Al 2024-Pulver

Al 2024 ist eine der beliebtesten Aluminiumknetlegierungen der Serie 2000 und bekannt für ihre Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit sowie hervorragende Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die Kupferzusätze sorgen für eine erhebliche Verstärkung durch Ausscheidungshärtung und behalten gleichzeitig die Formbarkeit und Schweißbarkeit bei.

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Übersicht über Al 2024-Pulver

Al 2024 ist eine der beliebtesten Aluminiumknetlegierungen der Serie 2000 und bekannt für ihre Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit sowie hervorragende Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die Kupferzusätze sorgen für eine erhebliche Verstärkung durch Ausscheidungshärtung und behalten gleichzeitig die Formbarkeit und Schweißbarkeit bei.

Zu den Hauptmerkmalen von Al 2024-Pulver gehören:

  • Hohe Festigkeit bei mäßiger Duktilität und Zähigkeit
  • Hervorragende Ermüdungs- und Bruchfestigkeit
  • Sehr gute Bearbeitbarkeit und Polierbarkeit
  • Gute Schweißbarkeit und Formbarkeit
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Erhältlich in verschiedenen Pulvergrößen und -formen

Al 2024-Pulver eignet sich für Luft- und Raumfahrtkomponenten und andere Hochleistungsanwendungen, die Festigkeit in Kombination mit Fertigungsfähigkeiten erfordern.

Chemische Zusammensetzung von Al 2024-Pulver

Die typische Zusammensetzung von Al 2024-Pulver ist:

Element Gewicht %
Aluminium (Al) 90,7–94,7 %
Kupfer (Cu) 3,8–4,9 %
Magnesium (Mg) 1,2-1,8 %
Mangan (Mn) 0,3–0,9 %
Eisen (Fe) 0-0,5 %
Silizium (Si) 0-0,5 %
Zink (Zn) 0-0,25 %
Chrom (Cr) 0-0,1 %
Titan (Ti) 0-0,15 %

 

Kupfer ist das Hauptlegierungselement, während Magnesium durch Ausscheidungshärtung Festigkeit verleiht. Andere Elemente wie Mangan, Eisen und Chrom haben geringfügige Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften.

Eigenschaften von Al 2024-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 2024-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 2,77 g/cm3
Schmelzpunkt 500–638 °C
Wärmeleitfähigkeit 121-190 W/mK
Elektrische Leitfähigkeit 26-35 % IACS
Elastizitätsmodul 73 GPa
Poissonzahl 0,33
Zugfestigkeit 400-500 MPa
Streckgrenze 290-385 MPa
Verlängerung 8-20 %
Härte 90-150 Vickers

 

Die Kupferzusätze führen zu einer erheblichen Steigerung der Festigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer moderaten Duktilität und einer hervorragenden Ermüdungsfestigkeit durch Ausscheidungshärtung. Es bietet eine optimale Kombination von Eigenschaften für Hochleistungsanwendungen.

Produktionsmethode für Al 2024-Pulver

Zu den kommerziellen Produktionsmethoden für Al 2024-Pulver gehören:

  • Gaszerstäubung – geschmolzener Legierungsstrom, der durch Hochdruck-Inertgasstrahlen in feines kugelförmiges Pulver zerfällt. Kontrollierte Partikelgrößenverteilung.
  • Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit trifft auf den geschmolzenen Metallstrom und zersetzt ihn, um feines, unregelmäßiges Pulver zu erzeugen.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen einer Mischung aus Aluminium und Legierungselementpulvern, gefolgt von Kaltverdichtung und Sintern.
  • Elektrolyse – Aluminium wird durch Elektrolyseverfahren hergestellt und anschließend legiert und zerstäubt.

Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Partikeleigenschaften wie Größe, Form und Mikrostruktur.

Anwendungen von Al 2024-Pulver

Zu den Hauptanwendungen von Al 2024-Pulver gehören:

  • Additive Fertigung – Wird beim selektiven Laserschmelzen und direkten Lasersintern von Metallen zur Herstellung komplexer Luft- und Raumfahrt- und Automobilkomponenten verwendet.
  • Metallspritzguss – Zur Herstellung kleiner, komplizierter Teile mit guten mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit.
  • Pulvermetallurgie – Press- und Sinterverfahren zur Herstellung leistungsstarker Automobil- und Maschinenteile.
  • Thermisches Spritzen – Plasma- oder Lichtbogenspritzen zum Aufbringen von schützenden Al 2024-Beschichtungen gegen Verschleiß und Korrosion.
  • Schweißzusatzstoff – Wird als Zusatzdraht/-stab zum Lichtbogenschweißen von Aluminiumlegierungen verwendet. Bietet eine hervorragende Schweißnahtfestigkeit.
  • Pyrotechnik – Wird aufgrund der Entflammbarkeit von Aluminium pyrotechnischen Zusammensetzungen als Brennstoff zugesetzt.

Spezifikationen von Al 2024-Pulver

Al 2024-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen und Qualitäten erhältlich, darunter:

  • Partikelgröße: Von 10 bis 150 Mikrometer für AM, bis zu 300 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, körnige, dendritische und unregelmäßig geformte Partikel. Glattes Pulver fließt besser.
  • Güten: Entspricht den Spezifikationen AMS 4255, ASTM B221, EN 573-3, ISO 209 und anderen kundenspezifischen Güten.
  • Reinheit: Vom kommerziellen bis zum hohen Reinheitsgrad, je nach chemischer Zusammensetzung und Anwendungsanforderungen.

Globale Lieferanten von Al 2024-Pulver

Einige der wichtigsten Lieferanten weltweit sind:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Valimet Inc. (USA)
  • TLS Technik (Deutschland)
  • CNPC Powder Group (China)
  • Metal Powder Company (USA)
  • Makin Metal Powders (UK)
  • AMETEK Leselegierungen (USA)

Diese Unternehmen produzieren Al 2024-Pulver, das für AM, thermisches Spritzen, Automobil, Luft- und Raumfahrt und andere anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.

Al 2024 Pulverpreise

Die Preisgestaltung für Al 2024-Pulver hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Reinheitsgrade
  • Pulvereigenschaften und -qualität
  • Produktionsmethode
  • Bestellmenge
  • Lieferant und Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 8-15 $ pro kg
Hohe Reinheit 15-30 $ pro kg
Ultrafein 30-60 $ pro kg
Sonderklasse 50-100 $ pro kg

 

Gaszerstäubte, hochreine und kundenspezifische Legierungen sind viel teurer als einfache kommerzielle Pulverqualitäten.

Lagerung und Handhabung von Al 2024-Pulver

Al 2024-Pulver erfordert eine sorgfältige Lagerung und Handhabung, um Folgendes zu verhindern:

  • Oxidation und Reaktion mit Feuchtigkeit
  • Staubexplosionen durch Entzündung von feinem Pulver
  • Gesundheitsprobleme im Zusammenhang mit der Inhalation
  • Die vom Lieferanten empfohlenen Sicherheitspraktiken sollten befolgt werden

Beim Umgang mit dem Pulver sollten Schutzgas, ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und persönliche Schutzausrüstung verwendet werden.

Test- und Charakterisierungsmethoden

Zu den wichtigsten Testmethoden für Al 2024-Pulver gehören:

  • Chemische Analyse mittels OES- oder RFA-Spektroskopie
  • Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels Rasterelektronenmikroskopie
  • Messung der Pulverdurchflussmenge mittels Hall-Durchflussmesser
  • Dichtemessung mittels Heliumpyknometrie
  • Prüfung auf Verunreinigungen mittels ICP-MS
  • Mikrostrukturuntersuchung mittels Röntgenbeugung

Diese Tests stellen sicher, dass das Pulver die erforderlichen chemischen, physikalischen Eigenschaften und Mikrostrukturen gemäß den Anwendungsanforderungen erfüllt.

Vergleich zwischen Al 2024 und Al 7075 Pulver

Al 2024 und Al 7075 sind zwei hochfeste Aluminiumlegierungspulver im Vergleich:

Parameter Al 2024 Al 7075
Legierungstyp Wärmebehandelbar Wärmebehandelbar
Cu-Gehalt 3,8–4,9 % 1,2-2 %
Zn-Gehalt 0-0,25 % 5,1–6,1 %
Stärke Hoch Sehr hoch
Bruchzähigkeit Höher Mäßig
Korrosionsbeständigkeit Gut Mäßig
Schweißbarkeit Gerecht Arm
Kosten Untere Höher

 

Al 2024 bietet eine bessere Verarbeitbarkeit, während Al 7075 nach der Wärmebehandlung eine sehr hohe Festigkeit bietet. Al 2024 ist kostengünstiger.

Häufig gestellte Fragen zu Al 2024-Pulver

Q: Wie wird Al 2024-Pulver hergestellt?

A: Al 2024-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung, mechanisches Legieren und Elektrolysetechniken hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Partikelgröße und Morphologie.

Q: Was sind die Hauptanwendungen von Al 2024-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen gehören additive Fertigung, thermisches Spritzen, Pulvermetallurgie, Metallspritzguss, Schweißzusätze und pyrotechnische Zusammensetzungen, bei denen hohe Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind.

Q: Was ist die typische Partikelgröße für Al 2024-Pulver in AM?

A: Bei den meisten Metall-3D-Druckverfahren liegt der ideale Partikelgrößenbereich für Al 2024-Pulver bei 15–45 Mikrometern mit sphärischer Morphologie und guten Fließeigenschaften.

Q: Erfordert Al 2024-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es wird empfohlen, feine Aluminiumpulver unter Inertgasen zu handhaben und dabei ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und persönliche Schutzausrüstung zu verwenden, um die Gefahr von Bränden und Explosionen zu vermeiden.

Q: Wo kann ich Al 2024-Pulver kaufen, das für Luft- und Raumfahrtkomponenten geeignet ist?

A: Hochreine gaszerstäubte Al 2024-Pulver, die den Anforderungen der Luft- und Raumfahrt entsprechen, können von Unternehmen wie Sandvik Osprey, Valimet Inc., TLS Technik und AMETEK Reading Alloys bezogen werden.

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