Порошок AlSiCu(AlSi10)

AlSi10 - порошок алюминиевого сплава, содержащий 10% кремния и оставшуюся часть алюминия. Он обладает отличным сочетанием прочности, низкой плотности, термических свойств, коррозионной стойкости и свариваемости.

Порошковый состав AlSi10

Типичный состав порошка сплава AlSi10:

Элемент	Состав
Алюминий (Al)	Баланс
Кремний (Si)	9-11%

• Алюминий образует матрицу, обеспечивающую низкую плотность, пластичность и коррозионную стойкость.
• Кремний обеспечивает упрочнение твердого раствора и улучшает литейные качества.

Строгий контроль соотношения алюминия и кремния имеет решающее значение для достижения оптимальной прочности и физических свойств. В некоторых марках также могут присутствовать другие второстепенные легирующие элементы, такие как магний, железо, медь или цинк.

Свойства порошка AlSi10

Порошок AlSi10 обладает превосходным сочетанием свойств, что делает его пригодным для различных требовательных применений:

Недвижимость	Значение
Плотность	2,7 г/см3
Температура плавления	~600°C
Теплопроводность	150-180 Вт/мК
Электропроводность	35-401ТП3Т ИАКС
Коэффициент теплового расширения	21-23 х 10 -6 /°С
Модуль упругости	80-85 ГПа
Прочность на разрыв	240-300 МПа
Удлинение	1-5%
Твердость	80-90 Бринелля
Коррозионная стойкость	Отличный

• Низкая плотность – До 65% легче медных сплавов и сталей.
• Высокая теплопроводность – Обеспечивает быстрый отвод тепла в электронике.
• Высокое соотношение прочности и массы – Прочность сравнима с титановыми сплавами меньшей плотности.
• Отличная свариваемость и литейность – Высокая текучесть в расплавленном состоянии, что упрощает литье и сварку.
• Устойчив к коррозии и окислению – Защитный оксидный слой предотвращает коррозию во многих средах.

Этот исключительный профиль свойств делает AlSi10 подходящим для применения в легких конструкциях в авиационной, космической, автомобильной и других отраслях.

Применение порошка AlSi10

Благодаря своему легкому весу, прочности и термическим свойствам порошок AlSi10 идеально подходит для:

Приложения	Преимущества
Аэрокосмические компоненты	Низкая плотность в сочетании с высокой прочностью.
Автомобильные запчасти	Снижение веса без ущерба для механических характеристик.
Электронные корпуса	Управление температурой для отвода тепла в сочетании с малым весом.
Медицинские имплантаты	Биосовместим, нетоксичен, устойчив к коррозии.
Терморегулирование	Высокая теплопроводность для рассеивания тепла.

• Широко используется в компонентах самолетов и ракет, таких как опоры двигателя, для снижения веса.
• Автомобильная промышленность использует AlSi10 для изготовления поршней, картеров трансмиссии и деталей подвески, чтобы повысить топливную экономичность за счет облегчения.
• Электронные корпуса и радиаторы обладают высокой теплопроводностью для эффективного охлаждения.
• Отличается отличным соотношением прочности к весу и меньшей плотностью по сравнению с титановыми сплавами.
• Обеспечивает превосходную биосовместимость и коррозионную стойкость медицинских имплантатов, таких как ортопедические устройства.

AlSi10 обеспечивает максимальную производительность в сложных условиях, где малая масса и высокая прочность имеют решающее значение.

Характеристики порошка AlSi10

Порошок AlSi10 доступен в различных фракциях, формах и степенях чистоты:

Параметр	Опции
Размер частиц	5-150 микрон
Форма частиц	Сферические, неправильные
Кажущаяся плотность	До 2,7 г/см3
Расход	До 25 с/50 г
Чистота	До 99,7%
Варианты сплавов	АлСи12, АлСи5

• Частицы меньшего размера способствуют лучшему спеканию, а частицы большего размера обеспечивают более высокую сыпучесть.
• Сферическая морфология улучшает текучесть и плотность упаковки. Нерегулярные частицы обеспечивают экономическую выгоду.
• Повышение кажущейся плотности увеличивает эффективную нагрузку при изготовлении композитов.
• Более высокие скорости потока облегчают обращение с порошком и его обработку.
• Высокая чистота снижает проблемы загрязнения во время обработки и улучшает конечные свойства.
• Диапазон уровней кремния от 5-12% позволяет сбалансировать текучесть и прочность.

Характеристики порошка настраиваются в зависимости от конкретных требований применения и методов обработки.

Методы консолидации порошка AlSi10

Порошок AlSi10 можно превратить в компоненты полной плотности с помощью таких методов, как:

Метод	Преимущества
Аддитивное производство	Отличная геометрическая свобода для сложных форм.
Литье металлов под давлением	Высокая точность формы сетки.
Прессование и спекание	Экономичен для больших объемов продукции простой геометрии.
Экструзия	Непрерывное производство стержней и труб.
Изостатическое прессование	Достигает полной плотности и улучшает свойства.

• Методы аддитивного производства методом плавления в порошковом слое, такие как селективное лазерное плавление, популярны для прототипов или мелкосерийного производства.
• Литье металла под давлением обеспечивает минимальные допуски и превосходное качество поверхности.
• Обычно используется прессование с последующим спеканием в жидкой фазе, но необходима вторичная обработка, такая как экструзия.
• Экструзия обеспечивает превосходные литейные качества для производства стержней, труб и профилей.
• Холодное и горячее изостатическое прессование уменьшает пористость и увеличивает плотность.

Метод консолидации влияет на микроструктуру, конечные свойства, геометрические возможности и производительность.

Термическая обработка деталей AlSi10

Термическая обработка на раствор и искусственное старение используются для обеспечения прочности компонентов AlSi10:

Термообработка	Подробности	Назначение
Решение	530-550°С, закалка	Растворение растворимых фаз
Искусственное старение	150-180°C, 5-10 ч	Закалка осадков
Отжиг	350°C, медленное охлаждение	Восстанавливает пластичность

• Термическая обработка на раствор растворяет легирующие элементы, такие как кремний, в алюминиевой матрице с последующим быстрым охлаждением или закалкой.
• Последующая обработка старением вызывает мелкое осаждение, приводящее к значительному упрочнению.
• Отжиг помогает восстановить пластичность после обширной предварительной холодной обработки.

Тщательный контроль времени и температуры растворения и старения позволяет настроить механические свойства в соответствии с конкретными требованиями.

Сравнение порошка AlSi10 с альтернативами

Вот как AlSi10 сравнивается с другими порошками алюминиевых сплавов:

Сплав	АлСи10	AlSi12	Al6061	Ал7075
Прочность	Высокая	Самый высокий	Средний	Очень высокий
Свариваемость	Отличный	Бедный	Хороший	Бедный
Коррозионная стойкость	Отличный	Отличный	Отличный	Хороший
Теплопроводность	Высокая	Средний	Средний	Низкий
Плотность	Низкий	Низкий	Низкий	Низкий
Стоимость	Низкий	Высокая	Средний	Высокая

• AlSi12 имеет самую высокую прочность, но плохую свариваемость и теплопроводность.
• 6061 — популярный сплав общего назначения со средней прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.
• Сплав 7075 отличается очень высокой прочностью, но имеет плохую свариваемость и лишь умеренную коррозионную стойкость.
• AlSi10 обеспечивает лучшие универсальные свойства с дополнительной экономической выгодой.

Для большинства применений AlSi10 предлагает оптимальный баланс производительности, свариваемости и стоимости.

Производители порошка AlSi10

Порошок AlSi10, широко используемый сплав, производится крупнейшими мировыми поставщиками:

Производитель	Страна
Корпорация Хоэганэс	США
Sandvik Osprey	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Порошок CNPC	Китай
Металлические порошки Rio Tinto	Канада
Игрушечная Америка	США
Гранулы ECKA	Германия

Авторитетные производители имеют строгий контроль качества и соответствуют спецификациям международных организаций по стандартизации. Они также настраивают характеристики порошка в зависимости от требований применения.

Цены на порошок AlSi10

Являясь порошком сплава с высокими эксплуатационными характеристиками, AlSi10 имеет преимущество перед обычными алюминиевыми порошками. Ориентировочная цена составляет:

Тип порошка	Размер частиц	Цена ($/кг)
Для нажатия	Менее 150 мкм	$12-18
Для спекания	45-150 мкм	$15-22
Для AM	15-45 мкм	$22-35
Высокая чистота	До 10 мкм	$30-50

• Более мелкие фракции для АМ и спекания стоят дороже, чем более крупные прессованные марки.
• Меньшие объемы заказа до 100 кг влекут за собой более высокие цены.
• Марки высокой чистоты с меньшим содержанием кислорода и азота стоят более чем на 501ТП3Т дороже.
• Снижение содержания кремния до AlSi5 снижает стоимость примерно на 15%.

Скидки за объем, долгосрочные контракты и упрощенные спецификации частиц могут помочь снизить затраты.

Соображения по охране труда и технике безопасности при использовании порошка AlSi10

Как и любой металлический порошок, порошок AlSi10 требует безопасного обращения:

Опасность	Меры предосторожности	СИЗ
Контакт с кожей/глазами	Избегайте прямого контакта. При попадании на кожу промыть.	Перчатки, защитные очки
Ингаляция	Не допускать вдыхания пыли. Обеспечить вентиляцию.	Респиратор
Проглатывание	Избегайте передачи инфекции из рук в рот. Мойте руки.	–
Пожар	Используйте песок. Не используйте воду.	Защитное оборудование

• При работе с порошком надевайте перчатки, очки и маску.
• Избегайте контакта с кожей. Промыть после контакта.
• Хранить в сухом прохладном месте, вдали от искр и пламени.
• Обеспечьте надлежащую вентиляцию и сбор пыли.
• Полное руководство см. в SDS и местных нормативных документах.

При соблюдении надлежащих мер предосторожности и использовании средств индивидуальной защиты с порошком AlSi10 можно безопасно обращаться во время хранения, обработки и эксплуатации.

Проверка и тестирование порошка AlSi10

Для обеспечения соответствия требованиям качества порошок AlSi10 должен быть проверен на:

Параметр	Метод	Спецификация
Химический состав	OES, XRF, мокрая химия	Соответствие содержанию Al, Si, Mg
Распределение частиц по размерам	Лазерная дифракция, просеивание	D10, D50, D90 в пределах диапазона
Морфология порошка	СЭМ-изображение	Сферическая форма и текучесть
Кажущаяся плотность	Испытание расходомера Холла	Минимальная заданная плотность
Расход	Тест расходомера Холла	Максимальный расход в секундах
Уровни содержания примесей	ICP или LECO-анализ	Низкое содержание кислорода, влаги

Регулярные испытания в соответствии со стандартами ASTM гарантируют постоянство и высокое качество порошка, подходящего для критически важных применений.

Вопросы и ответы

Вопрос. Для чего используется сплав AlSi10?

A. AlSi10 широко используется в аэрокосмической, автомобильной и электронной промышленности, где малый вес и высокая прочность имеют решающее значение, например, в опорах двигателя, поршнях, корпусах, радиаторах.

Вопрос. Требует ли AlSi10 термической обработки?

О. Да, термообработка на раствор с последующим старением может значительно повысить прочность на разрыв за счет выделения легирующих элементов, таких как кремний.

Вопрос. Какими методами можно консолидировать порошок AlSi10?

А. Порошок AlSi10 можно уплотнить до полной плотности с помощью аддитивного производства, литья под давлением металла, экструзии и компактной штамповки порошка.

Вопрос. Можно ли сваривать AlSi10?

О. Да, AlSi10 обладает превосходной свариваемостью благодаря легирующей добавке кремния, которая улучшает текучесть в расплавленном состоянии. Это обеспечивает легкую сварку плавлением.

В. Безопасно ли обращаться с порошком AlSi10?

О. Как и в случае с любым мелким металлическим порошком, при хранении, обращении и обработке порошка AlSi10 следует принимать стандартные меры безопасности, чтобы свести к минимуму риски для здоровья и безопасности.