Hliníkový prášek AlSi7Mg

Hliníkový prášek AlSi7Mg je prášek ze slitiny hliníku obsahující jako hlavní legující prvky křemík a hořčík. Tento moderní konstrukční materiál nabízí výjimečnou pevnost, svařitelnost a odolnost proti korozi spolu s vynikajícími tepelnými vlastnostmi.

Prášek AlSi7Mg se stal univerzálním materiálem pro aditivní výrobu kovů, jako je selektivní laserové tavení (SLM) a přímé laserové spékání kovů (DMLS). Jeho jedinečné složení mu propůjčuje vynikající mechanické vlastnosti a je vhodný pro lehké konstrukční součásti v letectví, leteckém a automobilovém průmyslu.

Typy hliníkového prášku AlSi7Mg

Prášek ze slitiny AlSi7Mg je k dispozici v různých rozměrech podle požadavků procesu AM:

Typ	Rozsah velikosti částic
Jemná třída	15 - 45 mikronů
Střední třída	45 - 105 mikronů
Hrubá třída	105 - 150 mikronů

Jemnější částice prášku mají větší povrch a zlepšují hustotu práškového lože i rozlišení tištěných dílů. Jsou však obvykle reaktivnější a vyžadují manipulaci s inertním plynem.

Hrubší částice naopak zlepšují tok prášku a snižují bezpečnostní rizika. Poskytují však nižší rozlišení a přesnost pro složité 3D tištěné součásti.

Složení AlSi7Mg

Jmenovité složení prášku slitiny hliníku AlSi7Mg je:

Živel	Rozsah složení
Hliník (Al)	Zůstatek
křemík (Si)	6,5 - 7,5 wt%
Hořčík (Mg)	0,45 - 0,55 wt%
železo (Fe)	0,55 wt% max.
měď (Cu)	0,05 wt% max.
mangan (Mn)	0,45 wt% max.
Zinek (Zn)	0,10 wt% max.
titan (Ti)	0,15 wt% max.

Vysoký obsah křemíku a hořčíku v této práškové slitině hliníku vytváří během tuhnutí jemné sraženiny. Tím dochází k výraznému zpevnění díky mechanismům precipitačního vytvrzování..

Klíčové vlastnosti prášku AlSi7Mg

AlSi7Mg má jedinečnou kombinaci materiálových vlastností, díky níž je vhodný pro aditivní výrobu:

Vlastnictví	Hodnota
Hustota	2,68 g/cc
Bod tání	575 - 585 stupňů C
Tepelná vodivost	150 - 180 W/m-K
Tepelná roztažnost	21 - 24 x 10-6 /K
Modul pružnosti	72 - 77 GPa
Pevnost v tahu	430 - 490 MPa
Prodloužení po přetržení	8 – 10%
Tvrdost Brinell	95 – 110
Stabilita při vysokých teplotách	Vynikající
Odolnost proti korozi	Velmi dobře

Mezi hlavní výhody prášku AlSi7Mg patří:

• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti
• Rozměrová stabilita při zvýšených teplotách
• Extrémně hladká povrchová úprava tištěných dílů
• Vynikající odolnost proti korozi, zejména v mořském prostředí
• Snadné následné zpracování a dobrá obrobitelnost
• Vynikající svařitelnost v porovnání s jinými druhy hliníku

Aplikace prášku AlSi7Mg

Univerzální vlastnosti materiálu AlSi7Mg umožňují použití v různých odvětvích:

Průmysl	Aplikace
Aerospace	Konstrukční konzoly, součásti motorů, složité mřížky
Letectví	Součásti draku letadla, potrubí, rozvody
Automobilový průmysl	Díly podvozku, náboje, oběžná kola
Námořní	Palubní kování, držáky antén, trupy lodí
Průmyslový	Výměníky tepla, procesní zařízení
Spotřebitel	Pouzdra elektroniky, modifikace, příslušenství

Výjimečný poměr pevnosti a hmotnosti AlSi7Mg v kombinaci s vynikající rozměrovou přesností kovového 3D tisku umožňuje optimalizaci konstrukce s nižší hmotností pro všechny dopravní aplikace.

Specifikace pro AlSi7Mg prášek

Prášek AlSi7Mg pro aditivní výrobní procesy musí splňovat přísná kritéria kvality.

Parametr	Požadavky
Tvar částic	Sférická morfologie + povolené satelity
Distribuce velikosti částic	D10 > 10 mikronů; D90 < 100 mikronů
Zdánlivá hustota	> 60% hustoty pevného tělesa
Průtoková rychlost	> 15 s / 50 g
Obsah vlhkosti	< 0,1 wt%
Obsah kyslíku	< 0,5 wt%
Obsah dusíku	< 0,5 wt%
Obsah vodíku	< 0,2 wt%

Výrobci se snaží maximalizovat recyklovatelnost prášku a minimalizovat odchylky v těchto ukazatelích prostřednictvím přísných rámců kontroly kvality.

Globální dodavatelé prášku AlSi7Mg

Mezi přední světové dodavatele práškové slitiny AlSi7Mg patří:

Společnost	Názvy značek	Dostupné velikosti částic	Cenové rozpětí
Sandvik	Osprey + Ampal	15-45 um | 45-105 um	$90 - $110 za kg
Tesař	ALSi7Mg	15-53 um | 53-150 um	$80 - $100 za kg
Technologie LPW	LPW AlSi7Mg	15-45 um	$100 - $140 za kg
Technika TLS	AlSi7Mg04	10-45 um | 45-106 um	$75 - $90 za kg
Prášky AMC	AlSi7Mg SLM	10-45 um	$70 - $100 za kg

Ceny se liší v závislosti na objemu objednávky, velikosti šarže, regionálních distributorech a možnostech přizpůsobení.

Jak si AlSi7Mg stojí v porovnání s AlSi10Mg pro AM kovů

AlSi10Mg je další oblíbenou hliníkovou slitinou používanou při tavení v práškovém loži:

	AlSi7Mg	AlSi 10Mg
Obsah křemíku	6,5 - 7,5 wt%	9 - 11 wt%
Hustota	2,68 g/cc	2,67 g/cc
Pevnost v tahu	430 - 490 MPa	400 - 460 MPa
Tažnost	Vyšší	Dolní
Svařitelnost	Vynikající	Mírný
Povrchová úprava	Hladší	Drsnější
Náklady	Vyšší	Dolní

Zatímco AlSi10Mg nabízí lepší cenovou dostupnost a tisknutelnost, AlSi7Mg poskytuje lepší mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi a vlastnosti po zpracování.

Výhody a omezení AlSi7Mg

Mezi hlavní výhody prášku AlSi7Mg patří:

výhody:

• Vynikající poměr pevnosti a hmotnosti pro odlehčení
• Vysoká tvrdost a dobrá tažnost
• Vynikající odolnost proti korozi
• Vynikající tepelná stabilita při vyšších teplotách
• Hladší povrch než AlSi10Mg
• Lepší svařitelnost než ostatní Al slitiny

Omezení:

• Vyšší cena ve srovnání s práškem AlSi10Mg
• Nižší maximální provozní teplota než u hliníkových slitin s vyšším obsahem Si
• Reaktivita se vzdušnou vlhkostí a kyslíkem vyžaduje opatrné zacházení.
• Nižší tepelná vodivost než u slitin čistého hliníku a mědi.
• Při tisku je potřeba více podpěr kvůli nižší potiskovatelnosti

Nejnovější pokroky ve výzkumu AlSi7Mg

Probíhající výzkum prášku AlSi7Mg se zaměřuje na:

• Zušlechťování zrna díky novému složení slitiny a tepelnému zpracování se dosáhne velmi jemné mikrostruktury, což vede k podstatnému zlepšení meze kluzu, pevnosti v tahu a únavové životnosti.
• Zlepšení povrchu pomocí pokročilých dokončovacích technik, jako je abrazivní proudové obrábění, laserové leštění a elektroleštění, které minimalizují zranitelnost způsobenou pórovitostí a zvyšují funkční výkon.
• Spojování technologií včetně svařování třením a dalších pevnolátkových procesů, které umožňují integraci, opravy a úpravy aditivně vyráběných komponent AlSi7Mg pro prodloužení životnosti.
• kvalifikace a certifikace prostřednictvím rozsáhlého testování materiálů a charakterizace procesů podle průmyslových norem vyvinout specifikační rámce pro spolehlivé koncové použití v kritických systémech.

Mnoho výrobců OEM spolupracuje přímo s dodavateli prášku AlSi7Mg, aby prosadili vlastní receptury přizpůsobené jejich specifickým aplikacím. Oblasti, na které se zaměřují, zahrnují budování prediktivních schopností v oblasti vývoje mikrostruktury, tepelného chování, zmírňování defektů, kvantifikace anizotropie a zajištění kvality v průmyslovém měřítku.

Toto vytrvalé úsilí rozšíří vysoce výkonnou aditivní výrobu kovů pomocí slitiny AlSi7Mg a rozšíří její využití v mnoha odvětvích.

FAQ

Otázka	Odpovědět
Je AlSi7Mg srážkově tvrditelný?	Ano, AlSi7Mg lze vhodným tepelným zpracováním srážkově kalit, aby se dosáhlo maximální pevnosti.
Proč je AlSi7Mg v určitých aplikacích vhodnější než AlSi10Mg?	AlSi7Mg poskytuje oproti AlSi10Mg lepší mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu a tvrdost, spolu s vyšší odolností proti korozi a svařitelností.
Jaká je typická drsnost povrchu u dílů AlSi7Mg AM?	Součásti vytištěné na AlSi7Mg vykazují výjimečnou kvalitu povrchu s průměrnými hodnotami drsnosti (Ra) v rozmezí 5 - 15 mikronů.
Jaké jsou alternativy prášku AlSi7Mg?	Mezi alternativní možnosti patří mimo jiné AlSi10Mg, AlSi12, Scalmalloy, slitina hliníku 6061, titan Ti64.
Jaká je typická úroveň tolerance pro komponenty AlSi7Mg AM?	Rozměrové tolerance až +/- 0,3% jsou běžně dosahovány pro AlSi7Mg tištěné díly na základě optimalizovaných parametrů a geometrické složitosti.
Jaké typy následného zpracování se běžně používají u dílů AlSi7Mg AM?	Typické následné zpracování zahrnuje - odstranění podpory > tepelné zpracování > vylepšení povrchu - broušení/leštění > kontrolu kvality.