aluminiumlegering 7050 pulver är en höghållfast flyg- och rymdlegering som även finns i pulverform för additiv tillverkning och andra pulvermetallurgiska tillämpningar. Med zink och magnesium som primära legeringsämnen uppvisar denna legering i 7xxx-serien överlägsna mekaniska egenskaper som är idealiska för kritiska strukturella komponenter.
Översikt av pulver av aluminiumlegering 7050
| Fastighet | Beskrivning |
|---|---|
| Legering | AA7050 |
| UNS-nummer | A97050 |
| EN Beteckning | SV AW-7050 |
| Primära legeringselement | Zink (Zn), magnesium (Mg), koppar (Cu) |
| Styrka | Högt förhållande mellan styrka och vikt |
| Draghållfasthet | Upp till 570 MPa (T651-anlöpning) |
| Utbyteshållfasthet | Upp till 500 MPa (T651-härdning) |
| Brottseghet | Cirka 33 MPa√m (T7351-temperering) |
| Utmattningshållfasthet | Cirka 310 MPa vid 107 cykler (T7351-temperering) |
| Motståndskraft mot korrosion | Bra |
| Termisk konduktivitet | Hög |
| Bearbetbarhet | Bra |
| Tillämpningar | |
| Flyg- och rymdindustrin | Strukturella komponenter till flygplanskroppen, landningsställ, raketer https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Fordon | Hjul, styrarmar, delar till drivlinan https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Industriell | Robotteknik, jiggar och fixturer för verktyg, instrumentering https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Marin | Propellrar, drivaxlar, pumpar, ventiler https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Metoder för produktion av pulver | Gasatomisering, plasmaatomisering, kryofräsning https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
Olika typer av aluminiumpulver 7050
Baserat på produktionsmetod och egenskaper inkluderar vanliga Al7050-pulversorter:
| Typ | Beskrivning | Partikelstorlek | Morfologi | Skenbar densitet |
|---|---|---|---|---|
| Atomiserad gas | Atomisering med inert gas ger sfäriskt pulver | 15-45 μm | Avrundad | ∼1,6 g/cc |
| Vatten som finfördelas | Vatten som bryter upp smältan bildar oregelbundna partiklar | 15-100 μm | Skrovlig, porös | ∼1,2 g/cc |
| Atomiserad plasma | Slätt, sfäriskt nano-till-mikronpulver från plasma | 5-45 μm | Mycket sfärisk | ∼2 g/cc |
| Mekaniskt legerad | Högenergibollfräsning blandar och förädlar pulver | 15-100 μm | Skavda, sammansatta partiklar | ∼1,8 g/cc |
Baserat på den slutliga appliceringsmetoden väljs lämplig kvalitet. Mindre storlekar under 100 mikrometer ger bättre täthet i pulverbädden och bättre tryckupplösning.
Sammansättning av pulver av aluminiumlegering 7050
Som en strukturell legering för flyg- och rymdindustrin är 7050-kompositionen:
| Element | Vikt % | Roll |
|---|---|---|
| Zink | 5.7 – 6.7% | Viktigt legeringselement, förbättrar hållfastheten genom utskiljning |
| Magnesium | 1.9 – 2.6% | Förstärkande element, bildar MgZn2-utfällningar |
| Koppar | 2.0 – 2.6% | Hjälper till att finjustera mekaniska egenskaper |
| Järn | ≤0,15% | Låg föroreningsnivå |
| Kisel | ≤0,12% | Föroreningselement |
| Krom | ≤0,04% | Förekommer endast som spårförorening |
| Mangan | ≤0,05% | Hålls låg som orenhet |
| Aluminium | Balans | Baselement |
Avsiktliga tillsatser av silver, litium eller andra element används ibland för att modifiera pulveregenskaperna.
aluminiumlegering 7050 pulver Fastigheter
Viktiga egenskaper hos Al7050 legeringspulver som lämpar sig för additiv tillverkning:
Fysikaliska egenskaper
| Fastighet | Värde |
|---|---|
| Täthet | 2,83 g/cm3 |
| Smältpunkt | ∼635°C |
| Termisk konduktivitet | 130 W/m-K |
| Specifik värmekapacitet | 0,88 J/g-K |
| Elektrisk resistivitet | ~4,5 μΩ-cm |
| CTE | 23 μm/m-K |
| Färg | Mörkgrå till svart |
Låg densitet i kombination med styrka gör Al7050 lämplig för flyg- och rymdindustrin, vilket möjliggör viktbesparingar.
Mekaniska egenskaper
| Fastighet | Som tryckt | Värmebehandlad |
|---|---|---|
| Draghållfasthet | ≥450 MPa | ≥570 MPa |
| Utbyteshållfasthet | ≥400 MPa | ≥500 MPa |
| Töjning | ∼8% | ∼10% |
| Hårdhet | ∼150 VPN | ∼195 VPN |
| Utmattningshållfasthet | 100 MPa | 230 MPa |
Kontrollerad lågspänningsvärmebehandling utvecklar optimal utskiljningsmikrostruktur som förbättrar den mekaniska prestandan.
Prestandaattribut
| Parameter | Värde | Enhet |
|---|---|---|
| Styrka-till-vikt-förhållande | Hög | MPa/(g/cm3) |
| Förhållande mellan styvhet och vikt | Hög | GPa/(g/cm3) |
| Motståndskraft mot korrosion | Bra | – |
| Svetsbarhet | Rättvist | – |
| Konduktivitet | Utmärkt | %IACS |
| Prestanda vid höga temperaturer | Bra | – |
Dessa egenskaper gör Al7050 lämplig för kommersiella och försvarsmässiga flyg- och rymdtillämpningar.
Produktion av pulver av aluminiumlegering 7050
| Process | Beskrivning |
|---|---|
| Atomisering | Smält 7050-legering matas in i finfördelaren. Inert gas (vanligen kväve) eller plasmastråle används för att bryta upp den flytande metallen i fina droppar. Dropparna stelnar snabbt till sfäriska pulverpartiklar på grund av det höga förhållandet mellan yta och volym. Det finns olika tekniker, bland annat: Gasatomisering (GA) - Vanligaste metoden för tillverkning av 7050-pulver. Plasmaatomisering (PA) - ger finare kontroll över partikelstorleken. |
| Fräsning | Valfritt steg för att ytterligare förfina partikelstorlek och morfologi, används vanligtvis för pulver som produceras genom GA. Vid mekanisk fräsning används slipmedel för att uppnå önskade partikelegenskaper. Cryomilling - En specialiserad fräsningsprocess som utförs vid låga temperaturer för att minimera oxidation och förbättra pulverflödet. |
| Siktning/klassificering | Pulvret separeras i fraktioner med specifika storlekar med hjälp av siktar eller klassificerare. Säkerställer en jämn partikelstorleksfördelning för optimalt flöde och packning i processer för additiv tillverkning (AM). |
| Blandning (tillval) | Blandning av pulver från olika batcher för att uppnå enhetlig kemi och egenskaper. |
| Kvalitetskontroll | Pulvret testas noggrant för att säkerställa att det uppfyller strikta specifikationer för: Kemisk sammansättning Fördelning av partikelstorlek Morfologi (form) Flytbarhet Fukthalt Syrehalt |
| Viktiga egenskaper för pulver | Beskrivning | Betydelse för AM |
|---|---|---|
| Fördelning av partikelstorlek | Fördelning av pulverpartikelstorlekar. | Påverkar packningsdensitet, flytbarhet och slutliga egenskaper hos detaljen. Typiskt önskat intervall för 7050 AM är 15-63 mikrometer. |
| Morfologi | Pulverpartiklarnas form. | Sfäriska partiklar ger bättre flytbarhet och packning jämfört med oregelbundna former. |
| Legeringens sammansättning | Specifika procentandelar av grundämnen i pulvret. | Fastställer mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och andra egenskaper hos den färdiga detaljen. 7050-pulver innehåller vanligtvis zink (6%), magnesium (2%), koppar (2,3%) som viktiga legeringselement. |
| Skenbar densitet | Pulvrets bulkdensitet. | Påverkar den slutliga densiteten hos den tryckta delen. |
| Flytbarhet | Lätt att få pulvret att rinna. | Mäts med Hall-flödeshastighet. Avgörande för enhetlig skiktbildning i AM-processer. |
| Fukthalt | Mängden fukt som absorberas av pulvret. | Minimerar oxidation av pulvret under lagring och AM-bearbetning. Vanligtvis under 0,1% för 7050-pulver. |
Tillämpningar av pulver av aluminiumlegering 7050
| Tillämpningar | Egenskaper som önskas |
|---|---|
| Flyg- och rymdindustrin (inklusive flygplansstrukturer, landningsställ och komponenter till rymdfarkoster) | Hög hållfasthet, brottseghet, utmattningshållfasthet |
| Fordon (inklusive hjul, motorkomponenter och karosspaneler) | Hög hållfasthet, låg vikt |
| Sportartiklar (inklusive basebollträn, cykelramar och golfklubbor) | Hög hållfasthet, god utmattningshållfasthet |
| Militära tillämpningar (inklusive pansar, vapen och fordon) | Hög hållfasthet, svetsbarhet |
| Gjutning och verktyg (på grund av dess goda dimensionsstabilitet och slitstyrka) | Dimensionsstabilitet, slitstyrka |
| Elektronik (på grund av dess goda elektriska ledningsförmåga) | Elektrisk ledningsförmåga |
| Kryogena tillämpningar (tack vare dess goda hållfasthet vid låga temperaturer) | Hållfasthet vid låga temperaturer |
| Marina tillämpningar (tack vare dess goda korrosionsbeständighet) | Korrosionsbeständighet |
| Medicinska tillämpningar (tack vare dess biokompatibilitet) | Biokompatibilitet |
| Konstruktion (tack vare det höga förhållandet mellan styrka och vikt) | Högt förhållande mellan styrka och vikt |
aluminiumlegering 7050 pulver Specifikationer
Specifikationer för aluminiumlegering 7050 pulver
| Fastighet | Beskrivning | Typiskt värde | Enheter |
|---|---|---|---|
| Kemisk sammansättning | Aluminiumlegering 7050 pulver är en höghållfast aluminiumlegering som innehåller flera nyckelelement i specifika proportioner. | Aluminium (Al): Balans Zink (Zn): 5.7 – 6.7% Magnesium (Mg): 2.0 – 2.6% Koppar (Cu): 2.0 – 2.5% Andra grundämnen (Si, Fe, Mn, Cr, Ti, Zr): ≤ 0,15% totalt | wt% |
| Partikelmorfologi | Pulverpartiklarnas form och ytegenskaper påverkar deras flytbarhet, packningstäthet och tryckbarhet. | Sfärisk eller nära sfärisk | |
| Fördelning av partikelstorlek | Pulverpartiklarnas storlek spelar en avgörande roll för att bestämma ytfinishen, de mekaniska egenskaperna och den övergripande kvaliteten på den slutliga tryckta delen. | Erbjuds vanligtvis i en rad olika storlekar, t.ex. 15-45 μm, 45-100 μm eller 100-150 μm. Smalare storleksfördelning kan önskas för specifika applikationer. | μm |
| Skenbar densitet | Detta avser pulvrets bulkdensitet, med hänsyn tagen till utrymmena mellan partiklarna. | Cirka 2,6 - 2,8 g/cm³ | g/cm³ |
| Tappdensitet | Tappningsdensiteten representerar pulverets densitet efter en standardiserad tappningsprocess för att minimera hålrum. | Något högre än skenbar densitet, vanligtvis cirka 3,0 - 3,2 g/cm³ | g/cm³ |
| Flytbarhet | God flytbarhet är avgörande för jämn pulverdeponering i additiva tillverkningsprocesser. | Sfärisk morfologi och lämplig partikelstorleksfördelning bidrar till god flytbarhet. | |
| Mekaniska egenskaper (motsvarande smidda) | Även om de exakta egenskaperna kan variera beroende på tillverkningsprocessen och efterbehandlingstekniker, erbjuder 7050 aluminiumpulver i allmänhet utmärkta mekaniska egenskaper som är jämförbara med smidd (bulk) 7050 aluminium. | Utbytesstyrka: 415 - 475 MPa Draghållfasthet: 500 - 570 MPa Töjning: 12 – 18% | MPa, % |
Betyg
Enligt MPIF 35-standarder baserat på partikelstorlek:
| Betyg | Partikelstorlek |
|---|---|
| Ultrafin | 1 - 20 μm |
| Mycket fin | 15 - 45 μm |
| Fina | 25 - 75 μm |
| Relativt grov | 53 - 105 μm |
Ultrafin och mycket fin Al7050 lämplig för laserbaserad fusion.
Standarder
- ASTM B233 - Standard för aluminiumpulver och -flingor för termisk sprutning
- MPIF 35 - Standard för pulver av aluminium och aluminiumlegeringar
- ISO 22053 - Bestämning av partikelstorlek hos metallpulver som används för additiv tillverkning
Prissättning av pulver av aluminiumlegering 7050
Representativ prissättning, 2023:
| Betyg | Pris |
|---|---|
| Ultrafin | $45 - $55 per kg |
| Mycket fin | $35 - $50 per kg |
| Fina | $18 - $35 per kg |
| Grov | $12 - $25 per kg |
Pulverstorlekar med högre sfäriskhet, mindre och smalare fördelning ger högre priser.
För- och nackdelar med aluminiumlegering 7050 pulver
| Proffs | Nackdelar |
|---|---|
| Hög hållfasthet: Aluminiumlegering 7050 pulver har utmärkta hållfasthetsegenskaper som överstiger de hos andra vanligt förekommande aluminiumlegeringar för additiv tillverkning som 6061 eller 7075. Detta gör den lämplig för applikationer som kräver hög bärförmåga, t.ex. flyg- och rymdkomponenter eller strukturella delar. | Begränsad formbarhet: Jämfört med vissa andra aluminiumlegeringar uppvisar 7050-pulver lägre duktilitet, vilket innebär att det har en minskad förmåga att deformeras plastiskt före brott. Detta kan vara en nackdel för applikationer som kräver en viss grad av flexibilitet eller böjbarhet. |
| God korrosionsbeständighet: 7050 aluminiumpulver erbjuder god korrosionsbeständighet, särskilt för applikationer i saltvattenmiljöer. Förekomsten av zink och magnesium i legeringen bidrar till denna förbättrade korrosionsprestanda. | Krav på efterbearbetning: För att uppnå de optimala mekaniska egenskaperna hos 7050-aluminium krävs ofta efterbearbetningssteg som varm isostatisk pressning (HIP) för detaljer som trycks med 7050-pulver. Detta gör tillverkningsprocessen mer komplicerad och dyrare. |
| Lättviktare: Som med alla aluminiumlegeringar ger 7050-pulver en betydande viktfördel jämfört med tyngre material som stål eller titan. Detta gör det idealiskt för viktkritiska applikationer inom flyg- och bilindustrin och andra industrier. | Högre kostnad: Pulver av aluminiumlegering 7050 kan vara dyrare än vissa andra aluminiumpulver på grund av de ytterligare element som ingår i legeringen och det potentiella behovet av specialiserade tillverkningsprocesser. |
| Utmärkt svetsbarhet: 7050 aluminiumpulver har god svetsbarhet, vilket möjliggör sammanfogning av 3D-utskrivna delar eller skapande av hybridstrukturer som kombinerar additivt tillverkade komponenter med traditionellt tillverkade element. | Anisotropi: I likhet med andra metallegeringspulver kan delar som trycks med 7050-pulver uppvisa anisotropiska egenskaper. Detta innebär att deras mekaniska styrka kan variera beroende på tryckriktningen. Noggranna designöverväganden är nödvändiga för att mildra denna effekt. |
| Skräddarsydda egenskaper: De specifika egenskaperna hos 7050 aluminiumpulver kan påverkas genom justeringar i tillverkningsprocessen, t.ex. pulverfördelningsparametrar och värmebehandlingstekniker. Detta möjliggör en viss grad av kundanpassning för att uppnå önskade egenskaper för en viss applikation. | Försiktighetsåtgärder: Aluminiumlegering 7050 pulver, liksom de flesta metallpulver, kan utgöra säkerhetsrisker under hantering. Korrekt ventilation, personlig skyddsutrustning och efterlevnad av säkerhetsprotokoll är avgörande för att minimera riskerna. |
aluminiumlegering 7050 pulver Leverantörer
Framstående tillverkare av Al7050-pulver inkluderar:
| Företag | Plats |
|---|---|
| Alpoco | STORBRITANNIEN |
| AMC Pulver | Tyskland |
| Tillverkning av metallpulver | STORBRITANNIEN |
| Sandvik Osprey | STORBRITANNIEN |
| PyroGenesis | Kanada |
| TLS Teknik | Tyskland |
Dessa och andra leverantörer av LPF-maskiner tillhandahåller applikationsspecifika Al7050-pulverpartier till industriella köpare.
Vanliga frågor
| Fråga | Svar |
|---|---|
| Vad är aluminiumlegering 7050 pulver? | Sfäroidiskt gas- eller vattenatomiserat pulver av rymdlegering i 7xxx-serien med primära legeringstillsatser av zink och magnesium |
| Vad används 7050 legeringspulver till? | Additiv tillverkning av lätta strukturella komponenter för flyg-, fordons- och marina applikationer |
| Vilken är den typiska sammansättningen av Al7050-pulver? | ∼6% zink, ∼2,5% magnesium, ∼2,4% koppar balanserat av aluminium plus spårämnen som Fe, Si, Mn. |
| Vilka är de olika sorterna av Al7050-pulver? | Gasatomiserat, vattenatomiserat, plasmaatomiserat och mekaniskt legerat pulver |
| Vilka är egenskaperna hos legeringspulver Al7050? | Densitet - 2,83 g/cm3; draghållfasthet - över 500 MPa; hårdhet - 150 till 200 VPN; utmärkt förhållande mellan styrka och vikt; måttlig korrosionsbeständighet |
| Vilken är den typiska partikelstorleken för Al7050-pulver för additiv tillverkning? | 15 till 45 mikron klassificeras som mycket fin kornstorlek |
| Kräver Al7050-pulver deoxidering eller sfäroidisering före användning? | Önskvärt med lägre syrehalt än 50-100 ppm; sfäricitet över 0,9 föredras |
| Är Al7050 farligt under hantering och förvaring? | Inga större faror, men inandning av fint pulver kan orsaka irritation i luftvägarna |
Sammanfattning
Med en kraftfull blandning av hög hållfasthet, respektabel brottseghet och måttlig korrosionsbeständighet uppvisar aluminium 7050-legeringen attraktiva egenskaper bland icke-järnhaltiga pulveralternativ för additiv tillverkning. Noggrann uppmärksamhet på pulverkvalitet och återvinningsbarhet lovar exceptionell strukturell prestanda i drift när komponenterna bearbetas via den senaste generationens stora pulverbäddsystem.
I takt med att aluminiumlegeringar blir alltmer accepterade inom flyg-, raket- och premiumbilssektorerna kommer Al7050-pulvret att bli en spjutspets för tillverkning av komplexa lättviktsformer och gitter som hittills inte varit möjliga, vilket ger nya nivåer av funktionalitet.
