AlSiCu-poeder (AlSi10)

AlSi10 is een aluminiumlegering poeder dat 10% silicium en het resterende aluminium bevat. Het biedt een uitstekende combinatie van sterkte, lage dichtheid, thermische eigenschappen, corrosieweerstand en lasbaarheid.

AlSi10 poedersamenstelling

De typische samenstelling van AlSi10-legeringspoeder is:

Element	Compositie
Aluminium (Al)	Balans
Silicium (Si)	9-11%

• Aluminium vormt de matrix, die lage dichtheid, ductiliteit en corrosieweerstand biedt.
• Silicium versterkt de vaste oplossing en verbetert de gietbaarheid.

Een strikte controle van de verhouding tussen aluminium en silicium is essentieel om een optimale sterkte en fysische eigenschappen te bekomen. In bepaalde kwaliteiten kunnen ook andere, minder courante legeringselementen, zoals magnesium, ijzer, koper of zink zitten.

Eigenschappen van AlSi10-poeder

AlSi10 poeder heeft een uitstekende combinatie van eigenschappen die het geschikt maken voor uiteenlopende, veeleisende toepassingen:

Onroerend goed	Waarde
Dichtheid	2,7 g/cm3
Smeltpunt	~600 v.Chr.
Thermische geleidbaarheid	150-180 W/m-K
Elektrische geleidbaarheid	35-40% IACS
Coëfficiënt van thermische uitzetting	21-23 x 10-6?/¡«C
Elasticiteitsmodulus	80-85 GPa
Treksterkte	240-300 MPa
Verlenging	1-5%
Hardheid	80-90 Brinell
Weerstand tegen corrosie	Uitmuntend

• Lage dichtheid- Tot 65% lichter dan koperlegeringen en staalsoorten.
• Hoge thermische geleidbaarheid?- Mogelijk maken van snelle afvoer van warmte in elektronica.
• Hoge sterkte-gewichtsverhouding? - Sterkte vergelijkbaar met titaniumlegeringen met een lagere dichtheid.
• Uitstekende las- en gietbaarheid?- Hoge vloeibaarheid als smelt, waardoor het makkelijk gegoten en gelast kan worden.
• Bestendig tegen corrosie en oxidatie?- Een beschermende oxidelaag voorkomt corrosie in veel omgevingen.

Deze uitzonderlijke eigenschappen maken van AlSi10 een geschikt materiaal voor lichte structurele toepassingen binnen de luchtvaart, ruimtevaart, automobielindustrie en andere sectoren.

Toepassingen van AlSi10-poeder

Vanwege zijn lichte gewicht, kracht en thermische eigenschappen is AlSi10-poeder ideaal voor:

TOEPASSINGEN	Voordelen
Lucht- en ruimtevaartcomponenten	Lage dichtheid met hoge sterkte.
Auto-onderdelen	Gewichtsreduktion ohne Beeinträchtigung der mechanischen Leistung.
Elektronische behuizingen	Thermische beheersing voor warmteafvoer gecombineerd met laag gewicht.
Medische implantaten	Biocompatibel, niet-toxisch, corrosiebestendig.
Thermisch beheer	Hoge thermische geleidbaarheid om warmte af te voeren.

• Uitgebreid gebruikt in vliegtuig- en raketcomponenten zoals motorophangingen om gewicht te besparen.
• De automobielindustrie gebruikt AlSi10 voor zuigers, transmissiebehuizingen, ophangingsonderdelen om het brandstofverbruik te verbeteren door lichtheid.
• Elektronische behuizingen en koellichamen hebben een hoge thermische geleidbaarheid voor een effectieve koeling.
• Beloont een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding met een lagere dichtheid vergeleken met titaniumlegeringen.
• Geeft een uitmuntende biocompatibiliteit en roestbestendigheid voor medische implantaten zoals orthopedische apparaten.

AlSi10 geeft maximale prestaties in veeleisende toepassingen, waarbij een laag gewicht en een hoge sterkte essentieel zijn.

Technische gegevens van AlSi10-poeder

AlSi10-poeder is verkrijgbaar in diverse fracties, vormen en zuiverheidsgraden:

Parameter	Opties
Deeltjesgrootte	5-150 micrometer
Vorm van deeltjes	Sferisch, onregelmatig
Schijnbare dichtheid	Tot 2,7 g/cm3
Debiet	Tot 25 s/50g
Zuiverheid	Tot 99,7%
Varianten van legeringen	AlSi12; AlSi5

• Met kleinere deeltjes wordt een beter sinteren bevorderd, terwijl grotere afmetingen voor een betere vloeibaarheid zorgen.
• Sferisch gevormde morfologie verbetert de stroomsnelheid en pakkingsdichtheid. Onregelmatig gevormde deeltjes bieden kostenvoordelen.
• Een hogere schijnbare dichtheid verhoogt de effectieve belasting bij het vervaardigen van composieten.
• Hogere debieten verhogen het gemak van het transport en de verwerking van poeder.
• Hoge zuiverheid vermindert contaminatieproblemen tijdens verwerking en verbetert uiteindelijke eigenschappen.
• Bereik van siliciumniveaus tussen 5-12%, beschikbaar om vloeibaarheid en sterkte in evenwicht te brengen.

Poedereigenschappen worden afgestemd op specifieke toepassingsvereisten en verwerkingsmethoden.

Consolidatiemethoden voor AlSi10-poeder

AlSi10-poeder kan worden omgezet in onderdelen met volledige dichtheid met behulp van technieken zoals:

Methode	Voordelen
additive manufacturing	Uitstekende geometrische vrijheid voor complexe vormen.
Metaalspuitgieten	Hoogprecieze netto vorm mogelijkheid.
Persen en sinteren	Voordelig voor seriematige productie van eenvoudige geometrieën.
Extrusie	Continue productie van staven en buizen.
Isostatisch persen	Bereikt volledige dichtheid en verbetert de eigenschappen.

• Poederbedfusie-additieve fabricagemethoden zoals selectief lasersmelten zijn populair voor prototypes of de productie van kleine volumes.
• Metaal spuitgieten biedt nauwere toleranties en een uitstekende oppervlakteafwerking.
• Persen gevolgd door vloeibare fasesintering wordt veel gebruikt, maar secundaire bewerking zoals extruderen is nodig.
• Extrusie benut uitstekende gietbaarheid om staven, buizen en profielen te produceren.
• Koud en warm isostatisch persen verminderen poreusheid en verhogen dichtheid.

De consolidatietechniek beïnvloedt de microstructuur, uiteindelijke eigenschappen, geometrische mogelijkheden en productiviteit.

Warmtebehandeling van AlSi10-onderdelen

Oplossingsgloeiing en kunstmatige veroudering worden gebruikt om de sterkte van AlSi10 componenten te regelen:

Warmtebehandeling	Details	Doel
Solutioneren	530-550¡«C, blussen	Oplosbare fasen oplossen
Kunstmatige veroudering	150-180 °C, 5-10 uur	Neerslaghardening
Recoelen	350 graden Celsius, langzaam afkoelen	Herstelt ductiliteit

• Oplossingswarmtebehandeling lost legeringselementen zoals silicium op in de aluminiummatrix, gevolgd door snelle afkoeling of blussen.
• Vervolgens veroorzaakt veroudering een fijne afzetting, wat leidt tot een aanzienlijke verharding
• Recoelen draagt bij aan herstel van de ductiliteit na uitgebreide eerdere koudebewerking.

Door een zorgvuldige controle van timing en temperatuur tijdens het solutioniseren en harden kunnen de mechanische eigenschappen worden aangepast aan specifieke vereisten.

Vergelijking tussen AlSi10-poeder en alternatieven

Hier is hoe AlSi10 zich verhoudt tot andere aluminiumlegeringpoeders:

Legering	AlSi10	AlSi12	Al6061	Al7075
Kracht	Hoog	Hoogste	Medium	Heel hoog
Lasbaarheid	Uitmuntend	Slecht	Goed	Slecht
Weerstand tegen corrosie	Uitmuntend	Uitmuntend	Uitmuntend	Goed
Thermische geleidbaarheid	Hoog	Medium	Medium	Laag
Dichtheid	Laag	Laag	Laag	Laag
Kosten	Laag	Hoog	Medium	Hoog

• AlSi12 heeft de hoogste sterkte, maar slechtere lasbaarheid en warmtegeleiding.
• 6061 is een populaire legering voor algemeen gebruik met een middelmatige sterkte en goede corrosiebestendigheid.
• De 7075 legering blinkt uit door een zeer hoge sterkte, maar heeft slechte lasbaarheid en slechts matige corrosiebestendigheid.
• AlSi10 biedt de beste allround eigenschappen met extra kostenvoordelen.

Voor de meeste toepassingen biedt AlSi10 de optimale balans van prestaties, lasbaarheid en kosten.

AlSi10 poederproducenten

Als een veelgebruikte legering wordt AlSi10-poeder geproduceerd door grote internationale leveranciers:

Fabrikant	Country
Hoeganaes Corporation	Verenigde Staten
Sandvik Osprey	VK
CNPC Powder	China
Rio Tinto metaalpoeders	Canada
Toyal Amerika	Verenigde Staten
ECKA-korrels	Duitsland

Reputable fabrikanten hanteren een strikte kwaliteitscontrole en voldoen aan de specificaties van internationale normeringsorganisaties. Ze passen ook poederkenmerken aan op basis van toepassingsvereisten.

AlSi10-poederprijzen

Als een hoogwaardig legering poeder is AlSi10 een premie op over aluminium poeders. De indicatieve prijzen zijn:

Poedertype	Deeltjesgrootte	Prijs ($/kg)
Voor het persen	Minder dan 150 Ã×m	$12-18
Voor het sinteren	45-150 ×m	$15-22
Voor AM	15-45 ∈m	$22-35
Hoge zuiverheid	Tot Ã×Â10 m	$30-50

• Fijnere delen voor AM en sinteren kosten meer dan grovere perskwaliteiten.
• Kleinere bestelhoeveelheden onder de 100 kg kennen hogere prijzen.
• Hogere zuiverheidsklassen met lagere zuurstof en stikstof zijn meer dan 50% duurder.
• Vermindering van siliconen gehalte tot AlSi5 verlaagt de kost met ongeveer 15%.

Volumekortingen, langere contracttermijnen en eenvoudigere specificaties van deeltjes kunnen helpen de kosten te verlagen.

Gezondheids- en veiligheidsaspecten bij het gebruik van AlSi10-poeder

Zoals met al metaalpoeder vergt de verwerking van AlSi10-poeder een veilige aanpak:

Gevaar	Voorzorgsmaatregelen	PBM
Huid- /oogcontact	Direct contact vermijden. Spoelen bij contact.	Handschoenen, veiligheidsbril
Inhalatie	Stof niet inademen. Voor ventilatie zorgen.	Beademingsapparaat
Inname	Voorkom hand-mond overdracht. Was handen.	–
Vuur	Gebruik zand. Gebruik geen water.	Beschermende uitrusting

• Draag handschoenen, veiligheidsbril en mondkapje bij het omgaan met poeder.
• Voorkom aanraking met de huid. Wassen na huidcontact.
• Koel en droog bewaren, uit de buurt van vonken en vlammen.
• Zorg voor voldoende ventilatie en stofafzuiging
• Raadpleeg de SDB en de plaatselijke voorschriften voor volledige richtlijnen.

Met de juiste voorzorgsmaatregelen en PBM's kan AlSi10-poeder tijdens opslag, verwerking en gebruik veilig worden verwerkt.

Inspectie en testen van AlSi10-poeder

Om de kwaliteitsvereisten te garanderen, moet AlSi10-poeder worden getest op:

Parameter	Methode	Specificatie
Chemische samenstelling	OES, XRF, natte chemie	Conformiteit met Al, Si, Mg-inhoud
Particle size distribution	Laserdiffractie, zeven	D10, D50, D90 binnen bereik
Poedermorfologie	SEM-beeldvorming	Bolvormig en flowabiliteit
Schijnbare dichtheid	Debietmeting haltestroom	Minimal-voorgeschreven dichtheid
Debiet	Debietmetertest	Maximale flow-seconden
Verontreinigingsniveaus	ICP of LECO-analyse	Laag zuurstofgehalte, vochtgehalte

Routineonderzoek conform ASTM-normen zorgt voor consistentie en hoogwaardig poeder dat geschikt is voor kritische toepassingen.

FAQ's

Q. Waarvoor wordt legering AlSi10 gebruikt?

A. AlSi10 wordt veel gebruikt in de ruimtevaart, auto-industrie en elektronica waar laag gewicht en hoge sterkte belangrijk zijn, zoals motorbevestigingen, zuigers, behuizingen en koellichamen.

V. Vereist AlSi10 een warmtebehandeling?

A. Ja, oplossingswarmtebehandeling, gevolgd door verouderen, kan de treksterkte aanzienlijk verhogen door legerende elementen zoals silicium te laten neerslaan.

V. Welke methoden kunnen AlSi10 poeder consolideren?

A. AlSi10-poeder kan tot volle dichtheid worden geconsolideerd met using additive manufacturing, metaalinjectiegieten, extruderen en poedercompact smeedwerk.

V. Is AlSi10 lasbaar?

A. Ja, AlSi10 heeft een uitstekende lasbaarheid dankzij de siliciumlegering die de vloeibaarheid in de gesmolten toestand verbetert. Dit maakt eenvoudig smelend lassen mogelijk.

V. Is AlSi10 poeder veilig om mee te werken?

A. Zoals bij elk fijn metaalpoeder dienen er standaardveiligheidsmaatregelen te worden genomen tijdens opslag, hantering en verwerking van AlSi10-poeder om de gezondheids- en veiligheidsrisico's te minimaliseren.