порошок алюминиевого сплава 7050 это высокопрочный аэрокосмический сплав, который также доступен в виде порошка для аддитивного производства и других применений порошковой металлургии. Благодаря цинку и магнию в качестве основных легирующих компонентов, этот сплав серии 7xxx демонстрирует превосходные механические свойства, идеально подходящие для критических структурных компонентов.
Обзор порошок из алюминиевого сплава 7050
Al7050 сплав порошок предлагает:
- Высокое соотношение прочности и плотности
- Потенциал облегчения
- Коррозионная стойкость
- Стабильность размеров
- Возможность изготовления с помощью аддитивного производства
- Возможность вторичной переработки
К основным свойствам относятся высокий предел текучести до 500 МПа, предел прочности при растяжении свыше 570 МПа, а также полезная усталостная прочность в сочетании с приемлемой вязкостью разрушения свыше 150 МПа-м^1/2^.
Эти свойства позволяют использовать его в аэрокосмической, автомобильной, морской и общетехнической отраслях. Порошок Al7050 может быть использован для печати металлических деталей практически сетчатой формы с помощью технологий лазерного порошкового наплавления, струйного нанесения связующего и аддитивного осаждения с направленной энергией.
Виды алюминиевой пудры 7050
Исходя из метода производства и характеристик, распространенные разновидности порошка Al7050 включают в себя:
| Тип | Описание | Размер частиц | Морфология | Кажущаяся плотность |
|---|---|---|---|---|
| Распыление газа | Распыление в инертном газе позволяет получить сферический порошок | 15-45 мкм | Скругленный | ∼1,6 г/куб. см |
| Распыление воды | Вода, разрушая расплав, образует неравномерные частицы | 15-100 мкм | Зазубренный, пористый | ∼1,2 г/куб. см |
| Распыление плазмы | Гладкий, сферический нано- и микронный порошок из плазмы | 5-45 мкм | Очень сферическая | ∼2 г/куб. см |
| Механически легированные | Высокоэнергетическое шаровое измельчение смешивает и очищает порошок | 15-100 мкм | Зазубренные, составные частицы | ∼1,8 г/куб. см |
В зависимости от конечного метода нанесения выбирается подходящая марка. Меньшие размеры, менее 100 микрон, обеспечивают лучшую плотность слоя порошка и разрешение печати.
Состав порошок из алюминиевого сплава 7050
Как аэрокосмический конструкционный сплав, 7050 имеет состав:
| Элемент | Вес % | Роль |
|---|---|---|
| Цинк | 5.7 – 6.7% | Основной легирующий элемент, повышает прочность за счет осаждения |
| Магний | 1.9 – 2.6% | Усиливающий элемент, образует осадки MgZn2 |
| Медь | 2.0 – 2.6% | Помогает точно регулировать механические свойства |
| Железо | ≤0,15% | Низкий уровень примесей |
| Кремний | ≤0.12% | Примесный элемент |
| Хром | ≤0.04% | Присутствует только в виде следовых примесей |
| Марганцовка | ≤0,05% | Не содержит примесей |
| Алюминий | Баланс | Базовый элемент |
Для изменения характеристик порошка иногда используются преднамеренные добавки серебра, лития или других элементов.
порошок алюминиевого сплава 7050 Свойства
Основные свойства порошка сплава Al7050, пригодного для аддитивного производства:
Физические свойства
| Недвижимость | Значение |
|---|---|
| Плотность | 2,83 г/см3 |
| Температура плавления | ∼635°C |
| Теплопроводность | 130 Вт/м-К |
| Удельная теплоемкость | 0,88 Дж/г-К |
| Электрическое сопротивление | ∼4,5 μΩ-см |
| CTE | 23 мкм/м-К |
| Цвет | От темно-серого до черного |
Низкая плотность в сочетании с прочностью делает Al7050 подходящим для использования в аэрокосмической и авиационной отраслях, позволяя снизить вес.
Механические свойства
| Недвижимость | Как напечатано | Термообработанный |
|---|---|---|
| Прочность на разрыв | ≥450 МПа | ≥570 МПа |
| Предел текучести | ≥400 МПа | ≥500 МПа |
| Удлинение | ∼8% | ∼10% |
| Твердость | ∼150 VPN | ∼195 VPN |
| Усталостная прочность | 100 МПа | 230 МПа |
Контролируемая термическая обработка при низких напряжениях формирует оптимальную микроструктуру осадка, улучшающую механические характеристики.
Атрибуты производительности
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Соотношение прочности и веса | Высокая | МПа/(г/см3) |
| Соотношение жесткости и веса | Высокая | ГПа/(г/см3) |
| Коррозионная стойкость | Хороший | – |
| Свариваемость | Ярмарка | – |
| Проводимость | Отличный | %IACS |
| Высокая температурная производительность | Хороший | – |
Эти характеристики делают Al7050 пригодным для использования в коммерческих и оборонных аэрокосмических приложениях.
Производство порошок из алюминиевого сплава 7050
Основные этапы производства порошка из алюминиевого сплава 7050:
1. Плавление - Слитки первичного алюминия подвергаются индукционной плавке вместе с основными сплавами
2. Распыление - Газ высокого давления или плазма распыляют расплавленный поток на мелкие капли
3. Охлаждение порошка - Контролируемая скорость охлаждения обеспечивает оптимальное затвердевание частиц
4. Просеивание - Многоступенчатая сортировка классифицирует порошок на фракции, предназначенные для конкретного использования
5. Смешивание - Партии порошка с небольшими различиями в составе смешиваются
6. Упаковка - Порошок засыпается в бочки или контейнеры в инертной атмосфере
Распыление воды, механическое легирование и специальные химические методы также позволяют получить легированный порошок Al7050.
Приложения порошок из алюминиевого сплава 7050
Основные области применения порошка Al7050 включают:
Аэрокосмические компоненты
Печатные детали из Al7050 для структурных кронштейнов, лонжеронов крыльев, крыльчаток и т.д., где снижение веса имеет решающее значение
Автомобильные узлы
Легкие элементы шасси, подвески и трансмиссии изготовлены методом порошкового наплавления
Морское оборудование
Коррозионностойкий Al7050 подходит для компонентов океанских судов, подверженных воздействию соляного тумана
Промышленная оснастка
Изготовленные по индивидуальному заказу оснастка, приспособления, захваты и концевые эффекторы 3D-печатаются на месте из порошкового материала Al7050
Предметы роскоши
Струйное нанесение связующего с высоким разрешением используется для изготовления декоративных алюминиевых предметов с тонкой детализацией
Оборонные компоненты
Несущая броня, изготовленная с использованием новейших изменяемых параметров LPF и оптимизированного порошка Al7050
порошок алюминиевого сплава 7050 Технические характеристики
Определены критические параметры для порошка Al7050:
Классы
В соответствии со стандартами MPIF 35 на основе размера частиц:
| Класс | Размер частиц |
|---|---|
| Сверхтонкий | 1 - 20 мкм |
| Очень хорошо | 15 - 45 мкм |
| Fine | 25 - 75 мкм |
| Относительно грубый | 53 - 105 мкм |
Сверхтонкий и очень тонкий Al7050 подходит для лазерного сплавления.
Стандарты
- ASTM B233 - Стандарт для алюминиевой пудры и хлопьев для термического напыления
- MPIF 35 - Стандарт на порошки алюминия и алюминиевых сплавов
- ISO 22053 - Определение размера частиц металлических порошков, используемых для аддитивного производства
Ценообразование порошок из алюминиевого сплава 7050
Репрезентативное ценообразование, 2023 год:
| Класс | Цена |
|---|---|
| Сверхтонкий | $45 - $55 за кг |
| Очень хорошо | $35 - $50 за кг |
| Fine | $18 - $35 за кг |
| Грубая | $12 - $25 за кг |
Высокая сферичность, меньшие размеры и узкое распределение порошка обусловливают высокую цену.
Плюсы и минусы
Преимущества
- Сочетание прочности и низкой плотности
- Термообработка для улучшения свойств
- Устойчивость к усталостным нагрузкам
- Коррозионная стойкость в различных средах
- Возможность вторичной переработки и экологическая безопасность
- Легко перерабатывается в формы для конечного использования
Недостатки
- Более низкая высокотемпературная способность по сравнению со сталями
- Более низкая износостойкость по сравнению с более твердыми сплавами
- Относительно дорогой по сравнению с нелегированным алюминием
- Ограниченные возможности соединения и покрытия
- Более высокий CTE, чем у композитов, керамики
Понимание уникальных возможностей и ограничений помогает инженерам правильно применять Al7050.
порошок алюминиевого сплава 7050 Поставщики
Известные производители порошка Al7050 включают в себя:
| Компания | Расположение |
|---|---|
| Alpoco | ВЕЛИКОБРИТАНИЯ |
| Порошки AMC | Германия |
| Металлические порошки Makin | ВЕЛИКОБРИТАНИЯ |
| Sandvik Osprey | ВЕЛИКОБРИТАНИЯ |
| PyroGenesis | Канада |
| TLS Technik | Германия |
Эти и другие поставщики оборудования LPF предоставляют промышленным покупателям партии порошка Al7050 для конкретного применения.
Вопросы и ответы
| Вопрос | Отвечать |
|---|---|
| Что такое порошок из алюминиевого сплава 7050? | Сфероидальный порошок, распыляемый газом или водой, из аэрокосмического сплава серии 7xxx с первичными легирующими добавками цинка и магния |
| Для чего используется порошок из сплава 7050? | Аддитивное производство легких структурных компонентов для авиации, автомобилестроения и судостроения |
| Каков типичный состав порошка Al7050? | ∼6% цинк, ∼2,5% магний, ∼2,4% медь, сбалансированные алюминием и микроэлементами Fe, Si, Mn. |
| Какие существуют разновидности порошка Al7050? | Порошок, распыляемый газом, водой, плазмой и механически легированный |
| Каковы свойства порошка сплава Al7050? | Плотность - 2,83 г/см3; прочность на разрыв - более 500 МПа; твердость - от 150 до 200 VPN; отличное соотношение прочности и веса; умеренная коррозионная стойкость |
| Каков типичный размер частиц порошка Al7050 для аддитивного производства? | От 15 до 45 микрон классифицируются как очень мелкие фракции |
| Требуется ли раскисление или сфероидизация порошка Al7050 перед использованием? | Желательно, чтобы содержание кислорода было ниже 50-100 ppm; предпочтительна сферичность более 0,9 |
| Опасен ли Al7050 при обращении и хранении? | Не представляет большой опасности, но вдыхание мелкого порошка может вызвать раздражение дыхательных путей |
Резюме
Обладая мощным сочетанием высокой прочности, достойной вязкости разрушения и умеренной коррозионной стойкости, сплав алюминия 7050 демонстрирует привлекательные свойства среди вариантов порошков цветных металлов для аддитивного производства. Тщательное внимание к качеству порошка и возможности его переработки обещает исключительные конструктивные характеристики в процессе эксплуатации после обработки деталей на установках последнего поколения с большим слоем порошка.
По мере того как алюминиевые сплавы получают все большее распространение в авиации, ракетостроении и автомобильной промышленности премиум-класса, порошок Al7050 будет способствовать созданию сложных легких форм и решеток, которые до сих пор были нежизнеспособны, обеспечивая новые уровни функциональности.
