Al 2024 polvo
El polvo de Al 2024 es una aleación de aluminio compuesta principalmente por aluminio, cobre y pequeñas cantidades de magnesio y manganeso. Esta aleación presenta una fuerza excepcional y una excelente resistencia a la fatiga, por lo que es ideal para aplicaciones en las que se requieren materiales ligeros con altas propiedades mecánicas. El polvo de Al 2024 se utiliza habitualmente en industrias como la aeroespacial, la de automoción y la de artículos deportivos.
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Índice
Descripción general del polvo Al 2024
Al 2024 es una de las aleaciones de aluminio forjado de la serie 2000 más populares, conocida por su solidez, resistencia a la fatiga y excelente maquinabilidad y resistencia a la corrosión. Las adiciones de cobre imparten un refuerzo sustancial mediante el endurecimiento por precipitación al tiempo que conservan la conformabilidad y la soldabilidad.
Las características clave del polvo Al 2024 incluyen:
- Alta resistencia con ductilidad y tenacidad moderadas.
- Excelente resistencia a la fatiga y a la fractura
- Muy buena maquinabilidad y pulibilidad.
- Buena soldabilidad y conformabilidad.
- Alta conductividad térmica y eléctrica
- Disponible en varios tamaños y formas de polvo
El polvo Al 2024 es adecuado para componentes aeroespaciales y otras aplicaciones de alto rendimiento que necesitan resistencia combinada con capacidades de fabricación.
Composición química del polvo Al 2024
La composición típica del polvo de Al 2024 es:
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Aluminio (Al) | 90.7-94.7% |
| Cobre (Cu) | 3.8-4.9% |
| Magnesio (Mg) | 1.2-1.8% |
| Manganeso (Mn) | 0.3-0.9% |
| Hierro (Fe) | 0-0.5% |
| Silicio (Si) | 0-0.5% |
| Zinc (Zn) | 0-0.25% |
| Cromo (Cr) | 0-0.1% |
| Titanio (Ti) | 0-0.15% |
El cobre es el principal elemento de aleación, mientras que el magnesio imparte resistencia mediante el endurecimiento por precipitación. Otros elementos como el manganeso, el hierro y el cromo tienen efectos menores sobre las propiedades mecánicas.
Propiedades del Polvo Al 2024
Las propiedades clave del polvo Al 2024 incluyen:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 2,77 g/cm3 |
| Punto de fusión | 500-638°C |
| Conductividad térmica | 121-190 W/mK |
| Conductividad eléctrica | 26-35% IACS |
| Módulo de Young | 73 GPa |
| Relación de Poisson | 0.33 |
| Resistencia a la tracción | 400-500 MPa |
| Límite elástico | 290-385 MPa |
| Alargamiento | 8-20% |
| Dureza | 90-150 Vickers |
Las adiciones de cobre dan como resultado un aumento sustancial de la resistencia al tiempo que mantienen una ductilidad moderada y una excelente resistencia a la fatiga mediante el endurecimiento por precipitación. Ofrece una combinación óptima de propiedades para aplicaciones de alto rendimiento.
Método de producción de polvo de Al 2024
Los métodos de producción comercial de polvo de Al 2024 incluyen:
- Atomización de gases – Corriente de aleación fundida desintegrada mediante chorros de gas inerte a alta presión en un polvo esférico fino. Distribución controlada del tamaño de partículas.
- Atomización del agua – El chorro de agua de alta velocidad impacta y desintegra la corriente de metal fundido para producir un polvo fino e irregular.
- Aleación mecánica – Molino de bolas de una mezcla de polvos de aluminio y elementos de aleación seguido de compactación en frío y sinterización.
- Electrólisis – Aluminio producido mediante proceso de electrólisis y luego aleado y atomizado.
La atomización de gas proporciona el mejor control sobre las características de las partículas como el tamaño, la forma y la microestructura.
Aplicaciones del polvo Al 2024
Las aplicaciones clave del polvo Al 2024 incluyen:
- Fabricación aditiva – Se utiliza en fusión selectiva por láser y sinterización directa de metales por láser para producir componentes aeroespaciales y automotrices complejos.
- Moldeo por inyección de metales – Para fabricar piezas pequeñas e intrincadas con buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión.
- Pulvimetalurgia – Proceso de prensado y sinterización para crear piezas de maquinaria y automóviles de alto rendimiento.
- Pulverización térmica – Pulverización por plasma o arco para depositar recubrimientos protectores de Al 2024 contra el desgaste y la corrosión.
- Masilla de soldadura – Se utiliza como alambre/varilla de relleno para soldadura por arco de aleaciones de aluminio. Proporciona una excelente resistencia a la soldadura.
- Pirotecnia – Añadido a composiciones pirotécnicas como combustible debido a la inflamabilidad del aluminio.
Especificaciones del polvo Al 2024
El polvo Al 2024 está disponible en diferentes rangos de tamaño, formas y grados, que incluyen:
- Tamaño de las partículas: Desde 10 – 150 micras para AM, hasta 300 micras para procesos de pulverización térmica.
- Morfología: Partículas esféricas, granulares, dendríticas y de forma irregular. El polvo suave fluye mejor.
- Grados: Cumple con las especificaciones AMS 4255, ASTM B221, EN 573-3, ISO 209 y otros grados personalizados.
- Pureza: Desde niveles comerciales hasta niveles de alta pureza según la composición química y las necesidades de aplicación.
Proveedores globales de polvo Al 2024
Algunos de los principales proveedores a escala mundial son:
- Sandvik Osprey (Reino Unido)
- Valimet Inc. (EE.UU.)
- TLS Technik (Alemania)
- Grupo de polvo CNPC (China)
- Metal Powder Company (EE.UU.)
- Makin Metal Powders (Reino Unido)
- Aleaciones de lectura AMETEK (EE. UU.)
Estas empresas producen polvo Al 2024 adecuado para AM, pulverización térmica, automoción, aeroespacial y otras aplicaciones exigentes.
Precio del polvo Al 2024
El precio del polvo Al 2024 depende de factores como:
- Niveles de pureza
- Características y calidad del polvo.
- Método de producción
- Cantidad del pedido
- Proveedor y ubicación
| Grado | Precios |
|---|---|
| Comercial | $8-15 por kg |
| Alta pureza | $15-30 por kg |
| Ultrafino | $30-60 por kg |
| Grado especial | $50-100 por kg |
Las aleaciones personalizadas, atomizadas con gas y de alta pureza tienen precios mucho más altos que los simples grados comerciales de polvo.
Almacenamiento y manipulación de polvo de Al 2024
El polvo de Al 2024 requiere un almacenamiento y manipulación cuidadosos para evitar:
- Oxidación y reacción con la humedad
- Explosiones de polvo por ignición de polvo fino
- Problemas de salud relacionados con la inhalación
- Deben seguirse las prácticas de seguridad recomendadas por el proveedor
Al manipular el polvo se debe utilizar una cobertura de gas inerte, una conexión a tierra adecuada, ventilación y EPP.
Métodos de ensayo y caracterización
Los métodos de prueba clave utilizados para el polvo de Al 2024 incluyen:
- Análisis químico mediante espectroscopía OES o XRF.
- Distribución granulométrica según la norma ASTM B822
- Análisis morfológico mediante microscopía electrónica de barrido.
- Medición del caudal de polvo mediante caudalímetro Hall
- Medición de la densidad por picnometría de helio
- Análisis de impurezas por ICP-MS
- Examen de la microestructura mediante difracción de rayos X
Estas pruebas garantizan que el polvo cumpla con las características químicas, físicas y de microestructura requeridas según las necesidades de la aplicación.
Comparación entre el polvo Al 2024 y Al 7075
Al 2024 y Al 7075 son dos polvos de aleación de aluminio de alta resistencia comparados:
| Parámetro | hasta 2024 | Al 7075 |
|---|---|---|
| Tipo de aleación | Tratable térmicamente | Tratable térmicamente |
| contenido de Cu | 3.8-4.9% | 1.2-2% |
| Contenido en Zn | 0-0.25% | 5.1-6.1% |
| Fuerza | Alta | Muy alta |
| Resistencia a la fractura | Más alto | Moderado |
| Resistencia a la corrosión | Bien | Moderado |
| Soldabilidad | Feria | Pobre |
| Coste | Baja | Más alto |
Al 2024 ofrece una mejor fabricabilidad, mientras que Al 7075 proporciona una resistencia muy alta después del tratamiento térmico. Al 2024 es más rentable.
Preguntas frecuentes sobre el polvo Al 2024
P: ¿Cómo se produce el polvo Al 2024?
R: El polvo de Al 2024 se produce comercialmente mediante técnicas de atomización con gas, atomización con agua, aleación mecánica y electrólisis. La atomización de gas ofrece el mejor control del tamaño y la morfología de las partículas.
P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo Al 2024?
R: Las principales aplicaciones incluyen fabricación aditiva, pulverización térmica, pulvimetalurgia, moldeo por inyección de metales, relleno para soldadura y composiciones pirotécnicas donde se requiere alta resistencia y buena resistencia a la corrosión.
P: ¿Cuál es el tamaño de partícula típico que se utiliza para el polvo de Al 2024 en AM?
R: En la mayoría de los procesos de impresión 3D de metales, el rango de tamaño de partícula ideal para el polvo de Al 2024 es de 15 a 45 micrones con morfología esférica y buenas características de flujo.
P: ¿El polvo Al 2024 requiere alguna precaución especial de manipulación?
R: Sí, se recomienda manipular polvos finos de aluminio bajo gases inertes utilizando una conexión a tierra, ventilación y equipo de protección personal adecuados para evitar riesgos de incendios y explosiones.
P: ¿Dónde puedo comprar polvo Al 2024 adecuado para componentes aeroespaciales?
R: Los polvos de Al 2024 atomizados con gas de alta pureza que cumplen con los requisitos aeroespaciales pueden obtenerse de empresas como Sandvik Osprey, Valimet Inc., TLS Technik y AMETEK Reading Alloys.
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