Prášek AlSiCu (AlSi10)

AlSi10 je slitina hliníkového prášku s 10% silikonu a zbylým hliníkem. Nabízí vynikající kombinaci pevnosti, nízké hustoty, tepelných vlastností, odolnosti proti korozi a svařitelnosti.

Složení prášku AlSi10

Typické složení práškové slitiny AlSi10:

Element	Kompozice
Hliník (Al)	Balance
Křemík (Si)	9-11%

• Hliník tvoří matici zajišťující nízkou hustotu, tvárnost a odolnost proti korozi.
• Křemík zajišťuje pevnost tuhostného roztoku a vylepšuje odlévatelnost.

Přísná kontrola poměru hliníku k silikonu je důležitá pro dosažení optimální pevnosti a fyzikálních vlastností. V určitých třídách mohou být také přítomny další menší legující prvky, jako je hořčík, železo, měď nebo zinek.

Vlastnosti Prášku AlSi10

Prášok AlSi10 má výbornú kombináciu vlastností, vďaka ktorým sa hodí pre rôzne náročné aplikácie:

Nemovitost	Hodnota
Hustota	2,7 g/cm3
Teplota tání	~600p.n.l.
Tepelná vodivost	150-180 W/m-K
Elektrická vodivost	35 – 40 % IACS
Součinitel tepelné roztažnosti	21-23 x 10<sup>-6</sup>?</p>
Modul pružnosti	80 - 85 GPa
Pevnost v tahu	240–300 MPa
Prodloužení	1-5%
Tvrdost	80-90 Brinellovy stupnice
Odolnost proti korozi	Výborný

• Nízká hustota?- Až o 65 % lehčí než měděné slitiny a oceli.
• Vysoká tepelná vodivost?- Umožňuje rychlé rozptýlení tepla v elektronice.
• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti?- Srovnatelná pevnost s titanovými slitinami s nižší hustotou.
• Vynikající svařitelnost a odlévatelnost- Vysoká tekutost při roztavení umožňuje snadné odlévání a svařování.
• Odolný proti korozi a oxidaci?- Ochranná oxidová vrstva brání korozi v mnoha prostředích.

Tento výjimečný profil vlastností činí slitinu AlSi10 vhodnou pro lehké konstrukční aplikace v letectví, kosmonautice, automobilovém průmyslu a jiných odvětvích.

Aplikace AlSi10 prášku

Owing to its lightweight, strength and thermal properties, AlSi10 powder is ideal for:

APLIKACE	Výhody
Aerospace komponenty	Nízká hustota v kombinaci s vysokou pevností.
Automobilové součástky	Úspora hmotnosti bez ohrožení mechanických výkonů.
Elektronické kryty	Řízení teploty pro odvádění tepla kombinované s nízkou hmotností.
Lékařské implantáty	Biokompatibilní, netoxický, odolný vůči korozi.
Řízení tepelného režimu	Vysoká tepelná vodivost pro odvod tepla.

• Používá se především v leteckých a raketových dílech, jako jsou například držáky motorů za účelem snížení hmotnosti.
• Automobilový průmysl používá hliník AlSi10 pro písty, převodovky a díly podvozku ke zlepšení palivové účinnosti snížením hmotnosti.
• Elektronické kryty a chladiče využívají vysokou tepelnou vodivost pro účinné chlazení.
• Vynikající pevnostní hmotnostní poměr s nižší hustotou ve srovnání s titanovými slitinami.
• Poskytuje vynikající biologickou kompatibilitu, odolnost proti korozi u lékařských implantátů jako jsou ortopedické pomůcky.

AlSi10 dosahuje maximálního výkonu v náročných aplikacích, kde jsou klíčové nízká hmotnost a vysoká pevnost.

Specifikace AlSi10 prášku

AlSi10 prášek je dostupný v různých velikostech frakcí, tvarech a stupních čistoty:

Parametr	Možnosti
Velikost částic	5-150 mikronů
Tvar částice	Kuličkový, nepravidelný
Zdánlivá hustota	Až do 2,7 g/cm3
Průtok	Až do 25 s/50 g
Čistota	Až 99,7 %
Varianty slitiny	AlSi12, AlSi5

• Menší částice přispívají k lepšímu spékání, zatímco větší částice poskytují lepší tekutost.
• Kuličkový tvar zlepšuje průtok a hustotu uložení. Nepravidelné částice nabízejí přínosy z hlediska nákladů.
• Větší viditelná hustota zvyšuje efektivní zatížení při výrobě kompozitů.
• Vyšší rychlost toku zlepšuje snadnou manipulaci a zpracování prášku.
• Vysoká čistota omezuje problémy se znečištěním během zpracování a zlepšuje konečné vlastnosti.
• Rozsah hladin silikonu mezi 5–12 % je k dispozici pro vyvážení tekutuosti a pevnosti.

Vlastnosti prášku jsou přizpůsobeny na základě specifických požadavků na aplikaci a způsoby zpracování.

Metody konsolidace pro prášek AlSi10

Prášok AlSi10 môže byť premenený na komponenty s plnou hustotou použitím techník, ako napríklad:

Metoda	Výhody
aditivní výroba	Vynikající geometrická volnost pro tvorbu složitých tvarů.
Metal Injection Molding	Vysoká přesnost tvaru sítě.
Lisování a spékání	Ekonomické pro velký objem jednodušších geometrií.
Extruze	Nepřetržitá výroba tyčí a trubek.
Izostatické lisování	Dosahuje plné hustoty a zlepšuje vlastnosti.

• Metody aditivní výroby s tavením práškového lože, jako je selektivní laserové tavení, jsou oblíbené pro prototypy či nízkoobjemovou výrobu.
• stříkání kovů nabízí nejbližší tolerance a vynikající povrchovou úpravu.
• Lisování s následným spékáním v kapalné fázi se běžně používá, ale je nezbytné sekundární zpracování, např. vytlačování.
• Extrusion využívá vynikající odlévatelnost pro výrobu tyčí, trubek a profilů.
• Studené a horké izostatické lisování snižuje pórovitost a zvyšuje hustotu.

Technika zpevnění ovlivňuje mikrostrukturu, konečné vlastnosti, geometrické možnosti a produktivitu.

Tepelné zpracování součástí AlSi10

Řízené kalení a umělé stárnutí se používají k přizpůsobení pevnosti komponent AlSi10:

Tepelné zpracování	Podrobnosti	Účel
Poskytování řešení	530-550 °C, zhášení	Rozpustit rozpustné fáze
Umělé stárnutí	150-180 °C, 5-10 hodin	Tvrzení vytvrzováním
Žíhání	350 °C, pomalé ochlazení	Obnovuje tažnost

• Tepelné zpracování rozpouští legované prvky, jako je křemík, v hliníkové matrici, po kterémž následuje rychlé ochlazení nebo kalení.
• Následné starnutí vede ke vzniku jemných sraženin, výsledkem čehož je výrazné tvrzení.
• Žíhání napomáhá obnovit tažnost po předchozím rozsáhlém tváření za studena.

Důsledná kontrola doby a teploty rozpouštění a stárnutí umožňuje přizpůsobení mechanických vlastností podle specifických požadavků.

Porovnání AlSi10 prášku s alternativami

Zde je srovnání prášků AlSi10 s jinými slitinovými prášky hliníku:

Slitina	AlSi10	AlSi12	Al6061	Al7075
Síla	Vysoká	Nejvyšší	Střední	Velmi vysoký
Schweißbarkeit	Výborný	Špatné	Dobré	Špatné
Odolnost proti korozi	Výborný	Výborný	Výborný	Dobré
Tepelná vodivost	Vysoká	Střední	Střední	Nízký
Hustota	Nízký	Nízký	Nízký	Nízký
Cena	Nízký	Vysoká	Střední	Vysoká

• Slitina AlSi12 má nejvyšší pevnost, ale špatnou svařitelnost a tepelnou vodivost.
• 6061 je populární slitina obecného použití se střední pevností a dobrou odolností proti korozi.
• 7075 vyniká vysokou pevností, ale má horší svařitelnost a jen střední odolnost proti korozi.
• AlSi10 poskytuje nejlepší všestranné vlastnosti s plněnými výhodami nákladů.

Pro většinu aplikací poskytuje AlSi10 optimální rovnováhu výkonu, svařitelnosti a ceny.

Výrobci práškové slitiny AlSi10

Jako široce používaná slitina se prášek AlSi10 vyrábí hlavními světovými dodavateli:

Výrobce	Země
Korporace Hoeganaes	USA
Sandvik Osprey	Spojené království
CNPC Prášek	Čína
Rio Tinto kovové prášky	Kanada
Toyal Amerika	USA
ECKA granulát	Německo

Vyhlášení výrobci dodržují přísné kontroly kvality a splňují požadavky mezinárodních normalizačních organizací. Přizpůsobují také vlastnosti prášku na základě požadavků aplikace.

Ceny prášku AlSi10

Jako prvotřídní práškový slitinový hliník se AlSi10 prodává za vyšší cenu než čisté hliníkové prášky. Indikativní cena je:

Typ prášku	Velikost částic	Cena (US$/kg)
Pro tisk	Méně než 150 ×m	$12-18
Pro spékání	45-150 µm	$15-22
Pro AM	15–45 μm	$22-35
Vysoká čistota	Až 10 × m	$30-50

• Jemnější frakce na AM a spékání stojí víc než hrubší tvářecí stupně.
• Malé množství pod 100 kg se prodává za vyšší cenu.
• Stupně s vysokou čistotou s nízkým obsahem kyslíku a dusíku jsou o více než 50 % dražší.
• Snížení obsahu křemíku v hliníku AlSi5 sníží náklady asi o 15 %.

Nižším nákladům mohou pomoci množstevní slevy, smlouvy na delší období a jednodušší specifikace částic.

Změny v oblasti zdraví a bezpečnosti pro prášek AlSi10

Podobně jako jakýkoli kovový prášek vyžaduje i prášek AlSi10 bezpečná manipulaci:

Hazard	Preventivní opatření	OOPP
Kontakt na kůži a očích	Zamezte přímému kontaktu. V případě kontaktu omyjte.	Rukavice, brýle
Inhalace	Vyhněte se vdechování prachu. Zajistěte větrání.	Respirátor
Ingestace	Vyhýbejte se přenosu z ruky do úst. Umyjte si ruce.	–
Oheň	Použijte písek. Nepoužívejte vodu.	Ochranné pomůcky

• Při manipulaci s práškem používejte rukavice, brýle a masku.
• Vyhnout se kontaktu s pokožkou. Opláchnout po kontaktu.
• Uchovávejte na chladném a suchém místě, daleko od jisker, plamenů.
• Zajistěte řádné větrání a odvod prachu.
• Viz sds a místní předpisy pro kompletní pokyny.

Při dodržení správných bezpečnostních opatření a používání osobních ochranných prostředků lze prášek AlSi10 bezpečně skladovat, zpracovávat a používat.

Inspekce a testování práškové AlSi10

AlSi10 prášek by měl být testován na následující, aby bylo zajištěno splnění kvalitativních požadavků:

Parametr	Metoda	Specifikace
Chemické složení	OES, XRF, mokrá chemie	Konformita v obsahu Al, Si, Mg
Distribuce velikosti částic	Laserová difrakce, prosévání	D10, D50, D90 v rozsahu
Morfologie prášku	Skenovací elektronová mikroskopie	Kulový tvar a tekutost
Zdánlivá hustota	Kontrol hasicího průtokoměru	Minimální udávaná hustota
Průtok	Testování průtokoměru síně	Maximální průtok sekund
Úrovně nečistot	ICP nebo LECO analýza	Nízký obsah kyslíku, obsah vlhkosti

Pravidelné testování podle norem ASTM zajišťuje konzistenci a vysoce kvalitní prášek vhodný pro kritické aplikace.

Časté dotazy

K čemu se používá slitina AlSi10?

A. AlSi10 se široce používá v leteckém, automobilovém a elektronickém průmyslu pro aplikace, kde je rozhodující nízká hmotnost a vysoká pevnost, jako jsou úchyty motorů, písty, pouzdra, chladiče.

Ot. Vyžaduje AlSi10 tepelné ošetření?

A. Ano, tepelné zpracování roztokem následované stárnutím může výrazně zvýšit pevnost v tahu vysrážením legujících prvků, jako je křemík.

Dotaz: Jakými metodami lze zpevnit prášek AlSi10?

A. Prášek AlSi10 lze pomocí aditivní výroby, vstřikování kovů, vytlačování a kování práškového kompaktu zkonsolidovat na plnou hustotu.

Q. Je AlSi10 svařitelný?

A. Ano, AlSi10 má vynikající svařitelnost díky přísadě křemíkové slitiny, která zlepšuje tekutost v roztaveném stavu. To umožňuje snadné tavné svařování.

Otázka: Je bezpečné manipulovat s práškem AlSi10?

A. Během skladování, manipulace s práškem AlSi10 a jeho zpracování by mělo být stejně jako s jakýmkoliv jemným kovovým práškem učiněno opatření pro minimalizaci rizik na zdraví a bezpečnost.