Poudre d'AlSiCu (AlSi10)

AlSi10 est une poudre d'alliage d'aluminium contenant 10 % de silicium et principalement de l'aluminium. Elle offre une excellente combinaison de résistance, faible densité, propriétés thermiques, résistance à la corrosion et soudabilité.

Composition en poudre AlSi10

La composition typique de la poudre d'alliage AlSi10 est la suivante :

élément	Composition
Aluminium (Al)	Équilibre
Silicium (Si)	9-11%

• L'aluminium forme la matrice qui assure faible densité, ductilité et résistance à la corrosion.
• Le silicium renforce les solutions solides et améliore la coulabilité.

Un contrôle strict du rapport aluminium/silicium est essentiel pour atteindre une résistance et des propriétés physiques optimales. D'autres éléments d'alliage mineurs comme le magnésium, le fer, le cuivre ou le zinc peuvent également être présents dans certaines qualités.

Propriétés de la poudre d'AlSi10

La poudre AlSi10 possède une excellente combinaison de propriétés qui en font un matériau approprié pour de nombreuses applications exigeantes :

Propriété immobilière	Valeur
Densité	2,7g/cm3
Point de fusion	Environ -600¡«C
Conductivité thermique	150-180 W/m-K
Conductivité électrique	35-40 % IACS
Coefficient de dilatation thermique	21-23 x 10^−6 ?/«C
Module d'élasticité	80-85 GPa
Résistance à la traction	240 à 300 MPa
Allongement	1-5%
Dureté	80 à 90 Brinell
Résistance à la corrosion	Excellent

• Densité faible- Jusqu'à 65 % plus léger que les alliages de cuivre et les aciers.
• Conductivité thermique élevée? - Favorise une dissipation rapide de la chaleur dans les composants électroniques.
• Rapport poids-puissance élevé-? Résistance comparable aux alliages de titane avec une densité inférieure.
• Excellente soudabilité et coulabilité?- Haute fluidité à l'état fondu permettant un moulage et un soudage aisés.
• Résistant à la corrosion et à l'oxydation?- La couche d'oxyde protectrice empêche la corrosion dans de nombreux environnements.

Ce profil de propriété exceptionnel rend l'AlSi10 adapté aux applications structurelles légères dans l'aviation, l'espace, l'automobile et d'autres secteurs.

Applications de la poudre d’AlSi10

Du fait de sa légèreté, de sa robustesse et de ses propriétés thermiques, la poudre AlSi10 est idéale pour :

APPLICATIONS	Avantages
Composants aéronautiques	Faible densité combinée à une haute résistance.
Pièces automobiles	Réduction de poids sans compromis sur les performances mécaniques.
Boîtiers pour composants électroniques	Gestion thermique pour la dissipation de la chaleur combinée avec un faible poids.
Les implants médicaux	Biocompatible, non toxique, résistant à la corrosion.
Gestion thermique	Haute conductivité thermique pour dissiper la chaleur.

• Largement utilisé dans les éléments de fusée et d'avion comme les supports moteur pour réduire le poids.
• L'industrie automobile utilise de l'AlSi10 pour les pistons, les boîtiers de transmission, les pièces de suspension afin d'améliorer le rendement énergétique grâce à l'allègement.
• Les boîtiers électroniques et dissipateurs thermiques exploitent une conductivité thermique élevée pour un refroidissement efficace.
• Offre un excellent rapport résistance/poids avec une densité plus faible que celle des alliages de titane.
• Offre une excellente biocompatibilité et une résistance à la corrosion pour les implants médicaux tels que les dispositifs orthopédiques.

AlSi10 offre des performances maximales dans les applications exigeantes où une masse faible et une résistance élevée sont essentielles.

**Spécifications de la poudre d'AlSi10**

La poudre d'AlSi10 existe dans différentes fractions de taille, formes et niveaux de pureté :

Paramètre	Options
Granulométrie	5 à 150 microns
Forme des particules	Sphérique, irrégulière
Densité apparente	Jusqu'à 2,7 g/cm3
Débit	Jusqu'à 25 s/50g
Pureté	Jusqu'à 99,7 %
Variantes d'alliages	AlSi12, AlSi5

• Les particules plus petites favorisent un meilleur frittage tandis que les plus grandes tailles offrent une meilleure fluidité.
• La morphologie sphérique améliore l’écoulement et la densité d’emballage. Les particules irrégulières présentent des avantages en termes de coût.
• Une densité apparente plus élevée augmente la charge effective dans la fabrication des composites.
• Des débits plus élevés améliorent la facilité de manipulation et de traitement de la poudre.
• La haute pureté réduit les problèmes de contamination durant le traitement et améliore les propriétés finales
• Gamme de niveaux de silicium comprise entre 5 et 12 %, disponible pour équilibrer la fluidité et la solidité.

Les attributs de la poudre sont personnalisés en fonction des exigences spécifiques de l’application et des méthodes de traitement.

Méthodes de consolidation pour la poudre d'AlSi10

La poudre AlSi10 peut être transformée en composants à densité totale à l’aide de techniques telles que :

Méthode	Avantages
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 de gros volumes de géométries plus simples.
L'extrusion	Production continue de barres et tubes.
Pressage isostatique	Atteint une densité maximale et améliore les propriétés.

• Les méthodes de fabrication additive par fusion de lit de poudre comme le laser dirigé sont populaires pour les prototypes ou la faible production en volume.
• Le moulage par injection de métal offre les tolérances les plus étroites et une excellente finition de surface.
• Le pressage suivi d'un frittage en phase liquide est couramment utilisé mais un traitement secondaire du type de l'extrusion est nécessaire.
• L’extrusion exploite l’excellente coulabilité pour produire des tiges, des tubes et des profilés.
• Le pressage isostatique à chaud et à froid réduit la porosité et augmente la densité.

La technique de consolidation influence la microstructure, les propriétés finales, les capacités géométriques et la productivité.

Traitement thermique des pièces AlSi10

Le traitement thermique de mise en solution et le vieillissement artificiel sont utilisés pour adapter la résistance des composants en AlSi10 :

Traitement thermique	Détails	Objectif
Solutionnage	530-550¡«C, trempe	Dissolution des phases solubles
Vieillissement artificiel	150-180¡«C, 5-10 heures	Durcissement structural
Recuit	350 ¡«C, refroidissement lent	Restaure la ductilité

• Le traitement thermique en solution dissout les éléments d'alliage comme le silicium dans la matrice d'aluminium suivi d'un refroidissement rapide ou d'une trempe.
• Un traitement vieillissement ultérieur entraîne une précipitation fine entraînant un durcissement considérable.
• Le recuit permet de restaurer la ductilité après un important travail à froid antérieur.

Un contrôle soigneux du temps et de la température de la mise en solution et du vieillissement permet de personnaliser les propriétés mécaniques en fonction des exigences spécifiques.

Comparaison de la poudre AlSi10 avec alternatives

Voici une comparaison entre AlSi10 et d'autres poudres d'alliage d'aluminium :

Alliage	AlSi10	AlSi 12	Al6061	Al7075
Force	Élevé	Le plus élevé	Moyen	Très haut
Soudabilité	Excellent	Laissé à l'abandon	Bien	Laissé à l'abandon
Résistance à la corrosion	Excellent	Excellent	Excellent	Bien
Conductivité thermique	Élevé	Moyen	Moyen	Bas
Densité	Bas	Bas	Bas	Bas
Coût	Bas	Élevé	Moyen	Élevé

• L'AlSi12 présente la plus grande résistance, mais une moins bonne soudabilité et conductivité thermique.
• 6061 est un alliage à usage général très répandu, présentant une résistance moyenne et une bonne résistance à la corrosion
• L'alliage 7075 est reconnu pour sa très haute résistance, mais il est peu soudable et sa résistance à la corrosion est seulement modérée.
• AlSi10 fournit les meilleures propriétés globales avec un avantage de coût supplémentaire.

Pour la plupart des applications, l'AlSi10 offre un équilibre optimal entre performance, soudabilité et coût.

Fabricants de poudre AlSi10

En tant qu'alliage très utilisé, la poudre AlSi10 est produite par de grands fournisseurs mondiaux :

Fabricant	Pays
Hoeganaes Corporation	États-Unis
Sandvik Osprey	Royaume-Uni
CNPC Poudre	La Chine
Rio Tinto Poudres métalliques	Canada
Toyal Amérique	États-Unis
ECKA Granulés	Allemagne

Les fabricants réputés soumettent leurs produits à un contrôle de qualité rigoureux et se conforment aux spécifications des organisations internationales de normalisation. Ils personnalisent également les caractéristiques des poudres en fonction des besoins de l'application.

Prix de la poudre AlSi10

En tant que poudre d'alliage hautes performances, l'AlSi10 affiche une prime par rapport aux poudres d'aluminium normales. Les prix indicatifs sont :

Type de poudre	Granulométrie	Prix ($/kg)
Pour appuyer	Inférieur à 150 Ã×m	$12-18
Pour le frittage	45-150 µm	$15-22
Pour AM	15 à 45 ãm	$22-35
Haute pureté	Jusqu'à 10 Ã×m	$30-50

• Les fractions fines pour AM et frittage coûtent plus cher que les nuances pour pressage plus grossières.
• Les commandes de quantités plus petites de moins de 100 kg coûtent plus cher.
• Les nuances à haute pureté avec une teneur en oxygène et en azote plus faible sont 50 % plus chères.
• La réduction de la teneur en silicium sur AlSi5 réduit le coût d’environ 15 %.

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

Considérations en matière de santé et de sécurité pour la poudre AlSi10

Comme toute poudre métallique, la poudre AlSi10 nécessite une manipulation sûre :

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 appropriées et l'EPI, la poudre d'AlSi10 peut être manipulée en toute sécurité au cours du stockage, du traitement et de l'utilisation.

Inspection et essais sur la poudre AlSi10

Afin de garantir que les exigences de qualité sont respectées, la poudre d'AlSi10 doit être testée pour :

Paramètre	Méthode	Spécification
Composition chimique	OES, FRX, chimie humide	Conformité de la teneur en Al, Si, Mg
Distribution de la taille des particules	Diffraction laser, tamisage	D10, D50, D90 dans la plage
Morphologie de la poudre	Imagerie MEB	Forme sphérique et écoulement
Densité apparente	Test du débitmètre à effet Hall	Densité minimale spécifiée
Débit	Test du débitmètre à effet Hall	Temps d'écoulement maximum
Niveaux d'impuretés	Analyse ICP ou LECO	Faible teneur en oxygène et en humidité

Des tests de routine conformes aux normes ASTM garantissent la cohérence et une poudre de haute qualité adaptée aux applications critiques.

FAQ

Q. Pour quoi l'alliage AlSi10 est-il utilisé ?

A. L'AlSi10 est largement utilisé dans les applications aérospatiales, automobiles et électroniques où le faible poids et la haute résistance sont cruciaux, comme les supports de moteur, les pistons, les boîtiers, les dissipateurs thermiques.

Q. L'AlSi10 nécessite-t-il un traitement thermique ?

A. Oui, un traitement thermique en solution suivi d’un vieillissement peut améliorer significativement la résistance à la traction par précipitation d’éléments d’alliage comme le silicium.

Q. Quelles sont les méthodes permettant de consolider de la poudre d'AlSi10 ?

A. La poudre d'AlSi10 peut être consolidée à pleine densité grâce à la fabrication additive, au moulage par injection de métal, à l'extrusion et au forgeage par compactage de la poudre.

Q. Est-ce que l’AlSi10 est soudable ?

A. Oui, l'AlSi10 possède une excellente soudabilité en raison de l'ajout d'alliage de silicium qui améliore la fluidité à l'état fondu. Cela permet un soudage par fusion aisé.

Q. La poudre d'AlSi10 est-elle sûre à traiter?

A. Comme pour toute poudre métallique fine, des précautions de sécurité standard doivent être prises pendant le stockage, la manipulation et le traitement de la poudre AlSi10 pour minimiser les risques pour la santé et la sécurité.