アルミニウム AlSi7Mg 粉末

アルミニウムAlSi7Mg粉末は、主要合金元素としてケイ素とマグネシウムを含むアルミニウム合金粉末です。この高度なエンジニアリング材料は、優れた熱特性とともに、卓越した強度、溶接性、耐食性を提供します。

AlSi7Mg粉末は、選択的レーザー溶融（SLM）や直接金属レーザー焼結（DMLS）などの金属積層造形プロセス用の汎用材料として浮上してきた。そのユニークな組成により優れた機械的特性が付与され、航空、航空宇宙、自動車の各分野における軽量構造部品に適しています。

アルミニウムAlSi7Mg粉末の種類

AlSi7Mg合金粉末は、金属AMプロセスの要件に基づいて異なるサイズ分布で利用可能です：

タイプ	粒子径範囲
ファイン・グレード	15～45ミクロン
中級	45～105ミクロン
粗目	105～150ミクロン

より微細な粉末粒子は表面積が大きく、パウダーベッドの密度を向上させ、印刷パーツの解像度を向上させる。しかし、反応性が高くなる傾向があり、不活性ガスの取り扱いが必要になる。

一方、粗い粒子はパウダーの流動性を高め、安全上のリスクを低減する。しかし、複雑な3Dプリント部品の解像度と精度は低くなる。

AlSi7Mgの組成

アルミニウムAlSi7Mg合金粉末の公称組成は以下の通りである：

エレメント	組成範囲
アルミニウム（Al）	バランス
ケイ素 (Si)	6.5 - 7.5 wt%
マグネシウム (Mg)	0.45 - 0.55 wt%
鉄（Fe）	0.55 wt% max
銅（Cu）	0.05 wt% max
マンガン (Mn)	0.45 wt% max
亜鉛	0.10 wt% max
チタン（Ti）	0.15 wt% max

このアルミニウム粉末合金中の高いケイ素とマグネシウム含有量は、凝固中に微細な析出物を生成する。これにより、析出硬化メカニズムによる著しい強化がもたらされる。

AlSi7Mg粉末の主要特性

AlSi7Mgは、積層造形に適した材料特性のユニークな組み合わせを持っている：

プロパティ	価値
密度	2.68 g/cc
融点	575 - 585
熱伝導率	150 - 180 W/m-K
熱膨張	21 - 24 x 10-6 /K
弾性係数	72 - 77 GPa
引張強度	430 - 490 MPa
破断伸度	8 – 10%
硬度 ブリネル	95 – 110
高温安定性	素晴らしい
耐食性	非常に良い

AlSi7Mg粉末の主な利点は以下の通りである：

• 高い強度対重量比
• 高温での寸法安定性
• 印刷部品の極めて滑らかな表面仕上げ
• 耐食性に優れ、特に海洋環境での使用に適しています。
• 後加工が容易で加工性が良い。
• 他のアルミニウム等級と比較して優れた溶接性

AlSi7Mg粉末の用途

AlSi7Mgの多様な材料特性は、様々な分野での使用を可能にする：

産業	アプリケーション
航空宇宙	構造用ブラケット、エンジン部品、複雑な格子
航空	機体部品、ダクト、導管
自動車	シャーシ部品、ハブ、インペラ
マリン	デッキ金具、アンテナマウント、船体
インダストリアル	熱交換器、プロセス機器
消費者	電子機器ハウジング、改造、アクセサリー

AlSi7Mgの卓越した強度対重量比と金属3Dプリンティングの優れた寸法精度を組み合わせることで、輸送用途における軽量設計の最適化が可能になります。

AlSi7Mg 粉末の仕様

積層造形プロセス用のAlSi7Mg粉末は、厳格な品質基準に適合しなければならない。

パラメータ	必要条件
粒子形状	球形＋衛星可
粒度分布	D10＞10ミクロン；D90＜100ミクロン
見かけ密度	> 固体密度60%
流量	> 15 s / 50 g
含水率	< 0.1 wt%
酸素含有量	< 0.5 wt%
窒素含有量	< 0.5 wt%
水素含有量	< 0.2 wt%

メーカーは、厳格な品質管理の枠組みを通じて、粉体のリサイクル性を最大化し、これらの指標のばらつきを最小化することを目指している。

AlSi7Mg 粉末のグローバルサプライヤー

AlSi7Mg 合金粉末の世界的な大手サプライヤーには以下のようなものがある：

会社概要	ブランド名	利用可能な粒子サイズ	価格帯
サンドビック	オスプレイ＋アンパル	15-45um｜45-105um	1kgあたり$90～$110
カーペンター	ALSi7Mg	15-53um｜53-150um	1kgあたり$80～$100
LPWテクノロジー	LPW AlSi7Mg	15-45 um	$100〜$140/kg
TLSテクニーク	AlSi7Mg04	10-45um｜45-106um	1kgあたり$75～$90
AMCパウダー	AlSi7Mg SLM	10-45 um	1kgあたり$70～$100

価格は、注文量、ロットサイズ、地域の代理店、カスタマイズオプションによって異なる。

メタルAMにおけるAlSi7MgとAlSi10Mgの比較

AlSi10Mgは、粉末床溶融プロセスで使用されるもう一つの一般的なアルミニウム合金である：

	AlSi7Mg	AlSi10Mg
シリコン含有量	6.5 - 7.5 wt%	9 - 11 wt%
密度	2.68 g/cc	2.67 g/cc
引張強さ	430 - 490 MPa	400 - 460 MPa
延性	より高い	より低い
溶接性	素晴らしい	中程度
表面仕上げ	スムーザー	ラフ
コスト	より高い	より低い

AlSi10Mgは、より手頃な価格と印刷適性を提供するが、AlSi7Mgは、優れた機械的性能、耐食性、後処理特性を提供する。

AlSi7Mgの利点と限界

AlSi7Mg粉末の主な利点は以下の通りである：

メリット

• 軽量化のための優れた強度重量比
• 高い硬度と優れた延性
• 優れた耐食性
• 高温での優れた熱安定性
• AlSi10Mgよりも滑らかな表面仕上げ
• 他のAl合金より優れた溶接性

制限：

• AlSi10Mg 粉末に比べ高コスト
• Si含有量の多いアルミニウム合金よりも最高使用温度が低い。
• 大気中の水分や酸素との反応性には注意が必要である。
• 純アルミニウムや銅合金よりも低い熱伝導率
• 印刷性が低下するため、印刷時に必要なサポートが増える

AlSi7Mgを用いた最近の研究の進展

現在進行中のAlSi7Mg粉末の研究は、以下の点に焦点を当てている：

• グレイン・リファインメント 新しい合金組成と熱処理による超微細組織の実現により、降伏強さ、引張強さ、疲労寿命が大幅に改善される。
• 表面強化 研磨フロー加工、レーザー研磨、電解研磨などの高度な仕上げ技術により、気孔率に起因する脆弱性を最小限に抑え、機能性能を向上させる。
• 接合技術 摩擦攪拌接合やその他の固体プロセスを含め、付加的に製造されたAlSi7Mgコンポーネントの統合、修理、変更を可能にし、耐用年数の延長を図る。
• 資格認定 産業規格に従った広範な材料試験とプロセス特性評価を通じて、ミッションクリティカルなシステム全体で信頼性の高い最終使用のための仕様フレームワークを進化させる。

多くのOEMがAlSi7Mg粉末ベンダーと直接協力し、特定の用途に合わせたカスタム処方を推し進めている。重点領域は、微細構造の進化、熱挙動、欠陥の緩和、異方性の定量化、工業規模の品質保証に関する予測能力の構築に及んでいる。

このような持続的な努力により、AlSi7Mg合金を用いた金属積層造形の高性能範囲が拡大し、さまざまな分野でその採用が広まるだろう。

よくあるご質問

質問	答え
AlSi7Mgは析出硬化しますか？	はい、AlSi7Mgは適切な熱処理によって析出硬化させ、ピーク強度を得ることができます。
特定の用途でAlSi10MgよりAlSi7Mgが好まれるのはなぜですか？	AlSi7Mgは、AlSi10Mgよりも優れた耐食性と溶接性とともに、引張強さ、硬さなどの優れた機械的特性を提供します。
AlSi7Mg AM部品で達成される典型的な表面粗さはどのくらいですか？	AlSi7Mgプリント部品は、平均粗さ（Ra）値が5～15ミクロンと、卓越した表面仕上げを示しています。
AlSi7Mg粉末の代替品にはどのようなものがありますか？	他の選択肢としては、AlSi10Mg、AlSi12、Scalmalloy、アルミニウム6061合金、チタンTi64などがある。
AlSi7Mg AM部品の一般的な公差レベルは？	最適化されたパラメータと幾何学的複雑性に基づき、AlSi7Mgプリント部品の寸法公差は日常的に±0.3%まで達成されています。
AlSi7Mg AM部品には、どのような後処理が一般的ですか？	典型的な後処理には、サポート除去 > 熱処理 > 表面強化 - 研削／研磨 > 品質検査が含まれる。