Proszek aluminiowy AlSi7Mg

Proszek aluminiowy AlSi7Mg to proszek stopu aluminium zawierający krzem i magnez jako główne pierwiastki stopowe. Ten zaawansowany materiał inżynieryjny oferuje wyjątkową wytrzymałość, spawalność i odporność na korozję, a także doskonałe właściwości termiczne.

Proszek AlSi7Mg stał się wszechstronnym materiałem wykorzystywanym w procesach produkcji dodatków metalowych, takich jak selektywne topienie laserowe (SLM) i bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS). Jego unikalny skład zapewnia doskonałe właściwości mechaniczne i sprawia, że nadaje się do produkcji lekkich elementów konstrukcyjnych w sektorze lotniczym, kosmicznym i motoryzacyjnym.

Rodzaje proszku aluminiowego AlSi7Mg

Proszek stopu AlSi7Mg jest dostępny w różnych rozkładach wielkości w zależności od wymagań procesu AM metalu:

Typ	Zakres wielkości cząstek
Klasa dokładności	15 - 45 mikronów
Klasa średnia	45 - 105 mikronów
Gatunek gruboziarnisty	105 - 150 mikronów

Drobniejsze cząstki proszku mają większą powierzchnię i poprawiają gęstość złoża proszku, a także rozdzielczość drukowanych części. Są one jednak bardziej reaktywne i wymagają stosowania gazu obojętnego.

Z drugiej strony, grubsze cząstki poprawiają przepływ proszku i zmniejszają ryzyko związane z bezpieczeństwem. Zapewniają one jednak niższą rozdzielczość i dokładność w przypadku złożonych komponentów drukowanych w 3D.

Skład AlSi7Mg

Nominalny skład proszku stopu aluminium AlSi7Mg wynosi:

Element	Zakres składu
Aluminium (Al)	Równowaga
Krzem (Si)	6,5 - 7,5 wt%
Magnez (Mg)	0.45 - 0.55 wt%
Żelazo (Fe)	0.55 wt% max
Miedź (Cu)	0.05 wt% max
Mangan (Mn)	0.45 wt% max
Cynk (Zn)	0.10 wt% max
Tytan (Ti)	0.15 wt% max

Wysoka zawartość krzemu i magnezu w tym aluminiowym stopie proszkowym generuje drobne osady podczas krzepnięcia. Zapewnia to znaczne wzmocnienie poprzez mechanizmy utwardzania wydzieleniowego....

Kluczowe właściwości proszku AlSi7Mg

AlSi7Mg ma unikalną kombinację właściwości materiałowych, które sprawiają, że dobrze nadaje się do produkcji addytywnej:

Nieruchomość	Wartość
Gęstość	2,68 g/cm3
Temperatura topnienia	575 - 585 stopni C
Przewodność cieplna	150 - 180 W/m-K
Rozszerzalność cieplna	21 - 24 x 10-6 /K
Moduł sprężystości	72 - 77 GPa
Wytrzymałość na rozciąganie	430 - 490 MPa
Wydłużenie przy zerwaniu	8 – 10%
Twardość Brinella	95 – 110
Stabilność w wysokich temperaturach	Doskonały
Odporność na korozję	Bardzo dobry

Niektóre z kluczowych zalet proszku AlSi7Mg obejmują:

• Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
• Stabilność wymiarowa w podwyższonych temperaturach
• Niezwykle gładkie wykończenie powierzchni drukowanych części
• Doskonała odporność na korozję, szczególnie w atmosferze morskiej
• Łatwa obróbka końcowa i dobra skrawalność
• Doskonała spawalność w porównaniu z innymi gatunkami aluminium

Zastosowania proszku AlSi7Mg

Wszechstronne właściwości materiału AlSi7Mg umożliwiają jego wykorzystanie w różnych sektorach:

Przemysł	Zastosowania
Lotnictwo i kosmonautyka	Wsporniki strukturalne, elementy silnika, złożone siatki
Lotnictwo	Elementy płatowca, kanały, przewody
Motoryzacja	Części podwozia, piasty, wirniki
Marine	Okucia pokładowe, mocowania anten, kadłuby łodzi
Przemysłowy	Wymienniki ciepła, urządzenia procesowe
Konsument	Obudowy elektroniki, mody, akcesoria

Wyjątkowy stosunek wytrzymałości do masy AlSi7Mg w połączeniu z doskonałą dokładnością wymiarową druku 3D z metalu umożliwia optymalizację konstrukcji pod kątem mniejszej masy w zastosowaniach transportowych.

Specyfikacje dla proszku AlSi7Mg

Proszek AlSi7Mg stosowany w procesach produkcji addytywnej musi spełniać rygorystyczne kryteria jakościowe.

Parametr	Wymagania
Kształt cząsteczki	Dozwolona morfologia sferyczna + satelity
Rozkład wielkości cząstek	D10 > 10 mikronów; D90 < 100 mikronów
Gęstość pozorna	> 60% gęstości ciała stałego
Natężenie przepływu	> 15 s / 50 g
Zawartość wilgoci	< 0,1 wt%
Zawartość tlenu	< 0,5 wt%
Zawartość azotu	< 0,5 wt%
Zawartość wodoru	< 0,2 wt%

Producenci dążą do maksymalizacji możliwości recyklingu proszku i minimalizacji zmienności tych wskaźników poprzez rygorystyczne ramy kontroli jakości.

Globalni dostawcy proszku AlSi7Mg

Niektórzy z wiodących światowych dostawców proszku ze stopu AlSi7Mg obejmują:

Firma	Nazwy marek	Dostępne rozmiary cząstek	Zakres cen
Sandvik	Osprey + Ampal	15-45 um | 45-105 um	$90 - $110 za kg
Carpenter	ALSi7Mg	15-53 um | 53-150 um	$80 - $100 za kg
Technologia LPW	LPW AlSi7Mg	15-45 um	$100 - $140 za kg
TLS Technik	AlSi7Mg04	10-45 um | 45-106 um	$75 - $90 za kg
Proszki AMC	AlSi7Mg SLM	10-45 um	$70 - $100 na kg

Ceny różnią się w zależności od wielkości zamówienia, wielkości partii, dystrybutorów regionalnych i opcji dostosowywania.

Jak AlSi7Mg wypada w porównaniu do AlSi10Mg dla Metal AM?

AlSi10Mg to kolejny popularny stop aluminium stosowany w procesach stapiania w złożu proszkowym:

	AlSi7Mg	AlSi10Mg
Zawartość krzemu	6,5 - 7,5 wt%	9 - 11 wt%
Gęstość	2,68 g/cm3	2,67 g/cm3
Wytrzymałość na rozciąganie	430 - 490 MPa	400 - 460 MPa
Plastyczność	Wyższy	Niższy
Spawalność	Doskonały	Umiarkowany
Wykończenie powierzchni	Gładszy	Szorstki
Koszt	Wyższy	Niższy

Podczas gdy AlSi10Mg oferuje lepszą przystępność cenową i możliwość drukowania, AlSi7Mg zapewnia doskonałą wydajność mechaniczną, odporność na korozję i właściwości po obróbce.

Zalety i ograniczenia AlSi7Mg

Niektóre z głównych zalet proszku AlSi7Mg obejmują:

Zalety:

• Doskonały stosunek wytrzymałości do wagi zapewniający lekkość
• Wysoka twardość i dobra ciągliwość
• Wyjątkowa odporność na korozję
• Doskonała stabilność termiczna w wyższych temperaturach
• Gładsze wykończenie powierzchni niż w przypadku AlSi10Mg
• Lepsza spawalność niż w przypadku innych stopów Al

Ograniczenia:

• Wyższy koszt w porównaniu do proszku AlSi10Mg
• Niższa maksymalna temperatura pracy niż w przypadku stopów aluminium o wyższej zawartości Si
• Reaktywność z wilgocią atmosferyczną i tlenem wymaga ostrożnego obchodzenia się z produktem
• Niższa przewodność cieplna niż w przypadku czystego aluminium i stopów miedzi
• Więcej podpór wymaganych podczas drukowania ze względu na niższą drukowność

Ostatnie postępy w badaniach nad AlSi7Mg

Trwające badania nad proszkiem AlSi7Mg koncentrują się na:

• Uszlachetnianie ziarna dzięki nowatorskim kompozycjom stopów i obróbce cieplnej w celu uzyskania ultradrobnych mikrostruktur prowadzących do znacznej poprawy granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie i trwałości zmęczeniowej
• Wzmocnienie powierzchni Dzięki zaawansowanym technikom wykańczania, takim jak obróbka strumieniowo-ścierna, polerowanie laserowe i elektropolerowanie, w celu zminimalizowania słabych punktów spowodowanych porowatością i zwiększenia wydajności funkcjonalnej.
• Technologie łączenia w tym zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem i inne procesy półprzewodnikowe umożliwiające integrację, naprawę i modyfikację komponentów AlSi7Mg wytwarzanych addytywnie w celu wydłużenia okresu eksploatacji
• kwalifikacja i certyfikacja poprzez szeroko zakrojone testy materiałów i charakteryzację procesów zgodnie ze standardami przemysłowymi w celu opracowania ram specyfikacji dla niezawodnego użytkowania końcowego w systemach o znaczeniu krytycznym

Wielu producentów OEM współpracuje bezpośrednio z dostawcami proszków AlSi7Mg w celu opracowania niestandardowych formuł dostosowanych do ich konkretnych zastosowań. Obszary zainteresowania obejmują budowanie zdolności predykcyjnych w zakresie ewolucji mikrostruktury, zachowania termicznego, ograniczania defektów, kwantyfikacji anizotropii i zapewniania jakości na skalę przemysłową.

Te ciągłe wysiłki rozszerzą zakres wysokiej wydajności produkcji dodatków metalowych przy użyciu stopu AlSi7Mg i rozpowszechnią jego zastosowanie w wielu sektorach.

FAQ

Pytanie	Odpowiedź
Czy AlSi7Mg jest utwardzalny wydzieleniowo?	Tak, AlSi7Mg może być utwardzany wydzieleniowo poprzez odpowiednią obróbkę cieplną w celu osiągnięcia maksymalnej wytrzymałości.
Dlaczego AlSi7Mg jest preferowany zamiast AlSi10Mg w niektórych zastosowaniach?	AlSi7Mg zapewnia lepsze właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na rozciąganie i twardość, a także doskonałą odporność na korozję i spawalność w porównaniu z AlSi10Mg.
Jaka jest typowa chropowatość powierzchni uzyskiwana w przypadku części AlSi7Mg AM?	Wydrukowane części AlSi7Mg wykazują wyjątkowe wykończenie powierzchni ze średnimi wartościami chropowatości (Ra) w zakresie od 5 do 15 mikronów.
Jakie są alternatywy dla proszku AlSi7Mg?	Alternatywne opcje obejmują między innymi AlSi10Mg, AlSi12, Scalmalloy, stop aluminium 6061, tytan Ti64.
Jaki jest typowy poziom tolerancji dla komponentów AlSi7Mg AM?	Tolerancje wymiarowe do +/- 0,3% są rutynowo osiągane dla drukowanych części AlSi7Mg w oparciu o zoptymalizowane parametry i złożoność geometryczną.
Jakie rodzaje obróbki końcowej są powszechnie stosowane w przypadku części AlSi7Mg AM?	Typowa obróbka końcowa obejmuje - usuwanie podpór > obróbkę cieplną > ulepszanie powierzchni - szlifowanie/polerowanie > kontrolę jakości.