Aluminium AlMgSi-Pulver
Aluminium-AlMgSi-Pulver ist ein Aluminiumlegierungspulver mit Magnesium und Silizium als Hauptlegierungselementen. Es ist bekannt für seine gute Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit.
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Inhaltsübersicht
Übersicht
Aluminium-AlMgSi-Pulver ist ein Aluminiumlegierungspulver mit Magnesium und Silizium als Hauptlegierungselementen. Es ist bekannt für seine gute Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit.
Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von Aluminium-AlMgSi-Pulver gehören:
Aluminium AlMgSi-Pulver Eigenschaften
| Eigentum | Beschreibung |
|---|---|
| Zusammensetzung | Aluminium mit 0,5-1,5% Mg und 0,5-1,3% Si |
| Dichte | 2,66-2,70 g/cc |
| Schmelzpunkt | Etwa 580-650°C |
| Stärke | Höher als reines Al-Pulver |
| Korrosionsbeständigkeit | Gut durch Mg- und Si-Legierungszusätze |
| Leitfähigkeit | Hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit, ähnlich wie reines Al |
| Verarbeitbarkeit | Hervorragende Bearbeitbarkeit und Umformbarkeit |
AlMgSi-Aluminiumpulver finden aufgrund ihrer ausgewogenen Eigenschaften eine breite Palette von Anwendungen. Sie bieten eine höhere Festigkeit als reines Aluminium und behalten gleichzeitig die geringe Dichte des Metalls, seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit und Verarbeitbarkeit.
Das Magnesium und das Silizium, die als Legierungselemente im AlMgSi-Pulver enthalten sind, verleihen Festigkeit durch Ausscheidungshärtung und Mischkristallverfestigung. Die Zusammensetzung ist maßgeschneidert, um optimierte Eigenschaften zu bieten, die für bestimmte Anwendungen in verschiedenen Branchen erforderlich sind.
Aluminium AlMgSi-Pulver Zusammensetzung
AlMgSi-Aluminiumlegierungspulver haben eine typische Zusammensetzung von 0,5-1,5% Magnesium und 0,5-1,3% Silizium, wobei Aluminium den Rest ausmacht.
Andere Legierungselemente können in geringen Mengen vorhanden sein oder absichtlich hinzugefügt werden, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern. Dazu können Elemente wie Eisen, Mangan, Chrom usw. gehören.
Die nachstehende Tabelle zeigt das breite Spektrum der Zusammensetzung:
Typische Zusammensetzung von Aluminium AlMgSi-Pulver
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Aluminium (Al) | Bilanz |
| Magnesium (Mg) | 0.5 – 1.5% |
| Silizium (Si) | 0.5 – 1.3% |
| Andere Elemente | < 1% insgesamt |
Das Verhältnis von Magnesium und Silizium ist ausgewogen, um die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung zu maximieren und gleichzeitig eine nachteilige Verringerung der Duktilität, Bruchzähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu vermeiden.
Durch die Variation der einzelnen und relativen Anteile der Legierungselemente entstehen Untervarianten der AlMgSi-Sorte, die für spezifischere Anwendungen optimiert sind. Zum Beispiel ein AlMg1SiCu-Pulver, das eher zum Schweißen geeignet ist, oder ein AlMg0,8Si für den Druckguss.
Die Kontrolle von Verunreinigungen wie Eisen auf niedrigem Niveau ist ebenfalls entscheidend, um die gewünschten Pulvereigenschaften zu erreichen. Spezielle Produktionstechniken und eine strenge Auswahl der Rohstoffe sind erforderlich, um die Verunreinigungen in Grenzen zu halten.
Verfahren zur Herstellung von AlMgSi-Aluminium-Pulver
AlMgSi-Aluminiumlegierungspulver kann mit verschiedenen Techniken hergestellt werden:
- Zerstäubung: Die geschmolzene AlMgSi-Legierung wird mit Hilfe von Gas oder Wasser in feine Tröpfchen zerlegt, die sich schnell zu Pulver verfestigen. So entsteht ein hochreines Pulver, das sich für die additive Fertigung oder MIM eignet.
- Mechanisches Fräsen: Kugelmahlen von AlMgSi-Blöcken oder Spänen/Drehteilen zur Herstellung von Pulver durch Kaltschweißen und Brechen. Geringere Kosten, aber die Pulverpartikel sind etwas verunreinigt.
- Elektrolytisches Verfahren: Anodische Auflösung der AlMgSi-Legierung zur Herstellung von Pulver durch Elektrolyse. Die Pulver sind kantig und eignen sich für das thermische Spritzen.
Jedes Verfahren führt zu Pulvern mit unterschiedlicher Partikelform, Größenverteilung, Sauerstoff-/Stickstoffaufnahme und Produktionsökonomie. In der nachstehenden Tabelle ist der Vergleich zusammengefasst:
Vergleich der Methoden zur Herstellung von AlMgSi-Pulver
| Parameter | Zerstäubung | Mechanisches Fräsen | Elektrolyse |
|---|---|---|---|
| Partikelform | Sphärisch | Unregelmäßig, eckig | Eckig, kristallin |
| Partikelgröße | 10 - 150 Mikrometer | 20 Mikrometer + | Bis zu 100 Mikrometer |
| Sauerstoff-Aufnahme | 0.05 – 0.15% | 0.2% + | 0.4% + |
| Stickstoff Pick-up | 0.005 – 0.015% | 0.05% + | Vernachlässigbar |
| Kosten | Hoch | Niedrig | Mittel |
Atomisierte AlMgSi-Pulver bieten bessere Eigenschaften, sind aber teurer. Die Wahl des geeigneten Herstellungsverfahrens richtet sich nach den Anwendungsanforderungen und der Wirtschaftlichkeit.
Eigenschaften von Aluminiumlegierungspulver AlMgSi
Einige der wichtigsten Eigenschaften von Aluminium AlMgSi Pulver sind:
Eigenschaften des Aluminiumpulvers AlMgSi
| Eigentum | Werte |
|---|---|
| Dichte | 2,66 - 2,70 g/cc |
| Schmelzpunkt | Etwa 580-650 Grad Celsius |
| Wärmeleitfähigkeit | 130-160 W/m.K |
| Elektrische Leitfähigkeit | 30-35% IACS |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 21-24 x 10-6/K |
| Elastizitätsmodul | 70-80 GPa |
| Querkontraktionszahl | 0.33 |
| Dehnung | 8-15% |
| Zugfestigkeit | 170-310 MPa |
| Streckgrenze | 110-205 MPa |
Die Werte für Dichte, Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit liegen sehr nahe an denen von reinem Aluminiumpulver. Die Festigkeitseigenschaften sind jedoch aufgrund der Legierungswirkung von Magnesium und Silizium deutlich höher.
Das Legierungspulver weist außerdem eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen und eine gute Verarbeitbarkeit für die Weiterverarbeitung durch Strangpressen, Schmieden, Walzen usw. auf.
Insgesamt bietet AlMgSi-Pulver eine optimale Kombination aus mittlerer Festigkeit, geringem Gewicht, Formbarkeit, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit, die für die vorgesehenen Anwendungen erforderlich ist.
Anwendungen von Aluminium AlMgSi-Pulver
Die Anwendungen von AlMgSi-Legierungspulver erstrecken sich über die Bereiche Automobilteile, allgemeiner Maschinenbau, Konsumgüter, Kühlkörper, Elektronik und Schnellfertigung.
Einige wichtige Anwendungsbereiche sind:
Anwendungen von AlMgSi Aluminiumpulver
| Industrie/Sektor | Anwendungsbeispiele |
|---|---|
| Automobilindustrie | Motorblöcke, Kolben, Zahnräder, Wellen, Ventile |
| Luft- und Raumfahrt | Komponenten für die Flugzeugzelle, Flugzeugzubehör |
| Verpackung | Nahtlose Aluminiumbehälter |
| Verbrauchsgeräte | Gehäuse, Abdeckungen |
| Elektronik | Wärmesenken, elektrische Kontakte |
| Additive Fertigung | 3D-gedruckte Komponenten |
Das leichte, starke, leitfähige und korrosionsbeständige Pulver wird für leistungsstarke und anspruchsvolle Anwendungen geschätzt.
Die wichtigsten Faktoren für die Nutzung sind:
- Ersatz für schwerere Metalle wie Stahl und Gusseisen
- Verbesserte Kraftstoffeffizienz im Verkehr
- Hohe Wärmeleitfähigkeit zur Wärmeabfuhr
- Formbeständigkeit bei verschiedenen Betriebstemperaturen
- Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Kraftstoffe, Öle und schwache Säuren
AlMgSi-Pulver erfüllen diese Anforderungen und bieten gleichzeitig ein hervorragendes Herstellungs-, Füge- und Bearbeitungsverhalten.
Aluminium AlMgSi-Pulver Spezifikationen
Aluminium-AlMgSi-Pulver sind unter verschiedenen Standardklassifizierungen oder nach kundenspezifischen Spezifikationen erhältlich, die auf die Anforderungen der Benutzer zugeschnitten sind.
Zu den gängigen Normen für Zusammensetzung, Prüfverfahren und Konformitätskriterien gehören:
Standardspezifikationen für AlMgSi-Legierungspulver
| Standard | Beschreibung |
|---|---|
| ASTM B602 | Chemische Zusammensetzungen und Formen von Aluminiumlegierungspulvern |
| ISO 13388 | Gasverdüste Aluminiumlegierungspulver für MIM |
| EN 1706 | Anforderungen an AlMgSi-Knetlegierungen |
| BS L168 | Chemische Zusammensetzung von Al-Legierungen |
| DIN 1725 | Bezeichnungssystem für Al-Gusslegierungen |
In den Spezifikationen werden die zulässigen Gehaltsbereiche für Legierungs- und Verunreinigungselemente, die Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Aspekte wie die kugelförmige Morphologie und der minimale Satellitengehalt des zerstäubten Pulvers, der Bereich der losen Schüttdichte, die Fließraten usw. aufgeführt.
Abnahmeprüfverfahren und Konformitätsbescheinigungen werden ebenfalls detailliert beschrieben, um die Qualität des Pulvers gemäß den geltenden Vorschriften zu gewährleisten. Die Kunden können auch ihre eigenen internen Normen haben, die auf die Endanwendung abgestimmt sind.
Aluminium AlMgSi-Pulver Hersteller
Einige der weltweit führenden Hersteller von AlMgSi-Aluminiumlegierungspulvern sind:
Wichtige Hersteller von AlMgSi-Legierungspulver
| Unternehmen | Produktionskapazität | Verwendeter Herstellungsprozess |
|---|---|---|
| Hoeganaes Corporation | 30.000 metrische Tonnen pro Jahr | Zerstäubung |
| RCIM | 20.000 metrische Tonnen pro Jahr | Zerstäubung |
| Luxfer MEL Technologien | 10.000 metrische Tonnen pro Jahr | Zerstäubung |
| Sandvik Fischadler | 5.000 metrische Tonnen pro Jahr | Zerstäubung |
| Alpoco Ltd. | 3.000 metrische Tonnen pro Jahr | Mechanisches Fräsen |
Diese Unternehmen bieten AlMgSi-Pulver unter verschiedenen Markennamen und mit kundenspezifischen Spezifikationen an. Die Hersteller nehmen auch zusätzliche Wertschöpfungen wie Siebklassierung, Mischen, thermische Behandlungen usw. je nach den Anforderungen der Anwendung vor.
Aluminium AlMgSi-Pulver Preisgestaltung
Der Preis von AlMgSi-Aluminiumlegierungspulver hängt von Faktoren wie:
Determinanten der Preisbildung für AlMgSi-Pulver
| Faktor | Beschreibung | Auswirkungen auf den Preis |
|---|---|---|
| Produktionsverfahren | Die Zerstäubung ist teurer als die mechanische Herstellung | Zerstäubtes Pulver ist teurer |
| Reinheitsgrade | Strengere Kontrolle der Legierungschemie und geringere Verunreinigungen erhöhen die Kosten | Hochreine Sorten sind teurer |
| Form/Morphologie des Pulvers | Unregelmäßiges Pulver ist billiger als kugelförmiges/granuliertes | Kostensteigerung von unregelmäßiger zu kugelförmiger Form |
| Partikelgrößenverteilung | Strengeres Screening zur Verringerung der Vertriebskosten mehr | Preisanstieg bei feinen und sehr feinen Fraktionen |
| Menge bestellen | Preisreduzierung bei Großbestellungen aufgrund von Skaleneffekten | Stückpreise fallen deutlich über 1 Tonne |
| Zusätzliche Verarbeitung | Zusätzliche Schritte wie Glühen, Mischen, Desintegrationsmahlen usw. erhöhen die Kosten. | Mehr Verarbeitung bedeutet einen höheren Preis |
| Zertifizierung | Zertifizierungsprüfungen für Medizin, Luft- und Raumfahrt verursachen zusätzliche Kosten | Zertifizierte Sorten sind 20-30% teurer |
Für Anfragen im Tonnenmaßstab gelten folgende ungefähre Preisspannen:
Preisspannen für die Lieferung von AlMgSi-Legierungspulver
| Parameter | Vorläufige Preisgestaltung |
|---|---|
| Unregelmäßig gemahlenes Pulver | $2-4 pro kg |
| Zerstäubtes Pulver | $6-10 pro kg |
| Spezialsorten für AM | $12-15 pro kg |
| Hochreines medizinisches Pulver | $25 pro kg + |
Die Preise für feines Pulver, das für die additive Fertigung geeignet ist, sind tendenziell höher als für Pulver zum Pressen und Sintern.
Vor- und Nachteile von Aluminium AlMgSi-Pulver
Zu den Vorteilen und Einschränkungen von Aluminium-AlMgSi-Pulver gehören:
AlMgSi Aluminiumpulver - Vor- und Nachteile
| Profis | Nachteile |
|---|---|
| Geringes Gewicht, Dichte nur ~2,7 g/cc | Geringere Härte und Verschleißfestigkeit als Eisenlegierungen |
| Ausgezeichnetes Verhältnis von Stärke zu Gewicht | Empfindlich gegen hohe Temperaturen bei längerem Gebrauch |
| Gute Korrosionsbeständigkeit | Nicht geeignet für hochbeanspruchte, tragende Anwendungen |
| Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit | Oxidprobleme bei der Handhabung/Lagerung von Pulver |
| Hervorragende Bearbeitbarkeit und Polierbarkeit | Begrenzter Betriebstemperaturbereich bis etwa 300°C |
| Sehr gute Verformbarkeit - Strangpressen, Walzen usw. | Teurer als konkurrierende Stahlpulver |
| Wiederverwertbares Material | Staubexplosionsgefahren erfordern den Umgang mit Inertgas |
| Weicher für Bearbeitungswerkzeuge als Stahl | Feuer und Explosionsgefahr von geschmolzenem Metall erfordern Vorsichtsmaßnahmen |
Bei vielen Anwendungen überwiegen die Vorteile des geringen Gewichts, der guten Festigkeit, der thermischen Eigenschaften und der Verarbeitbarkeit die Einschränkungen, sofern die Betriebsbedingungen geeignet sind.
Vergleich mit alternativen Materialien
Wie schneidet Aluminium-AlMgSi-Pulver im Vergleich zu einigen alternativen Materialien für Metallpulveranwendungen ab?
AlMgSi-Pulver im Vergleich zu alternativen Metallpulvern
| Parameter | AlMgSi-Pulver | Rostfreier Stahl | Werkzeugstahl | Titan |
|---|---|---|---|---|
| Dichte | 2,7 g/cc | 8 g/cc | 8 g/cc | 4,5 g/cm³ |
| Stärke | Mittel | Höher | Sehr hoch | Mittel |
| Härte | Niedrig | Hoch | Sehr hoch | Mittel |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Mäßig | Ausgezeichnet |
| Wärmeleitfähigkeit | Ausgezeichnet | Schlecht | Mäßig | Niedrig |
| Elektrische Leitfähigkeit | Ausgezeichnet | Schlecht | Schlecht | Niedrig |
| Kosten | Niedrig | Hoch | Sehr hoch | Sehr hoch |
Für die meisten Anwendungen bietet AlMgSi das beste Gleichgewicht aus Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit. Es trifft den Sweet Spot zwischen Dichte, Festigkeit, Leitfähigkeit und einfacher Herstellung.
Stähle und Titan haben ihre Nischen für Hochleistungsanwendungen, bei denen Festigkeit und Temperaturbeständigkeit trotz ihrer höheren Dichte überwiegen. Spezielle Güten bringen dann auch die Kostengleichung ins Spiel.
FAQs
Häufig gestellte Fragen zu AlMgSi Aluminiumlegierungspulver
F: Wie ist die chemische Zusammensetzung von AlMgSi-Pulver?
A: Die typische Zusammensetzung ist 0,5-1,5% Magnesium, 0,5-1,3% Silizium, wobei Aluminium den Rest ausmacht. Mg- und Si-Zusätze bewirken eine erhebliche Verstärkung.
F: Wie hoch ist die Dichte von AlMgSi-Legierungspulver?
A: Die Dichte liegt zwischen 2,66 g/cc und 2,70 g/cc, was es zu einem leichten Konstruktionsmaterial macht.
F: Was sind die wichtigsten Merkmale und Vorteile von AlMgSi-Pulver?
A: Es bietet eine hervorragende Kombination aus mittlerer Festigkeit, geringem Gewicht, guter Korrosionsbeständigkeit, hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit, hervorragender Bearbeitbarkeit, Schweißbarkeit, Wiederverwertbarkeit und angemessenen Kosten.
F: Was sind die typischen Anwendungen von AlMgSi-Legierungspulver?
A: Hauptanwendungsgebiete sind Automobilkomponenten wie Motorblöcke, Kolben und Flugzeugteile aufgrund des hohen Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht. Auch im allgemeinen Maschinenbau, bei Konsumgütern und Kühlkörpern, die eine Wärmeableitung erfordern.
F: Mit welchen Produktionsmethoden kann AlMgSi-Pulver hergestellt werden?
A: Die wichtigsten Methoden sind Gas- oder Wasserzerstäubung, mechanisches Mahlen und elektrolytische Verfahren. Jedes Verfahren liefert Pulver mit unterschiedlichen Partikeleigenschaften, die für das Pulverpressen oder AM geeignet sind.
F: Was beeinflusst den Preis von AlMgSi-Aluminiumlegierungspulver?
A: Die Preisgestaltung hängt von der Reinheit der Produktionsmethode, der Pulvergröße/-form, der Bestellmenge, der zusätzlichen Verarbeitung und den erforderlichen Industriezertifizierungen ab. Die Kosten steigen von gemahlenen < zerstäubten < Spezialsorten.
F: Ist Aluminium AlMgSi für Hochtemperaturanwendungen geeignet?
A: Nein, AlMgSi-Legierungspulver hat eine Betriebstemperaturgrenze von etwa 300 Grad C. Es werden hitzebeständige Legierungen über diesen Bereich hinaus benötigt. Die Wärmeleitfähigkeit ist jedoch ausgezeichnet.
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