Порошки из алюминиевых сплавов обеспечивают малый вес в сочетании с прочностью, долговечностью и коррозионной стойкостью в автомобильной, аэрокосмической и промышленной промышленности. В этом руководстве рассматриваются распространенные составы, свойства, методы производства, размеры, поставщики, области применения и выбор.
порошок алюминиевого сплава Обзор
Сферические алюминиевые порошки с контролируемым размером частиц позволяют создавать высокопроизводительные компоненты из легких металлов с помощью ПМ, MIM и AM:
| Сплавы | Алюминий серий 2xxx, 6xxx, 7xxx |
| Свойства | Низкая плотность, прочность, твердость, износостойкость |
| Процессы | Порошковая металлургия, Литье металлов под давлением, Алюминий AM |
| Приложения | Автомобильная, аэрокосмическая, промышленная |
| Преимущества | Снижение веса, производительность, возможность вторичной переработки |
Усовершенствованные алюминиевые порошки обеспечивают баланс между сверхлегкой плотностью и улучшенными механическими свойствами по сравнению с литыми или коваными сплавами.
порошок алюминиевого сплава Типы
| Серия | Легирующие элементы | Характеристики |
|---|---|---|
| 2000 | Медь | Хорошая прочность, обрабатываемость, пластичность после консолидации PM |
| 6000 | Магний, кремний | Средняя прочность, превосходная коррозионная стойкость |
| 7000 | Цинк | Высочайшая прочность, используется в основном для высокопроизводительных аэрокосмических компонентов |
Новые сплавы
Алюминиевые сплавы, содержащие скандий или цирконий, и нанокомпозит Al-TiC обеспечивают существенное упрочнение для специализированных применений.
порошок алюминиевого сплава Свойства
| Недвижимость | Типовые значения |
|---|---|
| Плотность | 2,55-2,8 г/куб. см |
| Прочность на разрыв | 200-600 МПа |
| Предел текучести | 160-500 МПа |
| Удлинение | 3-10% |
| Температура плавления | 500-650°C |
Более мелкие размеры алюминиевого порошка обеспечивают более высокие показатели консолидированной прочности, приближающиеся к деформируемым сплавам. Возможность термической обработки также повышает механические характеристики.
Метод изготовления
| Распыление | Газовое или водяное распыление из расплавленного сплава позволяет получить мелкие сферические порошки |
| Механическая мельница | Экономичный метод с использованием шаровых или аттриторных мельниц, менее сферические частицы |
| Легирование | Прямое легирование или смешивание элементарных/предварительно легированных базовых порошков |
Газовое распыление позволяет наиболее точно контролировать свойства, в то время как фрезерование увеличивает сложность формы и внутреннюю пористость. Порошки, пригодные для АМ, используют распыление, но сохраняют текучесть.
порошок алюминиевого сплава Размеры частиц
Типичные размеры используемых порошков из алюминиевых сплавов:
| Процесс | Диапазон размеров |
|---|---|
| Прессование и спекание | 50-150 микрон |
| Литье металлов под давлением (MIM) | 10-25 мкм |
| Реактивное аддитивное производство (BJAM) | 20-60 микрон |
| Направленное энергетическое осаждение (DED) | 50-150 микрон |
Оптимизация распределения частиц по размерам и форме влияет на плотность упаковки и реакцию спекания.
Ведущие поставщики
| Компания | Классы | Оценка цены |
|---|---|---|
| Hoeganaes | 1001, 2003, 6065, 7009 | $5-8 за фунт |
| BASF | 2024, 6061, 7050, 7068 | $6-10 за фунт |
| Sandvik Osprey | 2024, 6061, 7075 | $8-15 за фунт |
| Kymera | 2024, 6061, 7068, 7093 | $7-12 за фунт |
Цены зависят от объема заказа, характеристик порошка и состава сплава.
Приложения из порошок алюминиевого сплава
| Промышленность | Компоненты |
|---|---|
| Автомобильная промышленность | Детали силовых агрегатов, такие как шатуны, валы |
| Аэрокосмическая промышленность | Конструктивные кронштейны, элементы аэродинамических профилей, например, закрылки |
| Промышленность | Радиаторы, поршни, уплотнения, крепеж, звездочки |
| Электроника | Устройства для рассеивания тепла, например, корпуса светодиодов |
Преимущества
- Снижение веса по сравнению с титановыми/стальными альтернативами
- Улучшенная экономия топлива или запас хода
- Сокращение количества деталей за счет интеграции
Руководство по отбору
| Критерии | Лучшие практики |
|---|---|
| Сплав | Соответствие порошка механическим и экологическим требованиям |
| Метод изготовления | AM требует сферического распыления газа; MIM - сверхтонкого. |
| Распределение по размерам | Подборка на основе целевых показателей плотности техники консолидации |
| Кажущаяся плотность | Более высокая степень улучшения реакции спекания |
| Анализ кислорода на поверхности | <0,5% для самых сильных характеристик |
| Цена | Получите котировки, основанные на объеме, как минимум от 2 поставщиков |
Тщательно взвешивая требования к применению, производственный процесс и бюджет, вы сможете найти оптимальный вариант порошка из алюминиевого сплава. Рассмотрите программы оценки образцов.
Плюсы и минусы
| Плюсы | Cons |
|---|---|
| Облегчение и топливная эффективность | Более низкая прочность по сравнению с черными сплавами |
| Устойчивость к коррозии/окислению | Подвержены гальванической коррозии |
| Возможность вторичной переработки | Плохие высокотемпературные свойства |
| Улучшенное воздействие на жизненный цикл | Более высокая стоимость по сравнению с литым алюминием |
Основные выводы
- Передовые алюминиевые порошки превосходят литые и кованые сорта по плотности
- Приведение характеристик порошка в соответствие с требованиями технологий конечного производства
- Индивидуальная разработка сплавов и новые композитные материалы продолжают расширять возможности
Вопросы и ответы
Вопрос: Какой порошок из алюминиевого сплава наиболее широко используется?
О: Алюминий 6061 - это сплав-"рабочая лошадка", используемый в автомобильной и общей технике благодаря своим универсальным механическим свойствам, коррозионной стойкости и умеренной стоимости.
Вопрос: Какова стоимость алюминиевой пудры по сравнению с титаном?
О: Стоимость алюминиевых порошков начинается от $5/фунт против $50+/фунт для титана, что демонстрирует значительные преимущества в стоимости конверсии для облегчения веса, несмотря на более низкие механические свойства.
Вопрос: Окисляется ли алюминиевая пудра?
О: Тонкие алюминиевые порошки представляют собой опасность окисления при обращении, хранении и обработке, что требует инертной среды и жесткого контроля качества для минимизации рисков.
В: Можете ли вы 3D-печатать детали из алюминиевого сплава?
О: Да, алюминиевые DED и связующие струйные AM быстро развиваются для конструкционных аэрокосмических компонентов, используя передовые порошки и технологические усовершенствования для достижения плотности более 99% после спекания.
