Polvere di AlSiCu (AlSi10)

AlSi10 è una lega di polvere di alluminio contenente il 10% di silicio e il restante alluminio. Offre un'eccellente combinazione di resistenza, bassa densità, proprietà termiche, anticorrosione e saldabilità.

Composizione in polvere AlSi10

La tipica composizione della polvere in lega AlSi10 è:

Elemento	Composizione
Alluminio (Al)	Equilibrio
Silicio (Si)	9-11%

• L'alluminio costituisce la matrice fornendo bassa densità, duttilità e resistenza alla corrosione.
• Il silicio fornisce una solida soluzione di rinforzo e migliora la gettabilità.

Il rigido controllo del rapporto tra alluminio e silicio è fondamentale per ottenere livelli ottimali di resistenza e proprietà fisiche. Anche altri elementi di lega minori, quali magnesio, ferro, rame o zinco, potrebbero essere presenti in determinati gradi.

Proprietà della polvere di AlSi10

La polvere AlSi10 possiede un'eccellente combinazione di proprietà che la rendono adatta per diverse applicazioni impegnative:

Proprietà	Valore
Densità	2,7 g/cm3
Punto di fusione	~600 °C
Conduttività termica	150-180 W/m-K
Conduttività Elettrica	35-40% IACS
Coefficiente di espansione termica	21-23 x 10^-6?/"C
Modulo di elasticità	80-85 GPa
Resistenza alla trazione	240-300 MPa
Allungamento	1-5%
Durezza	80-90 Brinell
Resistenza alla corrosione	Eccellente

• Bassa densità?- Fino al 65% più leggero delle leghe di rame e degli acciai.
• Elevata conducibilità termica- Permette la rapida dissipazione di calore nell'elettronica.
• Elevato rapporto resistenza-peso?- Resistenza paragonabile a quella delle leghe di titanio con densità inferiore.
• Eccellenti caratteristiche di saldabilità e gettabilità?- Alta fluidità da fuso che consente getti e saldature facili.
• Resistenti alla corrosione e all'ossidazione? - Lo strato protettivo di ossido impedisce la corrosione in molti ambienti.

Questo eccezionale profilo di proprietà rende l'AlSi10 adatto per applicazioni strutturali leggere nei settori aerospaziale, automobilistico e in altri settori.

Applicazioni della polvere AlSi10

Grazie alla sua leggerezza, resistenza e proprietà termiche, la polvere AlSi10 è perfetta per:

APPLICAZIONI	Benefici
Componenti per l'industria aerospaziale	Bassa densità combinata ad alta resistenza.
Componenti automobilistici	Riduzione del peso senza compromettere le prestazioni meccaniche.
Alloggiamenti elettronici	Gestione termica a dissipazione di calore abbinata al peso ridotto.
Impianti medici	Biocompatibile, atossico, resistente alla corrosione.
Gestione termica	Elevata conduttività termica per dissipare il calore.

• Ampiamente utilizzato nei componenti di aerei e razzi come supporti dei motori per ridurre il peso.
• L'industria automobilistica utilizza AlSi10 per pistoni, carter del cambio, parti delle sospensioni per migliorare l'efficienza del carburante tramite alleggerimento.
• Involucri elettronici e dissipatori di calore sfruttano l'elevata conduttività termica per un raffreddamento efficiente.
• Premia un eccellente rapporto resistenza/peso con una densità inferiore rispetto alle leghe di titanio.
• Fornisce eccellente biocompatibilità, resistenza alla corrosione per impianti medici come dispositivi ortopedici.

AlSi10 fornisce le massime prestazioni nelle applicazioni impegnative dove massa ridotta e forza elevata sono fondamentali.

Specifiche della polvere di AlSi10

La polvere di AlSi10 è disponibile in varie frazioni di granulometria, forme e livelli di purezza:

Parametro	Opzioni
Dimensione particellare	5-150 micron
Forma delle particelle	Sferica, irregolare
Densità apparente	Fino a 2,7 g/cm3
Portata	Fino a 25 s/50g
Purezza	Fino al 99,7%
Varianti di lega	AlSi12, AlSi5

• Una granulometria minore favorisce una migliore sinterizzazione, mentre una granulometria più grossa fornisce una maggiore scorrevolezza.
• La morfologia sferica migliora il flusso e la densità di impacchettamento. Le particelle irregolari offrono vantaggi dal punto di vista dei costi.
• Una densità apparente più elevata aumenta il carico utile nella produzione di materiali compositi.
• Flussi più elevati migliorano la facilità di gestione e lavorazione della polvere.
• L'elevata purezza riduce i problemi di contaminazione durante la lavorazione e migliora le proprietà finali.
• Gamma di livelli di silicio tra il 5 e il 12% disponibile per equilibrare fluidità e resistenza.

Gli attributi polvere sono personalizzati in base alle esigenze di applicazione specifica e ai metodi di elaborazione.

Metodi di consolidamento per polvere di AlSi10

È possibile trasformare la polvere di AlSi10 in componenti a densità piena utilizzando tecniche quali:

Metodo	Benefici
manifattura additiva	Eccellente libertà geometrica per forme complesse.
Stampaggio a iniezione di metallo	Capacità di forma netta ad alta precisione.
Pressatura e sinterizzazione	Economico per geometrie più semplici e ad alto volume.
Estrusione	Produzione continua di barre e tubi.
Pressatura isostatica	Raggiunge la piena densità e ne migliora le proprietà.

• I metodi di produzione additiva a fusione del letto di polvere come la fusione selettiva tramite laser sono diffusi per i prototipi o la produzione a basso volume.
• Lo stampaggio a iniezione di metalli offre le tolleranze più strette e una finitura superficiale eccellente.
• La pressatura seguita dalla sinterizzazione in fase liquida è usata comunemente, ma è necessaria una lavorazione secondaria come l'estrusione.
• L'estrusione sfrutta un'eccellente fusibilità per produrre barre, tubi e profili.
• La pressatura isostatica a freddo e a caldo riduce la porosità e aumenta la densità.

Le tecniche di consolidamento influenzano la microstruttura, le proprietà finali, le capacità geometriche e la produttività.

Trattamento termico di parti AlSi10

Il trattamento termico in soluzione e l'invecchiamento artificiale vengono utilizzati per personalizzare la resistenza dei componenti AlSi10:

Trattamento termico	Dettagli	Scopo
Soluzionizzazione	530-550¡«C, tempra	Sciogliere le fasi solubili
Invecchiamento artificiale	150-180 °C, 5-10 ore	Tempra per precipitazione
Ricottura	350 ¡«C, raffreddamento lento	Ripristina la duttilità.

• Il trattamento termico di solubilizzazione dissolve elementi leganti come il silicio nella matrice di alluminio seguito da rapido raffreddamento o tempra.
• Il successivo trattamento di invecchiamento provoca una precipitazione fine che causa un significativo indurimento.
• Il ricottura aiuta a recuperare la duttilità dopo un'intensa lavorazione a freddo.

Un attento controllo del tempo e della temperatura di solutizzazione e invecchiamento consente di personalizzare le proprietà meccaniche secondo requisiti specifici.

Confronto tra la polvere AlSi10 e le alternative

Ecco come l' AlSi10 viene confrontato con le altre polveri di lega di alluminio:

Lega	AlSi10	AlSi12	Al6061	Al7075
Forza	Elevato	Più alto	Intermedio	Elevatissimo
Saldabilità	Eccellente	Scarso	Bene	Scarso
Resistenza alla corrosione	Eccellente	Eccellente	Eccellente	Bene
Conduttività termica	Elevato	Intermedio	Intermedio	Scarso
Densità	Scarso	Scarso	Scarso	Scarso
Costi	Scarso	Elevato	Intermedio	Elevato

• AlSi12 ha una resistenza più alta ma una minore saldabilità e conducibilità termica.
• 6061 è una lega ad uso generale diffusa, con resistenza media e buona resistenza alla corrosione.
• La 7075 eccelle in altissima resistenza ma ha una saldabilità scarsa e una resistenza alla corrosione solo moderata.
• AlSi10 fornisce le migliori proprietà globali con vantaggi aggiuntivi in termini di costi.

Per la maggior parte delle applicazioni, l'AlSi10 offre il migliore equilibrio tra prestazioni, saldabilità e costo.

Produttori di polvere AlSi10

Come lega ampiamente utilizzata, la polvere AlSi10 è prodotta dai maggiori fornitori globali:

Produttore	Nazione
Hoeganaes Corporation	USA
Sandvik Osprey	GB
Polvere CNPC	Cina
Polveri di metallo Rio Tinto	Canada
Toyal America	USA
ECKA Granuli	Germania

Rinomati produttori hanno un rigoroso controllo di qualità e rispettano le specifiche degli standard internazionali. Inoltre personalizzano le caratteristiche della polvere in base ai requisiti specifici.

Prezzi della polvere AlSi10

Come polvere in lega ad elevate performance, AlSi10 si posiziona su un premio più alto rispetto alle semplici polveri di alluminio. Il prezzo indicativo è:

In polvere	Dimensione particellare	Prezzo ($/kg)
Per la pressatura	Sotto 150 Ã×m	$12-18
Per la sinterizzazione	45-150 µm	$15-22
Per AM	15-45 μm	$22-35
Elevata purezza	Fino a 10 ×m	$30-50

• Le frazioni fini per la produzione additiva e la sinterizzazione costano di più rispetto ai gradi di pressatura più ruvida.
• I quantitativi di ordine inferiori a 100 kg sono gravati da prezzi più alti.
• Le gradi ad alta purezza con un minore contenuto di ossigeno, azoto sono oltre il 50% più costose.
• Riduzione del contenuto di silicio ad AISi5 riduce i costi di circa il 15%.

Sconti sul volume, contratti a più lungo termine e specifiche di particelle più semplici possono contribuire a ridurre i costi.

Considerazioni di salute e sicurezza per la polvere di AlSi10

Come qualsiasi polvere metallica, la polvere AlSi10 richiede una manipolazione sicura:

Pericolo	Precauzioni	DPI (Dispositivi di Protezione Individuale)
Contatto pelle/occhi	Evitare contatto diretto. Sciacquare in caso di esposizione.	Guanti, occhiali
Inalazione	Evitare di respirare le polveri. Assicurare la ventilazione.	Respiratore
Ingestion	Evitare il contatto mani-bocca. Lavare le mani.	–
Incendio	Usa sabbia. Non usare acqua.	Dispositivi di protezione

• Indossare guanti, occhiali protettivi, maschera quando si maneggiano polveri.
• Evitare il contatto con la pelle. Lavarsi dopo l'esposizione.
• Conservare in luogo fresco, asciutto e lontano da scintille e fiamme.
• Assicurare una ventilazione adeguata e la raccolta della polvere.
• Per ulteriori linee guida, consultare la SDS e le normative locali.

Con le precauzioni e i DPI adeguati, la polvere di AlSi10 può essere gestita in modo sicuro durante lo stoccaggio, la lavorazione e il funzionamento.

Ispezione e Collaudo di Polvere AlSi10

Per garantire che i requisiti di qualità siano soddisfatti, la polvere di AlSi10 dovrebbe essere testata per:

Parametro	Metodo	Specificazione
Composizione chimica	OES, XRF, chimica analitica	Conformità al contenuto di Al, Si, Mg
Distribuzione granulometrica	Diffrazione laser, setacciatura	D10, D50, D90 in intervallo
Morphologia delle polveri	Immagini SEM	Forma sferica e scorribilità
Densità apparente	Test di misuratore di portata a corridoio	Densità specificata minima
Portata	Test del misuratore di portata Hall	Tempo massimo di flusso in secondi
Livelli di impurità	Analisi ICP o LECO	Basso tenore di ossigeno, elevato contenuto di umidità

Test di routine come da standard ASTM garantiscono costanza e polvere di alta qualità adatta per applicazioni critiche.

FAQ

D. A cosa serve la lega AlSi10?

A. AlSi10 è ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, automobilistico ed elettronico in cui leggerezza ed elevata resistenza sono critiche come supporti motore, pistoni, custodie, dissipatori di calore.

D. AlSi10 richiede un trattamento termico?

A. Sì, un trattamento termico di soluzione e successivo invecchiamento possono migliorare notevolmente la resistenza alla trazione precipitando elementi di lega come il silicio.

D. Quali sono i metodi in grado di consolidare la polvere AlSi10?

A. La polvere di AlSi10 può essere consolidata fino a densità piena utilizzando la fabbricazione additiva, lo stampaggio a iniezione di metallo, l'estrusione e la forgiatura compatta della polvere.

D. È AlSi10 saldabile?

A. Sì, AlSi10 ha un'eccellente saldabilità grazie all'aggiunta di lega di silicio che migliora la fluidità allo stato fuso. Ciò consente un'agevole saldatura a fusione.

D. La polvere di AlSi10 è sicura da maneggiare?

A. Come ogni polvere metallica fine, durante la conservazione, la movimentazione e la lavorazione della polvere di AlSi10 dovrebbero essere adottate normali precauzioni di sicurezza per minimizzare i rischi per la salute e la sicurezza.