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指定 | EN AW-7050 |
| 一次合金元素 | 亜鉛（Zn）、マグネシウム（Mg）、銅（Cu） |
| 強さ | 高い強度対重量比 |
| 引張強度 | 最大570 MPa (T651テンパー) |
| 降伏強度 | 最大500 MPa (T651テンパー) |
| 破壊靭性 | 約33MPa√m（T7351テンパー） |
| 疲労強度 | 107サイクルで約310MPa（T7351テンパー） |
| 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 | ガスアトマイズ、プラズマアトマイズ、クライオミリング |
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 | 溶融した7050合金をアトマイザーに投入。 不活性ガス（通常は窒素）またはプラズマジェットを使用して、液体金属を微細な液滴に分解する。 液滴は、体積に対する表面積の比率が高いため、急速に固化して球状の粉末粒子になる。 様々なテクニックが存在する： ガスアトマイズ（GA） - 7050パウダー製造の最も一般的な方法。 プラズマアトマイズ(PA) - より微細な粒度制御が可能。 |
| ミーリング | 粒子径と形態をさらに微細化するオプションのステップで、一般的にGAで製造されたパウダーに使用される。 機械的粉砕は、粉砕メディアを使用して目的の粒子特性を達成する。 クライオミリング - 酸化を最小限に抑え、粉末の流動性を向上させるために低温で行われる特殊なミリングプロセス。 |
| ふるい分け | 粉体は、ふるいまたは分級機を使って特定のサイズのフラクションに分離される。 アディティブ・マニュファクチャリング（AM）プロセスにおいて、最適なフローとパッキングのための一貫した粒度分布を確保します。 |
| ミキシング（オプション） | 異なるロットのパウダーをブレンドし、化学的性質や特性を均一にする。 |
| 品質管理 | パウダーは、厳格な仕様に適合するよう厳しくテストされる： 化学組成 粒度分布 モルフォロジー（形状） 流動性 含水率 酸素含有量 |
| パウダーの主な特徴 | 説明 | AMにとっての重要性 |
|---|---|---|
| 粒度分布 | 粉末の粒度分布。 | 充填密度、流動性、最終部品の特性に影響する。 通常、7050AMに望まれる範囲は15-63ミクロンである。 |
| 形態学 | 粉末粒子の形状。 | 球状粒子は、不規則な形状に比べて流動性と充填性に優れている。 |
| 合金組成 | 粉末に含まれる元素の割合。 | 最終部品の機械的特性、耐食性、その他の特性を決定する。 7050粉末は通常、亜鉛(6%)、マグネシウム(2%)、銅(2.3%)を主要合金元素として含んでいます。 |
| 見かけ密度 | 粉末のかさ密度。 | 印刷部品の最終密度に影響する。 |
| 流動性 | 粉の流れやすさ。 | ホール流量で測定。AMプロセスにおける均一な層形成に不可欠。 |
| 含水率 | パウダーが吸収する水分量。 | 保管中およびAM処理中のパウダーの酸化を最小限に抑える。 通常、7050粉末では0.1%以下。 |
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 | 希望物件 |
|---|---|
| 航空宇宙（航空機構造、着陸装置、宇宙船部品を含む） | 高強度、破壊靭性、疲労強度 |
| 自動車（ホイール、エンジン部品、ボディパネルを含む） | 高強度、軽量 |
| スポーツ用品（野球のバット、自転車のフレーム、ゴルフクラブなど） | 高強度、優れた耐疲労性 |
| 軍事用途（装甲、武器、車両を含む） | 高強度、溶接性 |
| 成形と金型（寸法安定性と耐摩耗性に優れているため） | 寸法安定性、耐摩耗性 |
| エレクトロニクス（電気伝導性が良いため） | 電気伝導度 |
| 低温用途（低温強度が高いため） | 低温強度 |
| 海洋用途（耐食性に優れているため） | 耐食性 |
| 医療用途（生体適合性による） | 生体適合性 |
| 構造（強度重量比が高いため） | 高い強度対重量比 |
アルミニウム合金7050粉末 仕様
アルミニウム合金 7050 の粉の指定
| プロパティ | 説明 | 代表値 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 化学組成 | アルミニウム合金7050粉末は、特定の割合でいくつかの主要元素を含む高強度アルミニウム合金です。 | 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% その他の元素（Si、Fe、Mn、Cr、Ti、Zr）： ≤ 0.15% 合計 | wt% |
| 粒子の形態学 | 粉末粒子の形状と表面特性は、流動性、充填密度、印刷適性に影響する。 | 球形または球形に近い | |
| 粒度分布 | 粉末粒子のサイズは、最終的な印刷部品の表面仕上げ、機械的特性、および全体的な品質を決定する上で重要な役割を果たす。 | 通常、15～45μm、45～100μm、100～150μmなど、さまざまなサイズがある。 特定の用途では、より狭い粒度分布が望まれる場合がある。 | μm |
| 見かけ密度 | これは、粒子間の空間を考慮した粉体のかさ密度のことである。 | 約2.6～2.8 g/cm³ | g/cm³ |
| タップ密度 | タップ密度は、ボイドを最小限に抑えるために標準化されたタップ工程後の粉末の密度を示す。 | 見掛け密度よりやや高く、通常約3.0～3.2g/cm³。 | g/cm³ |
| 流動性 | 良好な流動性は、付加製造プロセスにおける均一な粉末堆積に不可欠である。 | 球状の形態と適切な粒度分布は、良好な流動性に寄与する。 | |
| 機械的性質（鍛造換算） | 正確な特性は製造工程や後処理技術によって異なりますが、7050アルミニウムパウダーは一般的に、鍛造（バルク）7050アルミニウムに匹敵する優れた機械的特性を提供します。 | 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。
アルミニウム合金7050パウダーの長所と短所
| 長所 | 短所 |
|---|---|
| 高い強度： アルミニウム合金7050粉末は優れた強度特性を誇り、6061や7075のような積層造形に一般的に使用される他のアルミニウム合金を上回ります。このため、航空宇宙部品や構造部品など、高い耐荷重性を必要とする用途に適しています。 | 限られた延性： 他のアルミニウム合金と比較すると、7050パウダーは延性が低く、破壊前に塑性変形する能力が低下しています。これは、ある程度の柔軟性や曲げ加工性を必要とする用途では欠点となり得ます。 |
| 良好な耐食性： 7050アルミニウムパウダーは、特に塩水環境を伴う用途で優れた耐食性を発揮します。合金中の亜鉛とマグネシウムの存在が、この耐食性強化に寄与しています。 | 後処理の要件： 7050アルミニウムの最適な機械的特性を達成するために、7050パウダーで印刷された部品は、多くの場合、熱間静水圧プレス（HIP）のような後処理工程を必要とします。これは、製造工程に複雑さとコストを追加します。 |
| 軽量だ： すべてのアルミニウム合金と同様に、7050パウダーはスチールやチタンのような重い素材と比較して重量面で大きなアドバンテージがあります。そのため、航空宇宙、自動車、その他の産業で重量が重要視される用途に最適です。 | より高いコスト： アルミニウム合金7050粉末は、合金に含まれる追加元素や特殊な製造工程が必要になる可能性があるため、他のアルミニウム粉末よりも高価になる場合があります。 |
| 優れた溶接性： 7050アルミニウム粉末は良好な溶接性を示し、3Dプリント部品の接合や、付加製造部品と従来から製造されている要素を組み合わせたハイブリッド構造の作成を可能にする。 | 異方性： 他の金属合金粉末と同様に、7050粉末で印刷された部品は異方性を示すことがあります。これは、機械的強度が印刷方向によって異なることを意味します。この影響を緩和するには、慎重な設計上の配慮が必要です。 |
| テーラブル・プロパティ： 7050アルミニウム粉末の特定の特性は、粉末噴霧パラメータや熱処理技術などの製造工程の調整によって影響を受ける可能性があります。このため、特定の用途に望ましい特性を実現するために、ある程度のカスタマイズが可能です。 | 安全上の注意 アルミニウム合金7050粉末は、他の金属粉末と同様に、取り扱い中に安全上の危険をもたらす可能性があります。リスクを最小限に抑えるためには、適切な換気、個人用保護具、安全手順の遵守が不可欠です。 |
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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