Al 7075-Pulver

Al 7075-Pulver ist eine hochfeste Aluminiumlegierung, die hauptsächlich aus Aluminium, Zink, Kupfer und geringen Mengen Magnesium und Chrom besteht. Es ist bekannt für seine beeindruckenden mechanischen Eigenschaften und ist daher die ideale Wahl für Anwendungen, die Festigkeit, Haltbarkeit und geringes Gewicht erfordern. Al 7075-Pulver wird typischerweise durch einen Prozess namens Zerstäubung hergestellt, bei dem geschmolzenes Aluminium versprüht und zu feinen Pulverpartikeln verfestigt wird.

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Übersicht über Al 7075-Pulver

Al 7075 ist eine der Aluminiumlegierungen der Serie 7000 mit der höchsten Festigkeit und bietet eine Festigkeit, die vielen Stählen überlegen ist. Zink ist der Hauptlegierungszusatz, während Magnesium durch Ausscheidungshärtung Festigkeit verleiht.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 7075-Pulver gehören:

  • Außergewöhnlich hohe Zug- und Streckgrenze
  • Hohe Härte und gute Dauerfestigkeit
  • Gute Zähigkeit und mäßige Duktilität
  • Hervorragende Verarbeitungseigenschaften
  • Hohe Korrosionsbeständigkeit
  • Erhältlich in verschiedenen Pulvergrößen und -formen

Al 7075-Pulver ist ideal für Hochleistungskomponenten in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich, die eine optimale Kombination aus Festigkeit, Härte, Ermüdungsbeständigkeit und mäßiger Schweißbarkeit erfordern.

Chemische Zusammensetzung von Al 7075-Pulver

Die typische chemische Zusammensetzung von Al 7075-Pulver ist:

Element Gewicht %
Aluminium (Al) 87,1–91,4 %
Zink (Zn) 5,1–6,1 %
Magnesium (Mg) 2,1–2,9 %
Kupfer (Cu) 1,2-2,0 %
Eisen (Fe) 0-0,5 %
Silizium (Si) 0-0,4 %
Mangan (Mn) 0-0,3 %
Chrom (Cr) 0,18–0,28 %
Titan (Ti) 0-0,2 %

 

Zink ist das Hauptlegierungselement, während Magnesium und Kupfer die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung erhöhen. Spurenelemente wie Eisen, Mangan und Chrom haben geringfügige Auswirkungen.

Eigenschaften von Al 7075-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 7075-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 2,81 g/cm3
Schmelzpunkt 477–635 °C
Wärmeleitfähigkeit 130–210 W/mK
Elektrische Leitfähigkeit 22-30 % IACS
Elastizitätsmodul 71–72 GPa
Poissonzahl 0,33
Zugfestigkeit 570–635 MPa
Streckgrenze 505–570 MPa
Verlängerung 7–10 %
Härte 150–190 Brinell

 

Die Zinkzusätze führen zu einer extrem hohen Festigkeit und Härte bei gleichzeitig angemessener Duktilität und Zähigkeit. Die Legierung weist hervorragende Endbearbeitungseigenschaften auf.

Produktionsmethode für Al 7075-Pulver

Zu den kommerziellen Produktionsmethoden für Al 7075-Pulver gehören:

  • Gaszerstäubung – Der geschmolzene Legierungsstrom wird durch Inertgasstrahlen in feine kugelförmige Pulverpartikel mit kontrollierter Größenverteilung zerlegt.
  • Wasserzerstäubung – Hochdruckwasserstrahl zur Herstellung feiner Al 7075-Pulver mit unregelmäßiger Form. Geringere Kosten, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen einer Mischung aus Aluminium- und Legierungselementpulvern, gefolgt von Kaltverdichtung und Sintern.

Die Gaszerstäubung bietet eine hervorragende Kontrolle über Pulvereigenschaften wie Partikelgröße, Form und Mikrostruktur.

Anwendungen von Al 7075-Pulver

Zu den üblichen Anwendungen von Al 7075-Pulver gehören:

  • Additive Fertigung – Wird beim selektiven Laserschmelzen und direkten Lasersintern von Metallen zur Herstellung komplexer, leichter Teile für die Luft- und Raumfahrt sowie für die Verteidigung eingesetzt.
  • Metallspritzguss – Zur Herstellung kleiner, komplexer Komponenten mit hoher Festigkeit und mäßiger Korrosionsbeständigkeit.
  • Pulvermetallurgie – Press- und Sinterverfahren zur Herstellung leistungsstarker Automobilteile und Maschinenkomponenten.
  • Thermisches Spritzen – Drahtlichtbogenspritzen zur Abscheidung sehr harter und verschleißfester Al 7075-Beschichtungen.
  • Pyrotechnik – Wird aufgrund seiner hohen Reaktivität als Brennstoffbestandteil in pyrotechnischen Zusammensetzungen hinzugefügt.
  • Schweißzusatzwerkstoff – Wird als Zusatzdraht verwendet und sorgt für Schweißfestigkeit, aber eingeschränkte Schweißbarkeit.

Spezifikationen von Al 7075-Pulver

Al 7075-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen, Qualitäten und Reinheitsgraden erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 10–45 Mikrometer für AM-Methoden bis zu 120 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Partikelformen. Glattes kugelförmiges Pulver hat eine bessere Fließfähigkeit.
  • Reinheit: Von kommerziellen bis hin zu hochreinen Qualitäten, maßgeschneidert für die spezifische Anwendung.
  • Qualitäten: Entspricht ASTM B951, AMS 4045, AMS 4282, EN 573-3 und anderen gleichwertigen Standards.
  • Sauerstoffgehalt: Variiert je nach Produktionsmethode zwischen 500 und 1500 ppm. Weniger ist besser.

Globale Lieferanten von Al 7075-Pulver

Einige der wichtigsten Lieferanten weltweit sind:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • TLS Technik (Deutschland)
  • Valimet Inc. (USA)
  • CNPC-Pulver (China)
  • Makin Metal Powders (UK)
  • PyroGenesis Kanada
  • Metal Powder Company (USA)

Diese Unternehmen stellen mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren Al 7075-Pulver her, das für verschiedene Anwendungen geeignet ist.

Preise für Al 7075-Pulver

Die Preise für Al 7075-Pulver hängen von folgenden Faktoren ab:

  • Reinheitsgrade
  • Partikeleigenschaften
  • Verfahren zur Pulverherstellung
  • Bestellmenge
  • Lieferant und geografischer Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 10-20 $ pro kg
Hohe Reinheit 20-40 $ pro kg
Ultrafein 40-80 $ pro kg
Sonderklasse 80-150 $ pro kg

 

Gaszerstäubte, hochreine Pulver mit kontrollierter Partikelgröße sind viel teurer als einfaches Al 7075-Pulver in handelsüblicher Qualität.

Lagerung und Handhabung von Al 7075-Pulver

Das reaktive Legierungspulver Al 7075 muss mit Vorsicht gehandhabt werden, um Folgendes zu verhindern:

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

Für eine sichere Handhabung sollten Schutzgas, ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und persönliche Schutzausrüstung verwendet werden.

Test- und Charakterisierungsmethoden

Zu den wichtigsten Testmethoden für Al 7075-Pulver gehören:

  • Analyse der chemischen Zusammensetzung mittels OES oder RFA
  • Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM
  • Pulverdurchfluss 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 und mikrostrukturellen Eigenschaften für die spezifische Anwendung erfüllt.

Vergleich zwischen Al 7075- und Al 6061-Pulver

Al 7075 und Al 6061 sind zwei verglichene Aluminiumlegierungspulver:

Parameter Al 7075 Al 6061
Legierungstyp Wärmebehandelbar Wärmebehandelbar
Zn-Gehalt 5,1–6,1 % 0%
Mg-Gehalt 2,1–2,9 % 0,8–1,2 %
Stärke Viel höher Mäßig
Bearbeitbarkeit Arm Exzellent
Schweißbarkeit Arm Sehr gut
Korrosionsbeständigkeit Mäßig Exzellent
Kosten Höher Untere

 

Al 7075 bietet eine sehr hohe Festigkeit, während Al 6061 eine bessere Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit bei geringeren Kosten bietet.

Häufig gestellte Fragen zu Al 7075-Pulver

Q: Wie wird Al 7075-Pulver hergestellt?

A: Al 7075-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung, mechanische Legierungs- und Elektrolysetechniken hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über die Partikeleigenschaften.

Q: Was sind die Hauptanwendungen für Al 7075-Pulver?

A: Die Hauptanwendungen für Al 7075 sind additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, pulvermetallurgische Teilefertigung, Metallspritzguss und pyrotechnische Zusammensetzungen, die eine außergewöhnlich hohe Festigkeit erfordern.

Q: Welche Partikelgröße wird für Al 7075-Pulver in AM empfohlen?

A: Für die meisten Metall-3D-Druckverfahren liegt der ideale Partikelgrößenbereich für Al 7075 bei 15–45 Mikrometern mit sphärischer Morphologie und guter Pulverfließfähigkeit.

Q: Erfordert Al 7075-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es wird empfohlen, reaktive Aluminiumlegierungspulver vorsichtig in einer inerten Atmosphäre zu handhaben und dabei ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und persönliche Schutzausrüstung zu verwenden.

Q: Wo kann ich ultrafeines Al 7075-Pulver kaufen, das für Luft- und Raumfahrtkomponenten geeignet ist?

A: Hochreine, gaszerstäubte ultrafeine Al 7075-Pulver, die den Anforderungen der Luft- und Raumfahrt entsprechen, können von führenden Lieferanten wie Sandvik Osprey, TLS Technik und Valimet Inc. bezogen werden.

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