AlSi12パウダー
AlSi12粉末は、積層造形プロセスで一般的に使用される微細なアルミニウム-シリコン合金粉末である。この粉末は、合金を溶かし、急速に冷却して小さな粉末粒子を形成するアトマイズ法によって製造される。得られた粉末は優れた流動性を示し、選択的レーザー溶融（SLM）や電子ビーム溶融（EBM）などのさまざまな積層造形技術で容易に加工できる。
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目次
AlSi12粉末の概要
AlSi12またはA413は、シリコン含有量が比較的高いアルミニウム鋳造合金です。12%シリコンの添加により、耐摩耗性、低熱膨張係数、高熱伝導性が得られます。
AlSi12粉末の主な特性は以下の通り：
- 優れた強度と硬度
- 優れた耐摩耗性
- 優れた寸法安定性
- 高い熱伝導性
- 良好な加工性と研磨性
- 低比重
- 様々な粒度分布で利用可能
AlSi12は、シリンダーライナー、ピストンリング、ロッカーアーム、コネクティングロッド、耐熱性と耐摩耗性を必要とする部品の製造に使用されます。粉末冶金法は、複雑な形状を可能にします。
AlSi12粉末の組成
AlSi12粉末の典型的な組成は以下の通りである：
| エレメント | 重量 % |
|---|---|
| アルミニウム（Al） | バランス |
| ケイ素 (Si) | 11-13% |
| 銅（Cu） | <1% |
| マグネシウム (Mg) | <1% |
| 鉄（Fe） | <1% |
| マンガン (Mn) | <1% |
| 亜鉛 | <1% |
| ニッケル（Ni） | <0.5% |
アルミニウムが母材となり、ケイ素が主な合金元素となる。微量の他の元素が含まれることもある。ケイ素の含有量が高いため、この合金の特殊な特性が得られます。
AlSi12粉末の特性
AlSi12粉末は以下の特性を有する：
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 2.7 g/cc |
| 融点 | 560°C |
| 熱伝導率 | 150-180 W/mK |
| 電気抵抗率 | 4-6 μΩ.cm |
| ヤング率 | 80-90 GPa |
| ポアソン比 | 0.33 |
| 引張強度 | 240-300 MPa |
| 圧縮強度 | 600-650 MPa |
| 伸び | 3-5% |
| 硬度 | 80-90ブリネル |
シリコンの添加により、合金化されていないアルミニウムと比較して、強度、硬度、耐摩耗性、熱伝導性が向上している。この材料は、良好な延性と機械加工性を保持しています。
AlSi12粉末の製造方法
AlSi12パウダーは以下の会社で製造されている：
- ガス噴霧 - 高圧不活性ガスジェットが溶融AlSi12合金をアトマイズし、球状粉末を形成する。これにより、AMに適した滑らかな形態と狭い粒度分布を持つ粉末が得られます。
- 水の霧化 - 高速ウォータージェットが溶融金属の流れに衝突し、微細な不規則なAlSi12粒子を生成する。コストは低いが、酸素ピックアップが高い。
- 機械加工 - アルミニウムとシリコンの粉末をボールミルで粉砕した後、ブレンド、圧縮、焼結。幅広い粒度分布が得られる。
ガスアトマイズは、付加製造やMIMのように、制御された特性を持つ球状粉末が必要な場合に好まれる。メカニカルミリングは低コストです。
AlSi12粉末の用途
AlSi12合金粉末の主な用途は以下の通り：
- アディティブ・マニュファクチャリング - 選択的レーザー溶融、ダイレクトメタルレーザー焼結、バインダージェッティングなどによる複雑な金属部品の製造に使用。
- 粉末冶金 - ピストンリング、ポンプ部品、ロッカーアームなどの高性能部品を製造するための成形と焼結。
- 金属射出成形 - 優れた特性と表面仕上げを持つ複雑な部品を製造。
- 耐摩耗コーティング - 溶射法によりシリンダーボア、ピストンスカート、エンジンブロックに適用。
- ろう付けフィラー - 自動車、航空宇宙用途のアルミニウムとスチール部品の接合用。
- 摩擦材 - シリコン含有量が高く、摩擦性能を向上。ブレーキパッド、クラッチディスクに使用。
- キャスティング - 鋳造性と耐摩耗性を向上させるためにアルミニウム溶湯に添加される。
AlSi12粉末の仕様
AlSi12粉末は、異なるサイズ範囲、グレード、純度レベルで入手可能です：
- 粒子径： AM用10～150ミクロン、MIM原料用45ミクロン以下。
- 形態学： 球状、不規則形状、混合形状。球状は流動性とパッキングを向上させます。
- 純粋さ： 元素分析に基づく市販グレードから高純度グレードまで。
- 酸素含有量： ガス噴霧の場合は300～1000ppm、水噴霧の場合はそれ以上。
- 成績だ： 用途に応じて組成や粉体特性をカスタマイズ。
- 表面積： ナノスケールの粉末の表面積は10m2/gに達する。
世界のAlSi12パウダーサプライヤー
世界的に主要なAlSi12粉末サプライヤーは以下の通りである：
- アルポコ（英国）
- AMCパウダーズ（ドイツ）
- マキン・メタル・パウダーズ（英国）
- ベルモント・メタルズ（米国）
- CNPCパウダー（中国）
- SCMメタルプロダクツ（米国）
- ホーガナス（スウェーデン）
これらの企業は、様々な粒度分布、粉末形態、添加剤製造、溶射、MIM、その他の用途に合わせた特注のAlSi12粉末グレードを提供している。
AlSi12パウダー価格
AlSi12パウダーの価格は以下の通り：
- 純度レベル
- 粒子の形状とサイズ範囲
- 注文数量
- 追加の粉体処理
- サプライヤーと所在地
| グレード | 価格帯 |
|---|---|
| コマーシャル | kgあたり$5-15 |
| 高純度 | 1kgあたり$15-25 |
| ウルトラファイン | 1kgあたり$25-50 |
| 特級 | $50〜100/kg |
一般に、AMやMIM用に粒度分布が制御され、高純度の球状ガスアトマイズ粉末は、市販グレードよりかなり高い。
AlSi12粉末の取り扱いおよび保管について
AlSi12粉末は、保管と取り扱いに注意する必要がある：
- 湿気と接触すると酸化する。乾燥剤入りの密閉容器で保管する。
- 凝集 - 流動性を妨げる。冷涼で乾燥した粉末を保管し、流動化剤の添加を検討する。
- 火災の危険性 - 微分された金属は可燃性であるため、発火源の近くに保管しないこと。
- 吸入-取り扱い中に微粉末を吸い込まないようにマスクを使用する。
- 供給者からの安全データシートの注意事項に従うこと。
反応性アルミニウム粉末を取り扱う際には、適切な不活性ガス用グローブボックスの使用を推奨する。
試験と特性評価方法
AlSi12粉末の主な試験方法は以下の通り：
- 化学分析 - ICPおよびXRF技術により、組成、純度レベルを測定。
- 粒度分析 - ASTM B822に従い、レーザー回折法を用いて実施。
- 形態学 - 走査型電子顕微鏡で形状、表面構造を明らかにする。
- 粉体流量 - ASTM B213規格に準拠したホール流量計で測定。
- 密度 - ガスピクノメトリーまたは見掛密度法により測定。
- 微細構造 - 存在する相のX線回折分析。
徹底した試験と検査により、AlSi12パウダーがアプリケーションの要件を満たしていることを保証します。
AlSi12とAlSi10Mg粉末の比較
AlSi12とAlSi10Mgの2つのアルミニウム合金粉末を比較した：
| パラメータ | AlSi12パウダー | AlSi10Mgパウダー |
|---|---|---|
| 合金タイプ | 鋳造合金 | 鍛造合金 |
| Si含有量 | 11-13% | 9-11% |
| Mg含有量 | <1% | 0.2-0.5% |
| 強さ | より高い | より低い |
| 耐摩耗性 | 素晴らしい | グッド |
| 耐食性 | 中程度 | 素晴らしい |
| 機械加工性 | 非常に良い | 中程度 |
| アプリケーション | 摩耗部品、熱管理 | 航空宇宙、船舶部品 |
| コスト | より低い | より高い |
AlSi12は、摩耗特性、切削性、低コストの最良の組み合わせを提供し、AlSi10Mgは、重要な構造部品に必要な高い強度と耐食性を提供する。
AlSi12パウダーに関するFAQ
Q: AlSi12粉末はどのように製造されるのですか？
A: AlSi12粉末は、溶融合金のガスアトマイズや水アトマイズによって商業的に製造されています。この粉末の製造には機械的粉砕も使用されます。
Q: AlSi12粉末は何に使われるのですか？
A: AlSi12は、積層造形、粉末冶金部品製造、溶射皮膜、金属射出成形、および優れた耐摩耗性と機械加工性を持つ軽量合金を必要とするその他の用途で使用されています。
Q: AMにおけるAlSi12粉末の典型的な粒子径はどのくらいですか？
A: ほとんどのバインダージェットとパウダーベッド融解AMプロセスでは、AlSi12粉末の理想的な粒度範囲は、良好な粉末流動特性を持つ20-65ミクロンです。
Q: AlSi12パウダーは特別な取り扱いが必要ですか？
A: はい、火災や爆発の危険を最小限に抑えるため、アルミニウム粉末は不活性条件下で取り扱い、微粉の蓄積を避けることをお勧めします。適切な換気とPPEを使用してください。
Q: 耐摩耗性コーティング用のAlSi12粉末はどこで購入できますか？
A: 溶射皮膜に適した特殊AlSi12グレードは、Makin Metal Powders、Alpoco、Belmont Metals、Hoganasなどの大手サプライヤーから購入できます。
