AlMgScZr-poeder

Overzicht van AlMgScZr-poeder

AlMgScZr-poeder is een aluminiumlegering die magnesium, scandium en zirkonium als belangrijkste legeringselementen bevat. Het vertoont een uitstekende sterkte, lasbaarheid en corrosieweerstand, terwijl het lage dichtheidsvoordeel van aluminium behouden blijft.

De belangrijkste eigenschappen en voordelen van AlMgScZr-poeder zijn onder meer:

Eigenschappen en kenmerken van AlMgScZr-poeder

Eigenschappen	Details
Samenstelling	Al-Mg-Sc-Zr-legering
Dikte	2,7 g/cc
Deeltjesvorm	Bolvormig
Maatbereik	10-75 micron
Schijnbare dichtheid	Tot 60% ware dichtheid
Vloeibaarheid	Uitstekend
Kracht	Zeer hoog voor Al-legeringspoeder
Lasbaarheid	Uitstekend

AlMgScZr-poeder maakt de fabricage mogelijk van lichtgewicht structurele en functionele componenten in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en industriële sectoren die een hoge specifieke sterkte nodig hebben.

AlMgScZr-poedersamenstelling

Typische samenstelling van AlMgScZr-poeder:

AlMgScZr-poedersamenstelling

Element	Gewicht %
Aluminium	Evenwicht
Magnesium	0.2-1%
Scandium	0.2-0.7%
Zirkonium	0.05-0.25%
Silicium	Maximaal 0,1%
Ijzer	Maximaal 0,1%
Koper	Maximaal 0,1%

• Aluminium vormt de matrix en zorgt voor een lage dichtheid
• Magnesium verbetert de sterkte door versterking van de vaste oplossing
• Scandium maakt precipitatieharding mogelijk voor maximale sterkte
• Zirkonium bevordert de fijne herkristalliseerde korrelstructuur
• Andere elementen zijn alleen aanwezig als onzuiverheden

De samenstelling is geoptimaliseerd om de respons op neerslagverharding te maximaliseren en uitzonderlijke sterkte te leveren.

Fysieke eigenschappen van AlMgScZr-poeder

Fysieke eigenschappen van AlMgScZr-poeder

Eigendom	Waarden
Dikte	2,7 g/cc
Smeltpunt	640-655°C
Elektrische weerstand	4,5-5,5 μΩ-cm
Warmtegeleiding	150-180 W/mK
Thermische expansie	21-24x10^-6/K
Maximale bedrijfstemperatuur	250°C

• Zeer lage dichtheid vergeleken met staal en titaniumlegeringen
• Het smeltpunt is matig hoog voor een aluminiumlegering
• Hoge elektrische en thermische geleidbaarheid
• Relatief hoge CTE vereist ontwerpoverwegingen
• Kan langdurig gebruikt worden tot 250°C

De eigenschappen maken AlMgScZr zeer geschikt voor lichtgewicht structurele toepassingen in de automobiel-, ruimtevaart- en andere sectoren.

Mechanische eigenschappen van AlMgScZr-poeder

Mechanische eigenschappen van AlMgScZr-poeder

Eigendom	Waarden
Opbrengststerkte	400-500 MPa
Treksterkte	480-570 MPa
Verlenging	7-10%
Hardheid	115-150 HB
Afschuifsterkte	330 MPa
Breuktaaiheid	29-35 MPa√m

• Zeer hoge sterkte voor een aluminiumlegering
• Aanzienlijk sterker dan andere niet-hittebehandelbare Al-legeringen
• Redelijke ductiliteit in piekverouderde toestand
• Relatief hoge breuktaaiheid
• Kracht kan worden aangepast door middel van een verouderingsbehandeling

De eigenschappen maken AlMgScZr een uitzonderlijke keuze voor structurele onderdelen die een hoge sterkte-gewichtsverhouding nodig hebben.

AlMgScZr-poedertoepassingen

AlMgScZr-poedertoepassingen

Sector	Toepassingen
Lucht- en ruimtevaart	Casco's, vleugels, romphuiden
Automobiel	Chassis, ophangingsonderdelen
Industrieel	Robotarmen, hefapparatuur
Additieve productie	Componenten met hoge prestaties

Enkele specifieke producttoepassingen:

• Structurele frames van vliegtuigen, schotten, vleugelliggers
• Transmissiebehuizingen voor auto's, motorblokken
• Industriële robotarmen, hefapparatuur
• Additieve productie van topologie-geoptimaliseerde componenten
• Elektronische behuizingen die thermisch beheer nodig hebben

AlMgScZr biedt maximale sterkte met minimaal gewichtsverlies voor deze kritische toepassingen.

AlMgScZr-poederspecificaties

De belangrijkste specificaties voor AlMgScZr-poeder zijn onder meer:

AlMgScZr-poederstandaarden

Standaard	Beschrijving
ASTM B951	Standaard voor precipitatiegeharde aluminiumlegeringen
DIN1718	Benamingen van aluminium en aluminiumlegeringen
EN 586-2	Smeedstukken voor structurele toepassingen met hoge sterkte
AMS 4413	Poedersamenstellingen van aluminiumlegeringen voor additieve productie

Deze definiëren:

• Grenswaarden voor de chemische samenstelling van AlMgScZr
• Vereiste mechanische eigenschappen in piekverouderde toestand
• Goedgekeurde poederproductiemethode – verneveling van inert gas
• Onzuiverheidslimieten voor elementen zoals Fe
• Kwaliteitstestprotocollen
• Correcte behandeling en opslag

Het voldoen aan de certificeringseisen garandeert optimale legeringsprestaties.

AlMgScZr-poederdeeltjesgroottes

Deeltjesgrootteverdeling van AlMgScZr-poeder

Deeltjesgrootte	Kenmerken
10-25 micron	Ultrafijn poeder gebruikt in laser AM-processen
25-45 micron	Algemeen maatbereik voor laserbed- en binderjetting
45-75 micron	Grotere maten gebruikt bij koud spuiten

• Fijner poeder zorgt voor een hogere resolutie en oppervlakteafwerking
• Grover poeder geschikt voor processen met hoge depositiesnelheid
• Maatbereik op maat gemaakt op basis van de gebruikte AM-productiemethode
• Sferische morfologie gehandhaafd in alle maten

Het beheersen van de deeltjesgrootteverdeling en -vorm is van cruciaal belang voor AM-verwerking, pakkingsdichtheid en eigenschappen van het uiteindelijke onderdeel.

Schijnbare dichtheid van AlMgScZr-poeder

Schijnbare dichtheid van AlMgScZr-poeder

Schijnbare dichtheid	Details
Tot 60% ware dichtheid	Voor bolvormige poedervorm
1,5 – 1,7 g/cc	Verbetert met een grotere pakkingsdichtheid

• Sferische morfologie zorgt voor een hoge schijnbare dichtheid
• Een hogere dichtheid verbetert de poederstroom en bedpakking in AM
• Vermindert de porositeit van ingesloten gas in het laatste deel
• Door de dichtheid te maximaliseren, wordt de perscyclustijd geminimaliseerd

Een hogere schijnbare dichtheid resulteert in een betere productieproductiviteit en betere onderdeelprestaties.

AlMgScZr-poederproductiemethode

AlMgScZr-poederproductie

Methode	Details
Gasverneveling	Inert gas onder hoge druk breekt de gesmolten metaalstroom op in fijne druppeltjes
Vacuüm-inductie smelten	Zeer zuivere inputmaterialen gesmolten in vacuüm
Meerdere hersmelten	Verbetert de chemische homogeniteit
Zeven	Classificeert poeder in verschillende deeltjesgroottefracties

• Gasverneveling met inert gas levert schoon, bolvormig poeder op
• Vacuümverwerking minimaliseert gasvormige onzuiverheden
• Meerdere hersmeltingen verbeteren de uniformiteit van de samenstelling
• Nabewerking biedt controle over de deeltjesgrootteverdeling

Volledig geautomatiseerde methoden gecombineerd met strenge kwaliteitscontroles resulteren in consistent AlMgScZr-poeder dat geschikt is voor kritische toepassingen.

AlMgScZr-poederprijzen

AlMgScZr-poederprijzen

Factor	Impact op de prijs
Zuiverheidsgraad	Prijsverhogingen voor hogere zuiverheid
Deeltjesgrootte	Ultrafijn poeder duurder
Bestelhoeveelheid	Prijs verlaagt voor bulkbestellingen
Productie methode	Het gebruik van meerdere remelts verhoogt de kosten
Verpakking	Met argon gevulde cilinders kosten meer

Indicatieve prijzen

• AlMgScZr-poeder: $80-120 per kg
• De prijzen voor grote volumes kunnen tot 40% lager zijn

De prijs is afhankelijk van de zuiverheid, deeltjesgrootte, ordervolume, productiemethode en verpakking.

Leveranciers van AlMgScZr-poeder

Leveranciers van AlMgScZr-poeder

Bedrijf	Plaats
Rio Tinto	Canada
TLS-techniek	Duitsland
Sandvik Visarend	Groot-Brittannië
Praxair	VS
AMC-poeders	Groot-Brittannië
Technische Universiteit van Riga	Letland

Selectiefactoren voor leveranciers:

• Poederkwaliteiten en deeltjesgroottes aangeboden
• Productiecapaciteit en doorlooptijden
• Kwaliteitscontrole en consistentie
• Naleving van specificaties zoals ASTM B951
• Prijsniveaus gebaseerd op ordervolume
• Technische expertise en klantenondersteuning

Behandeling en opslag van AlMgScZr-poeder

Behandeling van AlMgScZr-poeder

Aanbeveling	Reden
Zorg voor goede ventilatie	Vermijd blootstelling aan fijne metaaldeeltjes
Gebruik geschikte PBM's	Voorkom onbedoelde inademing of inslikken
Ontstekingsbronnen vermijden	Poeder kan ontbranden in een zuurstofatmosfeer
Volg veilige protocollen	Verminder gezondheids- en brandgevaren
Bewaar verzegelde containers	Voorkom vervuiling of oxidatie

AlMgScZr-poeder is relatief stabiel, maar algemene voorzorgsmaatregelen worden nog steeds aanbevolen voor veilig gebruik en behoud van zuiverheid.

AlMgScZr poederinspectie en testen

AlMgScZr-poedertesten

Test	Details
Chemische analyse	Controleert de samenstelling met behulp van OES- of XRF-spectroscopie
Deeltjesgrootteverdeling	Laserdiffractieanalyse
Schijnbare dichtheid	Hall-flowmetertest volgens ASTM B212-standaard
Poedermorfologie	SEM-beeldvorming van deeltjesvorm
Analyse van de stroomsnelheid	Zwaartekrachtdebiet door gespecificeerd mondstuk
Vochtmeting	Verlies bij droogtest

Testen zorgen ervoor dat het poeder voldoet aan de vereiste chemische zuiverheid, deeltjeskenmerken, schijnbare dichtheid, morfologie en stromingsspecificaties volgens de toepasselijke normen.

AlMgScZr poeder voor- en nadelen

Voordelen van AlMgScZr-poeder

• Zeer hoge sterkte voor een aluminiumlegering
• Behoudt sterkte tot 250°C
• Uitstekende corrosieweerstand
• Hoge breuktaaiheid en vermoeiingssterkte
• Goede lasbaarheid met conventionele technieken
• Lage dichtheid zorgt voor gewichtsbesparing

Beperkingen van AlMgScZr-poeder

• Relatief duur in vergelijking met andere aluminiumsoorten
• Vereist een gecontroleerde warmtebehandeling voor optimale eigenschappen
• Beperkte kruipweerstand bij hoge temperaturen
• Beperkte warme vervormbaarheid in piekverouderde toestand
• Gevoelig voor galvanische corrosie bij onjuiste bescherming

Vergelijking met 6061 aluminiumlegeringspoeder

AlMgScZr versus 6061 Al-legeringspoeder

Parameter	AlMgScZr	6061 Al
Dikte	2,7 g/cc	2,7 g/cc
Treksterkte	480-570 MPa	250-310 MPa
Opbrengststerkte	400-500 MPa	55-275 MPa
Lasbaarheid	Uitstekend	Goed
Corrosieweerstand	Uitstekend	Goed
Kosten	Hoog	Laag
Toepassingen	Lucht- en ruimtevaart, automobiel	Algemene toepassingen

• AlMgScZr biedt een veel hogere sterkte en corrosieweerstand
• 6061 Al biedt matige sterkte tegen lage kosten
• AlMgScZr heeft de voorkeur voor kritische structurele componenten
• 6061 Al wordt veel gebruikt voor algemene toepassingen

Veelgestelde vragen over AlMgScZr-poeder

Vraag: Wat zijn de belangrijkste toepassingen van AlMgScZr-poeder?

A: Belangrijke toepassingen zijn lucht- en ruimtevaartcomponenten zoals casco's en vleugels, auto-onderdelen zoals chassis en wielen, industriële robotarmen en hefapparatuur, en additieve productie van hoogwaardige topologie-geoptimaliseerde componenten.

Vraag: Hoe versterkt scandium de AlMgScZr-legering?

A: Scandium maakt precipitatieharding mogelijk door Al3Sc-precipitaten op nanoschaal te vormen tijdens de verouderingsbehandeling. Dit belemmert de dislocatiebeweging, waardoor de sterkte aanzienlijk toeneemt.

Vraag: Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het werken met AlMgScZr-poeder?

A: Aanbevolen voorzorgsmaatregelen zijn onder meer goede ventilatie, het vermijden van ontstekingsbronnen, het gebruik van geschikte PBM's, het volgen van protocollen voor veilige hantering, een inerte atmosfeer en het opslaan van verzegelde containers uit de buurt van vocht of verontreinigingen.

Vraag: Hoe verhoudt AlMgScZr zich tot AlZnMgCu-legeringspoeder?

A: AlMgScZr biedt een hogere sterkte, lasbaarheid en corrosieweerstand dan Al-legeringen uit de 7000-serie zoals AlZnMgCu. Het heeft de voorkeur voor kritische structurele onderdelen, terwijl AlZnMgCu economischer is.