AlSiCu Tozu (AlSi10)

AlSi10, 10% silikon ve kalan alüminyum içeren bir alüminyum alaşım tozudur. Mukavemet, düşük yoğunluk, termal özellikler, korozyon direnci ve kaynaklanabilirliğin mükemmel bir kombinasyonunu sunar.

AlSi10 Toz Bileşimi

AlSi10 alaşım tozunun tipik bileşimi şöyledir:

Element	Kompozisyon
Alüminyum (Al)	Denge
Silisyum (Si)	9-11%

• Alüminyum, düşük yoğunluk, süneklik ve korozyon direnci sağlayan matrisi oluşturur.
• Silikon katı çözelti güçlendirmesi sağlar ve dökülebilirliği artırır.

Optimum mukavemet ve fiziksel özellikler elde etmek için alüminyum-silikon oranının sıkı kontrolü kritik önem taşır. Magnezyum, demir, bakır veya çinko gibi diğer küçük alaşım elementleri de belirli kalitelerde mevcut olabilir.

AlSi10 Tozunun Özellikleri

AlSi10 tozu, çeşitli zorlu uygulamalar için uygun hale getiren mükemmel bir özellik kombinasyonuna sahiptir:

Mülkiyet	Değer
Yoğunluk	2,7 g/cm3
Erime Noktası	~600°C
Termal İletkenlik	150-180 W/m-K
Elektriksel İletkenlik	35-40% IACS
Termal Genleşme Katsayısı	21-23 x 10-6 /°C
Elastisite Modülü	80-85 GPa
Çekme Dayanımı	240-300 MPa
Uzama	1-5%
Sertlik	80-90 Brinell
Korozyon Direnci	Mükemmel

• Düşük yoğunluk - Bakır alaşımları ve çeliklerden 65%'ye kadar daha hafiftir.
• Yüksek ısı iletkenliği - Elektronikte ısının hızlı bir şekilde dağılmasını sağlar.
• Yüksek mukavemet/ağırlık oranı - Daha düşük yoğunluklu titanyum alaşımları ile karşılaştırılabilir mukavemet.
• Mükemmel kaynaklanabilirlik ve dökülebilirlik - Erimiş haldeyken yüksek akışkanlık, kolay döküm ve kaynak sağlar.
• Korozyon ve oksidasyona karşı dayanıklı - Koruyucu oksit tabakası birçok ortamda korozyonu önler.

Bu olağanüstü özellik profili AlSi10'u havacılık, uzay, otomotiv ve diğer sektörlerdeki hafif yapısal uygulamalar için uygun hale getirir.

AlSi10 Toz Uygulamaları

Hafifliği, mukavemeti ve termal özellikleri sayesinde AlSi10 tozu aşağıdakiler için idealdir:

Uygulamalar	Avantajlar
Havacılık ve uzay bileşenleri	Yüksek mukavemet ile birlikte düşük yoğunluk.
Otomotiv parçaları	Mekanik performanstan ödün vermeden ağırlık azaltma.
Elektronik muhafazalar	Düşük ağırlık ile birlikte ısı dağıtımı için termal yönetim.
Tıbbi implantlar	Biyouyumlu, toksik olmayan, korozyona dayanıklı.
Termal yönetim	Isıyı dağıtmak için yüksek termal iletkenlik.

• Ağırlığı azaltmak için motor bağlantıları gibi uçak ve roket bileşenlerinde yaygın olarak kullanılır.
• Otomotiv endüstrisi, hafifletme yoluyla yakıt verimliliğini artırmak için pistonlar, şanzıman muhafazaları, süspansiyon parçaları için AlSi10 kullanır.
• Elektronik muhafazalar ve ısı alıcıları, verimli soğutma için yüksek termal iletkenlikten yararlanır.
• Titanyum alaşımlarına kıyasla daha düşük yoğunluk ile mükemmel güç-ağırlık oranı sağlar.
• Ortopedik cihazlar gibi tıbbi implantlar için mükemmel biyouyumluluk, korozyon direnci sağlar.

AlSi10, düşük kütle ve yüksek mukavemetin kritik olduğu zorlu uygulamalarda maksimum performans sağlar.

AlSi10 Toz Özellikleri

AlSi10 tozu çeşitli boyut fraksiyonlarında, şekillerde ve saflık seviyelerinde mevcuttur:

Parametre	Seçenekler
Parçacık boyutu	5-150 mikron
Parçacık şekli	Küresel, düzensiz
Görünür yoğunluk	2,7 g/cm3'e kadar
Akış hızı	25 sn/50g'a kadar
Saflık	99,7%'ye kadar
Alaşım varyantları	AlSi12, AlSi5

• Daha küçük partiküller daha iyi sinterleme sağlarken, daha büyük boyutlar daha yüksek akışkanlık sağlar.
• Küresel morfoloji akışı ve ambalaj yoğunluğunu iyileştirir. Düzensiz partiküller maliyet avantajları sunar.
• Daha yüksek görünür yoğunluk, kompozit üretiminde etkin yüklemeyi artırır.
• Daha yüksek akış hızları, toz taşıma ve işleme kolaylığını artırır.
• Yüksek saflık, işleme sırasında kontaminasyon sorunlarını azaltır ve nihai özellikleri iyileştirir.
• Akışkanlık ve mukavemeti dengelemek için 5-12% arasında değişen silikon seviyeleri mevcuttur.

Toz özellikleri, özel uygulama gereksinimlerine ve işleme yöntemlerine göre özelleştirilir.

AlSi10 Tozu için Konsolidasyon Yöntemleri

AlSi10 tozu, aşağıdaki gibi teknikler kullanılarak tam yoğunluklu bileşenlere dönüştürülebilir:

Yöntem	Avantajlar
Katmanlı üretim	Karmaşık şekiller için mükemmel geometrik özgürlük.
Metal enjeksiyon kalıplama	Yüksek hassasiyetli ağ şekli kabiliyeti.
Presleme ve sinterleme	Yüksek hacimli daha basit geometriler için ekonomiktir.
Ekstrüzyon	Sürekli çubuk ve boru üretimi.
İzostatik presleme	Tam yoğunluğa ulaşır ve özellikleri iyileştirir.

• Seçici lazer eritme gibi toz yatağı füzyon katkılı üretim yöntemleri prototipler veya düşük hacimli üretim için popülerdir.
• Metal enjeksiyon kalıplama en yakın toleransları ve mükemmel yüzey kalitesini sunar.
• Presleme ve ardından sıvı faz sinterleme yaygın olarak kullanılmaktadır ancak ekstrüzyon gibi ikincil işlemlere ihtiyaç duyulmaktadır.
• Ekstrüzyon, çubuklar, borular ve profiller üretmek için mükemmel dökülebilirlikten yararlanır.
• Soğuk ve sıcak izostatik presleme gözenekliliği azaltır ve yoğunluğu artırır.

Konsolidasyon tekniği mikroyapıyı, nihai özellikleri, geometrik kabiliyetleri ve verimliliği etkiler.

AlSi10 Parçaların Isıl İşlemi

AlSi10 bileşenlerinin mukavemetini uyarlamak için çözelti ısıl işlemi ve yapay yaşlandırma kullanılır:

Isıl İşlem	Detaylar	Amaç
Çözümleme	530-550°C, su verme	Çözünebilir fazları çözündürün
Yapay Yaşlanma	150-180°C, 5-10 saat	Çökelme sertleşmesi
Tavlama	350°C, yavaş soğutma	Sünekliği geri kazandırır

• Çözelti ısıl işlemi, alüminyum matrisindeki silisyum gibi alaşım elementlerini çözer ve ardından hızlı soğutma veya su verme işlemine tabi tutulur.
• Daha sonraki yaşlandırma işlemi ince çökelmeye neden olarak önemli ölçüde sertleşmeye yol açar.
• Tavlama, önceden yapılan yoğun soğuk işlemden sonra sünekliğin geri kazanılmasına yardımcı olur.

Çözeltiye alma ve yaşlandırma süresinin ve sıcaklığının dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi, mekanik özelliklerin özel gereksinimlere göre özelleştirilmesine olanak tanır.

AlSi10 Tozunun Alternatifleri ile Karşılaştırılması

İşte AlSi10'un diğer alüminyum alaşım tozlarıyla karşılaştırması:

Alaşım	AlSi10	AlSi12	Al6061	Al7075
Güç	Yüksek	En yüksek	Orta	Çok Yüksek
Kaynaklanabilirlik	Mükemmel	Zayıf	İyi	Zayıf
Korozyon Direnci	Mükemmel	Mükemmel	Mükemmel	İyi
Termal İletkenlik	Yüksek	Orta	Orta	Düşük
Yoğunluk	Düşük	Düşük	Düşük	Düşük
Maliyet	Düşük	Yüksek	Orta	Yüksek

• AlSi12 en yüksek mukavemete sahiptir ancak kaynaklanabilirliği ve termal iletkenliği daha düşüktür.
• 6061, orta mukavemetli ve iyi korozyon direncine sahip popüler bir genel amaçlı alaşımdır.
• 7075 çok yüksek mukavemette üstündür, ancak zayıf kaynaklanabilirliğe ve sadece orta derecede korozyon direncine sahiptir.
• AlSi10, ek maliyet avantajlarıyla birlikte en iyi çok yönlü özellikleri sağlar.

Çoğu uygulama için AlSi10 performans, kaynaklanabilirlik ve maliyet açısından optimum dengeyi sunar.

AlSi10 Toz Üreticileri

Yaygın olarak kullanılan bir alaşım olan AlSi10 tozu, büyük küresel tedarikçiler tarafından üretilmektedir:

Üretici firma	Ülke
Hoeganaes Şirketi	ABD
Sandvik Osprey	BIRLEŞIK KRALLIK
CNPC Toz	Çin
Rio Tinto Metal Tozları	Kanada
Toyal Amerika	ABD
ECKA Granülleri	Almanya

Saygın üreticiler sıkı kalite kontrolüne sahiptir ve uluslararası standart kuruluşlarının spesifikasyonlarına uygundur. Ayrıca toz özelliklerini uygulama gereksinimlerine göre özelleştirirler.

AlSi10 Toz Fiyatlandırması

Yüksek performanslı bir alaşım tozu olan AlSi10, düz alüminyum tozlarına kıyasla daha yüksek bir prim talep etmektedir. Gösterge niteliğindeki fiyatlandırma şöyledir:

Toz Tipi	Parçacık Boyutu	Fiyat ($/kg)
Basmak için	150 μm'nin altında	$12-18
Sinterleme için	45-150 μm	$15-22
AM için	15-45 μm	$22-35
Yüksek saflık	10 μm'ye kadar	$30-50

• AM ve sinterleme için daha ince fraksiyonlar, daha kaba presleme kalitelerinden daha maliyetlidir.
• Daha küçük sipariş miktarları 100 kg'ın altında daha yüksek fiyatlar çekmektedir.
• Daha düşük oksijen ve nitrojen içeren yüksek saflık dereceleri 50%'den daha pahalıdır.
• Silikon içeriğinin AlSi5'e düşürülmesi maliyeti yaklaşık 15% düşürür.

Toplu indirimler, daha uzun süreli sözleşmeler ve daha basit parçacık özellikleri maliyetin düşürülmesine yardımcı olabilir.

AlSi10 Tozu için Sağlık ve Güvenlik Hususları

Her metal tozu gibi AlSi10 tozu da güvenli kullanım gerektirir:

Tehlike	Önlemler	KKD
Cilt/göz teması	Doğrudan temastan kaçının. Maruz kalırsanız durulayın.	Eldivenler, gözlükler
Soluma	Toz solumaktan kaçının. Havalandırmayı sağlayın.	Respiratör
Yutma	El-ağız transferinden kaçının. Ellerinizi yıkayın.	–
Yangın	Kum kullanın. Su kullanmayın.	Koruyucu donanım

• Tozla çalışırken eldiven, gözlük ve maske kullanın.
• Cilt temasından kaçının. Maruz kaldıktan sonra yıkayın.
• Kıvılcım ve alevden uzak, serin ve kuru bir yerde saklayın.
• Uygun havalandırma ve toz toplama sağlayın.
• Tam yönergeler için SDS'ye ve yerel yönetmeliklere bakın.

Uygun önlemler ve KKD ile AlSi10 tozu depolama, işleme ve çalıştırma sırasında güvenli bir şekilde kullanılabilir.

AlSi10 Tozunun Muayenesi ve Testi

Kalite gereksinimlerinin karşılandığından emin olmak için AlSi10 tozu test edilmelidir:

Parametre	Yöntem	Şartname
Kimyasal bileşim	OES, XRF, ıslak kimya	Al, Si, Mg içeriğine uygunluk
Parçacık boyutu dağılımı	Lazer kırınımı, eleme	D10, D50, D90 aralık dahilinde
Toz morfolojisi	SEM görüntüleme	Küresel şekil ve akışkanlık
Görünür yoğunluk	Hall akış ölçer testi	Belirtilen minimum yoğunluk
Akış hızı	Hall akış ölçer testi	Maksimum akış saniyesi
Safsızlık seviyeleri	ICP veya LECO analizi	Düşük oksijen, nem içeriği

ASTM standartlarına göre yapılan rutin testler, kritik uygulamalar için uygun tutarlılık ve yüksek kaliteli toz sağlar.

SSS

Q. AlSi10 alaşımı ne için kullanılır?

A. AlSi10, motor takozları, pistonlar, muhafazalar, ısı alıcıları gibi düşük ağırlık ve yüksek mukavemetin kritik olduğu havacılık, otomotiv ve elektronik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Q. AlSi10 ısıl işlem gerektirir mi?

A. Evet, çözelti ısıl işlemi ve ardından yaşlandırma, silikon gibi alaşım elementlerini çökeltmek suretiyle gerilme mukavemetini önemli ölçüde artırabilir.

Q. AlSi10 tozunu hangi yöntemler birleştirebilir?

A. AlSi10 tozu, katkılı üretim, metal enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon ve toz kompakt dövme kullanılarak tam yoğunluğa kadar konsolide edilebilir.

Q. AlSi10 kaynaklanabilir mi?

A. Evet, AlSi10, erimiş halde akışkanlığı artıran silikon alaşım ilavesi sayesinde mükemmel kaynaklanabilirliğe sahiptir. Bu, kolay füzyon kaynağına izin verir.

Q. AlSi10 tozunun kullanımı güvenli midir?

A. Tüm ince metal tozlarında olduğu gibi, sağlık ve güvenlik risklerini en aza indirmek için AlSi10 tozunun depolanması, taşınması ve işlenmesi sırasında standart güvenlik önlemleri alınmalıdır.