Порошок AlSiCu (AlSi10)

AlSi10 — это порошок алюминиевого сплава, на 10% состоящий из кремния, оставшаяся часть — алюминий. Он отличается оптимальным сочетанием прочности, низкой плотности, термических свойств, стойкости к коррозии и свариваемости.

Состав порошка AlSi10

Типичный состав порошка сплава AlSi10:

Элемент	Состав
Алюминий (Al)	Баланс
Кремний (Si)	9-11%

• Алюминий образует матрицу с обеспечением низкой плотности, пластичности и коррозионной стойкости.
• Кремний обеспечивает твердый раствор упрочнения и улучшает литье.

Строгий контроль соотношения алюминия к кремнию имеет решающее значение для достижения оптимальной прочности и физических свойств. В некоторых марках также могут присутствовать другие второстепенные легирующие элементы, такие как магний, железо, медь или цинк.

Свойства порошка AlSi10

Порошок AlSi10 обладает отличным сочетанием свойств, делающим его подходящим для различных сложных применений:

Имущество	Ценность
Плотность	2,7 г/см³
Температура плавления	~600¡«C
Теплопроводность	150–180 Вт/(м⋅К)
Электропроводность	35-40% IACS
Коэффициент термического расширения	21-23 x 10<sup>-6</sup>?¡«C
Модуль упругости	80-85 ГПа
Прочность на растяжение	240-300 МПа
Удлинение	1-5%
Твердость	80-90 по шкале Бринелля
Коррозионная стойкость	Отличный

• Низкой плотности?- До 65% легче, чем медные сплавы и стали.
• Высокая теплопроводность?- Обеспечивает быстрое рассеивание тепла в электронике.
• Высокое отношение прочности к массе?- Прочность, сравнимая с прочностями титановых сплавов, при меньшей плотности.
• Отличная свариваемость и литейные свойства?- Высокая текучесть в расплавленном состоянии дает возможность легко выполнять литье и сварку.
• Устойчив к коррозии и окислению?- Защитный слой окиси предотвращает коррозию во многих средах.

Наличие таких исключительных характеристик делает AlSi10 подходящим для использования при производстве легких конструкций в авиастроении, космонавтике, автомобилестроении и других областях промышленности.

Области применения AlSi10 порошка

Благодаря небольшому весу, прочности и термическим свойствам порошок AlSi10 идеально подходит для:

ПРИМЕНЕНИЯ	Преимущества
Компоненты для авиации	Низкая плотность в сочетании с высокой прочностью.
Автомобильные запчасти	Снижение веса без ущерба механическим характеристикам.
Электронные корпуса	Управление температурным режимом для рассеивания тепла вкупе с небольшим весом.
Медицинские имплантаты	Биосовместимый, нетоксичный, стойкий к коррозии.
Управление температурой	Высокая теплопроводность для отвода тепла.

• Используется в авиа- и ракетостроении, как крепления двигателей для уменьшения веса.
• Автомобильная промышленность использует AlSi10 в поршнях, корпусах коробок передач, элементах подвески для повышения топливной эффективности за счет облегчения конструкции.
• Электронные корпуса и теплоотводы обладают высокой теплопроводностью для эффективного охлаждения.
• Превосходное соотношение прочности к весу с более низкой плотностью по сравнению с титановыми сплавами.
• Обеспечивает отличную биосовместимость, коррозионную стойкость для медицинских имплантатов, таких как ортопедические устройства.

AlSi10 обеспечивает максимальную производительность при требовательных приложениях, где малая масса и высокая прочность имеют решающее значение.

Технические характеристики порошка AlSi10

Порошок AlSi10 доступен в различных фракциях размера, формах и уровнях чистоты:

Параметр	Параметры
Размер частиц	5-150 микрон
Форма частиц	Сферический, неправильной формы
Кажущаяся плотность	До 2,7 г/см3
Расход	До 25 с/50 г
Чистота	До 99,7%
Варианты сплавов	AlSi12, AlSi5

• Меньшие частицы содействуют лучшему спеканию, в то время как большие размеры обеспечивают лучшую текучесть.
• Сферической морфология повышает текучесть и плотность упаковки. Неправильные частицы выгодны с точки зрения затрат.
• Более высокая кажущаяся плотность увеличивает эффективную нагрузку при производстве композитных материалов.
• Более высокие скорости потока способствуют простоте обработки и использования порошка.
• Высокая чистота уменьшает проблемы, связанные с загрязнением во время обработки, и улучшает конечные свойства.
• Диапазон содержания кремния между 5 и 12% для обеспечения баланса между текучестью и прочностью.

Атрибуты порошка настроены в соответствии с требованиями конкретных приложений и методами обработки.

Методы консолидации порошка AlSi10

AlSi10 порошок можно преобразовать в компоненты полной плотности с помощью следующих методов:

Метод	Преимущества
аддитивное производство	Отлично геометрическая свобода для сложных форм.
Литье с впрыскиванием металла	Возможность чистового контура высокой точности.
Прессование и спекание	Экономичность для больших объемов простых геометрий.
Экструзия	Непрерывное производство прутков и труб.
Изостатическое прессование	Достигает полной плотности и улучшает свойства.

• Аддитивные методы производства с наплавлением порошкового слоя, такие как выборочное лазерное плавление, популярны для создания прототипов или малообъемного производства.
• Литье с впрыском металла обеспечивает максимально точные допуски и отличную чистоту поверхности
• Прессование, сопровождаемое жидкофазным спеканием, обычно используется, но требуются вторичные процессы, как экструзия.
• Благодаря отличному литейному качеству технология экструзии позволяет изготавливать прутки, трубки и профили.
• Холодное и горячее изостатическое прессование снижает пористость и увеличивает плотность.

Технология консолидации влияет на микроструктуру, конечные свойства, геометрические возможности и производительность.

Термическая обработка деталей из сплава AlSi10

Закалка в растворе и искусственное старение используются для настройки прочности компонентов AlSi10:

Термическая обработка	подробности	Цель
Решение проблем	530–550¡«C, закаливать	Растворить растворимые фазы
Искусственное старение	150-180¡«C, 5-10 ч.	Упрочнение осадками
Отжиг	350¡«C с медленным охлаждением	Восстанавливает пластичность

• Растворение элементов легирования, таких как кремний в матрице алюминия, происходит в процессе обработки растворов с последующим быстрым охлаждением.
• Последующее старение способствует выпадению тонких осадков, что приводит к заметному упрочнению.
• Отжиг способствует восстановлению пластичности после обширной предварительной обработки давлением.

Тщательный контроль времени и температуры растворения и старения позволяет регулировать механические свойства в соответствии с конкретными требованиями.

Сравнение порошка AlSi10 с альтернативами

Вот как порошки сплава алюминия AlSi10 сравниваются с другими порошками алюминиевых сплавов:

Сплав	AlSi10	AlSi12	Al6061	Al7075
Сила	Высок	Самый высокий	Средний	Очень высокий
Свариваемость	Отличный	Бедный	Хорошо	Бедный
Коррозионная стойкость	Отличный	Отличный	Отличный	Хорошо
Теплопроводность	Высок	Средний	Средний	Низкий
Плотность	Низкий	Низкий	Низкий	Низкий
Цена	Низкий	Высок	Средний	Высок

• АlSi12 обладает самой высокой прочностью, но имеет худшую свариваемость и теплопроводность.
• 6061 является популярным в общего пользования сплавом со средним значением прочности и хорошей коррозионной стойкостью.
• 7075 отличается очень высокой прочностью, но имеет плохую свариваемость и только умеренную коррозионную стойкость.
• AlSi10 (алюминий-кремний 10%) обладает лучшими характеристиками с дополнительными экономическими преимуществами.

В большинстве случаев AlSi10 предлагает оптимальный баланс производительности, свариваемости и стоимости.

Производители порошка AlSi10

В качестве широко используемого сплава порошок AlSi10 производят крупные мировые поставщики:

Производитель	Стра́на
Корпорация Hoeganaes	США
Sandvik Osprey	Соединённое Королевство
CNPC Powder	Китай
Металлические порошки Rio Tinto	Канада
Toyal America	США
Гранулы ECKA	Германия

Надежные производители имеют строгий контроль качества и соответствуют спецификациям международных организации стандартизации. Они также настраивают характеристики порошка в зависимости от требований приложения.

Цены на порошок AlSi10

Алюминиевый порошок AlSi10, как высокопроизводительный легирующий порошок, превышает цену обычных алюминиевых порошков. Ориентировочная цена:

Порошковый тип	Размер частиц	Цена ($/кг)
Для пресса	Менее 150 Ã×м	$12-18
Для спекания	45-150 Öм	$15-22
Для АМ	15-45 мкм	$22-35
Высокая чистота	До 10 Ã×m	$30-50

• Более тонкие фракции для нанесения покрытий и спекания стоят дороже, чем грубые фракции для прессования.
• Более низких объемов заказа (до 100 кг) требуют более высоких цен.
• Сорта высокой чистоты с более низким содержанием кислорода, азота более чем на 50% дороже.
• Снижение содержания кремния в сплаве AlSi5 снижает издержки производства примерно на 15%.

Снизить издержки можно с помощью скидок с объема, более длительных по сроку контрактов и более простых спецификаций на частицы.

Меры по охране здоровья и безопасности при работе с порошком AlSi10

Как и любой металлический порошок, порошок AlSi10 требует безопасного обращения:

Опасность	Меры предосторожности	PPE (Personal Protective Equipment) - СИЗ (Средства индивидуальной защиты)
Контакт кожа/глаз	Избегайте прямого контакта. Если контакт произошел, смойте.	Перчатки, защитные очки
Вдыхание (ингаляция)	Избегайте вдыхания пыли. Обеспечьте вентиляцию.	Респиратор
Поглощение	Избегайте переноса руками во рту. Мойте руки.	–
Огонь	Используйте песок. Не используйте воду.	Защитная экипировка

• Надевайте перчатки, очки и маску при использовании порошка.
• Избегайте контакта с кожей. Вымойте руки после работы с продуктом.
• Хранить в прохладном, сухом месте, вдали от искр и открытого огня.
• Обеспечьте надлежащую вентиляцию и сбор пыли.
• Подробные инструкции см. в паспорте безопасности и руководствуйтесь местными регламентами.

При надлежащих мерах предосторожности и использовании СИЗ АлSi10 порошок можно безопасно обработать, складировать и эксплуатировать.

Инспекция и тестирование порошка AlSi10

Чтобы гарантировать соответствие требованиям к качеству, порошок AlSi10 следует протестировать на следующее:

Параметр	Метод	Спецификация
Химический состав	OES, XRF, химия в жидкой фазе	Соответствие содержанию Al, Si и Mg
Распределение размера частиц	Лазерная дифракция, просеивание	D10, D50, D90 в диапазоне
Морфология порошка	Сканирующая электронная микроскопия	Сферическая форма и сыпучесть
Кажущаяся плотность	Проверка расходомера Холла	Минимальная заданная плотность
Расход	Испытание расходомера полного потока	Максимальный расход секунд
Уровни примесей	ICP или LECO анализ	Низкое содержание кислорода, влажность

Стандартные испытания на соответствие ASTM обеспечивают единообразие и высокое качество порошка, пригодного для критически важных областей применения.

Часто задаваемые вопросы

Q. для чего используется сплав AlSi10?

A. AlSi10 широко используется в аэрокосмической, автомобильной промышленностях и в электронике, где важны низкий вес и высокая прочность, такие как опоры двигателя, поршни, корпуса, радиаторы.

T. Обязательна ли термообработка AlSi10?

Да, предварительная термическая обработка раствором с последующим старением может значительно повысить предел прочности на растяжение путем осаждения легирующих элементов, таких как кремний.

Q. Какие методы могут укрепить порошок AlSi10?

A. Порошок AlSi10 можно уплотнить до полной плотности, используя аддитивное производство, литьё металла под давлением, экструзию ковки брикетов порошка.

В. Можно ли сваривать сплав AlSi10?

A. Да, AlSi10 обладает прекрасной свариваемостью благодаря добавке кремниевого сплава, которая улучшает текучесть в расплавленном состоянии. Это обеспечивает простоту сварки плавлением.

Q. Безопасно ли обращаться с порошком AlSi10?

A. Как и с любым мелким металлическим порошком, при хранении, перемещении и переработке порошка AlSi10 следует соблюдать стандартные меры безопасности, чтобы свести к минимуму риски для здоровья и безопасности.