порошок алюминиевого сплава 7050

Обзор Порошок алюминиевого сплава 7050

Алюминий 7050 — это высокопрочный алюминиевый сплав, обычно используемый в аэрокосмической отрасли. Ключевые сведения о порошке алюминиевого сплава 7050:

• Содержит цинк, магний, медь в качестве основных легирующих элементов.
• Обладает отличным соотношением прочности к весу и устойчивостью к коррозии.
• Используется для критически важных деталей конструкции, шасси, компонентов фюзеляжа в аэрокосмической отрасли.
• Доступен в форме порошка для процессов аддитивного производства, таких как селективное лазерное плавление (SLM) и электронно-лучевое плавление (EBM).
• Методы производства порошков включают газовое распыление, плазменное распыление и криомолирование.
• Характеристики порошка, такие как гранулометрический состав и морфология, оптимизированы для АМ.

Типичные применения деталей из алюминия 7050

Категория	Приложения
Аэрокосмическая промышленность	Элементы конструкции планера, шасси, ракеты
Автомобильная промышленность	Колеса, рычаги управления, детали трансмиссии
Промышленность	Робототехника, оснастка и приспособления, контрольно-измерительные приборы
Морской	Пропеллеры, приводные валы, насосы, клапаны

Легкий вес стали 7050 делает ее подходящей для изготовления высокопроизводительных конструкционных деталей в различных отраслях.

Характеристики порошка алюминия 7050

Параметр	Типовое значение	Роль
Размер частиц	20-63 мкм	Влияет на плотность упаковки и текучесть.
Морфология	Сферическая	Улучшает поток порошка в машинах AM.
Состав сплава	Zn – 61ТП3Т, Mg – 21ТП3Т, Cu – 2,31ТП3Т.	Определяет свойства
Кажущаяся плотность	1,7-2,0 г/см3	Влияет на конечную плотность детали
Расход воздуха в зале	<30 с/50 г	Быстрый поток обеспечивает равномерные слои
Содержание влаги	<0,1%	Минимизирует окисление порошка

Поддержание стабильных характеристик порошка имеет решающее значение для высококачественной обработки АМ.

Оборудование для производства и транспортировки алюминиевого порошка

Оборудование	Описание
Атомайзеры	Преобразование расплавленного сплава в мелкий порошок с использованием энергии газа или плазмы.
Mills	Механическое измельчение уменьшает размер и морфологию частиц порошка.
Сита	Классифицируйте порошок по узким диапазонам размеров, подходящим для АМ.
Смесители	Равномерно гомогенизируйте смешанные порошки
Хопперы	Храните и поставляйте порошок в принтеры.
Переработчики	Удалите загрязнения из повторно используемого порошка и улучшите текучесть.

Для предотвращения окисления и загрязнения требуется специальное оборудование для обработки порошка.

Поставщики алюминиевого порошка 7050

Поставщик	Подробности	Ценообразование
Поставщик 1	Широкий ассортимент алюминиевых сплавов.	1ТП4Т80-100/кг
Поставщик 2	Разработка сплавов по индивидуальному заказу.	1ТП4Т100-150/кг
Поставщик 3	Медицинские/аэрокосмические марки высокой чистоты.	1ТП4Т150-300/кг

Цена зависит от чистоты, распределения, размера партии, качества и других параметров. Небольшие партии НИОКР обычно дороже.

Как выбрать поставщика алюминиевого порошка 7050

Ключевые факторы при выборе поставщика алюминиевого порошка 7050:

• Опыт работы – Ищите надежного поставщика с обширным техническим опытом работы с порошками алюминиевых сплавов. Это приводит к более высокому качеству и стабильности.
• Производственные возможности – Поставщик должен иметь возможность производить последовательные партии, соответствующие заданному распределению по размерам, морфологии, чистоте и т. д.
• Системы качества – Сертификация ISO 9001 или AS9100 указывает на надежный контроль и гарантию качества.
• Техническая экспертиза – Производство порошков требует значительных знаний в области металлургии и материаловедения. Убедитесь, что это есть у поставщиков.
• Возможности тестирования – Поставщик должен полностью протестировать все партии порошка и предоставить подробные сертификационные данные.
• Ответная реакция – Они должны быстро реагировать на запросы, запросы цен, образцов и т. д.
• Служба поддержки – Выбирайте поставщика, который предоставляет хорошие технические консультации и поддержку приложений.

Выберите поставщика, знакомого с потребностями AM-индустрии и вашими конкретными требованиями.

Как оптимизировать порошок 7050 для обработки AM

Следуйте этим рекомендациям при подготовке алюминиевого порошка 7050 для аддитивного производства:

• Начните с газораспыленного порошка высокой чистоты с контролируемым распределением частиц по размерам (например, 20–45 мкм).
• Используйте сферическую морфологию порошка для оптимальной плотности упаковки и распределения. Избегайте спутниковых частиц.
• Храните порошок надлежащим образом в герметичной, инертной среде, чтобы предотвратить окисление. Может потребоваться осушающая сушка.
• Последовательно характеризуйте новые партии порошков – состав, распределение по размерам, морфологию, скорость потока, содержание оксидов.
• Смешайте любые легирующие элементы однородно, чтобы предотвратить градиенты состава в печатных деталях.
• Для SLM используйте минимальную толщину слоя, равную 8-12-кратному размеру частиц порошка.
• Отрегулируйте мощность лазера для достижения полного плавления и плотности без чрезмерного испарения.
• Минимизируйте контакт порошка с кислородом/влагой во время печати, чтобы уменьшить окисление.
• Рассмотрите возможность классификации и просеивания переработанного порошка, чтобы улучшить распределение по размерам и сыпучесть.

Работайте совместно с поставщиками порошков и машин AM, чтобы определить идеальные характеристики порошка и параметры печати.

Принципы проектирования деталей AM из алюминия 7050

При проектировании деталей из алюминия 7050 для аддитивного производства учитывайте следующие рекомендации:

• Для обеспечения достаточной прочности используйте минимальную толщину стенок 1–2 мм. Более тонкие стены рискуют расколоться.
• Проектируйте с угловыми переходами вместо острых углов, чтобы уменьшить концентраторы напряжений.
• Избегайте свесов, превышающих 45°, чтобы исключить необходимость в дополнительных опорах.
• Расположите ориентацию детали так, чтобы свести к минимуму требования к поддержке и избежать столкновений с лезвием устройства для повторного нанесения покрытия.
• Учтите меньшую прочность 20-50% по горизонтали по сравнению с вертикалью из-за анизотропии многослойной конструкции.
• После обработки допускайте удаление 0,3–0,5 мм заготовки для улучшения качества поверхности.
• По возможности объединяйте узлы в одну печатную деталь, чтобы уменьшить вес и свести к минимуму количество крепежных элементов.
• Предусмотрите вентиляционные отверстия в закрытых объемах, чтобы предотвратить повышение давления во время обработки.

Подтверждайте проекты с помощью моделирования методом конечных элементов и реальных испытаний сборки AM.

Постобработка деталей из алюминия 7050 AM

Общие методы постобработки, используемые для напечатанных компонентов из алюминия 7050, включают:

• Удаление опоры ручными инструментами или растворением в щелочных растворах.
• Снимающая напряжение термообработка при температуре 300°С в течение 2 часов. Предотвращает растрескивание.
• Механическая обработка — фрезерование и токарная обработка на станке с ЧПУ для повышения точности размеров и качества поверхности. Используйте жесткие приспособления и острые инструменты.
• Абразивно-струйная обработка или шлифовка уменьшают шероховатость поверхности. Должен контролировать средства массовой информации, чтобы предотвратить внедрение.
• Вибрационная отделка выравнивает поверхность и удаляет прилипшие частицы.
• Анодирование повышает твердость и устойчивость к коррозии.
• Металлическое покрытие повышает износостойкость или проводимость.
• Процессы соединения, такие как завинчивание или клепка, для сборки компонентов. Также возможно использование клея.

На всех этапах последующей обработки привлекайте квалифицированных операторов, знакомых с алюминиевыми сплавами.

Интеграция напечатанных деталей 7050 в сборки

Чтобы успешно интегрировать напечатанные на 3D-принтере детали из алюминия 7050 в сборки и изделия конечного использования:

• Тщательно очистите поверхности от остатков порошка, слоев окисления и других загрязнений. При необходимости используйте химическое или термическое удаление заусенцев.
• При необходимости нанесите защитные покрытия – подойдет анодирование, покраска, порошковая покраска. Улучшает долговечность.
• При проектировании интерфейсов и соединений учитывайте более низкую пластичность по сравнению с литым или кованым алюминием.
• Учитывайте разницу в тепловом расширении при соединении компонентов AM с деталями из других материалов.
• Выберите оптимальные методы соединения: в зависимости от нагрузки можно использовать клей, крепеж, пайку и сварку.
• Во время интеграции может потребоваться термообработка – например, опорные конструкции AlSi10Mg, снимающие напряжения.
• Проверка функциональности сборки в ожидаемых условиях использования посредством прототипирования и тестирования.

Работайте совместно с инженерами-технологами на протяжении всего процесса интеграции, чтобы обеспечить соблюдение требований к производительности.

Эксплуатация и обслуживание деталей из печатного алюминия 7050

Для достижения наилучших характеристик компонентов из алюминия 7050, изготовленных методом аддитивного производства, при эксплуатации:

• Работайте в рекомендованных пределах высоких температур, основанных на характеристиках сплава. Длительное воздействие температуры выше 120°C ускоряет дисперсионное твердение.
• Избегайте чрезмерных нагрузок, которые приводят к текучести, деформации или усталостному разрушению. Детали АМ имеют меньшую пластичность.
• Используйте защитные анодированные или окрашенные покрытия в агрессивных средах. Без защиты 7050 подвержен коррозии.
• Периодически проверяйте важные размеры и параметры на предмет износа, трещин или деформаций, указывающих на проблему.
• Разберите механизмы и при необходимости нанесите свежую смазку/масло – предотвратите заедание с течением времени.
• В качестве профилактической меры замените все компоненты, срок службы которых приближается к ожидаемому.
• Контролируйте вручную или с помощью неразрушающего контроля появление дефектов, таких как трещины, во время планового технического обслуживания.

Совместно с инженерами-конструкторами и инженерами по испытаниям разработайте подробные планы и графики технического обслуживания деталей, чтобы обеспечить эксплуатационные характеристики.

Плюсы и минусы алюминия 7050 AM по сравнению с традиционными методами

Преимущества аддитивного производства с порошком алюминия 7050:

• Возможно изготовление сложных геометрических форм и легких решеток.
• Не требуется инвестиций в оснастку для малых и средних объемов производства.
• Быстрое прототипирование новых конструкций и нестандартных деталей по запросу.
• Сокращение отходов – используйте только необходимое количество материала.
• Возможность объединения узлов в отдельные печатные детали.
• Более короткие сроки разработки по сравнению с традиционными методами производства.

Ограничения, которые следует учитывать:

• Более высокая себестоимость детали при небольших объемах производства, хотя эффект масштаба AM может быть благоприятным.
• Ограничения на максимальный размер детали зависят от объема сборки принтера.
• Дополнительная постобработка часто необходима для достижения окончательных свойств материала и допусков.
• Анизотропные свойства за счет послойной печати.
• Ограничения в цепочке поставок порошкового материала аэрокосмического класса.
• Более низкая пластичность и усталостная долговечность, чем у деформируемого алюминия 7050.

Оцените плюсы и минусы относительно объемов производства, целевых затрат, требований к качеству и конкретных требований применения.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц рекомендуется для алюминиевого порошка AM 7050?

Ответ: Обычно 20–45 микрон со строго контролируемым распределением. Слишком мелкий размер вызывает проблемы с обращением, а слишком большой отрицательно влияет на плотность.

Вопрос: Для каких целей используются детали AM из алюминия 7050?

Ответ: В первую очередь конструкционные компоненты в аэрокосмической, автомобильной и высокопроизводительной технике, где высокое соотношение прочности к весу имеет решающее значение.

Вопрос: Требует ли порошок алюминия 7050 особых мер предосторожности при хранении?

О: Да, порошок 7050 очень чувствителен к окислению. Его необходимо хранить в вакуумных пакетах с влагопоглотителем и при минимальном воздействии воздуха.

Вопрос: Какие методы постобработки обычно используются при изготовлении деталей 7050 AM?

A: Удаление опор, снятие напряжений, механическая обработка, пескоструйная обработка, анодирование и покрытие. Примените любые шаги, необходимые для интеграции, например закрепление.

Вопрос: Нужна ли термообработка деталей 7050 AM?

О: Да, 7050 обычно подвергается снятию напряжений при температуре 300°C в течение 2 часов после печати, чтобы предотвратить растрескивание из-за внутренних напряжений.

Вопрос: Какой плотности можно достичь с помощью оптимально обработанных деталей из алюминия 7050 AM?

О: Плотность выше 99% достижима при тщательном контроле качества порошка и подборе идеальных параметров SLM/EBM.

Вопрос: Можете ли вы сваривать алюминиевые компоненты 7050 AM?

О: Да, при необходимости для алюминиевых деталей AM рекомендуется сварка трением с перемешиванием. Обычная сварка плавлением изменяет местные свойства материала.

Вопрос: Какие меры предосторожности необходимы при работе с алюминиевыми порошками?

О: Используйте защитное оборудование для предотвращения вдыхания или контакта с кожей. Контролируйте уровень пыли, чтобы избежать опасности возгорания, поскольку алюминий легко воспламеняется.

узнать больше о процессах 3D-печати