Poudre AlSi12
La poudre AlSi12 est une poudre d'alliage aluminium-silicium à grain fin couramment utilisée dans les processus de fabrication additive. Elle est produite par atomisation, qui consiste à faire fondre l'alliage et à le refroidir rapidement pour former de petites particules de poudre. La poudre obtenue présente une excellente fluidité et peut être facilement traitée à l'aide de diverses techniques de fabrication additive telles que la fusion sélective par laser (SLM) et la fusion par faisceau d'électrons (EBM).
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Table des matières
Aperçu de la poudre AlSi12
AlSi12 ou A413 est un alliage de fonderie d'aluminium à teneur relativement élevée en silicium. L'ajout de silicium 12% se traduit par une bonne résistance à l'usure, un faible coefficient de dilatation thermique et une conductivité thermique élevée.
Les principales propriétés de la poudre d'AlSi12 sont les suivantes :
- Bonne résistance et dureté
- Excellente résistance à l'usure
- Bonne stabilité dimensionnelle
- Conductivité thermique élevée
- Bonne usinabilité et polissabilité
- Faible densité
- Disponible en différentes distributions de tailles de particules
L'AlSi12 est utilisé pour produire des chemises de cylindre, des segments de piston, des culbuteurs, des bielles, des pièces nécessitant une résistance à la chaleur et à l'usure. L'approche de la métallurgie des poudres permet de réaliser des géométries complexes.
Composition de la poudre AlSi12
La composition typique de la poudre d'AlSi12 est la suivante :
| Élément | Poids % |
|---|---|
| Aluminium (Al) | Équilibre |
| Silicium (Si) | 11-13% |
| Cuivre (Cu) | <1% |
| Magnésium (Mg) | <1% |
| Fer (Fe) | <1% |
| Manganèse (Mn) | <1% |
| Zinc (Zn) | <1% |
| Nickel (Ni) | <0,5% |
L'aluminium constitue la matrice, tandis que le silicium est le principal élément d'alliage. Des traces d'autres éléments peuvent être présentes. La teneur élevée en silicium est à l'origine des propriétés particulières de cet alliage.
Propriétés de la poudre AlSi12
La poudre d'AlSi12 possède les propriétés suivantes :
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 2,7 g/cc |
| Point de fusion | 560°C |
| Conductivité thermique | 150-180 W/mK |
| Résistivité électrique | 4-6 μΩ.cm |
| Module de Young | 80-90 GPa |
| Rapport de Poisson | 0.33 |
| Résistance à la traction | 240-300 MPa |
| Résistance à la compression | 600-650 MPa |
| Élongation | 3-5% |
| Dureté | 80-90 Brinell |
Les ajouts de silicium se traduisent par une solidité, une dureté, une résistance à l'usure et une conductivité thermique supérieures à celles de l'aluminium non allié. Le matériau conserve une bonne ductilité et une bonne usinabilité.
Méthode de production de la poudre d'AlSi12
La poudre AlSi12 est fabriquée par :
- Atomisation des gaz - Des jets de gaz inerte à haute pression atomisent l'alliage AlSi12 en fusion pour former des poudres sphériques. On obtient ainsi une poudre à la morphologie lisse et à la distribution granulométrique étroite, adaptée à l'AM.
- Atomisation de l'eau - Des jets d'eau à grande vitesse frappent le flux de métal en fusion pour produire de fines particules irrégulières d'AlSi12. Coût moins élevé, mais prélèvement d'oxygène plus important.
- Fraisage mécanique - Broyage de poudres d'aluminium et de silicium suivi d'un mélange, d'un compactage et d'un frittage. Permet d'obtenir une large distribution des tailles.
L'atomisation au gaz est préférable lorsqu'une poudre sphérique aux caractéristiques contrôlées est nécessaire, par exemple pour la fabrication additive ou le MIM. Le fraisage mécanique est moins coûteux.
Applications de la poudre d'AlSi12
Les principales applications de la poudre d'alliage AlSi12 sont les suivantes :
- Fabrication additive - Utilisé pour fabriquer des pièces métalliques complexes par fusion sélective au laser, frittage direct au laser, projection de liant, etc.
- Métallurgie des poudres - Compactage et frittage pour créer des pièces de haute performance telles que des segments de piston, des composants de pompe, des culbuteurs.
- Moulage par injection de métal - Permet de produire des composants complexes avec d'excellentes propriétés et un excellent état de surface.
- Revêtements résistants à l'usure - Appliqué par pulvérisation thermique sur les alésages des cylindres, les jupes des pistons et les blocs moteurs.
- Produit d'apport pour le brasage - Pour l'assemblage de composants en aluminium et en acier dans les applications automobiles et aérospatiales.
- Matériaux de friction - La teneur élevée en silicium améliore les performances de friction. Utilisé dans les plaquettes de frein, les disques d'embrayage.
- Casting - Ajouté à l'aluminium fondu pour améliorer la coulabilité et la résistance à l'usure.
Spécifications de la poudre AlSi12
La poudre d'AlSi12 est disponible dans différentes gammes de tailles, de qualités et de niveaux de pureté :
- Taille des particules : De 10 à 150 microns pour l'AM, moins de 45 microns pour les matières premières MIM.
- Morphologie : Formes sphériques, irrégulières et mixtes. La forme sphérique améliore l'écoulement et l'emballage.
- La pureté : Des qualités commerciales aux qualités de haute pureté basées sur l'analyse élémentaire.
- Teneur en oxygène : Les niveaux varient de 300 à 1000 ppm pour la pulvérisation de gaz, et sont plus élevés pour la pulvérisation d'eau.
- Les notes : Composition et caractéristiques de la poudre personnalisées en fonction de l'application.
- Surface : Pour les poudres de taille nanométrique, la surface atteint jusqu'à 10 m2/g.
Fournisseurs mondiaux de poudre d'AlSi12
Les principaux fournisseurs de poudre d'AlSi12 dans le monde sont les suivants :
- Alpoco (Royaume-Uni)
- AMC Powders (Allemagne)
- Makin Metal Powders (UK)
- Belmont Metals (États-Unis)
- Poudre CNPC (Chine)
- SCM Metal Products (États-Unis)
- Hoganas (Suède)
Ces entreprises proposent différentes distributions de tailles de particules, morphologies de poudres, qualités de poudres d'AlSi12 sur mesure adaptées à la fabrication additive, à la pulvérisation thermique, au MIM et à d'autres utilisations.
Prix de la poudre AlSi12
Les prix de la poudre AlSi12 dépendent de :
- Niveaux de pureté
- Forme et taille des particules
- Quantité commandée
- Traitement supplémentaire des poudres
- Fournisseur et localisation
| Grade | Fourchette de prix |
|---|---|
| Commercial | $5-15 par kg |
| Haute pureté | $15-25 par kg |
| Ultrafine | $25-50 par kg |
| Catégorie spéciale | $50-100 par kg |
En général, la poudre sphérique atomisée au gaz avec une distribution contrôlée de la taille des particules et une grande pureté pour l'AM et le MIM coûte beaucoup plus cher que les qualités commerciales.
Manipulation et stockage de la poudre AlSi12
La poudre d'AlSi12 doit être stockée et manipulée avec précaution afin d'éviter :
- Le contact avec l'humidité entraîne une oxydation. Conserver dans des récipients hermétiques avec des sachets déshydratants.
- Agglomération - empêche l'écoulement. Stocker la poudre au frais et au sec et envisager l'ajout d'agents d'écoulement.
- Risques d'incendie - ne pas stocker à proximité de sources d'inflammation en raison de l'inflammabilité des métaux finement divisés.
- Inhalation - utiliser des masques pour éviter d'inhaler les poudres fines lors de la manipulation.
- Les précautions de la fiche de données de sécurité du fournisseur doivent être respectées.
Il est recommandé d'utiliser une boîte à gants à gaz inerte lors de la manipulation de poudres d'aluminium réactives.
Méthodes d'essai et de caractérisation
Les principales méthodes d'essai pour la poudre d'AlSi12 sont les suivantes :
- Analyse chimique - Les techniques ICP et XRF déterminent la composition et les niveaux de pureté.
- Analyse de la taille des particules - Effectuée conformément à la norme ASTM B822 par diffraction laser.
- Morphologie - La microscopie électronique à balayage révèle la forme et la structure de la surface.
- Débit de poudre - Mesuré par un débitmètre de Hall conformément à la norme ASTM B213.
- Densité - Mesurée par pycnométrie gazeuse ou par la méthode de la densité apparente.
- Microstructure - Analyse par diffraction des rayons X pour les phases présentes.
Des tests et des inspections approfondis garantissent que la poudre AlSi12 répond aux exigences de l'application.
Comparaison des poudres d'AlSi12 et d'AlSi10Mg
AlSi12 et AlSi10Mg sont deux poudres d'alliage d'aluminium comparées :
| Paramètres | Poudre AlSi12 | Poudre AlSi10Mg |
|---|---|---|
| Type d'alliage | Alliage coulé | Alliage corroyé |
| Teneur en Si | 11-13% | 9-11% |
| Teneur en Mg | <1% | 0.2-0.5% |
| La force | Plus élevé | Plus bas |
| Résistance à l'usure | Excellent | Bon |
| Résistance à la corrosion | Modéré | Excellent |
| La machinabilité | Très bon | Modéré |
| Applications | Pièces d'usure, gestion thermique | Pièces pour l'aérospatiale et la marine |
| Coût | Plus bas | Plus élevé |
L'AlSi12 offre la meilleure combinaison de propriétés d'usure, d'usinabilité et de faible coût, tandis que l'AlSi10Mg offre une plus grande solidité et la résistance à la corrosion requise pour les pièces structurelles critiques.
Poudre AlSi12 FAQs
Q : Comment la poudre AlSi12 est-elle produite ?
R : La poudre d'AlSi12 est produite commercialement par atomisation au gaz et à l'eau de l'alliage fondu. Le broyage mécanique est également utilisé pour fabriquer cette poudre.
Q : À quoi sert la poudre AlSi12 ?
R : L'AlSi12 est utilisé dans la fabrication additive, la production de pièces par métallurgie des poudres, les revêtements par pulvérisation thermique, le moulage par injection de métaux et d'autres applications nécessitant un alliage léger avec de bonnes propriétés d'usure et d'usinabilité.
Q : Quelle est la taille typique des particules de poudre d'AlSi12 dans l'AM ?
R : Pour la plupart des procédés AM à jet de liant et à fusion sur lit de poudre, la taille idéale des particules de poudre d'AlSi12 est comprise entre 20 et 65 microns, avec de bonnes caractéristiques d'écoulement de la poudre.
Q : La poudre AlSi12 nécessite-t-elle des précautions particulières de manipulation ?
R : Oui, il est recommandé de manipuler les poudres d'aluminium dans des conditions inertes et d'éviter l'accumulation de poudre fine afin de minimiser les risques d'incendie et d'explosion. Il convient d'utiliser une ventilation et un équipement de protection individuelle adéquats.
Q : Où puis-je acheter de la poudre d'AlSi12 pour fabriquer des revêtements résistants à l'usure ?
R : Les qualités spéciales d'AlSi12 adaptées aux revêtements par projection thermique peuvent être achetées auprès de fournisseurs de premier plan tels que Makin Metal Powders, Alpoco, Belmont Metals et Hoganas.
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