Aluminio AlMgSi Polvo
El polvo de aluminio AlMgSi es un polvo de aleación de aluminio que contiene magnesio y silicio como principales elementos de aleación. Es conocido por su buena resistencia, resistencia a la corrosión y maquinabilidad.
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Índice
Visión general
El polvo de aluminio AlMgSi es un polvo de aleación de aluminio que contiene magnesio y silicio como principales elementos de aleación. Es conocido por su buena resistencia, resistencia a la corrosión y maquinabilidad.
Algunas propiedades y características clave del polvo de aluminio AlMgSi son:
Aluminio AlMgSi Propiedades del polvo
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Composición | Aluminio con 0,5-1,5% Mg y 0,5-1,3% Si |
| Densidad | 2,66-2,70 g/cc |
| Punto de fusión | Alrededor de 580-650°C |
| Fuerza | Superior al polvo de Al puro |
| Resistencia a la corrosión | Buena debido a las adiciones de aleación de Mg y Si |
| Conductividad | Excelente conductividad eléctrica y térmica, cercana a la del Al puro |
| Trabajabilidad | Excelente maquinabilidad y conformabilidad |
Los polvos de aluminio AlMgSi encuentran una amplia gama de aplicaciones gracias a su equilibrado conjunto de propiedades. Ofrecen mayor resistencia que el aluminio puro, pero conservan la baja densidad, la excelente resistencia a la corrosión, la conductividad y la trabajabilidad del metal.
El magnesio y el silicio presentes como elementos de aleación en el polvo de AlMgSi confieren resistencia mediante mecanismos de endurecimiento por precipitación y fortalecimiento por solución sólida. La composición se adapta para proporcionar las propiedades optimizadas necesarias para aplicaciones específicas en distintos sectores.
Aluminio AlMgSi Composición del polvo
Los polvos de aleación de aluminio AlMgSi tienen una composición típica de 0,5-1,5% de magnesio y 0,5-1,3% de silicio, constituyendo el aluminio el resto.
Otros elementos de aleación pueden estar presentes en pequeñas cantidades o añadirse intencionadamente para modificar determinadas propiedades. Puede tratarse de elementos como el hierro, el manganeso, el cromo, etc.
El cuadro siguiente muestra la amplia gama de composición:
Composición típica del polvo de aluminio AlMgSi
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Aluminio (Al) | Saldo |
| Magnesio (Mg) | 0.5 – 1.5% |
| Silicio (Si) | 0.5 – 1.3% |
| Otros elementos | < 1% total |
La proporción de magnesio y silicio está equilibrada para maximizar la resistencia mediante el endurecimiento por precipitación, evitando al mismo tiempo cualquier reducción perjudicial de la ductilidad, la tenacidad a la fractura o la resistencia a la corrosión.
Variando los porcentajes individuales y relativos de los elementos de aleación se crean subvariaciones del grado AlMgSi optimizadas para aplicaciones más específicas. Por ejemplo, un polvo de AlMg1SiCu más adecuado para la soldadura o un AlMg0,8Si para la fundición a alta presión.
Controlar las impurezas, como el hierro, a niveles bajos también es fundamental para conseguir las características deseadas del polvo. Para mantener las impurezas bajo control, se emplean técnicas de producción especiales y una rigurosa selección de materias primas.
Método de producción del polvo de aluminio AlMgSi
El polvo de aleación de aluminio AlMgSi puede fabricarse mediante diferentes técnicas:
- Atomización: La aleación AlMgSi fundida se desintegra en finas gotitas mediante gas o agua que se solidifican rápidamente en polvo. Así se obtiene polvo de gran pureza adecuado para la fabricación aditiva o MIM.
- Fresado mecánico: Fresado con bolas de lingotes o virutas de AlMgSi para producir polvo mediante soldadura en frío y fracturación. Menor coste, pero las partículas de polvo presentan cierta contaminación.
- Proceso electrolítico: Disolución anódica de la aleación AlMgSi para producir polvo mediante electrólisis. Los polvos son angulares, adecuados para la pulverización térmica.
Cada proceso da como resultado polvos de diferente forma de partícula, distribución de tamaño, captación de oxígeno/nitrógeno y economía de producción. La tabla siguiente resume la comparación:
Comparación de los métodos de producción de polvo de AlMgSi
| Parámetro | Atomización | Fresado mecánico | Electrólisis |
|---|---|---|---|
| Forma de las partículas | Esférica | Irregular, angular | Angular, cristalino |
| Tamaño de las partículas | 10 - 150 micras | 20 micras + | Hasta 100 micras |
| Recogida de oxígeno | 0.05 – 0.15% | 0.2% + | 0.4% + |
| Recogida de nitrógeno | 0.005 – 0.015% | 0.05% + | Insignificante |
| Coste | Alta | Bajo | Medio |
Los polvos atomizados de AlMgSi ofrecen propiedades superiores, pero son más caros. El método de producción adecuado se selecciona en función de los requisitos de la aplicación y de los aspectos económicos.
Propiedades del polvo de aleación de aluminio AlMgSi
Algunas de las principales propiedades del polvo de aluminio AlMgSi son:
Propiedades del polvo de aluminio AlMgSi
| Propiedad | Valores |
|---|---|
| Densidad | 2,66 - 2,70 g/cc |
| Punto de fusión | Alrededor de 580-650 grados C |
| Conductividad térmica | 130-160 W/m.K |
| Conductividad eléctrica | 30-35% IACS |
| Coeficiente de dilatación térmica | 21-24 x 10-6/K |
| Módulo de elasticidad | 70-80 GPa |
| Relación de Poisson | 0.33 |
| Alargamiento | 8-15% |
| Resistencia a la tracción | 170-310 MPa |
| Límite elástico | 110-205 MPa |
Los valores de densidad, conductividad térmica y conductividad eléctrica son muy parecidos a los del polvo de aluminio puro. Sin embargo, las propiedades de resistencia son significativamente superiores debido al efecto de aleación del magnesio y el silicio.
El polvo de aleación también conserva una excelente resistencia a la corrosión en diversos entornos y una buena trabajabilidad para su posterior procesamiento mediante extrusión, forja, laminación, etc.
En general, el polvo de AlMgSi ofrece una combinación optimizada de resistencia media, ligereza, conformabilidad, conductividad térmica y resistencia a la corrosión requeridas en sus aplicaciones previstas.
Aplicaciones del polvo de aluminio AlMgSi
Las aplicaciones del polvo de aleación de AlMgSi abarcan componentes de automoción, ingeniería general, electrodomésticos, disipadores de calor, electrónica y sectores de fabricación rápida.
Algunas de las principales áreas de aplicación son:
Aplicaciones del polvo de aluminio AlMgSi
| Industria/Sector | Ejemplos de aplicación |
|---|---|
| Automoción | Bloques de motor, pistones, engranajes, ejes, válvulas |
| Aeroespacial | Componentes de fuselajes, accesorios de aeronaves |
| Embalaje | Contenedores de aluminio sin soldadura |
| Electrodomésticos | Carcasas, tapas |
| Electrónica | Disipadores de calor, contactos eléctricos |
| Fabricación aditiva | Componentes impresos en 3D |
Este polvo ligero, fuerte, conductor y resistente a la corrosión se valora en aplicaciones exigentes y de alto rendimiento.
Los principales impulsores de su uso son:
- Sustitución de metales pesados como el acero y la fundición
- Mejora de la eficiencia del combustible en el transporte
- Alta conductividad térmica para eliminar el calor
- Estabilidad dimensional a distintas temperaturas de funcionamiento
- Resistencia a la intemperie, combustibles, aceites y ácidos débiles
Los polvos de AlMgSi cumplen estos requisitos al tiempo que ofrecen un excelente comportamiento de fabricación, unión y mecanizado.
Aluminio AlMgSi Polvo Especificaciones
Los polvos de aluminio AlMgSi están disponibles bajo diversas clasificaciones estándar o especificaciones personalizadas adaptadas a los requisitos del usuario.
Algunas normas comunes de composición, métodos de ensayo y criterios de conformidad son:
Especificaciones estándar para el polvo de aleación AlMgSi
| Estándar | Descripción |
|---|---|
| ASTM B602 | Composiciones químicas y formas de los polvos de aleaciones de aluminio |
| ISO 13388 | Polvos de aleación de aluminio atomizados con gas para MIM |
| EN 1706 | Requisitos de las aleaciones forjadas de AlMgSi |
| BS L168 | Composición química de las aleaciones de Al |
| DIN 1725 | Sistema de designación para aleaciones de fundición de Al |
En las especificaciones se enumeran los intervalos de contenido permitidos para los elementos de aleación e impurezas, la distribución del tamaño de las partículas de polvo, aspectos como la morfología esférica y el contenido mínimo de satélite para el polvo atomizado, el intervalo de densidad aparente suelto, los caudales, etc.
También se detallan los procedimientos de prueba de aceptación y el certificado de conformidad para garantizar la calidad del polvo según los códigos aplicables. Los clientes también pueden tener sus propias normas internas adaptadas a la aplicación final.
Aluminio AlMgSi Polvo Fabricantes
Algunos de los principales productores mundiales de polvos de aleación de aluminio AlMgSi son:
Principales fabricantes de polvo de aleación AlMgSi
| Empresa | Capacidad de producción | Proceso de fabricación utilizado |
|---|---|---|
| Corporación Hoeganaes | 30.000 toneladas al año | Atomización |
| RCIM | 20.000 toneladas al año | Atomización |
| Tecnologías Luxfer MEL | 10.000 toneladas métricas al año | Atomización |
| Sandvik Osprey | 5.000 toneladas al año | Atomización |
| Alpoco Ltd. | 3.000 toneladas al año | Fresado mecánico |
Estas empresas ofrecen polvo de AlMgSi con distintas marcas y especificaciones personalizadas. Los fabricantes también se encargan de añadir valor adicional, como la clasificación por tamices, la mezcla, los tratamientos térmicos, etc., en función de las demandas de la aplicación.
Precios del aluminio AlMgSi en polvo
El precio del polvo de aleación de aluminio AlMgSi depende de factores como:
Determinantes del precio del polvo de AlMgSi
| Factor | Descripción | Impacto en el precio |
|---|---|---|
| Método de producción | La atomización es más cara que la producción mecánica | El polvo atomizado es más costoso |
| Niveles de pureza | Un control más estricto de la química de las aleaciones y menos impurezas aumenta el coste | Los grados de alta pureza son más caros |
| Forma/Morfología del polvo | El polvo irregular es más barato que el esférico/granulado | Aumento del coste de la forma irregular a la esférica |
| Distribución del tamaño de las partículas | Un cribado más estricto para reducir más los costes de distribución | Suben los precios de las fracciones finas y ajustadas |
| Cantidad del pedido | Los precios se reducen para grandes cantidades gracias a la economía de escala | Los precios unitarios caen significativamente por encima de 1 tonelada |
| Tratamiento adicional | Los pasos añadidos, como el recocido, la mezcla, la molienda desintegradora, etc., aumentan el coste. | A mayor transformación, mayor precio |
| Certificación | Las pruebas de certificación médica y aeroespacial añaden costes | Los grados certificados son 20-30% más caros |
Para consultas sobre la escala de toneladas métricas, los rangos de precios aproximados son:
Gamas de precios para el suministro de polvo de aleación AlMgSi
| Parámetro | Precios indicativos |
|---|---|
| Polvo molido irregular | $2-4 por kg |
| Polvo atomizado | $6-10 por kg |
| Grados especiales para AM | $12-15 por kg |
| Polvo médico de gran pureza | $25 por kg + |
El precio tiende a ser más elevado para el polvo fino apto para la fabricación aditiva que para el polvo para prensado y sinterizado.
Ventajas e inconvenientes del polvo de aluminio AlMgSi
Algunas de las ventajas y limitaciones del polvo de aluminio AlMgSi son:
Polvo de aluminio AlMgSi - Ventajas e inconvenientes
| Pros | Contras |
|---|---|
| Ligero, densidad de sólo ~2,7 g/cc | Menor dureza y resistencia al desgaste que las aleaciones ferrosas |
| Excelente relación resistencia-peso | Sensible al uso prolongado a altas temperaturas |
| Buena resistencia a la corrosión | No apto para aplicaciones que soporten cargas elevadas |
| Alta conductividad térmica y eléctrica | Preocupación por los óxidos en la manipulación y el almacenamiento de polvo |
| Excelente mecanizabilidad y pulido | Temperatura de funcionamiento limitada hasta unos 300°C |
| Muy buena conformabilidad de fabricación: extrusión, laminado, etc. | Más caro que los polvos de acero de la competencia |
| Material reciclable | Los riesgos de explosión del polvo requieren la manipulación de gases inertes |
| Más blando para las herramientas de mecanizado que el acero | Los riesgos de incendio y explosión de metal fundido requieren precauciones |
Para muchas aplicaciones, los aspectos positivos de ligereza, buena resistencia, propiedades térmicas y procesabilidad superan las limitaciones, siempre que las condiciones de funcionamiento sean adecuadas.
Comparación con otros materiales
¿Cómo se compara el polvo de aluminio AlMgSi con otros materiales alternativos para aplicaciones de polvo metálico?
Polvo de AlMgSi comparado con otros polvos metálicos
| Parámetro | AlMgSi Polvo | Acero inoxidable | Acero para herramientas | Titanio |
|---|---|---|---|---|
| Densidad | 2,7 g/cc | 8 g/cc | 8 g/cc | 4,5 g/cc |
| Fuerza | Medio | Más alto | Muy alta | Medio |
| Dureza | Bajo | Alta | Muy alta | Medio |
| Resistencia a la corrosión | Excelente | Excelente | Moderado | Excelente |
| Conductividad térmica | Excelente | Pobre | Moderado | Bajo |
| Conductividad eléctrica | Excelente | Pobre | Pobre | Bajo |
| Coste | Bajo | Alta | Muy alta | Muy alta |
Para la mayoría de las aplicaciones, el AlMgSi ofrece el mejor equilibrio entre propiedades y viabilidad económica. Alcanza el punto óptimo entre densidad, resistencia, conductividad y facilidad de fabricación.
Los aceros y el titanio tienen su nicho de aplicaciones de alto rendimiento en las que priman la resistencia y la capacidad térmica, a pesar de sus mayores densidades. Las calidades especiales también influyen en la ecuación de costes.
Preguntas frecuentes
Preguntas frecuentes sobre la aleación de aluminio en polvo AlMgSi
P: ¿Cuál es la composición química del polvo de AlMgSi?
R: La composición típica en peso es de 0,5-1,5% de magnesio, 0,5-1,3% de silicio y el aluminio constituye el resto. Las adiciones de Mg y Si aportan un refuerzo significativo.
P: ¿Cuál es la densidad del polvo de la aleación AlMgSi?
R: Los valores de densidad oscilan entre 2,66 g/cc y 2,70 g/cc, lo que lo convierte en un material estructural ligero.
P: ¿Cuáles son las principales características y ventajas del polvo de AlMgSi?
R: Ofrece una excelente combinación de resistencia media, bajo peso, buena resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica, excelente maquinabilidad, soldabilidad, reciclabilidad y coste razonable.
P: ¿Cuáles son las aplicaciones típicas del polvo de aleación AlMgSi?
R: Las principales áreas de aplicación son los componentes de automoción, como bloques de motor, pistones y piezas de fuselaje, debido a su elevada relación resistencia-peso. También se utiliza en ingeniería general, electrodomésticos y disipadores de calor.
P: ¿Con qué métodos de producción se puede fabricar polvo de AlMgSi?
R: Los principales métodos son la atomización con gas o agua, el fresado mecánico y el proceso electrolítico. Cada uno de ellos produce un polvo con unas características de partícula diferentes, adecuado para el prensado de polvo o la AM.
P: ¿Qué influye en el precio del polvo de aleación de aluminio AlMgSi?
R: El precio depende de la pureza del método de producción, el tamaño y la forma del polvo, la cantidad del pedido, el procesamiento adicional y las certificaciones industriales necesarias. El coste aumenta de molido < atomizado < grados especiales.
P: ¿Es adecuado el aluminio AlMgSi para aplicaciones de alta temperatura?
R: No, el polvo de aleación de AlMgSi tiene un límite de temperatura de funcionamiento de alrededor de 300 grados C. Requiere aleaciones resistentes al calor más allá de este rango. Sin embargo, la conductividad térmica es excelente.
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