Al 3004-Pulver

Al 3004 ist eine Aluminiumknetlegierung, die für ihre mäßige Festigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Formbarkeit und Schweißbarkeit bekannt ist. Mangan erhöht die Festigkeit durch Festlösungsverfestigung, während Magnesium die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung verbessert.

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Übersicht über Al 3004-Pulver

Al 3004 ist eine Aluminiumknetlegierung, die für ihre mäßige Festigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Formbarkeit und Schweißbarkeit bekannt ist. Mangan erhöht die Festigkeit durch Festlösungsverfestigung, während Magnesium die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung verbessert.

Zu den Hauptmerkmalen von Al 3004-Pulver gehören:

  • Mäßige Zugfestigkeit mit ausgezeichneter Duktilität
  • Sehr gute Formbarkeit und Schweißbarkeit
  • Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Geringe Dichte
  • Erhältlich in verschiedenen Partikelgrößenverteilungen

Al 3004-Pulver eignet sich für Anwendungen, die eine mäßige Festigkeit in Kombination mit guter Schweißbarkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Chemische Zusammensetzung von Al 3004-Pulver

Die typische Zusammensetzung von Al 3004-Pulver ist:

Element Gewicht %
Aluminium (Al) Gleichgewicht
Mangan (Mn) 1,0-1,5 %
Magnesium (Mg) 0,2–0,8 %
Silizium (Si) 0-0,6 %
Eisen (Fe) 0-0,7 %
Kupfer (Cu) 0-0,25 %
Chrom (Cr) 0-0,10 %
Zink (Zn) 0-0,10 %

 

Mangan und Magnesium sind bewusst zugesetzte Legierungselemente, während Silizium, Eisen, Kupfer und Zink als Verunreinigungen vorhanden sind.

Eigenschaften von Al 3004-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 3004-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 2,73 g/cm3
Schmelzpunkt 630–655 °C
Wärmeleitfähigkeit 180 W/mK
Elektrische Leitfähigkeit 41–43 % IACS
Elastizitätsmodul 68–72 GPa
Poissonzahl 0,33
Zugfestigkeit 190-240 MPa
Streckgrenze 110-170 MPa
Verlängerung 10-20 %
Härte 50-65 Brinell

 

Die Legierung bietet mäßige Festigkeit bei ausgezeichneter Duktilität und Formbarkeit. Es weist eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion auf. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit ist hoch.

Produktionsmethode für Al 3004-Pulver

Zu den gängigen Produktionsmethoden für Al 3004-Pulver gehören:

  • Gaszerstäubung – Der geschmolzene Legierungsstrom wird durch Inertgasstrahlen in feines kugelförmiges Pulver mit kontrollierter Partikelverteilung zerlegt.
  • Wasserzerstäubung – Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl zur Erzeugung feiner, unregelmäßiger Al 3004-Partikel. Geringere Kosten, aber höherer Sauerstoffgehalt.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen einer Mischung aus Aluminium und Legierungspulvern, gefolgt von Kaltverdichtung und Sintern.

Die Gaszerstäubung bietet eine hervorragende Kontrolle über die Pulvereigenschaften, die für fortgeschrittene Anwendungen entscheidend sind.

Anwendungen von Al 3004-Pulver

Zu den typischen Anwendungen von Al 3004-Pulver gehören:

  • Additive Fertigung – Wird beim Binder-Jetting, Laserschmelzen und Elektronenstrahlschmelzen zur Herstellung komplexer Aluminiumteile verwendet.
  • Metallspritzguss – Zur Herstellung kleiner, komplizierter Komponenten, die eine gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
  • Pulvermetallurgie – Press- und Sinterverfahren zur Herstellung mäßig leistungsstarker Automobil- und Maschinenteile.
  • Thermisches Spritzen – Drahtlichtbogenspritzen zur Herstellung von Schutzschichten mit mäßiger Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.
  • Schweißzusatzwerkstoff – Wird als Zusatzdraht verwendet, um eine Schweißnahtfestigkeit zu erzielen, die der des Grundmetalls ähnelt.
  • Pigmente – werden Farben und Beschichtungen zugesetzt, um Glanz und Korrosionsschutz zu verleihen.

Spezifikationen von Al 3004-Pulver

Al 3004-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen, Reinheitsgraden und Qualitäten erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 10–150 Mikrometer für AM-Methoden, bis zu 300 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Es sind kugelförmige, körnige, unregelmäßige und flockenförmige Pulverformen erhältlich.
  • Reinheit: Von kommerziellen Qualitäten bis hin zu hohen Reinheitsgraden basierend auf Verunreinigungsgrenzwerten.
  • Qualitäten: Entspricht den Spezifikationen ASTM B209, EN 573 und ISO 209. Kundenspezifische Qualitäten werden angeboten.
  • Fließfähigkeit: Das Pulver kann entsprechend den Anwendungsanforderungen für spezifische Fließraten angepasst werden.

Globale Lieferanten von Al 3004-Pulver

Einige der wichtigsten globalen Anbieter sind:

  • Valimet Inc. (USA)
  • Makin Metal Powders (UK)
  • Atomization Systems Limited (Kanada)
  • SCM Metal Products (USA)
  • Shanghai Chaowei Nanotechnologie (China)
  • Agni Metal (USA)
  • Titanpulver (Russland)

Diese Unternehmen produzieren Al 3004-Pulver, das für AM-, thermische Spritz-, Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie allgemeine technische Anwendungen geeignet ist.

Preise für Al 3004-Pulver

Die Preise für Al 3004-Pulver hängen von folgenden Faktoren ab:

  • Reinheitsgrade
  • Partikelgrößenverteilung
  • Pulvermorphologie und -form
  • Bestellmenge
  • Lieferant und geografischer Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 5-15 $ pro kg
Hohe Reinheit 15-25 $ pro kg
Ultrafein 25-45 $ pro kg
Sonderklasse 45-90 $ pro kg

 

Sphärische, kontrollierte Partikelgröße und hohe Reinheitsgrade sind teurer als einfaches kommerzielles Al 3004-Pulver.

Lagerung und Handhabung von Al 3004-Pulver

Al 3004-Pulver sollte ordnungsgemäß gehandhabt und gelagert werden, um Folgendes zu verhindern:

  • Oxidation und Reaktion mit Feuchtigkeit
  • Staubexplosionsgefahr durch feines Pulver
  • Gesundheitsprobleme im Zusammenhang mit der Inhalation
  • Die Sicherheitspraktiken des Sicherheitsdatenblatts des Lieferanten sollten befolgt werden

Beim Umgang mit dem Pulver wird eine Inertgasüberlagerung, ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und persönliche Schutzausrüstung empfohlen.

Test- und Charakterisierungsmethoden

Zu den wichtigsten Testmethoden für Al 3004-Pulver gehören:

  • Analyse der chemischen Zusammensetzung mittels OES oder RFA
  • Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM
  • Pulverdurchfluss gemessen mit Hall-Durchflussmesser
  • Dichte bestimmt durch Heliumpyknometrie
  • Prüfung des Verunreinigungsgrads mittels ICP-MS
  • Mikrostrukturuntersuchung mittels Röntgenbeugung

Diese Tests stellen die Konsistenz von Charge zu Charge sicher und stellen sicher, dass das Pulver den Anwendungsanforderungen entspricht.

Vergleich zwischen Al 3004- und Al 6061-Pulvern

Al 3004 und Al 6061 sind zwei verglichene Aluminiumlegierungspulver:

Parameter Al 3004 Al 6061
Legierungstyp Nicht wärmebehandelbar Wärmebehandelbar
Mg-Gehalt 0,2–0,8 % 0,8–1,2 %
Stärke Mäßig Höher
Korrosionsbeständigkeit Exzellent Exzellent
Schweißbarkeit Exzellent Gut
Bearbeitbarkeit Gut Exzellent
Kosten Untere Höher

 

Al 3004 bietet eine bessere Schweißbarkeit, während Al 6061 eine höhere Festigkeit aufweist. Beide bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit.

Häufig gestellte Fragen zu Al 3004-Pulver

Q: Wie wird Al 3004-Pulver hergestellt?

A: Al 3004-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und mechanisches Legieren mit anschließendem Sintern hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über die Partikeleigenschaften.

Q: Was sind die Hauptanwendungen von Al 3004-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen von Al 3004-Pulver gehören additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, Herstellung pulvermetallurgischer Teile, Metallspritzguss, Pigmente und Schweißzusatzdraht.

Q: Welche Partikelgröße wird für Al 3004-Pulver für den Binder-Jet-3D-Druck empfohlen?

A: Für den Binder-Jetting-Prozess beträgt die typische Al 3004-Pulvergröße 20–45 Mikrometer mit nahezu kugelförmiger Morphologie, um eine gute Pulverbettdichte und Bindemittelinfiltration zu gewährleisten.

Q: Erfordert Al 3004-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es wird empfohlen, Aluminiumpulver vorsichtig in einer inerten Atmosphäre zu handhaben und dabei ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und PSA zu verwenden, um Brand- oder Explosionsgefahren zu vermeiden.

Q: Wo kann ich Al 3004-Pulver kaufen, das für Schweißdraht für die Luft- und Raumfahrt geeignet ist?

A: Hochreines gaszerstäubtes Al 3004-Pulver, das den Luft- und Raumfahrtstandards entspricht, kann von führenden Herstellern wie Valimet, Makin Metal Powders und ASL erworben werden.

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