Алюминиевая пудра AlSi7Mg

Алюминиевый порошок AlSi7Mg - это порошок алюминиевого сплава, содержащий кремний и магний в качестве основных легирующих элементов. Этот передовой инженерный материал обладает исключительной прочностью, свариваемостью и коррозионной стойкостью, а также отличными термическими свойствами.

Порошок AlSi7Mg стал универсальным материалом для процессов аддитивного производства металлов, таких как селективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS). Его уникальный состав обеспечивает превосходные механические характеристики и делает его пригодным для изготовления легких структурных компонентов в авиационной, аэрокосмической и автомобильной отраслях.

Виды алюминиевой пудры AlSi7Mg

Порошок сплава AlSi7Mg доступен в различных распределениях по размерам в зависимости от требований процесса металлического AM:

Тип	Диапазон размеров частиц
Тонкий сорт	15 - 45 мкм
Средний класс	45 - 105 микрон
Грубый сорт	105 - 150 микрон

Более мелкие частицы порошка имеют большую площадь поверхности и улучшают плотность слоя порошка, а также разрешение напечатанных деталей. Однако они, как правило, более реактивны и требуют работы с инертным газом.

С другой стороны, более крупные частицы улучшают поток порошка и снижают риски безопасности. Однако они обеспечивают более низкое разрешение и точность при печати сложных 3D-компонентов.

Состав AlSi7Mg

Номинальный состав порошка алюминиевого сплава AlSi7Mg:

Элемент	Композиционный ряд
Алюминий (Al)	Баланс
Кремний (Si)	6,5 - 7,5 wt%
Магний (Mg)	0,45 - 0,55 wt%
Железо (Fe)	0,55 wt% макс.
Медь (Cu)	0,05 wt% макс.
Марганец (Mn)	0,45 wt% макс.
Цинк (Zn)	0,10 wt% макс.
Титан (Ti)	0,15 wt% макс.

Благодаря высокому содержанию кремния и магния в этом сплаве из алюминиевого порошка при затвердевании образуются мелкие осадки. Это придает значительное упрочнение за счет механизмов закалки осаждением.

Основные свойства порошка AlSi7Mg

AlSi7Mg обладает уникальным сочетанием характеристик материала, что делает его хорошо подходящим для аддитивного производства:

Недвижимость	Значение
Плотность	2,68 г/куб. см
Температура плавления	575 - 585 градусов C
Теплопроводность	150 - 180 Вт/м-К
Тепловое расширение	21 - 24 x 10-6 /K
Модуль упругости	72 - 77 ГПа
Прочность на разрыв	430 - 490 МПа
Удлинение при разрыве	8 – 10%
Твердость по Бринеллю	95 – 110
Стабильность при высоких температурах	Отличный
Коррозионная стойкость	Очень хорошо

Среди основных преимуществ порошка AlSi7Mg можно назвать следующие:

• Высокое соотношение прочности и массы
• Размерная стабильность при повышенных температурах
• Исключительно гладкая поверхность напечатанных деталей
• Отличная коррозионная стойкость, особенно в морской атмосфере
• Легкая постобработка и хорошая обрабатываемость
• Превосходная свариваемость по сравнению с другими сортами алюминия

Области применения порошка AlSi7Mg

Универсальные свойства материала AlSi7Mg позволяют использовать его в различных отраслях:

Промышленность	Приложения
Аэрокосмическая промышленность	Конструктивные кронштейны, компоненты двигателей, сложные решетки
Авиация	Компоненты планера, воздуховоды, трубопроводы
Автомобильная промышленность	Детали шасси, ступицы, крыльчатки
Морской	Палубное оборудование, крепления для антенн, корпуса лодок
Промышленность	Теплообменники, технологическое оборудование
Потребитель	Корпуса для электроники, моды, аксессуары

Исключительное соотношение прочности и веса AlSi7Mg в сочетании с превосходной точностью размеров, обеспечиваемой 3D-печатью металлов, позволяет оптимизировать конструкцию с меньшим весом в транспортных приложениях.

Технические характеристики порошка AlSi7Mg

Порошок AlSi7Mg для процессов аддитивного производства должен соответствовать строгим стандартам качества.

Параметр	Требования
Форма частиц	Сферическая морфология + спутники разрешены
Распределение частиц по размерам	D10 > 10 микрон; D90 < 100 микрон
Кажущаяся плотность	> 60% плотности твердого тела
Расход	> 15 с / 50 г
Содержание влаги	< 0,1 wt%
Содержание кислорода	< 0,5 wt%
Содержание азота	< 0,5 wt%
Содержание водорода	< 0,2 wt%

Производители стремятся максимизировать перерабатываемость порошка и минимизировать отклонения в этих показателях с помощью строгих систем контроля качества.

Мировые поставщики порошка AlSi7Mg

Среди ведущих мировых поставщиков порошка сплава AlSi7Mg можно назвать следующих:

Компания	Фирменные наименования	Доступные размеры частиц	Диапазон цен
Sandvik	Оспри + Ампал	15-45 мкм | 45-105 мкм	$90 - $110 за кг
Плотник	ALSi7Mg	15-53 мм | 53-150 мм	$80 - $100 за кг
Технология LPW	LPW AlSi7Mg	15-45 мм	$100 - $140 за кг
TLS Technik	AlSi7Mg04	10-45 мкм | 45-106 мкм	$75 - $90 за кг
Порошки AMC	AlSi7Mg SLM	10-45 мм	$70 - $100 за кг

Цены варьируются в зависимости от объема заказа, размера партии, наличия региональных дистрибьюторов и возможностей персонализации.

Как AlSi7Mg сравнивается с AlSi10Mg для металлической AM

AlSi10Mg - еще один популярный алюминиевый сплав, используемый в процессах порошковой плавки:

	AlSi7Mg	AlSi10Mg
Содержание кремния	6,5 - 7,5 wt%	9 - 11 wt%
Плотность	2,68 г/куб. см	2,67 г/куб. см
Прочность на разрыв	430 - 490 МПа	400 - 460 МПа
Пластичность	Выше	Нижний
Свариваемость	Отличный	Умеренный
Обработка поверхности	Более гладкий	Грубее
Стоимость	Выше	Нижний

В то время как AlSi10Mg предлагает более доступные цены и возможность печати, AlSi7Mg обеспечивает превосходные механические характеристики, коррозионную стойкость и характеристики последующей обработки.

Преимущества и ограничения AlSi7Mg

К основным преимуществам порошка AlSi7Mg относятся:

Преимущества:

• Отличное соотношение прочности и веса для облегчения конструкции
• Высокая твердость и хорошая пластичность
• Выдающаяся коррозионная стойкость
• Отличная термическая стабильность при высоких температурах
• Более гладкая поверхность по сравнению с AlSi10Mg
• Лучшая свариваемость по сравнению с другими Al-сплавами

Ограничения:

• Более высокая стоимость по сравнению с порошком AlSi10Mg
• Более низкая максимальная рабочая температура по сравнению с алюминиевыми сплавами с более высоким содержанием Si
• Реактивность с атмосферной влагой и кислородом требует осторожного обращения
• Более низкая теплопроводность по сравнению с чистым алюминием и медными сплавами
• Требуется больше опор во время печати из-за меньшей прочности печати

Последние достижения в области исследований AlSi7Mg

Текущие исследования порошка AlSi7Mg направлены на:

• Рафинирование зерна благодаря новым составам сплавов и термической обработке для получения сверхтонких микроструктур, что приводит к существенному улучшению предела текучести, прочности на растяжение и усталостной долговечности
• Улучшение поверхности С помощью передовых технологий обработки, таких как абразивная обработка, лазерная полировка и электрополировка, минимизируются уязвимые места, вызванные пористостью, и улучшаются функциональные характеристики
• Технологии соединения включая сварку трением с перемешиванием и другие твердотельные процессы, позволяющие интегрировать, ремонтировать и модифицировать аддитивно изготовленные компоненты AlSi7Mg для увеличения срока службы
• квалификация и сертификация благодаря всестороннему тестированию материалов и определению характеристик процессов в соответствии с промышленными стандартами для разработки рамок спецификаций, обеспечивающих надежное конечное использование в критически важных системах

Многие OEM-производители напрямую сотрудничают с поставщиками порошка AlSi7Mg, чтобы разработать индивидуальные составы для своих конкретных задач. Основное внимание уделяется созданию возможностей прогнозирования эволюции микроструктуры, термического поведения, уменьшения дефектов, количественного определения анизотропии и обеспечения качества в промышленных масштабах.

Эти постоянные усилия позволят расширить границы высокопроизводительного аддитивного производства металлов с использованием сплава AlSi7Mg и распространить его применение в различных отраслях.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос	Отвечать
Можно ли закалить осадки AlSi7Mg?	Да, AlSi7Mg может быть закален осаждением путем соответствующей термообработки для достижения пика прочности.
Почему AlSi7Mg предпочтительнее AlSi10Mg в некоторых областях применения?	AlSi7Mg обеспечивает лучшие механические свойства, такие как прочность на разрыв и твердость, а также превосходную коррозионную стойкость и свариваемость по сравнению с AlSi10Mg.
Какова типичная шероховатость поверхности, достигаемая при изготовлении деталей AlSi7Mg AM?	Печатные детали из AlSi7Mg демонстрируют исключительную чистоту поверхности со средними значениями шероховатости (Ra) от 5 до 15 микрон.
Какие существуют альтернативы порошку AlSi7Mg?	Альтернативные варианты: AlSi10Mg, AlSi12, Scalmalloy, алюминиевый сплав 6061, титан Ti64 и другие.
Каков типичный уровень допуска для компонентов AlSi7Mg AM?	Допуски размеров до +/- 0,3% регулярно достигаются для печатных деталей из AlSi7Mg на основе оптимизированных параметров и геометрической сложности.
Какие типы постобработки обычно используются для деталей AlSi7Mg AM?	Типичная последующая обработка включает в себя - удаление опоры > термообработку > улучшение поверхности - шлифовка/полировка > контроль качества.