AlSi12 Polvo
El polvo de AlSi12 es una aleación de aluminio y silicio de grano fino que suele utilizarse en procesos de fabricación aditiva. Se produce por atomización, lo que implica fundir la aleación y enfriarla rápidamente para formar pequeñas partículas de polvo. El polvo resultante presenta una excelente fluidez y puede procesarse fácilmente mediante diversas técnicas de fabricación aditiva, como la fusión selectiva por láser (SLM) y la fusión por haz de electrones (EBM).
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Índice
Visión general del polvo de AlSi12
AlSi12 o A413 es una aleación de fundición de aluminio con un contenido relativamente alto de silicio. La adición de silicio 12% da como resultado una buena resistencia al desgaste, un bajo coeficiente de expansión térmica y una alta conductividad térmica.
Entre las propiedades clave del polvo de AlSi12 se incluyen:
- Buena resistencia y dureza
- Excelente resistencia al desgaste
- Buena estabilidad dimensional
- Alta conductividad térmica
- Buena mecanizabilidad y pulibilidad
- Bajo peso específico
- Disponible en varias distribuciones granulométricas
El AlSi12 se utiliza para fabricar camisas de cilindro, segmentos de pistón, balancines, bielas y piezas que requieren resistencia al calor y al desgaste. El método pulvimetalúrgico permite obtener geometrías complejas.
Composición del polvo de AlSi12
La composición típica del polvo de AlSi12 es:
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Aluminio (Al) | Saldo |
| Silicio (Si) | 11-13% |
| Cobre (Cu) | <1% |
| Magnesio (Mg) | <1% |
| Hierro (Fe) | <1% |
| Manganeso (Mn) | <1% |
| Zinc (Zn) | <1% |
| Níquel (Ni) | <0,5% |
El aluminio proporciona la matriz, mientras que el silicio es el principal elemento de aleación. Puede haber trazas de otros elementos. El alto contenido de silicio da lugar a las propiedades especiales de esta aleación.
Propiedades del polvo de AlSi12
El polvo de AlSi12 posee las siguientes propiedades:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 2,7 g/cc |
| Punto de fusión | 560°C |
| Conductividad térmica | 150-180 W/mK |
| Resistividad eléctrica | 4-6 μΩ.cm |
| Módulo de Young | 80-90 GPa |
| Relación de Poisson | 0.33 |
| Resistencia a la tracción | 240-300 MPa |
| Resistencia a la compresión | 600-650 MPa |
| Alargamiento | 3-5% |
| Dureza | 80-90 Brinell |
Las adiciones de silicio dan como resultado una mayor resistencia, dureza, resistencia al desgaste y conductividad térmica en comparación con el aluminio sin alear. El material conserva una buena ductilidad y maquinabilidad.
Método de producción de polvo de AlSi12
El polvo de AlSi12 es fabricado por:
- Atomización de gases - Chorros de gas inerte a alta presión atomizan la aleación fundida AlSi12 para formar polvos esféricos. Esto produce un polvo con una morfología suave y una distribución de tamaños estrecha adecuado para la AM.
- Atomización del agua - Chorros de agua a alta velocidad golpean la corriente de metal fundido para producir finas partículas irregulares de AlSi12. Menor coste pero mayor captación de oxígeno.
- Fresado mecánico - Molienda con bolas de polvos de aluminio y silicio seguida de mezcla, compactación y sinterización. Da lugar a una amplia distribución de tamaños.
La atomización con gas es preferible cuando se requiere polvo esférico con características controladas, como para la fabricación aditiva o MIM. La ruta de fresado mecánico es más barata.
Aplicaciones del polvo de AlSi12
Entre las principales aplicaciones del polvo de aleación AlSi12 se incluyen:
- Fabricación aditiva - Se utiliza para fabricar piezas metálicas complejas mediante fusión selectiva por láser, sinterización directa de metal por láser, inyección de aglutinante, etc.
- Pulvimetalurgia - Compactación y sinterización para crear piezas de alto rendimiento como segmentos de pistón, componentes de bombas y balancines.
- Moldeo por inyección de metales - Produce componentes intrincados con excelentes propiedades y acabado superficial.
- Revestimientos resistentes al desgaste - Se aplica mediante métodos de pulverización térmica en orificios de cilindros, faldas de pistones y bloques de motor.
- Masilla de soldadura - Para unir componentes de aluminio y acero en aplicaciones aeroespaciales y de automoción.
- Materiales de fricción - Su alto contenido en silicio mejora el rendimiento de la fricción. Se utiliza en pastillas de freno y discos de embrague.
- Fundición - Se añade a los fundidos de aluminio para mejorar la colabilidad y la resistencia al desgaste.
Especificaciones del polvo de AlSi12
El polvo de AlSi12 está disponible en diferentes tamaños, grados y niveles de pureza:
- Tamaño de las partículas: De 10 a 150 micras para AM, menos de 45 micras para la materia prima MIM.
- Morfología: Formas esféricas, irregulares y mixtas. La esférica mejora el flujo y el empaquetamiento.
- Pureza: Desde grados comerciales hasta grados de alta pureza basados en análisis elementales.
- Contenido de oxígeno: Los niveles oscilan entre 300 y 1.000 ppm para la atomización con gas, más altos para la atomización con agua.
- Grados: Composición y características del polvo personalizadas en función de la aplicación.
- Superficie: En el caso del polvo a nanoescala, la superficie alcanza hasta 10 m2/g.
Proveedores mundiales de AlSi12 en polvo
Algunos de los principales proveedores de polvo de AlSi12 a escala mundial son:
- Alpoco (Reino Unido)
- AMC Powders (Alemania)
- Makin Metal Powders (Reino Unido)
- Belmont Metals (EE.UU.)
- CNPC Polvo (China)
- SCM Metal Products (US)
- Hoganas (Suecia)
Estas empresas ofrecen diversas distribuciones del tamaño de las partículas, morfología del polvo y grados de polvo de AlSi12 hechos a medida para la fabricación aditiva, la pulverización térmica, el MIM y otros usos.
Precios del polvo AlSi12
Los precios del polvo de AlSi12 dependen de:
- Niveles de pureza
- Forma y tamaño de las partículas
- Cantidad del pedido
- Tratamiento adicional del polvo
- Proveedor y ubicación
| Grado | Precios |
|---|---|
| Comercial | $5-15 por kg |
| Alta pureza | $15-25 por kg |
| Ultrafino | $25-50 por kg |
| Grado especial | $50-100 por kg |
En general, el polvo esférico atomizado con gas con distribución controlada del tamaño de partícula y alta pureza para AM y MIM cuesta bastante más que los grados comerciales.
Manipulación y almacenamiento del polvo de AlSi12
El polvo de AlSi12 debe almacenarse y manipularse con cuidado para evitar:
- El contacto con la humedad provoca oxidación. Almacenar en recipientes herméticos con bolsas desecantes.
- Aglomeración - impide el flujo. Almacenar el polvo fresco y seco y considerar la adición de agentes de flujo.
- Peligro de incendio - no almacenar cerca de fuentes de ignición debido a la inflamabilidad de los metales finamente divididos.
- Inhalación - utilizar mascarillas para evitar la inhalación de polvos finos durante su manipulación.
- Deben seguirse las precauciones de la ficha de datos de seguridad del proveedor.
Se recomienda el uso de técnicas adecuadas con guantes de gas inerte cuando se manipulen polvos de aluminio reactivos.
Métodos de ensayo y caracterización
Los principales métodos de ensayo para el polvo de AlSi12 incluyen:
- Análisis químicos: las técnicas ICP y XRF determinan la composición y los niveles de pureza.
- Análisis granulométrico - Realizado según ASTM B822 mediante difracción láser.
- Morfología - La microscopía electrónica de barrido revela la forma y la estructura de la superficie.
- Flujo de polvo - Medido por caudalímetro Hall según la norma ASTM B213.
- Densidad - Medida por picnometría gaseosa o método de densidad aparente.
- Microestructura - Análisis por difracción de rayos X de las fases presentes.
Unas pruebas e inspecciones minuciosas garantizan que el polvo de AlSi12 cumple los requisitos de la aplicación.
Comparación de los polvos AlSi12 y AlSi10Mg
AlSi12 y AlSi10Mg son dos polvos de aleación de aluminio comparados:
| Parámetro | AlSi12 Polvo | AlSi10Mg Polvo |
|---|---|---|
| Tipo de aleación | Aleación fundida | Aleación forjada |
| Contenido de Si | 11-13% | 9-11% |
| Contenido en Mg | <1% | 0.2-0.5% |
| Fuerza | Más alto | Baja |
| Resistencia al desgaste | Excelente | Bien |
| Resistencia a la corrosión | Moderado | Excelente |
| Maquinabilidad | Muy buena | Moderado |
| Aplicaciones | Piezas de desgaste, gestión térmica | Aeroespacial, piezas marinas |
| Coste | Baja | Más alto |
El AlSi12 ofrece la mejor combinación de propiedades antidesgaste, maquinabilidad y bajo coste, mientras que el AlSi10Mg ofrece una mayor solidez y resistencia a la corrosión, necesarias para piezas estructurales críticas.
AlSi12 Polvo Preguntas frecuentes
P: ¿Cómo se produce el polvo de AlSi12?
R: El polvo de AlSi12 se produce comercialmente mediante atomización con gas y atomización con agua de la aleación fundida. También se utiliza el fresado mecánico para fabricar este polvo.
P: ¿Para qué se utiliza el polvo de AlSi12?
R: El AlSi12 se utiliza en la fabricación aditiva, la producción de piezas pulvimetalúrgicas, los recubrimientos por pulverización térmica, el moldeo por inyección de metales y otras aplicaciones que requieren una aleación ligera con buenas propiedades de desgaste y mecanizabilidad.
P: ¿Cuál es la granulometría típica del polvo de AlSi12 en AM?
R: Para la mayoría de los procesos de AM por fusión de lecho de polvo y chorro aglutinante, el intervalo de tamaño de partícula ideal para el polvo de AlSi12 es de 20-65 micras con buenas características de fluidez del polvo.
P: ¿Requiere el polvo de AlSi12 precauciones especiales de manipulación?
R: Sí, se recomienda manipular los polvos de aluminio en condiciones inertes y evitar la acumulación de polvo fino para minimizar los riesgos de incendio y explosión. Debe utilizarse una ventilación y un EPI adecuados.
P: ¿Dónde puedo comprar polvo de AlSi12 para fabricar revestimientos resistentes al desgaste?
R: Los grados especiales de AlSi12 adecuados para revestimientos por pulverización térmica pueden adquirirse a proveedores líderes como Makin Metal Powders, Alpoco, Belmont Metals y Hoganas.
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