Poudre d'Al 6061 pour la fabrication additive (AM)

La poudre d'Al 6061 est un matériau d'aluminium polyvalent composé de divers éléments pour améliorer ses propriétés, telles que la solidité, la résistance à la corrosion et l'usinabilité. Il est largement utilisé dans différentes industries en raison de ses excellentes caractéristiques.

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Table des matières

Aperçu de la poudre d'aluminium 6061

L'Al 6061 est l'un des alliages d'aluminium les plus polyvalents pouvant subir un traitement thermique. L'ajout de magnésium et de silicium permet de le renforcer par durcissement par précipitation. Cet alliage est devenu extrêmement populaire en raison de son excellente résistance à la corrosion, de son usinabilité, de sa soudabilité et de sa résistance moyenne à élevée.

Les principales caractéristiques de la poudre d'Al 6061 sont les suivantes

  • Résistance moyenne à élevée avec une ductilité et une ténacité excellentes
  • Excellente résistance à la corrosion et excellente aptitude à la finition
  • Très bonne soudabilité et usinabilité
  • Conductivité thermique et électrique élevée
  • Faible densité
  • Disponible dans une large gamme de tailles et de formes de poudres

La poudre d'Al 6061 est largement utilisée dans l'aérospatiale, la marine, l'automobile, la construction et les applications d'ingénierie générale nécessitant un poids léger et de bonnes propriétés mécaniques.

Composition chimique de la poudre d'Al 6061

La composition chimique typique de la poudre d'Al 6061 est la suivante :

ÉlémentPoids %
Aluminium (Al)Équilibre
Silicium (Si)0.4-0.8%
Fer (Fe)0-0.7%
Cuivre (Cu)0.15-0.4%
Manganèse (Mn)0-0.15%
Magnésium (Mg)0.8-1.2%
Chrome (Cr)0.04-0.35%
Zinc (Zn)0-0.25%
Titane (Ti)0-0.15%

Poudre d'Al 6061

Le magnésium et le silicium sont les principaux éléments d'alliage. Des traces de fer, de cuivre, de manganèse et de chrome ont également des effets mineurs sur les propriétés de l'alliage.

Propriétés de la poudre d'Al 6061

Les principales propriétés de la poudre d'Al 6061 sont les suivantes

PropriétéValeur
Densité2,7 g/cm3
Point de fusion582-652°C
Conductivité thermique167 W/mK
Conductivité électrique43-45% IACS
Module de Young68-72 GPa
Rapport de Poisson0.33
Résistance à la traction124-290 MPa
Limite d'élasticité55-250 MPa
Élongation10-25%
Dureté40-95 Brinell

 

L'aluminium 6061 offre une résistance moyenne à élevée qui peut être encore améliorée par un traitement thermique. Il possède une excellente résistance à la corrosion et une bonne aptitude à la finition.

Méthode de production de la poudre d'Al 6061

Les méthodes de production commerciale de la poudre d'Al 6061 sont les suivantes :

  • Atomisation des gaz - Un gaz inerte à haute pression désintègre le flux d'alliage fondu en une fine poudre sphérique avec une distribution de taille contrôlée.
  • Atomisation de l'eau - Le jet d'eau à grande vitesse percute et désintègre le métal en fusion pour produire de fines particules de poudre irrégulière.
  • Alliage mécanique - Broyage à billes d'un mélange de poudres d'aluminium et d'éléments d'alliage, suivi d'un compactage et d'un frittage.

L'atomisation au gaz permet un contrôle supérieur des caractéristiques de la poudre.

Applications de la poudre d'aluminium 6061

Les applications typiques de la poudre d'Al 6061 sont les suivantes :

  • Fabrication additive - Utilisé pour la fusion sélective par laser, la fusion par faisceau d'électrons et la projection de liant afin de produire des composants complexes.
  • Moulage par injection de métal - Fabriquer de petites pièces complexes avec des tolérances serrées et d'excellentes propriétés.
  • Métallurgie des poudres - Les procédés de pressage et de frittage permettent de créer des pièces automobiles et mécaniques de haute performance.
  • Pulvérisation thermique - Pulvérisation à l'arc électrique pour déposer des revêtements protecteurs en Al 6061 offrant une résistance à l'usure et à la corrosion.
  • Produit d'apport pour le soudage - Utilisé comme fil d'apport pour obtenir une résistance de soudure similaire à celle du métal de base.
  • Pigments - Ajouté aux peintures et aux polymères pour leur donner du lustre et les protéger contre la corrosion.

Spécifications de la poudre d'aluminium 6061

La poudre d'Al 6061 est disponible dans différentes gammes de tailles, de formes, de grades et de niveaux de pureté :

  • Taille des particules : De 10 à 150 microns pour les méthodes AM, jusqu'à 300 microns pour les procédés de pulvérisation thermique.
  • Morphologie : Particules sphériques, granulaires, dendritiques et de forme irrégulière. La poudre lisse s'écoule mieux.
  • La pureté : Des produits commerciaux aux produits de haute pureté (99,9%), adaptés aux besoins.
  • Les notes : Conforme aux spécifications ASTM B221, EN 573 et ISO 209. Des qualités sur mesure sont proposées.
  • Fluidité : La poudre peut être personnalisée pour des débits spécifiques en fonction de l'application.

Fournisseurs mondiaux de poudre d'aluminium 6061

Les principaux fournisseurs mondiaux sont les suivants

  • Valimet Inc. (USA)
  • Makin Metal Powders (UK)
  • Metal Powder Company (États-Unis)
  • CNPC Powder Group (Chine)
  • SCM Metal Products (USA)
  • Shanghai Chaowei Nanotechnology (Chine)
  • Poudre de titane (Russie)

Ces entreprises produisent de la poudre d'Al 6061 adaptée à l'AM, à la pulvérisation thermique, à l'aérospatiale, à l'automobile et à d'autres applications exigeantes en utilisant diverses méthodes.

Prix de la poudre d'Al 6061

Le prix de la poudre d'Al 6061 dépend de plusieurs facteurs :

  • Niveaux de pureté
  • Caractéristiques des particules
  • Méthode de production de poudre
  • Volume des commandes
  • Fournisseur et situation géographique
GradeFourchette de prix
Commercial$5-15 par kg
Haute pureté$15-30 par kg
Ultrafine$30-60 par kg
Catégorie spéciale$60-120 par kg

 

Les poudres sphériques, de taille de particules contrôlée et de haute pureté sont beaucoup plus chères que les poudres d'Al 6061 du commerce.

Stockage et manipulation de la poudre d'Al 6061

La poudre d'Al 6061 doit être manipulée et stockée de manière appropriée afin d'éviter tout risque :

  • Oxydation et réaction à l'humidité
  • Risques d'explosion de poussières dues aux poudres fines
  • Problèmes de santé liés à l'inhalation
  • Les pratiques de sécurité figurant dans la FDS du fournisseur doivent être respectées.

Il est recommandé de stocker le gaz inerte, d'assurer une ventilation adéquate, de mettre à la terre et de porter un EPI lors de la manipulation de la poudre.

Méthodes d'essai et de caractérisation

Les principales méthodes d'essai utilisées pour la poudre d'Al 6061 sont les suivantes :

  • Analyse chimique par OES ou XRF pour la composition
  • Distribution de la taille des particules selon la norme ASTM B822
  • Analyse morphologique par MEB
  • Débit de poudre mesuré par l'entonnoir de Hall
  • Détermination de la densité par pycnométrie à l'hélium
  • Contrôle des impuretés par ICP-MS
  • Examen de la microstructure par diffraction des rayons X

Ces tests garantissent la cohérence des lots et la conformité aux exigences de l'application.

Comparaison entre les poudres d'Al 6061 et d'Al 7075

Al 6061 et Al 7075 sont deux poudres d'alliage d'aluminium comparées :

ParamètresAl 6061Al 7075
Type d'alliageTraitement thermiqueTraitement thermique
Teneur en Mg0.8-1.2%2.1-2.9%
La forceMoyenTrès élevé
UsinabilitéExcellentPauvre
SoudabilitéExcellentPauvre
Résistance à la corrosionExcellentBon
CoûtPlus basPlus élevé

 

L'Al 6061 offre une meilleure résistance à la corrosion et une meilleure usinabilité, tandis que l'Al 7075 offre une plus grande résistance après traitement thermique.

Al 6061 Powder FAQs

Q : Comment la poudre d'Al 6061 est-elle produite ?

R : La poudre d'aluminium 6061 est produite commercialement par atomisation au gaz, atomisation à l'eau, alliage mécanique et électrolyse. L'atomisation au gaz offre un contrôle optimal des caractéristiques de la poudre.

Q : Quelles sont les principales applications de la poudre d'Al 6061 ?

R : Les principales applications de la poudre d'Al 6061 comprennent la fabrication additive, les revêtements par pulvérisation thermique, les pièces obtenues par métallurgie des poudres, le moulage par injection de métaux, les pigments et les fils d'apport pour le soudage nécessitant une résistance moyenne et une excellente résistance à la corrosion.

Q : Quelle est la taille de poudre d'aluminium 6061 recommandée pour la projection de liant ?

R : Pour le processus de projection de liant, la taille typique de la poudre d'Al 6061 est de 20 à 45 microns avec une morphologie sphérique pour permettre une bonne densité du lit de poudre et une bonne infiltration du liant.

Q : La poudre d'Al 6061 nécessite-t-elle des précautions particulières de manipulation ?

R : Oui, il est recommandé de manipuler les poudres d'alliage d'aluminium avec précaution, sous atmosphère inerte, avec une mise à la terre, une ventilation et un EPI appropriés, afin d'éviter tout risque d'incendie ou d'explosion.

Q : Où puis-je acheter de la poudre d'aluminium 6061 adaptée aux applications aérospatiales ?

R : Il est possible d'acheter de la poudre d'aluminium 6061 atomisée au gaz de haute pureté répondant aux normes aérospatiales auprès de fabricants de premier plan tels que Valimet, Makin Metal Powders et AMETEK.

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