AlSi50 poudre

AlSi50 est une poudre d'alliage aluminium-silicium contenant 50 % de silicium et le reste d'aluminium. C'est une combinaison de propriétés exceptionnelles comme une faible densité, une fluidité élevée, une faible dilatation thermique, une résistance spécifique élevée et une résistance à la corrosion.

Composition de poudre d'AlSi50

La composition typique d'une poudre d'alliage AlSi50 est la suivante :

élément	Composition
Aluminium (Al)	Équilibre
Silicium (Si)	48-52%

• L'aluminium forme la matrice fournissant ductilité, ténacité et résistance à la corrosion.
• Le silicium augmente la dureté, la fluidité et réduit le coefficient de dilatation thermique.

La teneur élevée en silicium, à 50 %, donne une composition eutectique avec le point de fusion le plus bas possible et une excellente aptitude à la coulée. Un contrôle strict du rapport Al/Si est essentiel.

Propriétés de la poudre AlSi50

La poudre AlSi50 possède un mélange unique de propriétés la rendant adaptée aux applications hautes performances :

Propriété immobilière	Valeur
Densité	2,55 g/cm3
Point de fusion	577¡«C
Résistance à la traction ultime	200-300 MPa
Allongement	<1%
Dureté	100-120 HB
Conductivité thermique	50-90 W/m-K
CTE	12-15 x 10^-6 / « C
Module de Young	80 à 90 GPa
Résistance à la corrosion	Excellent

• Densité faible?- Jusqu'à 40% plus bas que les alliages de titane et les aciers
• Haute fluidité à l'état fondu?- Permet une excellente coulabilité et un remplissage optimal du moule.
• Rapport poids-puissance élevé?- résistance spécifique comparable aux alliages de titane.
• Faible coefficient de dilatation thermique?- Les dimensions restent stables sur une large plage de température.
• Excellente résistance à la corrosion?- La couche d'oxyde protectrice empêche la corrosion dans la plupart des environnements.
• Bonne conductivité thermique?- Deux fois plus que les alliages de titane permettant une dissipation thermique efficace.

Ce profil de propriété unique rend l'AlSi50 adapté aux applications où la faible masse, la précision, la stabilité et la résistance sont essentielles.

Applications de la poudre AlSi50

Les propriétés clés de la poudre d'AlSi50 la rendent idéale pour :

APPLICATIONS	Avantages
Composants automobiles	Faible densité et excellente coulabilité.
Pièces aérospatiales	Haute résistance spécifique, dimensions stables.
Les substrats électroniques	Gestion thermiques, CTE compatible avec les céramiques.
Ébauches de miroirs	Basse densité, usinabilité, stabilité.
Les implants médicaux	Biocompatible, non toxique, résistant à la corrosion.

• Automobile?- Utilisé dans les pistons, les blocs moteur, les pièces du groupe motopropulseur pour réduire le poids et améliorer l'efficacité énergétique.
• Aérospatial?- Idéale pour les composants aéronautiques de précision tels que des actionneurs et des roues de turbocompresseurs qui nécessitent le meilleur rapport résistance/poids.
• Électronique?- Substrats pour PCB, des boîtiers de circuits intégrés pour gérer les charges thermiques tout en correspondant au comportement d'expansion des céramiques.
• Optique?- Les flans de miroir et les télescopes profitent d'une stabilité dimensionnelle et d'une usinabilité élevées.
• Médical- Excellente biocompatibilité et résistance à la corrosion pour les implants comme les dispositifs orthopédiques.

AlSi50 offre des performances maximales là où la faible densité, la précision et la résistance sont essentielles.

Spécifications sur les matériaux en poudre AlSi50

La poudre AlSi50 est disponible en différentes fractions granulométriques, formes et niveaux de pureté :

Paramètre	Options
Granulométrie	10 - 150 microns
Forme des particules	Irrégulier, sphérique
Densité apparente	Jusqu'à 2,7 g/cm3
Débit	Jusqu'à 25 s/50g
Pureté	Jusqu'à 99,7 %
Variantes d'alliages	AlSi40, AlSi30

• Les petites particules favorisent une densité de frittage plus élevée tandis que les grosses particules améliorent la capacité d'écoulement.
• La morphologie sphérique améliore l’écoulement de la poudre par rapport aux particules irrégulières.
• Une densité apparente plus élevée augmente la charge effective dans la fabrication des composites.
• Des débits d'écoulement plus rapides améliorent la facilité de manipulation et de transformation des poudres.
• Les grades de pureté élevée réduisent au minimum les problèmes de contamination.
• Des alliages d'aluminium-silicium sont également disponibles avec 30 à 40 % de silicium.

Les attributs de la poudre peuvent être personnalisés en fonction des exigences spécifiques de l'application et des méthodes de traitement.

Méthodes de consolidation pour la poudre AlSi50

La poudre AlSi50 peut être transformée en composants de pleine densité en utilisant des techniques telles que :

Méthode	Détails
fabrication additive	Excellente liberté géométrique pour les formes complexes.
Moulage par injection de métal	Aptitude nette de forme de haute précision.
Pressage et frittage	Économique pour les formes plus simples à volume plus élevé.
Casting	Offre une excellente fluidité et un comportement à la mise en moule.
L'extrusion	Pour profilés, barres et tubes.

• Les techniques de fabrication additive par fusion sur lit de poudre telles que la fusion laser sélective sont idéales pour les pièces complexes en petit volume.
• Le moulage par injection de métal offre les tolérances et la finition de surface les plus proches.
• Le pressage suivi d'un frittage en phase liquide est couramment utilisé, mais un traitement secondaire est nécessaire.
• La coulée d'investissement offre une meilleure productivité pour des géométries plus simples.
• L’extrusion est adaptée à la production continue de barres, tiges et tubes.

La méthode de consolidation influence fortement les propriétés finales, la microstructure et les coûts économiques.

Traitement thermique des pièces en AlSi50

Les traitements thermiques suivants peuvent être utilisés pour modifier les propriétés de l'AlSi50 :

Traitement thermique	Détails	Objectif
Traitement thermique de mise en solution	500 à 550 ¡«C, température de trempe	Dissolution des phases solubles
Vieillissement artificiel	150-180¡«C, 5-10 heures	Durcissement structural
Réducteur de stress	250¡«C, 2 heures	Supprimer les contraintes résiduelles

• Le traitement par mise en solution dissout les particules de silicium dans la matrice d'aluminium, suivi d'un refroidissement rapide.
• Le vieillissement ultérieur entraîne la reprécipitation du silicium sous forme de fines dispersions qui confèrent de la résistance.
• Le recuit de détente à basse température permet de réduire les contraintes résiduelles des étapes de mise en forme antérieures.

Un traitement thermique approprié permet de personnaliser la résistance, la dureté et la ductilité en fonction des exigences de l'application.

Comparaison de la poudre AlSi50 avec les alternatives

Voici comment l'AlSi50 se compare à d'autres alliages eutectiques d'aluminium-silicium :

Alliage	AlSi50	AlSi40	AlSi30
Fluidité	Le plus élevé	Élevé	Moyen
Coulée	Excellent	Très bien	Bien
Dureté	Élevé	Moyen	Bas
Force	Élevé	Moyen	Bas
Conductivité thermique	Moyen	Élevé	Le plus élevé
CTE	Bas	Moyen	Élevé
Coût	Élevé	Moyen	Bas

• AlSi40 offre la meilleure combinaison globale de fluidité, de solidité et de conductivité thermique.
• AlSi30 offre la conductivité thermique la plus élevée, mais la résistance et la fluidité les plus faibles.
• L'AlSi50 a la fluidité, la dureté et la résistance les plus élevées, mais la conductivité thermique la plus faible.

AlSi50 est le préféré lorsque la coulabilité maximale, la stabilité dimensionnelle et la haute résistance spécifique sont essentielles.

Fabricants de poudre AlSi50

En tant que poudre dʼalliage spécialisée, lʼAlSi50 est produit par un éventail de fournisseurs au niveau mondial :

Fabricant	Pays
Binder Metals	Allemagne
CNPC Poudre	La Chine
Sandvik Osprey	Royaume-Uni
Rio Tinto Poudres métalliques	Canada
Valimet Inc.	États-Unis
ASK Chemicals	États-Unis

Les fabricants réputés disposent d'un contrôle de qualité rigoureux et se conforment aux normes internationales en ce qui concerne la composition, la distribution granulométrique, la densité apparente et les niveaux d'impuretés.

Prix de la poudre AlSi50

En tant que poudre d'alliage spéciale avancée, AlSi50 a un prix supérieur à celui des grades d'aluminium ordinaires :

Catégories de poudre	Granulométrie	Prix ($/kg)
Pour appuyer	Inférieur à 150 Ã×m	$15-25
Pour le frittage	45-150 µm	$18-30
Pour AM	15 à 45 ãm	$30-50
Haute pureté	Jusqu'à 10 Ã×m	$40-75

• Les fractions plus fines pour AM et le frittage sont plus coûteuses que la poudre grossière pour le pressage.
• Les petites tailles de lots inférieures à 100 kg entraînent des prix plus élevés.
• Les qualités haute pureté possédant une teneur moindre en oxygène et en azote sont plus chères de 50 à 100 %.
• Réduire la teneur en silicium à AlSi40 réduit les coûts d'environ 20 %.

Les remises sur volume, les contrats à plus long terme et des spécifications des particules simplifiées aident à réduire les coûts.

Considérations relatives à la santé et à la sécurité concernant la poudre d’AlSi50

Comme toutes poudres métalliques, la poudre d'AlSi50 nécessite une manipulation sécurisée :

Danger	Précautions	ÉPI
Contact cutané/oculaire	Évitez tout contact direct. En cas d'exposition, rincez abondamment.	Gants, lunettes
Inhalation	Éviter de respirer les poussières. Assurer une ventilation.	Appareil respiratoire
Ingestion	Évitez le contact main-bouche. Lavez-vous les mains.	–
Feu	Utilisez du sable. N'utilisez pas d'eau.	Equipement de protection

• Portez des gants, des lunettes de protection et un masque lorsque vous manipulez de la poudre.
• Éviter le contact avec la peau. Laver après exposition.
• Conserver dans un endroit frais et sec, à distance des étincelles et des flammes.
• Assurez-vous d'une bonne ventilation et d'une collecte de poussières appropriées.
• Consultez la FDS et les réglementations locales pour des directives complètes.

Avec les précautions et les EPI appropriés, la poudre d'AlSi50 peut être manipulée en toute sécurité.

Inspection et essai de poudre AlSi50

Afin de garantir le respect des spécifications de qualité, la poudre AlSi50 doit être soumise à :

Paramètre	Méthode	Spécification
Composition chimique	OES, FRX, chimie humide	Conformité à la teneur en Al et Si
Distribution de la taille des particules	Diffraction laser, tamisage	D10, D50, D90 dans la plage
Morphologie de la poudre	Imagerie MEB	Caractéristiques de la forme et du flux
Densité apparente	Test du débitmètre à effet Hall	Densité minimale spécifiée
Débit	Test du débitmètre à effet Hall	Nombre maximal de secondes pour un écoulement de 50 g
Niveaux d'impuretés	Analyse ICP ou LECO	Faible teneur en oxygène et en humidité

Les tests doivent être réalisés périodiquement, conformément aux normes ASTM, afin de garantir la constance de la qualité et des performances de la production dans les applications finales.

FAQ

Q. Quelle est l’utilisation de AlSi50 ?

A. AlSi50 est idéal pour des applications comme les composants automobiles, les pièces aérospatiales et les substrats électroniques où la faible masse, la stabilité dimensionnelle et une fluidité élevée sont critiques.

Q. L''AlSi50 a-t-il besoin d''un traitement thermique ?

A. Un traitement thermique optionnel, comprenant la mise en solution et le vieillissement, peut être fait pour améliorer la résistance en précipitant des particules de silicium dans la microstructure.

Q. Quelles méthodes permettent de consolider la poudre AlSi50 ?

A. La poudre AlSi50 peut être consolidée en toute densité en utilisant le moulage par injection de métal, la coulée, la fabrication additive par SLM/EBM, l'extrusion et le frittage.

Q. L'AlSi50 est-il facilement soudable ?

A. AlSi50 possède une soudabilité relativement faible en raison de sa teneur élevée en silicium. Des matériaux d'apport et des techniques spéciaux sont nécessaires pour souder cet alliage.

Q. La poudre AlSi50 est-elle sûre à manipuler ?

A. Comme pour toute fine poudre métallique, des précautions de sécurité doivent être prises lors de la manipulation de poudre d'AlSi50 afin de minimiser les risques pour la santé et la sécurité.