Proszek AlSi50

AlSi50 to proszek stopu aluminium i krzemu zawierający 50% krzemu i resztę aluminium. Oferuje on wyjątkową kombinację właściwości, takich jak niska gęstość, wysoka płynność, niska rozszerzalność cieplna, wysoka wytrzymałość właściwa i odporność na korozję.

Skład proszku AlSi50

Typowy skład proszku stopu AlSi50 to:

Element	Skład
Aluminium (Al)	Równowaga
Krzem (Si)	48-52%

• Aluminium tworzy matrycę zapewniającą plastyczność, wytrzymałość i odporność na korozję.
• Krzem zwiększa twardość, płynność i zmniejsza współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Wysoka zawartość krzemu 50% skutkuje eutektycznym składem o najniższej możliwej temperaturze topnienia i doskonałej odlewalności. Ścisła kontrola stosunku Al do Si ma kluczowe znaczenie.

Właściwości proszku AlSi50

Proszek AlSi50 posiada unikalną mieszankę właściwości, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wydajności:

Nieruchomość	Wartość
Gęstość	2,55 g/cm3
Temperatura topnienia	577°C
Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie	200-300 MPa
Wydłużenie	<1%
Twardość	100-120 HB
Przewodność cieplna	50-90 W/m-K
CTE	12-15 x 10-6/°C
Moduł Younga	80-90 GPa
Odporność na korozję	Doskonały

• Niska gęstość - Do 40% niższa niż w przypadku stopów tytanu i stali.
• Wysoka płynność po stopieniu - Umożliwia doskonałe odlewanie i wypełnianie form.
• Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi - Wytrzymałość porównywalna ze stopami tytanu.
• Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej - Wymiary pozostają stabilne w szerokim zakresie temperatur.
• Doskonała odporność na korozję - Ochronna warstwa tlenku zapobiega korozji w większości środowisk.
• Dobra przewodność cieplna - Dwukrotnie większa niż w przypadku stopów tytanu, co pozwala na efektywne rozpraszanie ciepła.

Ten unikalny profil właściwości sprawia, że AlSi50 nadaje się do zastosowań, w których niska masa, precyzja, stabilność i wytrzymałość mają kluczowe znaczenie.

Zastosowania proszku AlSi50

Kluczowe właściwości proszku AlSi50 czynią go idealnym rozwiązaniem:

Zastosowania	Korzyści
Części samochodowe	Niska gęstość i doskonałe właściwości odlewnicze.
Części dla przemysłu lotniczego	Wysoka wytrzymałość właściwa, stabilne wymiary.
Podłoża elektroniczne	Zarządzanie temperaturą, dopasowanie CTE do ceramiki.
Półfabrykaty luster	Niska gęstość, obrabialność, stabilność.
Implanty medyczne	Biokompatybilny, nietoksyczny, odporny na korozję.

• Motoryzacja - Stosowany w tłokach, blokach silnika, częściach układu napędowego w celu zmniejszenia masy i poprawy wydajności paliwowej.
• Lotnictwo i kosmonautyka - Idealny do precyzyjnych komponentów lotniczych, takich jak siłowniki i koła turbosprężarek, wymagających najwyższej wytrzymałości w stosunku do masy.
• Elektronika - Podłoża do obwodów drukowanych, pakietów układów scalonych do zarządzania obciążeniami termicznymi przy jednoczesnym dopasowaniu do rozszerzalności ceramiki.
• Optyka - Półfabrykaty luster, teleskopy korzystają z wysokiej stabilności wymiarowej i obrabialności.
• Medyczny - Doskonała biokompatybilność i odporność na korozję dla implantów, takich jak urządzenia ortopedyczne.

AlSi50 zapewnia maksymalną wydajność tam, gdzie niska gęstość, precyzja i wytrzymałość mają kluczowe znaczenie.

Specyfikacja proszku AlSi50

Proszek AlSi50 jest dostępny w różnych frakcjach wielkości, kształtach i poziomach czystości:

Parametr	Opcje
Wielkość cząstek	10 - 150 mikronów
Kształt cząsteczki	Nieregularny, kulisty
Gęstość pozorna	Do 2,7 g/cm3
Natężenie przepływu	Do 25 s/50 g
Czystość	Do 99,7%
Warianty ze stopu	AlSi40, AlSi30

• Mniejsze cząstki sprzyjają większej gęstości spieku, podczas gdy duże cząstki poprawiają płynność.
• Sferyczna morfologia poprawia przepływ proszku w porównaniu do nieregularnych cząstek.
• Wyższa gęstość pozorna zwiększa efektywne obciążenie w produkcji kompozytów.
• Szybsze prędkości przepływu ułatwiają obsługę i przetwarzanie proszku.
• Wysoka czystość minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia.
• Dostępne są również stopy aluminiowo-krzemowe z krzemem 30-40%.

Atrybuty proszku można dostosować do konkretnych wymagań aplikacji i metod przetwarzania.

Metody konsolidacji proszku AlSi50

Proszek AlSi50 może być przekształcany w komponenty o pełnej gęstości przy użyciu takich technik jak:

Metoda	Szczegóły
Produkcja addytywna	Doskonała swoboda geometryczna dla złożonych kształtów.
Formowanie wtryskowe metali	Możliwość precyzyjnego kształtowania siatki.
Prasowanie i spiekanie	Ekonomiczny dla prostszych kształtów o większej objętości.
Casting	Wykorzystuje doskonałą płynność i właściwości wypełniania formy.
Wytłaczanie	Do profili, prętów i rur.

• Techniki AM oparte na syntezie w złożu proszkowym, takie jak selektywne topienie laserowe, są idealne dla złożonych części o małej objętości.
• Formowanie wtryskowe metalu zapewnia najdokładniejsze tolerancje i wykończenie powierzchni.
• Powszechnie stosuje się prasowanie, a następnie spiekanie w fazie ciekłej, ale konieczne jest przetwarzanie wtórne.
• Odlewanie inwestycyjne zapewnia wyższą produktywność w przypadku prostszych geometrii.
• Wyciskanie nadaje się do ciągłej produkcji prętów, prętów i rur.

Metoda konsolidacji silnie wpływa na końcowe właściwości, mikrostrukturę i ekonomię kosztów.

Obróbka cieplna części AlSi50

Do modyfikacji właściwości AlSi50 można zastosować następujące metody obróbki cieplnej:

Obróbka cieplna	Szczegóły	Cel
Obróbka cieplna w roztworze	500-550°C, hartowanie	Rozpuścić fazy rozpuszczalne
Sztuczne starzenie się	150-180°C, 5-10 godzin	Utwardzanie przez wytrącanie
Łagodzenie stresu	250°C, 2 godziny	Usuwanie naprężeń szczątkowych

• Obróbka w roztworze rozpuszcza cząsteczki krzemu w aluminiowej matrycy, po czym następuje szybkie chłodzenie.
• Późniejsze starzenie powoduje ponowne wytrącanie się krzemu w postaci drobnych dyspersji nadających wzmocnienie.
• Niskotemperaturowe odprężanie pomaga zredukować naprężenia szczątkowe powstałe na wcześniejszych etapach kształtowania.

Odpowiednia obróbka cieplna umożliwia dostosowanie wytrzymałości, twardości i plastyczności do wymagań aplikacji.

Porównanie proszku AlSi50 z alternatywami

Oto jak AlSi50 wypada na tle innych eutektycznych stopów aluminium i krzemu:

Stop	AlSi50	AlSi40	AlSi30
Płynność	Najwyższy	Wysoki	Średni
Odlewalność	Doskonały	Bardzo dobry	Dobry
Twardość	Wysoki	Średni	Niski
Siła	Wysoki	Średni	Niski
Przewodność cieplna	Średni	Wysoki	Najwyższy
CTE	Niski	Średni	Wysoki
Koszt	Wysoki	Średni	Niski

• AlSi40 oferuje najlepsze połączenie płynności, wytrzymałości i przewodności cieplnej.
• AlSi30 zapewnia najwyższą przewodność cieplną, ale najniższą wytrzymałość i płynność.
• AlSi50 ma najwyższą płynność, twardość i wytrzymałość, ale niższą przewodność cieplną.

AlSi50 jest preferowany tam, gdzie kluczowe znaczenie ma maksymalna odlewalność, stabilność wymiarowa i wysoka wytrzymałość właściwa.

Producenci proszków AlSi50

Jako specjalistyczny proszek stopowy, AlSi50 jest produkowany przez wielu dostawców na całym świecie:

Producent	Kraj
Binder Metals	Niemcy
Proszek CNPC	Chiny
Sandvik Osprey	WIELKA BRYTANIA
Rio Tinto Metal Powders	Kanada
Valimet Inc	USA
ASK Chemicals	USA

Renomowani producenci stosują rygorystyczną kontrolę jakości i przestrzegają międzynarodowych norm dotyczących składu, rozkładu wielkości cząstek, gęstości pozornej i poziomów zanieczyszczeń.

Ceny proszku AlSi50

Jako zaawansowany specjalistyczny proszek stopowy, AlSi50 ma wyższą cenę niż zwykłe gatunki aluminium:

Klasa proszku	Wielkość cząstek	Cena ($/kg)
Do naciśnięcia	Poniżej 150 μm	$15-25
Do spiekania	45-150 μm	$18-30
Dla AM	15-45 μm	$30-50
Wysoka czystość	Do 10 μm	$40-75

• Drobniejsze frakcje do AM i spiekania są droższe niż gruboziarnisty proszek do prasowania.
• Małe partie poniżej 100 kg przyciągają wyższe ceny.
• Gatunki o wysokiej czystości z niższą zawartością tlenu i azotu są 50-100% droższe.
• Zmniejszenie zawartości krzemu do AlSi40 obniża koszt o około 20%.

Rabaty ilościowe, umowy długoterminowe i prostsze specyfikacje cząstek pomagają obniżyć koszty.

Uwagi dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa dla proszku AlSi50

Jak każdy proszek metalowy, proszek AlSi50 wymaga bezpiecznej obsługi:

Zagrożenie	Środki ostrożności	PPE
Kontakt ze skórą/oczami	Unikać bezpośredniego kontaktu. W razie kontaktu spłukać.	Rękawice, gogle
Wdychanie	Unikać wdychania pyłu. Zapewnić wentylację.	Respirator
Połknięcie	Unikać przenoszenia z rąk do ust. Umyć ręce.	–
Ogień	Użyj piasku. Nie używaj wody.	Sprzęt ochronny

• Podczas pracy z proszkiem należy nosić rękawice, okulary ochronne i maskę.
• Unikać kontaktu ze skórą. Umyć po narażeniu.
• Przechowywać w chłodnym, suchym miejscu z dala od iskier i płomieni.
• Zapewnić odpowiednią wentylację i odpylanie.
• Pełne wytyczne można znaleźć w karcie charakterystyki substancji niebezpiecznej i lokalnych przepisach.

Przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności i środków ochrony indywidualnej można bezpiecznie obchodzić się z proszkiem AlSi50.

Kontrola i testowanie proszku AlSi50

Aby zapewnić spełnienie specyfikacji jakościowych, proszek AlSi50 powinien zostać poddany obróbce:

Parametr	Metoda	Specyfikacja
Skład chemiczny	OES, XRF, chemia mokra	Zgodność z zawartością Al i Si
Rozkład wielkości cząstek	Dyfrakcja laserowa, przesiewanie	D10, D50, D90 w zasięgu
Morfologia proszku	Obrazowanie SEM	Kształt i charakterystyka przepływu
Gęstość pozorna	Test przepływomierza Halla	Minimalna określona gęstość
Natężenie przepływu	Test przepływomierza Halla	Maksymalne sekundy dla przepływu 50 g
Poziomy zanieczyszczeń	Analiza ICP lub LECO	Niska zawartość tlenu i wilgoci

Testy powinny być przeprowadzane okresowo zgodnie z normami ASTM, aby zapewnić spójność jakości produkcji i wydajności w zastosowaniach końcowych.

Najczęściej zadawane pytania

Q. Do czego służy AlSi50?

A. AlSi50 jest idealny do zastosowań takich jak komponenty samochodowe, części lotnicze i podłoża elektroniczne, gdzie niska masa, stabilność wymiarowa i wysoka płynność mają kluczowe znaczenie.

Q. Czy AlSi50 wymaga obróbki cieplnej?

A. Opcjonalna obróbka cieplna, w tym roztwarzanie i starzenie, może być wykonana w celu zwiększenia wytrzymałości poprzez wytrącanie cząstek krzemu w mikrostrukturze.

Q. Jakimi metodami można konsolidować proszek AlSi50?

A. Proszek AlSi50 można skonsolidować do pełnej gęstości za pomocą formowania wtryskowego metali, odlewania, produkcji addytywnej za pomocą SLM/EBM, wytłaczania i spiekania.

Q. Czy AlSi50 jest łatwo spawalny?

A. AlSi50 ma stosunkowo słabą spawalność ze względu na wysoką zawartość krzemu. Do spawania tego stopu wymagane są specjalne materiały i techniki.

Q. Czy proszek AlSi50 jest bezpieczny w użyciu?

A. Podobnie jak w przypadku każdego drobnego proszku metalowego, podczas pracy z proszkiem AlSi50 należy podjąć standardowe środki ostrożności, aby zminimalizować ryzyko dla zdrowia i bezpieczeństwa.