Proszek AlSiCu (AlSi10)

AlSi10 to aluminiowy stop proszkowy zawierający 10% krzemu i głównie aluminium. Oferuje znakomite połączenie wytrzymałości, niskiej gęstości, właściwości termicznych, odporności na korozję i spawalności.

Skład proszku AlSi10

Typowa skład chemiczny składu pyłu stopowego AlSi10:

Element	Kompozycja
Aluminium (Al)	Równowaga
Krzem (Si)	9-11%

• Aluminium tworzy macierz zapewniającą małą gęstość, ciągliwość i odporność na korozję.
• Krzem zapewnia stałe utwardzanie roztworu i poprawia odlewalność.

Ścisła kontrola proporcji aluminium do krzemu jest niezbędna do uzyskania optymalnej wytrzymałości i właściwości fizycznych. Niektóre gatunki mogą również zawierać inne dodatki stopowe, takie jak magnez, żelazo, miedź lub cynk.

Właściwości proszku AlSi10

Proszek AlSi10 posiada doskonałą kombinację właściwości, dzięki czemu nadaje się do rozmaitych wymagających zastosowań:

Nieruchomość	Wartość
Gęstość	2,7 g/cm3
Temperatura topnienia	~600 p.n.e.
Przewodność cieplna	150-180 W/m-K
Przewodnictwo elektryczne	35-40% IACS
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	21-23 x 10<sup>-6</sup>/¡«C
Moduł sprężystości	80-85 GPa
Odporność na rozciąganie	240-300 MPa
Wydłużenie	1-5%
Twardość	80-90 Brinell’a
Odporność przeciwkorozyjna	Wyśmienicie

• Niska gęstość- Do 65% lżejszy niż stopy miedzi i stali.
• Wysoka przewodność cieplna?- Umożliwia szybką dysypaję ciepła w elektronice.
• Wysoki stosunek wytrzymałości do masy?- Wytrzymałość porównywalna ze stopem tytanu przy niższej gęstości.
• Doskonała spawalność i zdolność odlewania?- Wysoka płynność w stanie stopionym umożliwiająca łatwe odlewanie i spawanie.
• Odporny na korozję i utlenianie-? Ochronna warstwa tlenkowa zapobiega korozji w wielu środowiskach.

Wyjątkowy profil właściwości sprawia, że AlSi10 jest odpowiedni do zastosowań w lekkich strukturach w lotnictwie, kosmonautyce, motoryzacji i innych sektorach.

Zastosowania proszku AlSi10

Ze względu na swoją lekkość, wytrzymałość i właściwości termiczne, proszek AlSi10 idealnie nadaje się do:

APLIKACJE	Korzyści
Komponenty lotnicze	Niska gęstość połączona z dużą wytrzymałością.
Części samochodowe	Redukcja wagi bez kompromisów wobec wydajności mechanicznej.
Elektroniczne obudowy	Termoregulacja do odprowadzania ciepła w połączeniu z niską wagą.
Implanty medyczne	Biokompatybilny, nietoksyczny, odporny na korozję.
Zarządzanie temperaturą	Wysokie przewodnictwo cieplne w celu rozpraszania ciepła.

• Stosowane na szeroką skalę w elementach lotniczych i rakietowych, np. mocowaniach silnika, w celu zmniejszenia masy.
• Przemysł motoryzacyjny używa AlSi10 w tłokach, obudowach transmisji oraz częściach zawieszenia, aby poprawić zużycie paliwa dzięki odchudzaniu.
• Złącza elektroniczne i radiatory wykorzystują wysokie przewodnictwo cieplne dla wydajnego chłodzenia.
• Wybitny stosunek wytrzymałości do wagi dzięki niższej gęstości w porównaniu ze stopami tytanu.
• Zapewnia doskonałą biozgodność, odporność na korozję implantów medycznych, takich jak urządzenia ortopedyczne.

AlSi10 zapewnia maksymalną wydajność w wymagających zastosowaniach, w których kluczowe znaczenie ma niska masa i wysoka wytrzymałość.

Specyfikacje proszku AlSi10

Proszek AlSi10 jest dostępny w różnych rozmiarach frakcji, kształtach oraz poziomach czystości:

Parametr	Opcje
Wielkość cząstek	5-150 mikrometrów
Kształt cząstki	Kulisty, nieregularny
Gęstość Nasypowa	Do 2,7 g/cm3
Szybkość przepływu	Do 25 s/50 g
Czystość	Do 99,7%
Odmiany stopów	AlSi12, AlSi5

• Mniejsze cząstki ułatwiają spiekanie, a większe cząstki dają większą płynność.
• Kulasta morfologia poprawia przepływ i gęstość pakowania. Nieregularne cząstki oferują korzyści kosztowe.
• Wyższa gęstość pozorna zwiększa efektywne obciążenie w produkcji kompozytów.
• Wyższe natężenie przepływu zwiększa łatwość obsługi i przetwarzania proszku.
• Wysoka czystość redukuje problemy związane z zanieczyszczeniami w trakcie przetwarzania oraz poprawia ostateczne właściwości.
• Zakres poziomów silikonu między 5-12% dostępnych do zbilansowania płynności i wytrzymałości.

Atrybuty proszków są dostosowywane w oparciu o określone wymagania zastosowań i metody przetwarzania.

Metody konsolidacji dla proszku AlSi10

Proszek AlSi10 można przekształcić w komponenty o pełnej gęstości przy użyciu takich technik jak:

Metoda	Korzyści
wytwarzanie przyrostowe	Doskonała swoboda geometryczna dla złożonych kształtów.
Metalowa forma wtrysku	Możliwość kształtowania siatki o wysokiej precyzji.
Prasowanie i spiekanie	Ekonomiczne w przypadku dużych objętości prostszych geometrii.
Ekstruzja	Ciągła produkcja prętów i rur.
Prasowanie izostatyczne	Osiąga pełną gęstość i poprawia właściwości.

• Metody wytwarzania przyrostowego do drukowania laserowego, takie jak selektywne stapianie laserowe, są popularne w przypadku prototypów lub niskonakładowej produkcji.
• Foromowanie metalu wtryskowego oferuje najbardziej restrykcyjne tolerancje i doskonale wykończenie powierzchni.
• Powszechnie stosuje się prasowanie z późniejszym spiekaniem w fazie ciekłej, lecz wymagana jest obróbka wtórna, taka jak wytłaczanie.
• Ekstruzja wykorzystuje doskonałą odlewalność do produkcji prętów, rur i profili.
• Prasowanie izostatyczne w zimnych i gorących warunkach ogranicza porowatość oraz zwiększa gęstość.

Technika konsolidacji wpływa na mikrostrukturę, właściwości końcowe, możliwości geometryczne i wydajność.

Obróbka cieplna części AlSi10

Do obróbki cieplnej i starzenia stosuje się roztwór w celu dostosowania wytrzymałości komponentów AlSi10:

Obróbka Cieplna	Szczegóły	Cel
Rozwiazywanie	530-550¡«C, gasi	Rozpuszczalne fazy rozpuszczają się
Starzenie sztuczne	150-180¡«C, 5-10 godzin	Utwardzenie wydzieleniowe
Wyżarzanie	350¡«C, powoli chłodzić	Przywraca plastyczność

• Obróbka cieplna z roztworem odpuszcza dodatki stopowe, takie jak krzem w matrycy aluminiowej, po którym następuje gwałtowne schłodzenie lub hartowanie.
• Kolejne starzenie powoduje drobne strącenia, co skutkuje znacznym utwardzeniem.
• Wyżarzanie pomaga odzyskać plastyczność po poprzednim rozległym obrabianiu na zimno.

Staranne kontrolowanie czasu i temperatury roztworyzowania i starzenia umożliwia dostosowywanie właściwości mechanicznych zgodnie z konkretnymi wymaganiami.

Porównanie proszku AlSi10 z alternatywami

Oto jak AlSi10 ma się na tle innych proszków odlewniczych aluminiowych:

Stop	AlSi10	AlSi12	Al6061	Al7075
Siła	Wysoki	Najwyższy	Średnie	Bardzo wysokie
Zdatność spawalnicza	Wyśmienicie	Biedny	Dobrze	Biedny
Odporność przeciwkorozyjna	Wyśmienicie	Wyśmienicie	Wyśmienicie	Dobrze
Przewodność cieplna	Wysoki	Średnie	Średnie	Niski
Gęstość	Niski	Niski	Niski	Niski
Koszt	Niski	Wysoki	Średnie	Wysoki

• AlSi12 ma najwyższą wytrzymałość, ale gorszą spawalność i przewodność cieplną.
• 6061 jest popularnym stopem do zadań ogólnych o średniej wytrzymałości i dobrej odporności na korozję.
• 7075 charakteryzuje się bardzo wysoką wytrzymałością, ale słabą spawalnością i tylko umiarkowaną odpornością na korozję.
• AlSi10 zapewnia najlepsze wszechstronne właściwości z dodatkowymi korzyściami kosztowymi.

W większości zastosowań AlSi10 oferuje optymalną równowagę wydajności, spawalności i kosztu.

Producentów proszku AlSi10

Proszek AlSi10 to powszechnie używany stop, produkowany przez czołowych globalnych dostawców:

Producent	Kraj
Hoeganaes Corporation	USA
Sandvik Osprey	Wielka Brytania
CNPC Powder	Chiny
Rio Tinto Metal Powders	Kanada
Toyal America	USA
Granulki ECKA	Niemcy

Renomowani producenci charakteryzują się rygorystyczną kontrolą jakości, a ich produkty są zgodne ze specyfikacjami organizacji zajmujących się ustalaniem norm międzynarodowych. Dostosowują także cechy charakterystyczne proszku według wymagań konkretnych zastosowań.

Cennik proszkowego AlSi10

Jako sproszkowany stop o wysokiej wydajności, AlSi10 jest materiałem z wyższej półki cenowej niż zwykłe proszki aluminiowe. Orientacyjna cena wynosi:

Typ proszku	Wielkość cząstek	Cena ($/kg)
Do naciśnięcia	Pod 150 Ã×m	$12-18
Do spiekania	45—150 Öm	$15-22
Dla rano	15-45 µm	$22-35
Wysoka czystość	Do 10 Ã×m	$30-50

• Drobniejsze frakcje do AM i spiekania kosztują więcej niż grubsze gatunki do prasowania.
• Przy mniejszych zamówieniach poniżej 100 kg obowiązują wyższe ceny.
• Klasy wysokiej czystości z niższym tlenem, azot są ponad 50% droższe.
• Redukcja zawartości krzemu do AlSi5 obniża koszty o około 15%.

Obniżanie kosztów może być wspierane przez rabaty za ilość, umowy długoterminowe oraz mniej złożone specyfikacje cząstek.

Kwestie zdrowia i bezpieczeństwa związane z proszkiem AlSi10

Podobnie jak każdy metalowy proszek, proszek AlSi10 wymaga bezpiecznego obchodzenia:

Niebezpieczeństwo	Środki ostrożności	ŚOI
Kontakt skórny/oczny	Unikać bezpośredniego kontaktu. Dokładnie opłukać w przypadku zanieczyszczenia.	Rękawiczki, gogle
Wdychanie	Unikaj wdychania pyłu. Zapewnij wentylację.	Respirator
Spożycie	Unikaj przenoszenia dłonią do ust. Myj ręce.	–
Ogień	Użyj piasku. Nie używaj wody.	Sprzęt ochronny

• Rękawice, okulary ochronne, maska ​​podczas obsługi proszku.
• Unikać kontaktu ze skórą. Zmyć po narażeniu.
• Przechowywać w chłodnym i suchym miejscu z dala od iskier i płomieni.
• Zapewnij odpowiednią wentylację i odpylanie.
• Całkowitych wytycznych szukaj w karcie charakterystyki substancji niebezpiecznej i lokalnych przepisach.

Przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności i środków ochrony osobistej (PPE) AlSi10 w postaci proszku może być bezpiecznie składowany, przetwarzany i eksploatowany.

Kontrola i testowanie proszku AlSi10

Aby zapewnić spełnienie wymagań jakościowych, proszek AlSi10 powinien być testowany na:

Parametr	Metoda	Specyfikacja
Skład chemiczny	OES, XRF, chemia mokra	Odpowiedność zawartości Al, Si, Mg
Rozpiętość wielkości cząsteczek	Dyfrakcja laserowa, przesiewanie	D10, D50, D90 w zakresie
Morfologia proszku	Mikroskopia SEM	Kształt kulisty i możliwość swobodnego przepływu
Gęstość Nasypowa	Test przepływomierza Halla	Minimalna określona gęstość
Szybkość przepływu	Test przepływomierza Halla	Maksymalny przepływ sekundowy
Poziomy zanieczyszczeń	Analiza ICP lub LECO	Mała zawartość tlenu, zawartość wilgoci

Rutynowe testy zgodnie ze standardami ASTM gwarantują spójność i wysokiej jakości proszek przeznaczony do krytycznych zastosowań.

Często zadawane pytania (FAQ)

Q. Do czego jest używany stop AlSi10?

A. AlSi10 jest szeroko stosowany w lotnictwie, motoryzacji i elektronice, w zastosowaniach, gdzie mała masa i duża wytrzymałość są krytycznymi czynnikami, np. w uchwytach silników, tłokach, obudowach i radiatorach.

Q. Czy AlSi10 wymaga obróbki cieplnej?

A. Tak, obróbka cieplna roztworu, po której następuje starzenie, może znacznie zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie poprzez wytrącanie pierwiastków stopowych, takich jak krzem.

Q. Jakie metody mogą sproszkować AlSi10?

A.Proszek AlSi10 można skonsolidować do pełnej gęstości przy użyciu wytwarzania addytywnego, metalowego formowania wtryskowego, wytłaczania i prasowania proszku.

Q. Czy AlSi10 można spawać?

Tak, AlSi10 charakteryzuje się doskonałą spawalnością ze względu na dodatek stopowy krzemu, który zwiększa płynność w stanie stopionym. Umożliwia to łatwe spawanie.

P. Czy proszek AlSi10 jest bezpieczny w użyciu?

A. Tak jak przy użyciu każdego proszku z metalu szlachetnego, standardowe środki bezpieczeństwa, jak: przechowywanie, obchodzenie się i przetwarzanie proszku AlSi10 powinny być stosowane w celu zminimalizowania ryzyka dla zdrowia i bezpieczeństwa.