Überblick über 7050 Aluminiumlegierung Pulver
7050 Aluminiumlegierungspulver ist ein starkes, zähes, wärmebehandelbares Legierungspulver, das hohe Festigkeitseigenschaften in Verbindung mit ausgezeichneter Ermüdungsbeständigkeit aufweist. Es gehört zur 7xxx-Serie von Aluminiumlegierungen, wobei Zink das wichtigste Legierungselement ist.
Die Pulverlegierung 7050 bietet ein hohes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht und wird häufig für strukturelle und stark beanspruchte Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Verteidigungsindustrie verwendet. Mit pulvermetallurgischen Verfahren aus 7050 hergestellte Teile können Komponenten ersetzen, die traditionell aus Stahl, Titan oder Nickellegierungen hergestellt werden.
Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von Pulver aus Aluminiumlegierung 7050 gehören:
7050 Aluminiumlegierung Pulver Eigenschaften
| Eigenschaften | Einzelheiten |
|---|---|
| Bezeichnung der Legierung | 7050 |
| Legierungselemente | Zink, Magnesium, Kupfer, Zirkonium |
| Dichte | 2,83 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | Etwa 635°C |
| Stärke | Sehr hoch, mit einer Zugfestigkeit von über 510 MPa nach der Wärmebehandlung |
| Ermüdungsfestigkeit | Ausgezeichnet im Vergleich zu anderen 7xxx-Legierungen |
| Korrosionsbeständigkeit | Mäßig, weniger als reines Aluminium |
| Leitfähigkeit | Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit |
| Verarbeitbarkeit | Gute Bearbeitbarkeit und Umformbarkeit |
| Schweißeignung | Gering aufgrund des hohen Legierungsanteils |
Der hohe Zink- und Kupfergehalt im 7050-Pulver ermöglicht eine Wärmebehandlung zur Erzielung sehr hoher Streck- und Zugfestigkeiten und bietet im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt auch eine gute Ermüdungsbeständigkeit.
In den folgenden Abschnitten finden Sie nähere Informationen über die Zusammensetzung, die Verarbeitungsmethoden, die Eigenschaften, die Anwendungen, die Spezifikationen, die Preise, die Vorteile und die Grenzen der Aluminiumlegierung 7050 Pulver.
Zusammensetzung des Pulvers aus Aluminiumlegierung 7050
Die Aluminiumlegierung 7050 besteht aus der folgenden typischen Elementzusammensetzung:
7050 Aluminiumlegierung Zusammensetzung
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Aluminium (Al) | 87.7 – 91.4% |
| Zink (Zn) | 5.7 – 6.7% |
| Magnesium (Mg) | 1.9 – 2.6% |
| Kupfer (Cu) | 2.0 – 2.5% |
| Zirkonium (Zr) | 0.08 – 0.15% |
| Sonstige (Fe, Si, Mn, Cr, Ti) | <0,15% pro Stück |
Die hohen Zinkgehalte ermöglichen ausscheidungshärtende Wärmebehandlungen zur Erzielung einer sehr hohen Festigkeit. Magnesium und Kupfer tragen zur Aushärtung durch Zink bei.
Zirkonium wird zur Kontrolle der Kornstruktur hinzugefügt. Eisen, Silizium, Mangan, Chrom und Titan sind als Verunreinigungselemente mit geringen individuellen Grenzwerten vorhanden.
7050 Aluminiumlegierung Pulver Verarbeitung
Das Pulver aus der Aluminiumlegierung 7050 kann mit Techniken wie der Pulvermetallurgie zu vollständig dichten Bauteilen verarbeitet werden:
- Heiß-Isostatisches Pressen (HIP)
- Direkte Warmstrangpressung
- Metall-Spritzgießen
Beim HIP wird das Pulver in einem Behälter eingekapselt und in speziellen Gefäßen durch Hitze und sehr hohen isostatischen Druck verfestigt. Dadurch werden vorherige Verdichtungsschritte vermieden und einheitliche Eigenschaften sowie net-shape oder near-net-shape Teile erzielt.
Bei der direkten Heißextrusion wird das Pulver zu Knüppeln verdichtet und dann durch eine Düse gepresst, um lange Profile oder Stangen herzustellen. Durch den hohen Druck und die Hitze verbinden sich die Partikel während der Verformung zu einem vollständig dichten Produkt.
Das Metall-Spritzgießen ermöglicht die Formung komplexerer netzförmiger oder netznaher Teile aus Pulver mit Hilfe spezieller Werkzeuge. Das als Feedstock bezeichnete Pulver-Bindemittel-Gemisch wird in Formen gespritzt und anschließend entbindert und gesintert.
Das Pulver aus der Aluminiumlegierung 7050 selbst wird aus der Legierungsschmelze mit Hilfe von Inertgas- oder Wasserzerstäubung zu feinen, kugelförmigen Pulvern mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 45 Mikrometern zerstäubt. Die Reinheit, die Partikelgrößenverteilung, die Morphologie und der Gehalt an Oberflächenoxiden werden sorgfältig kontrolliert, um die volle Dichte während der Konsolidierung zu ermöglichen.
7050 Aluminiumlegierungspulver Eigenschaften
Die Eigenschaften von Teilen aus Aluminiumlegierungspulver 7050 können durch unterschiedliche Verarbeitungsparameter maßgeschneidert werden. Einige typische Eigenschaften nach der Wärmebehandlung sind:
7050 Aluminiumlegierung Pulver Eigenschaften
| Eigentum | As-HIP Zustand | T6 wärmebehandelt | T7 Wärmebehandelt |
|---|---|---|---|
| Mechanisch | |||
| Zugfestigkeit | Etwa 350 MPa | Über 510 MPa | Etwa 490 MPa |
| Streckgrenze | Etwa 310 MPa | Über 455 MPa | Etwa 415 MPa |
| Dehnung | Über 10% | Um 11% | Um 12% |
| Härte | Rund 150 HB | Über 175 HB | Rund 170 HB |
| Physikalisch | |||
| Dichte | 2,83 g/cm3 | 2,83 g/cm3 | 2,83 g/cm3 |
| Elektrische Leitfähigkeit | 43% IACS | 36% IACS | 39% IACS |
| Andere | |||
| Haltbarkeitsdauer | Ausgezeichnet, typisch 5 Jahre | – | – |
| Korrosionsbeständigkeit | Gute Laune im Spitzenalter | Gute Laune im Spitzenalter | Gute Laune im Spitzenalter |
| Schweißeignung | Schlecht | Schlecht | Schlecht |
| Bearbeitbarkeit | Messe | Messe | Messe |
| Ermüdungsfestigkeit | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
Der T6-Zustand beinhaltet eine Lösungsglühung, gefolgt von einer künstlichen Alterung, um die höchste Festigkeit zu erreichen. Bei der T7-Konditionierung wird nach T6 eine Überalterungsbehandlung durchgeführt, um eine verbesserte Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion bei leicht reduzierter Festigkeit zu erreichen.
7050-Legierungspulver hat eine geringe Dichte in Verbindung mit einer hohen Festigkeit, was zu hervorragenden spezifischen Festigkeitseigenschaften führt. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit ist für eine Aluminiumlegierung mäßig. Die Korrosionsbeständigkeit ist schlechter als bei reinem Aluminium, aber in den meisten Umgebungen akzeptabel.
Insbesondere die Dauerfestigkeit ist bei Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt hervorragend, während die Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit aufgrund des hohen Zinkgehalts schlechter ist als bei besser formbaren Legierungen wie 6061.
7050 Aluminiumlegierungspulver Anwendungen
Die Kombination von Eigenschaften macht Aluminiumlegierungspulver 7050 geeignet für:
Anwendungen von Aluminiumlegierungspulver 7050
| Industrie | Anmeldung | Gründe |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Strukturelle Teile der Flugzeugzelle, Fahrwerk, Tragflächen, Beschläge | Hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Ermüdungsfestigkeit |
| Automobilindustrie | Fahrwerk, Aufhängung, Getriebegehäuse | Hohe spezifische Festigkeit, ersetzt Gusslegierungen |
| Industriell | Robotik, Rigging, Hebezeuge | Festigkeits- und Schweißbarkeitsprobleme weniger kritisch |
| Verteidigung | Panzerplatten, Militärfahrzeuge | Ballistischer Schutz, mittlere Dichte |
| Marine | Konsolen, Schiffsteile für die Marine | Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen |
| Sport | Fahrradteile, Golfschlägerköpfe | Leistungsmerkmale |
In der Luft- und Raumfahrt wird 7050 nach der Aluminiumlegierung 7075 am häufigsten für festigkeitskritische Flugzeugteile verwendet, die eine lange Lebensdauer aufweisen müssen. HIP-verarbeitete Teile ersetzen in der Regel Schmiedeteile und Teile aus Knüppeln.
Anwendungen in der Automobil- und Verteidigungsindustrie profitieren von den Vorteilen der Leichtigkeit und der Leistungsfähigkeit gegenüber konventionellen Aluminium- oder Magnesiumlegierungen sowie von den besseren mechanischen Eigenschaften gegenüber Verbundwerkstoffen.
Aluminiumlegierung 7050 Pulver Spezifikationen
Pulver und konsolidierte Produkte aus der Legierung 7050 erfüllen verschiedene Spezifikationen, die die Zusammensetzungsgrenzen, Verarbeitungsmethoden, Eigenschaften und Qualitätsanforderungen für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich festlegen:
7050 Aluminiumlegierung Pulver Spezifikationen
| Standard | Titel |
|---|---|
| AMS 4282 | Metallisches Pulver für PM-Strukturteile |
| AMS 4285 | Konsolidiertes Pulver der Legierung HIP für PM-Strukturteile |
| ASTM B947 | Pulvermetallurgie (PM) Aluminium-Legierungen |
| AA 7050 | Aluminium-Verband 7050 Legierung |
Die Spezifikationen umfassen die Größenverteilung, die Form und die Fließeigenschaften des Pulvers, die Grenzwerte für Verunreinigungen, die typische Dichte und die mechanischen Eigenschaften unter verschiedenen Wärmebehandlungsbedingungen, Probenahmeverfahren, Prüfmethoden, Prüfkriterien und Dokumentationsanforderungen.
7050 Aluminiumlegierungspulver Lieferanten
Zu den weltweit führenden Anbietern von Pulvern aus Aluminiumlegierungen 7050 gehören:
7050 Aluminiumlegierung Pulver Lieferanten
| Unternehmen | Standort |
|---|---|
| Sandvik Fischadler | UK |
| Alpoco | UK |
| Valimet Inc. | USA |
Diese Unternehmen bieten gas- oder wasserzerstäubte Pulver aus der Aluminiumlegierung 7050 an, die für die additive Fertigung oder als Ausgangsmaterial für den Metallspritzguss mit speziellen Partikelgrößenverteilungen und -formen maßgeschneidert sind.
Darüber hinaus verfügen die großen Metallpulverhersteller und Konsolidierer über umfangreiche Erfahrungen in der Arbeit mit 7050-Legierungssystemen, die für das heißisostatische Pressen nach den Spezifikationen für Luft- und Raumfahrtkomponenten optimiert sind.
7050 Aluminiumlegierung Pulver Kosten
Die Preise für Aluminiumlegierungspulver 7050 hängen stark von den jeweiligen Bedingungen ab:
- Reinheit/Verunreinigungsgrade
- Partikelgrößenverteilung
- Morphologie und Form
- Kaufmenge
- Zusätzliche Verarbeitung wie Siebung
Die Richtpreise für gasverdüstes sphärisches 7050-Pulver, das für die additive Fertigung geeignet ist, liegen bei $50 - $65 pro kg. Die Preise sind höher für engere Verteilungen, die für MIM-Rohstoffe oder heißisostatisches Pressen benötigt werden.
7050 Aluminiumlegierungspulver Vor- und Nachteile
Vorteile von Aluminiumlegierungspulver 7050
- Hochfeste Legierung der Serie 7xxx
- Ausgezeichnete Ermüdungseigenschaften
- Geringe Dichte
- Weitgehend in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt
- Ersetzt Stähle und Titanlegierungen
- Teile können komplexe, monolithische Formen sein
Einschränkungen von 7050 Aluminium-Legierung Pulver
- Mäßige Korrosionsbeständigkeit
- Probleme mit der Schweißbarkeit
- Geringere thermische / elektrische Leitfähigkeit
- Die Kosten sind höher als bei normalen Strangpresslegierungen
- Verarbeitung hat mehr Kontrollen und Qualifikationen
Für viele kritische Strukturteile, die in Hochleistungsanwendungen benötigt werden, bietet 7050 die entscheidende Kombination aus Festigkeit, Schadenstoleranz und geringem Gewicht. Trotz einiger Nachteile bei der Herstellung und Korrosion gleichen die Fähigkeiten die etwas höheren Pulverkosten aus, wenn Gewichtseinsparungen wichtig sind.
FAQs
Häufig gestellte Fragen zu Aluminiumlegierungspulver 7050
F: Was ist die Aluminiumlegierung 7050?
A: 7050 ist eine sehr hochfeste Aluminiumlegierung der Serie 7xxx mit Hauptbestandteilen wie Zink, Magnesium und Kupfer sowie Spurenbestandteilen wie Zirkonium. Sie ist aushärtbar, um eine außergewöhnliche Kombination von Zugeigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit zu erreichen.
F: Ist 7050 stärker als 7075?
A: Ja, die Aluminiumlegierung 7050 hat eine geringfügig höhere Zugfestigkeit und Streckgrenze als die sehr beliebte Legierung 7075 im gealterten Zustand sowie eine höhere Ermüdungsfestigkeit. Sie entspricht der Korrosionsbeständigkeit von 7075.
F: Welche Verwendungszwecke gibt es für Aluminium 7050?
A: Die wichtigsten Verwendungszwecke sind Strukturteile für Flugzeuge wie Flügelhäute, Beschläge und Pylone, Hubschrauberrotorkomponenten wie Spindeln, Fahrwerks- und Aufhängungsteile für Kraftfahrzeuge, Anwendungen wie Panzerungen, Raumfahrtausleger, Hebezeuge und Sportartikel wie Golfschlägerköpfe und Fahrradfelgen.
F: Mit welchen Bearbeitungsmethoden können Teile aus der Legierung 7050 hergestellt werden?
A: Während traditionelle Knetverfahren wie Strangpressen und Schmieden für die Herstellung von 7050-Produkten geeignet sind, nehmen die pulvermetallurgischen Verfahren wie heißisostatisches Pressen (HIP), direktes Warmstrangpressen und Metallspritzguss (MIM) rasch zu, um die Stärken der Legierung zu nutzen.
F: Ist Aluminium 7050 schweißbar?
A: Nein, das Schweißen der Legierung 7050 ist im Vergleich zu Legierungen mit mittlerer oder geringerer Festigkeit sehr schwierig, da der hohe Zink- und Kupfergehalt Probleme mit der Rissbildung verursacht. Mechanische Befestigung oder Kleben sind die empfohlenen alternativen Verbindungsmethoden.
F: Was ersetzt 7050 Aluminiumlegierungen?
A: Für höchste Festigkeitsanforderungen, bei denen die Ermüdungsfestigkeit weniger kritisch ist, werden sehr hochfeste Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt wie C465 oder 7085 bewertet, um bestimmte Anwendungen der Legierung 7050 zu ersetzen. Verbundwerkstoffe und moderne Metalllegierungen sind ebenfalls konkurrierende Lösungen.
