the additional elements included in the alloy and the potential need for specialized manufacturing processes.
Excelente soldabilidad: 7050 aluminum powder exhibits good weldability, allowing for the joining of 3D printed parts or the creation of hybrid structures combining additively manufactured components with traditionally fabricated elements.Anisotropía: Similar to other metal alloy powders, parts printed with 7050 powder can exhibit anisotropic properties. This means their mechanical strength can vary depending on the printing direction. Careful design considerations are necessary to mitigate this effect.
Propiedades a medida: The specific properties of 7050 aluminum powder can be influenced by adjustments in the manufacturing process, such as powder atomization parameters and heat treatment techniques. This allows for some degree of customization to achieve desired characteristics for a particular application.Precauciones de seguridad: Aluminum alloy 7050 powder, like most metal powders, can pose safety hazards during handling. Proper ventilation, personal protective equipment, and adherence to safety protocols are essential to minimize risks.

polvo de aleación de aluminio 7050 Proveedores

Entre los principales fabricantes de polvo de Al7050 se incluyen:

EmpresaUbicación
AlpocoREINO UNIDO
Polvos AMCAlemania
Fabricación de polvos metálicosREINO UNIDO
Sandvik OspreyREINO UNIDO
PyroGenesisCanadá
TLS TécnicaAlemania

Estos y otros proveedores secundarios de máquinas LPF proporcionan lotes de polvo Al7050 para aplicaciones específicas a compradores industriales.

polvo de aleación de aluminio 7050

Preguntas frecuentes

PreguntaRespuesta
¿Qué es el polvo de aleación de aluminio 7050?Polvo esferoidal atomizado con gas o agua de la aleación aeroespacial de la serie 7xxx con adiciones primarias de aleación de zinc y magnesio.
¿Para qué se utiliza el polvo de aleación 7050?Fabricación aditiva de componentes estructurales ligeros para aplicaciones de aviación, automoción y náutica
¿Cuál es la composición típica del polvo de Al7050?∼6% de zinc, ∼2,5% de magnesio, ∼2,4% de cobre equilibrado con aluminio más oligoelementos como Fe, Si, Mn.
¿Cuáles son las distintas variedades de polvo Al7050?Polvo atomizado con gas, con agua, con plasma y aleado mecánicamente
¿Cuáles son las propiedades del polvo de aleación Al7050?Densidad - 2,83 g/cm3; resistencia a la tracción - más de 500 MPa; dureza - 150 a 200 VPN; excelente relación resistencia-peso; resistencia moderada a la corrosión.
¿Cuál es la granulometría típica del polvo de Al7050 para la fabricación aditiva?De 15 a 45 micras clasificadas en el grado Muy Fino
¿Es necesario desoxidar o esferoidizar el polvo de Al7050 antes de utilizarlo?Es deseable que el contenido de oxígeno sea inferior a 50-100 ppm; se prefiere una esfericidad superior a 0,9.
¿Es peligroso el Al7050 durante su manipulación y almacenamiento?No presenta riesgos importantes, pero la inhalación de polvo fino puede causar irritación respiratoria

Resumen

Con una potente combinación de alta resistencia, respetable tenacidad a la fractura y moderada resistencia a la corrosión, la aleación de aluminio 7050 presenta propiedades atractivas entre las opciones de polvo no ferroso para la fabricación aditiva. Una cuidadosa atención a la calidad del polvo y a la reciclabilidad promete un excepcional rendimiento estructural en servicio una vez que los componentes se procesen mediante sistemas de lecho de polvo de gran tamaño de última generación.

A medida que las aleaciones de aluminio vayan ganando aceptación en los sectores de la aviación, la cohetería y la automoción de alta gama, el polvo de Al7050 impulsará la fabricación de formas y entramados ligeros complejos hasta ahora inviables, respaldando nuevos niveles de funcionalidad.

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