アルミニウム合金7050粉末
目次
アルミニウム合金7050粉末 は、高強度航空宇宙用合金で、粉末状でも入手可能であり、積層造形やその他の粉末冶金用途に使用できます。亜鉛とマグネシウムを主合金とするこの7xxxシリーズは、重要な構造部品に理想的な優れた機械的特性を発揮します。
概要 アルミニウム合金7050粉末
| プロパティ | 説明 |
|---|---|
| 合金 | AA7050 |
| UNS番号 | A97050 |
| EN Designation | EN AW-7050 |
| 一次合金元素 | Zinc (Zn), Magnesium (Mg), Copper (Cu) |
| 強さ | 高い強度対重量比 |
| 引張強度 | Up to 570 MPa (T651 temper) |
| 降伏強度 | Up to 500 MPa (T651 temper) |
| 破壊靭性 | Around 33 MPa√m (T7351 temper) |
| 疲労強度 | About 310 MPa at 107 cycles (T7351 temper) |
| 耐食性 | グッド |
| 熱伝導率 | 高い |
| 加工性 | グッド |
| アプリケーション | |
| 航空宇宙 | 機体構造部品、着陸装置、ロケット |
| 自動車 | ホイール、コントロールアーム、ドライブトレイン部品 |
| インダストリアル | ロボット工学、ツーリング治具および治具、計装 |
| マリン | プロペラ、ドライブシャフト、ポンプ、バルブ |
| パウダー製造法 | Gas atomization, plasma atomization, cryomilling |
アルミニウム7050パウダーの種類
製造方法と特性に基づいて、一般的なAl7050粉末の品種は、次のとおりです：
| タイプ | 説明 | 粒子径 | 形態学 | 見かけ密度 |
|---|---|---|---|---|
| ガスアトマイズド | 不活性ガス霧化により球状粉末を提供 | 15-45 μm | 丸みを帯びた | ∼約1.6 g/cc |
| 霧化された水 | 融解した水が不規則な粒子を形成 | 15-100 μm | ギザギザ、多孔質 | ∼約1.2 g/cc |
| プラズマ噴霧 | プラズマからの滑らかな球状ナノミクロン粉末 | 5-45 μm | 非常に球形 | ∼2 g/cc |
| 機械的合金 | 高エネルギー・ボールミルによる粉体のブレンドと精製 | 15-100 μm | ギザギザの複合粒子 | ∼約1.8g/cc |
最終的な塗布方法に基づいて、適切なグレードが選択される。100ミクロン以下の小さなサイズは、より良いパウダーベッド密度と印刷解像度を可能にする。
構成 アルミニウム合金7050粉末
航空宇宙構造用合金として、7050の組成は以下の通りである：
| エレメント | 重量 % | 役割 |
|---|---|---|
| 亜鉛 | 5.7 – 6.7% | 主要な合金元素で、析出により強度を向上させる。 |
| マグネシウム | 1.9 – 2.6% | 強化元素で、MgZn2沈殿物を形成する。 |
| 銅 | 2.0 – 2.6% | 機械的特性の微調整に役立つ |
| 鉄 | ≤0.15% | 不純物レベルを低く抑える |
| シリコン | ≤0.12% | 不純物元素 |
| クロム | ≤0.04% | 微量不純物としてのみ存在する |
| マンガン | ≤0.05% | 不純物として低く抑えられる |
| アルミニウム | バランス | 基本要素 |
銀やリチウム、その他の元素を意図的に添加することで、粉末の特性を変えることもある。
アルミニウム合金7050粉末 プロパティ
積層造形に適したAl7050合金粉末の主な特性：
物理的性質
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 2.83 g/cm3</sup |
| 融点 | ∼635°C |
| 熱伝導率 | 130 W/m-K |
| 比熱容量 | 0.88 J/g-K |
| 電気抵抗率 | ∼約4.5μΩ・cm |
| CTE | 23 μm/m-K |
| カラー | ダークグレー～ブラック |
低密度と強度を兼ね備えたAl7050は、航空宇宙や航空分野での軽量化に適しています。
機械的特性
| プロパティ | 印刷済み | 熱処理 |
|---|---|---|
| 引張強度 | ≥450 MPa以上 | ≥570MPa以上 |
| 降伏強度 | ≥400 MPa以上 | ≥500MPa以上 |
| 伸び | ∼8% | ∼10% |
| 硬度 | ∼150 VPN | ∼195 VPN |
| 疲労強度 | 100 MPa | 230 MPa |
制御された低応力熱処理により、機械的性能を向上させる最適な析出微細構造が形成される。
パフォーマンス属性
| パラメータ | 価値 | 単位 |
|---|---|---|
| 強度重量比 | 高い | MPa/(g/cm3) |
| 剛性重量比 | 高い | GPa/(g/cm3) |
| 耐食性 | グッド | – |
| 溶接性 | フェア | – |
| 導電率 | 素晴らしい | %IACS |
| 高温性能 | グッド | – |
これらの特性により、Al7050は民間および防衛航空宇宙用途に適している。
製造 アルミニウム合金7050粉末
| プロセス | 説明 |
|---|---|
| 霧化 | Molten 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. |
| ミーリング | Optional 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/Classification | Powder 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. |
| 品質管理 | Powder is rigorously tested to ensure it meets strict specifications for: 化学組成 粒度分布 Morphology (shape) 流動性 含水率 酸素含有量 |
| Key Powder Characteristics | 説明 | Importance for AM |
|---|---|---|
| 粒度分布 | Distribution of powder particle sizes. | Affects packing density, flowability, and final part properties. Typically desired range for 7050 AM is 15-63 microns. |
| 形態学 | Shape of the powder particles. | Spherical particles offer better flowability and packing compared to irregular shapes. |
| 合金組成 | Specific 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. |
| 見かけ密度 | Bulk density of the powder. | Impacts the final density of the printed part. |
| 流動性 | Ease with which powder flows. | Measured by Hall flow rate. Crucial for uniform layer formation in AM processes. |
| 含水率 | Amount of moisture absorbed by the powder. | Minimizes powder oxidation during storage and AM processing. Typically below 0.1% for 7050 powder. |
アプリケーション アルミニウム合金7050粉末
| アプリケーション | Properties desired |
|---|---|
| Aerospace (including aircraft structures, landing gear, and spacecraft components) | High strength, fracture toughness, fatigue strength |
| Automotive (including wheels, engine components, and body panels) | 高強度、軽量 |
| Sporting goods (including baseball bats, bicycle frames, and golf clubs) | 高強度、優れた耐疲労性 |
| 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) | 電気伝導度 |
| Cryogenic applications (due to its good low-temperature strength) | Low-temperature strength |
| Marine applications (due to its good corrosion resistance) | 耐食性 |
| Medical applications (due to its biocompatibility) | 生体適合性 |
| Construction (due to its high strength-to-weight ratio) | 高い強度対重量比 |
アルミニウム合金7050粉末 仕様
Aluminum Alloy 7050 Powder Specifications
| プロパティ | 説明 | 代表値 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 化学組成 | Aluminum alloy 7050 powder is a high-strength aluminum alloy containing several key elements in specific proportions. | アルミニウム（Al）： バランス 亜鉛（Zn）： 5.7 – 6.7% マグネシウム（Mg）： 2.0 – 2.6% 銅（Cu）： 2.0 – 2.5% Other elements (Si, Fe, Mn, Cr, Ti, Zr): ≤ 0.15% total | wt% |
| 粒子の形態学 | The shape and surface characteristics of the powder particles influence their flowability, packing density, and printability. | Spherical or near-spherical | |
| 粒度分布 | The 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 |
| 見かけ密度 | This refers to the bulk density of the powder, considering the spaces between particles. | Approximately 2.6 – 2.8 g/cm³ | g/cm³ |
| タップ密度 | Tap 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/cm³ | g/cm³ |
| 流動性 | Good 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. | 降伏強度： 415 – 475 MPa 引張強さ： 500 – 570 MPa 伸び： 12 – 18% | MPa, % |
グレード
粒子径に基づくMPIF 35規格による：
| グレード | 粒子径 |
|---|---|
| ウルトラファイン | 1 - 20 μm |
| 非常に良い | 15 - 45 μm |
| ファイン | 25 - 75 μm |
| 比較的粗い | 53 - 105 μm |
レーザーベースの融合に適した超微細および非常に微細なAl7050。
規格
- ASTM B233 - 溶射用アルミニウムパウダーおよびフレークの規格
- MPIF 35 - アルミニウムおよびアルミニウム合金粉末の規格
- ISO 22053 - 添加製造に使用される金属粉末の粒径測定
価格 アルミニウム合金7050粉末
代表的な価格、2023年
| グレード | 価格 |
|---|---|
| ウルトラファイン | 1kgあたり$45～$55 |
| 非常に良い | 1kgあたり$35～$50 |
| ファイン | 1kgあたり$18～$35 |
| 粗目 | 1kgあたり$12～$25 |
より高い真球度、より小さく狭い分布の粉末サイズは、プレミアム価格を要求する。
Pros and Cons of Aluminum Alloy 7050 Powder
| 長所 | 短所 |
|---|---|
| 高い強度： 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. | 限られた延性： 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. |
| 良好な耐食性： 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. | 後処理の要件： 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. |
| 軽量だ： 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. | より高いコスト： 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. |
| 優れた溶接性： 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. | 異方性： 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. |
| テーラブル・プロパティ： 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. | 安全上の注意 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. |
アルミニウム合金7050粉末 サプライヤー
著名なAl7050粉末メーカーには、以下のようなものがある：
| 会社概要 | 所在地 |
|---|---|
| アルポコ | 英国 |
| AMCパウダー | ドイツ |
| 金属粉の製造 | 英国 |
| サンドビック・オスプレイ | 英国 |
| パイロジェネシス | カナダ |
| TLSテクニーク | ドイツ |
これらのサプライヤーと二次LPFマシンサプライヤーは、産業バイヤーに用途に特化したAl7050パウダーロットを提供する。
よくあるご質問
| 質問 | 答え |
|---|---|
| アルミニウム合金7050粉末とは何ですか？ | 亜鉛とマグネシウムを主合金として添加した7xxxシリーズ航空宇宙用合金の球状ガスまたは水アトマイズ粉末 |
| 7050合金粉は何に使われるのですか？ | 航空、自動車、海洋用途の軽量構造部品の積層造形 |
| Al7050粉末の典型的な組成は？ | ∼約6%の亜鉛、約2.5%のマグネシウム、約2.4%の銅にアルミニウムとFe、Si、Mnなどの微量元素がバランスしている。 |
| Al7050粉末にはどのような種類がありますか？ | ガスアトマイズ、水アトマイズ、プラズマアトマイズ、メカニカルアロイ粉末 |
| Al7050合金粉の特性は？ | 密度-2.83g/cm3; 引張強さ-500MPa以上; 硬度-150～200VPN; 優れた強度重量比; 中程度の耐食性 |
| 積層造形用Al7050粉末の一般的な粒径は？ | 15ミクロンから45ミクロンがベリーファイングレードに分類される。 |
| Al7050粉末は、使用前に脱酸や球状化が必要ですか？ | 酸素含有量が50～100ppm以下であることが望ましい。真球度が0.9以上であることが望ましい。 |
| Al7050は取り扱いや保管中に危険ですか？ | 大きな危険性はないが、微粉末を吸入すると呼吸器に炎症を起こすことがある。 |
概要
高強度、優れた破壊靭性、適度な耐食性を兼ね備えたアルミニウム7050合金は、積層造形用の非鉄粉末オプションの中でも魅力的な特性を示しています。粉末の品質とリサイクル性に細心の注意を払うことで、最新世代の大型粉末床システムで加工されたコンポーネントは、優れたインサービス構造性能を約束します。
アルミニウム合金が航空、ロケット、高級自動車分野で広く受け入れられるようになるにつれ、Al7050粉末は、これまで実現不可能であった複雑な軽量形状や格子の製造可能性を先導し、新たなレベルの機能性を裏付けることになる。
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