Proszek aluminiowy AlSi12

Przegląd Proszek aluminiowy AlSi12

Proszek aluminiowy AlSi12 to proszek stopu aluminium zawierający krzem 12% jako główny pierwiastek stopowy. Jest on znany z doskonałej płynności, niskiej temperatury topnienia i dobrej odporności na korozję. Niniejszy przewodnik zawiera szczegółowe informacje na temat metalurgii proszków AlSi12, ich składu, właściwości, metod produkcji, zastosowań i dostawców.

Proszek AlSi12 Kluczowe właściwości:

• Skład: Aluminium z dodatkiem 12% Si
• Temperatura topnienia: Około 575°C
• Gęstość: 2,68 g/cm3
• Doskonała płynność i odlewalność
• Dobra odporność na korozję
• Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej
• Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi

Skład proszku AlSi12

Poniższa tabela przedstawia typowy skład chemiczny proszku stopu aluminium AlSi12:

Dokładna zawartość krzemu określa oznaczenie stopu - AlSi12 zawiera od 11 do 13% krzemu wagowo. Pozostała część to aluminium stanowiące bazę. Inne pierwiastki, takie jak żelazo, mangan i magnez są obecne tylko w śladowych ilościach jako zanieczyszczenia.

Dlaczego do aluminium dodaje się krzem?

Krzem jest strategicznie dodawany w celu stworzenia stopu aluminiowo-krzemowego oferującego wyjątkowe korzyści:

• Obniża temperaturę topnienia czystego aluminium, zapewniając lepszą odlewalność i płynność w stanie stopionym.
• Poprawia wytrzymałość, twardość i odporność na zużycie
• Zwiększa odporność na korozję
• Zmienia współczynnik rozszerzalności cieplnej

Kontrolowanie procentowej zawartości krzemu umożliwia dostosowanie właściwości stopu do różnych zastosowań podczas metalurgii proszków aluminium.

Proces produkcji proszku AlSi12

Proszek ze stopu AlSi12 jest wytwarzany przy użyciu następujących standardowych technik przetwarzania proszków metali:

1. Atomizacja gazu

• Wlewki aluminiowe są topione indukcyjnie wraz z krzemem
• Strumień stopionego metalu jest dezintegrowany za pomocą sprężonego powietrza lub strumieni gazu obojętnego
• Prowadzi to do szybkiego zestalenia drobnych kropelek w proszek
• Rozmiar i morfologia cząstek proszku mogą być kontrolowane przez parametry procesu.

2. Atomizacja wody

• Podobny do atomizacji gazowej, ale strumień stopionego metalu jest rozbijany przez strumienie wody pod wysokim ciśnieniem.
• Prowadzi do szybszego chłodzenia i drobniejszych proszków

3. Frezowanie mechaniczne

• Mielenie kulowe mieszanek proszków aluminium i krzemometalu
• Prowadzi do rafinacji cząstek i stopowania poprzez spawanie na zimno i pękanie.

Korzyści: Atomizacja gazowa i wodna pozwala uzyskać proszki o wysokiej czystości, stopowe, sferyczne i reaktywne. Technika frezowania mechanicznego jest prosta i opłacalna. Obie metody pozwalają na uzyskanie drobnych proszków aluminium AlSi12 odpowiednich do produkcji addytywnej i formowania wtryskowego proszków.

Właściwości proszku stopu AlSi12

Krzem aluminiowy AlSi12 ma dobrze zrównoważone właściwości fizyczne, termiczne, elektryczne i mechaniczne, dzięki czemu nadaje się do lekkich zastosowań inżynieryjnych:

Właściwości fizyczne

Właściwości mechaniczne

Przewodność elektryczna

Około 30% IACS

Niższa gęstość w porównaniu z czystym aluminium pozwala obniżyć wagę. Doskonała płynność umożliwia odlewanie skomplikowanych kształtów. Wysoka twardość i wytrzymałość w połączeniu z niską wagą sprawiają, że AlSi12 nadaje się do produkcji komponentów inżynieryjnych i motoryzacyjnych. Umiarkowana odporność na korozję pozwala na stosowanie w różnych środowiskach przemysłowych.

Rozkład wielkości cząstek proszku AlSi12

Powszechnie dostępne rozkłady wielkości cząstek:

• D10 = 20-30 μm
• D50 = 35-45 μm
• D90 do 100 μm

Proszki mają kulisty kształt z nasyceniem. Dostępne są różne rozkłady wielkości w zależności od metody aplikacji.

Zastosowania Proszek aluminiowy AlSi12

Główne zastosowania proszku stopu AlSi12 obejmują:

Części samochodowe

AlSi12 jest wykorzystywany do produkcji następujących lekkich części samochodowych metodą metalurgii proszków:

Komponenty lotnicze i kosmiczne

AlSi12 znajduje zastosowanie w elementach samolotów i statków kosmicznych, np. wirnikach, turbinach.

Części przemysłowe

Radiatory, obudowy elektroniczne, uszczelnienia mechaniczne, hydraulika, zawory, oprzyrządowanie itp.

Urządzenia medyczne

Niska waga i biokompatybilność pozwalają na zastosowanie w protetyce i implantach.

Korzyści wynikające z użytkowania

Główne czynniki promujące stosowanie proszku AlSi12 obejmują:

• Lekkość w porównaniu z częściami żeliwnymi/stalowymi
• Wytrzymały mechanicznie, odporny na zużycie i wysoką temperaturę
• Umożliwia tworzenie złożonych części z metalurgii proszków o kształcie siatki
• Efektywność kosztowa
• Możliwość dostosowania składu stopu

Sektor motoryzacyjny jest największym odbiorcą stopów AlSi12 do lekkich pojazdów.

Metody wytwarzania proszku AlSi12

Proszek stopu AlSi12 może być konsolidowany w komponenty końcowe przy użyciu następujących technik metalurgii proszków:

1. Formowanie wtryskowe metali (MIM)

• Mieszanie drobnego proszku ze spoiwem z materiałem wsadowym
• Formowanie przy użyciu wtryskarki
• Rozdrabnianie i spiekanie

Umożliwia tworzenie złożonych mikroczęści o dużej objętości z możliwością kształtowania siatki.

Typowa osiągana gęstość: ≥99% Dokładność wymiarowa: ±0,5%

Zastosowania: Małe, skomplikowane części samochodowe i elektroniczne, takie jak koła zębate i zamki.

2. Produkcja addytywna

• Bezpośrednie drukowanie na metalu przy użyciu lasera/wiązki e-bam opartej na fuzji złoża proszkowego
• Forma nie jest wymagana
• Selektywne topienie i konsolidacja warstwa po warstwie

Umożliwia szybkie prototypowanie niestandardowych części o złożonej geometrii.

Gęstość: 90-95% Rozdzielczość: 50 μm w pionie

Zastosowania: Wsporniki lotnicze, prototypy samochodowe, implanty biomedyczne

3. Kucie proszkowe

• Zagęszczanie sproszkowanego metalu w preformy
• Kucie na gorąco preform w komponenty o wysokiej gęstości

Odpowiedni do korbowodów i łożysk samochodowych.

Osiągnięta gęstość: ≥96% Szybkość produkcji: Wysoka

4. Zagęszczanie na zimno/ciepło

Zastosowania takie jak łożyska samosmarujące o kontrolowanej porowatości.

5. Aluminiowe otwory cylindrów

Tuleje AlSi12 są wytwarzane w procesie odlewania odśrodkowego w blokach silników ze stali stopowej w celu uzyskania lekkich i paliwooszczędnych silników.

Normy i specyfikacje

Przemysłowy proszek stopowy AlSi12 produkowany przez renomowanych światowych dostawców jest zgodny z następującymi specyfikacjami:

Personalizacja

• Skład chemiczny dostosowany do wymagań aplikacji
• Rozkład wielkości cząstek dostosowany do potrzeb procesu produkcyjnego

Dostępne są również proszki medyczne o wysokiej czystości, specjalnie przetestowane pod kątem biokompatybilności.