Proszki ze stopów aluminium oferują niewielką wagę w połączeniu z wytrzymałością, trwałością i odpornością na korozję w zastosowaniach motoryzacyjnych, lotniczych i przemysłowych. Niniejszy przewodnik obejmuje typowe składy, właściwości, metody produkcji, rozmiary, dostawców, zastosowania i wybór.
proszek ze stopu aluminium Przegląd
Sferyczne proszki aluminiowe o kontrolowanej wielkości cząstek umożliwiają wytwarzanie wysokowydajnych elementów z metali lekkich za pomocą technologii PM, MIM i AM:
| Stopy | Aluminium serii 2xxx, 6xxx, 7xxx |
| Właściwości | Niska gęstość, wytrzymałość, twardość, odporność na zużycie |
| Procesy | Metalurgia proszków, Formowanie wtryskowe metali, Aluminium AM |
| Zastosowania | Motoryzacja, lotnictwo i kosmonautyka, przemysł |
| Korzyści | Redukcja wagi, wydajność, możliwość recyklingu |
Zaawansowane proszki aluminiowe równoważą ultralekką gęstość z lepszymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu do stopów odlewanych lub kutych.
proszek ze stopu aluminium Rodzaje
| Seria | Elementy stopowe | Charakterystyka |
|---|---|---|
| 2000 | Miedź | Dobra wytrzymałość, skrawalność, plastyczność po konsolidacji PM |
| 6000 | Magnez, krzem | Średnia wytrzymałość, doskonała odporność na korozję |
| 7000 | Cynk | Najwyższa wytrzymałość, stosowana głównie w wysokowydajnych komponentach lotniczych i kosmicznych |
Powstające stopy
Stopy aluminium zawierające skand lub cyrkon oraz nanokompozyt Al-TiC zapewniają znaczne wzmocnienie w specjalistycznych zastosowaniach.
proszek ze stopu aluminium Właściwości
| Nieruchomość | Typowe wartości |
|---|---|
| Gęstość | 2,55-2,8 g/cc |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 200-600 MPa |
| Granica plastyczności | 160-500 MPa |
| Wydłużenie | 3-10% |
| Temperatura topnienia | 500-650°C |
Drobniejszy proszek aluminiowy zapewnia wyższe wartości wytrzymałości skonsolidowanej zbliżone do stopów kutych. Obróbka cieplna również zwiększa wydajność mechaniczną.
Metoda produkcji
| Atomizacja | Atomizacja gazowa lub wodna ze stopionego stopu wytwarza drobne kuliste proszki |
| Młyn mechaniczny | Ekonomiczna metoda wykorzystująca młyny kulowe lub attritor, mniej sferycznych cząstek |
| Stopowanie | Bezpośrednie stapianie lub mieszanie pierwiastkowych/przedstopowych proszków bazowych |
Atomizacja gazowa pozwala na najbardziej precyzyjną kontrolę właściwości, podczas gdy frezowanie zwiększa złożoność kształtu i porowatość wewnętrzną. Odpowiednie proszki AM wykorzystują atomizację, ale zachowują płynność.
proszek ze stopu aluminium Rozmiary cząstek
Typowe rozmiary stosowanych proszków ze stopów aluminium:
| Proces | Zakres rozmiarów |
|---|---|
| Prasowanie i spiekanie | 50-150 mikronów |
| Formowanie wtryskowe metali (MIM) | 10-25 mikronów |
| Binder Jet Additive Manufacturing (BJAM) | 20-60 mikronów |
| Bezpośrednie osadzanie energii (DED) | 50-150 mikronów |
Optymalizacja rozkładu wielkości i kształtu cząstek wpływa na gęstość upakowania i reakcję spiekania.
Wiodący dostawcy
| Firma | Stopnie | Szacunkowa cena |
|---|---|---|
| Hoeganaes | 1001, 2003, 6065, 7009 | $5-8 za funt |
| BASF | 2024, 6061, 7050, 7068 | $6-10 za funt |
| Sandvik Osprey | 2024, 6061, 7075 | $8-15 za funt |
| Kymera | 2024, 6061, 7068, 7093 | $7-12 za funt |
Ceny różnią się w zależności od wielkości zamówienia, właściwości proszku i składu stopu.
Zastosowania z proszek ze stopu aluminium
| Przemysł | Komponenty |
|---|---|
| Motoryzacja | Części układu napędowego, takie jak korbowody, wały |
| Lotnictwo i kosmonautyka | Wsporniki strukturalne, elementy płata, takie jak prowadnice klap |
| Przemysłowy | Radiatory, tłoki, uszczelki, elementy złączne, koła zębate |
| Elektronika | Urządzenia rozpraszające ciepło, takie jak obudowy LED |
Korzyści
- Redukcja wagi w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami z tytanu i stali
- Zwiększona oszczędność paliwa lub zasięg
- Zmniejszona liczba części dzięki integracji
Wytyczne dotyczące wyboru
| Kryteria | Najlepsze praktyki |
|---|---|
| Stop | Dopasowanie proszku do potrzeb mechanicznych i środowiskowych |
| Metoda produkcji | AM wymaga sferycznego rozpylania gazu; MIM bardzo drobny |
| Rozkład wielkości | Dostosuj w oparciu o cele gęstości techniki konsolidacji |
| Gęstość pozorna | Wyższy poprawia reakcję spiekania |
| Analiza tlenu na powierzchni | <0,5% dla najwyższej wydajności |
| Cena | Uzyskaj wyceny na podstawie ilości od co najmniej 2 dostawców |
Staranne wyważenie wymagań aplikacji, procesu produkcyjnego i budżetu pozwala na optymalne zaopatrzenie w proszek ze stopu aluminium. Warto rozważyć programy oceny próbek.
Plusy i minusy
| Plusy | Wady |
|---|---|
| Lekkość i oszczędność paliwa | Niższa wytrzymałość niż w przypadku stopów żelaza |
| Odporność na korozję/utlenianie | Podatność na korozję galwaniczną |
| Możliwość recyklingu | Słabe właściwości w wysokich temperaturach |
| Lepszy wpływ na cykl życia | Wyższy koszt niż odlew aluminiowy |
Kluczowe wnioski
- Zaawansowane proszki aluminium przewyższają gatunki odlewane i kute pod względem gęstości
- Dostosowanie charakterystyki proszku do wymagań końcowych technik produkcyjnych
- Dostosowywanie stopów i nowe kompozyty nadal rozszerzają możliwości
Najczęściej zadawane pytania
P: Jaki jest najczęściej stosowany proszek ze stopu aluminium?
O: Aluminium 6061 to stop wykorzystywany w branży motoryzacyjnej i inżynierii ogólnej ze względu na jego wszechstronne właściwości mechaniczne, odporność na korozję i umiarkowaną cenę.
P: Jaki jest koszt proszku aluminiowego w porównaniu z tytanem?
O: Proszki aluminiowe zaczynają się od około $5 / funt w porównaniu do $50+ / funt dla tytanu, wykazując znaczne korzyści w zakresie kosztów konwersji dla lekkości pomimo niższych właściwości mechanicznych.
P: Czy proszek aluminiowy utlenia się?
Drobne proszki aluminium stwarzają ryzyko utleniania podczas obsługi, przechowywania i przetwarzania, wymagając obojętnego środowiska i ścisłej kontroli jakości w celu zminimalizowania ryzyka.
P: Czy można drukować 3D części ze stopów aluminium?
O: Tak, aluminium DED i AM ze strumieniem spoiwa szybko dojrzewają w zakresie strukturalnych komponentów lotniczych, wykorzystując zaawansowane proszki i udoskonalenia przetwarzania, aby osiągnąć gęstość ponad 99% po spiekaniu.
