Al 6061-Pulver für die additive Fertigung (AM)

Übersicht über Al 6061-Pulver

Al 6061 ist eine der vielseitigsten wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen. Zusätze von Magnesium und Silizium ermöglichen eine Verfestigung durch Ausscheidungshärtung. Die Legierung erfreut sich aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit, Schweißbarkeit und mittleren bis hohen Festigkeit großer Beliebtheit.

Zu den Hauptmerkmalen von Al 6061-Pulver gehören:

• Mittlere bis hohe Festigkeit mit ausgezeichneter Duktilität und Zähigkeit
• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit
• Sehr gute Schweiß- und Bearbeitbarkeit
• Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
• Geringe Dichte
• Erhältlich in einer Vielzahl von Pulvergrößen und -formen

Al 6061-Pulver wird häufig für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt, der Automobilindustrie, im Baugewerbe und im allgemeinen Maschinenbau eingesetzt, bei denen geringes Gewicht und gute mechanische Eigenschaften erforderlich sind.

Chemische Zusammensetzung von Al 6061-Pulver

Die typische chemische Zusammensetzung von Al 6061-Pulver ist:

Magnesium und Silizium sind die wichtigsten Legierungselemente. Auch Spuren von Eisen, Kupfer, Mangan und Chrom haben geringfügige Auswirkungen auf die Legierungseigenschaften.

Eigenschaften von Al 6061-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 6061-Pulver gehören:

Al 6061 bietet eine mittlere bis hohe Festigkeit, die durch Wärmebehandlung weiter verbessert werden kann. Es verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit.

Produktionsmethode für Al 6061-Pulver

Zu den kommerziellen Produktionsmethoden für Al 6061-Pulver gehören:

• Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgas zersetzt den geschmolzenen Legierungsstrom in feines kugelförmiges Pulver mit kontrollierter Größenverteilung.
• Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit trifft auf geschmolzenes Metall und zersetzt es, um feine, unregelmäßige Pulverpartikel zu erzeugen.
• Mechanisches Legieren – Kugelmahlen einer Mischung aus Aluminium- und Legierungselementpulvern, gefolgt von Verdichten und Sintern.

Die Gaszerstäubung bietet eine bessere Kontrolle über die Pulvereigenschaften.

Anwendungen von Al 6061-Pulver

Zu den typischen Anwendungen von Al 6061-Pulver gehören:

• Additive Fertigung – Wird beim selektiven Laserschmelzen, Elektronenstrahlschmelzen und Binder-Jetting zur Herstellung komplexer Bauteile eingesetzt.
• Metall-Spritzgießen – Zur Herstellung kleiner, komplizierter Teile mit engen Toleranzen und hervorragenden Eigenschaften.
• Pulvermetallurgie – Press- und Sinterverfahren zur Herstellung leistungsstarker Automobil- und Mechanikteile.
• Thermisches Spritzen – Drahtlichtbogenspritzen zur Abscheidung schützender Al 6061-Beschichtungen, die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit bieten.
• Schweißzusatzwerkstoff - Wird als Fülldraht verwendet, um eine dem Grundwerkstoff ähnliche Schweißfestigkeit zu erzielen.
• Pigmente – Wird Farben und Polymeren zugesetzt, um Glanz und Korrosionsschutz zu bieten.

Spezifikationen von Al 6061-Pulver

Al 6061-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen, Qualitäten und Reinheitsgraden erhältlich:

• Partikelgröße: Von 10-150 Mikrometer für AM-Verfahren, bis zu 300 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
• Morphologie: Sphärische, körnige, dendritische und unregelmäßig geformte Partikel. Glattes Pulver fließt besser.
• Reinheit: Von kommerziell bis hochrein (99,91 TP3T), maßgeschneidert auf die Anforderungen.
• Noten: Entspricht den Spezifikationen ASTM B221, EN 573 und ISO 209. Kundenspezifische Qualitäten werden angeboten.
• Fließfähigkeit: Das Pulver kann je nach Anwendung für spezifische Durchflussraten angepasst werden.

Globale Lieferanten von Al 6061-Pulver

Einige der wichtigsten globalen Anbieter sind:

• Valimet Inc. (USA)
• Makin Metal Powders (UK)
• Metallpulver-Unternehmen (USA)
• CNPC-Pulver-Gruppe (China)
• SCM Metallprodukte (USA)
• Shanghai Chaowei Nanotechnology (China)
• Titan-Pulver (Russland)

Diese Unternehmen produzieren mit verschiedenen Methoden Al 6061-Pulver, das für AM, thermisches Spritzen, Luft- und Raumfahrt, Automobil und andere anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.

Preise für Al 6061-Pulver

Der Preis für Al 6061-Pulver hängt von mehreren Faktoren ab:

• Reinheitsgrade
• Partikeleigenschaften
• Verfahren zur Herstellung des Pulvers
• Auftragsvolumen
• Lieferant und geografischer Standort

Sphärische Pulver mit kontrollierter Partikelgröße und hoher Reinheit sind im Vergleich zu regulären kommerziellen Qualitäten von Al 6061-Pulver viel teurer.

Lagerung und Handhabung von Al 6061-Pulver

Al 6061-Pulver sollte ordnungsgemäß gehandhabt und gelagert werden, um Folgendes zu verhindern:

• Oxidation und Reaktion mit Feuchtigkeit
• Staubexplosionsgefahren durch feines Pulver
• Inhalationsbedingte Gesundheitsprobleme
• Die Sicherheitspraktiken aus dem Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten sollten befolgt werden.

Beim Umgang mit dem Pulver wird die Lagerung unter Inertgas, ausreichende Belüftung, Erdung und PSA empfohlen.

Test- und Charakterisierungsmethoden

Zu den wichtigsten Testmethoden für Al 6061-Pulver gehören:

• Chemische Analyse mittels OES oder XRF für die Zusammensetzung
• Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822 Standard
• Morphologische Analyse durch SEM
• Durchflussmenge des Pulvers gemessen mit dem Hall-Flow-Trichter
• Dichtebestimmung durch Helium-Pyknometrie
• Prüfung auf Verunreinigungen mittels ICP-MS
• Gefügeuntersuchung durch Röntgenbeugung

Diese Tests gewährleisten die Konsistenz der Chargen und die Übereinstimmung mit den Anwendungsanforderungen.

Vergleich zwischen Al 6061- und Al 7075-Pulvern

Al 6061 und Al 7075 sind zwei verglichene Aluminiumlegierungspulver:

Al 6061 bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit, während Al 7075 nach der Wärmebehandlung eine viel höhere Festigkeit bietet.

Häufig gestellte Fragen zu Al 6061-Pulver

F: Wie wird Al 6061-Pulver hergestellt?

A: Al 6061-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung, mechanisches Legieren und Elektrolysetechniken hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet eine optimale Kontrolle der Pulvereigenschaften.

F: Was sind die Hauptanwendungen von Al 6061-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen für Al 6061-Pulver gehören additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, pulvermetallurgische Teile, Metallspritzguss, Pigmente und Schweißzusatzdrähte, die mittlere Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit erfordern.

F: Was ist die empfohlene Al 6061-Pulvergröße für das Binder Jetting?

A: Für den Binder-Jetting-Prozess beträgt die typische Al 6061-Pulvergröße 20–45 Mikrometer mit sphärischer Morphologie, um eine gute Pulverbettdichte und Bindemittelinfiltration zu ermöglichen.

F: Erfordert Al 6061-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es wird empfohlen, Aluminiumlegierungspulver vorsichtig in einer inerten Atmosphäre mit ordnungsgemäßer Erdung, Belüftung und persönlicher Schutzausrüstung zu handhaben, um Brand- und Explosionsgefahren vorzubeugen.

F: Wo kann ich Al 6061-Pulver kaufen, das für Luft- und Raumfahrtanwendungen geeignet ist?

A: Hochreines gaszerstäubtes Al 6061-Pulver, das den Luft- und Raumfahrtstandards entspricht, kann von führenden Herstellern wie Valimet, Makin Metal Powders und AMETEK erworben werden.