AlSiCu-Pulver

AlSi10 ist ein Aluminiumlegierungspulver, das 10 % Silizium und den Rest Aluminium enthält. Es bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, geringer Dichte, thermischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit.

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AlSi10 ist ein Aluminiumlegierungspulver, das 10 % Silizium und den Rest Aluminium enthält. Es bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, geringer Dichte, thermischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit.

AlSi10-Pulver-Zusammensetzung

Die typische Zusammensetzung von AlSi10-Legierungspulver ist:

Element Zusammensetzung
Aluminum (Al) Bilanz
Silizium (Si) 9-11%
  • Aluminium bildet die Matrix und sorgt für geringe Dichte, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit.
  • Silizium sorgt für die Festigkeitssteigerung im Mischkristall und verbessert die Gießbarkeit.

Eine strenge Kontrolle des Verhältnisses von Aluminium zu Silizium ist entscheidend, um optimale Festigkeit und physikalische Eigenschaften zu erzielen. Andere, weniger wichtige Legierungselemente wie Magnesium, Eisen, Kupfer oder Zink können in bestimmten Sorten ebenfalls enthalten sein.

Eigenschaften von AlSi10-Pulver

AlSi10-Pulver verfügt über eine hervorragende Kombination von Eigenschaften, die es für verschiedene anspruchsvolle Anwendungen geeignet macht:

Eigentum Wert
Dichte 2,7 g/cm³
Schmelzpunkt ~600°C
Wärmeleitfähigkeit 150-180 W/m-K
Elektrische Leitfähigkeit 35-40% IACS
Wärmeausdehnungskoeffizient 21-23 x 10-6/°C
Elastizitätsmodul 80-85 GPa
Zugfestigkeit 240-300 MPa
Dehnung 1-5%
Härte 80-90 Brinell
Korrosionsbeständigkeit Ausgezeichnet
  • Geringe Dichte – bis zu 65 % leichter als Kupferlegierungen und Stähle.
  • Hohe Wärmeleitfähigkeit – Ermöglicht eine schnelle Wärmeableitung in der Elektronik.
  • Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht – Festigkeit vergleichbar mit Titanlegierungen bei geringerer Dichte.
  • Hervorragende Schweiß- und Gießbarkeit – Hohe Fließfähigkeit in der Schmelze, die ein einfaches Gießen und Schweißen ermöglicht.
  • Widerstandsfähig gegen Korrosion und Oxidation – Eine schützende Oxidschicht verhindert Korrosion in vielen Umgebungen.

Aufgrund dieses außergewöhnlichen Eigenschaftsprofils eignet sich AlSi10 für Leichtbauanwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und in anderen Bereichen.

Anwendungen von AlSi10-Pulver

Aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Festigkeit und seiner thermischen Eigenschaften eignet sich AlSi10-Pulver ideal für die Herstellung:

Anwendungen Vorteile
Komponenten für die Luft- und Raumfahrt Geringe Dichte kombiniert mit hoher Festigkeit.
Automobilteile Gewichtsreduzierung ohne Beeinträchtigung der mechanischen Leistung.
Elektronische Gehäuse Wärmemanagement zur Wärmeableitung bei gleichzeitig geringem Gewicht.
Medizinische Implantate Biokompatibel, ungiftig, korrosionsbeständig.
Thermisches Management Hohe Wärmeleitfähigkeit zur Ableitung von Wärme.
  • Die Automobilindustrie verwendet AlSi10 für Kolben, Getriebegehäuse und Aufhängungsteile, um die Kraftstoffeffizienz durch Gewichtsreduzierung zu verbessern.
  • Elektronikgehäuse und Kühlkörper nutzen die hohe Wärmeleitfähigkeit für eine effiziente Kühlung.
  • Bietet ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bei geringerer Dichte im Vergleich zu Titanlegierungen.
  • Bietet hervorragende Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit für medizinische Implantate wie orthopädische Geräte.

AlSi10 bietet maximale Leistung bei anspruchsvollen Anwendungen, bei denen geringe Masse und hohe Festigkeit entscheidend sind.

AlSi10-Pulver Spezifikationen

AlSi10-Pulver ist in verschiedenen Größenfraktionen, Formen und Reinheitsgraden erhältlich:

Parameter Optionen
Partikelgröße 5-150 Mikrometer
Partikelform kugelförmig, unregelmäßig
Scheinbare Dichte Bis zu 2,7 g/c
Durchflussmenge Bis zu 25 s/50g
Reinheit Bis zu 99,7%
Legierungsvarianten AlSi12, AlSi5
  • Kleinere Partikel fördern eine bessere Sinterung, während größere Partikel eine bessere Fließfähigkeit bieten.
  • Die kugelförmige Morphologie verbessert die Fließfähigkeit und die Verpackungsdichte. Unregelmäßige Partikel bieten Kostenvorteile.
  • Eine höhere Schüttdichte erhöht die effektive Beladung bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen.
  • Höhere Fließgeschwindigkeiten erleichtern die Handhabung und Verarbeitung des Pulvers.
  • Hohe Reinheit reduziert Verunreinigungsprobleme während der Verarbeitung und verbessert die endgültigen Eigenschaften.
  • Eine Reihe von Siliziumgehalten zwischen 5-12% ist verfügbar, um Fließfähigkeit und Festigkeit auszugleichen.

Die Pulvereigenschaften werden auf der Grundlage spezifischer Anwendungsanforderungen und Verarbeitungsmethoden angepasst.

Verfestigungsmethoden für AlSi10-Pulver

AlSi10-Pulver kann mit Techniken wie diesen zu Bauteilen voller Dichte verarbeitet werden:

Methode Vorteile
Additive Fertigung Excellent geometric freedom for complex shapes.
Metall-Spritzgießen Hohe Präzision bei der Netzformung.
Pressen und Sintern Wirtschaftlich für große Mengen einfacher Geometrien.
Extrusion Kontinuierliche Produktion von Stangen und Rohren.
Isostatisches Pressen Erzielt volle Dichte und verbessert die Eigenschaften.
  • Das Metall-Spritzgießen bietet engste Toleranzen und eine hervorragende Oberflächengüte.
  • Das Pressen und anschließende Flüssigphasensintern wird üblicherweise verwendet, doch ist eine sekundäre Verarbeitung wie das Strangpressen erforderlich.
  • Das Strangpressen nutzt die hervorragende Gießbarkeit zur Herstellung von Stangen, Rohren und Profilen.
  • Kaltes und heißes isostatisches Pressen verringert die Porosität und erhöht die Dichte.

Die Konsolidierungstechnik beeinflusst das Mikrogefüge, die endgültigen Eigenschaften, die geometrischen Möglichkeiten und die Produktivität.

Wärmebehandlung von AlSi10-Teilen

Die Festigkeit von AlSi10-Bauteilen wird durch Lösungsglühen und künstliche Alterung eingestellt:

Wärmebehandlung Einzelheiten Zweck
Lösungsfindung 530-550°C, Abschrecken Lösliche Phasen auflösen
Künstliche Alterung 150-180°C, 5-10 Stunden Aushärtung durch Niederschlag
Glühen 350°C, langsames Abkühlen Stellt die Duktilität wieder her
  • Die anschließende Alterungsbehandlung führt zu feinen Ausscheidungen und damit zu einer erheblichen Verfestigung.
  • Das Glühen trägt zur Wiederherstellung der Duktilität nach einer umfangreichen vorherigen Kaltbearbeitung bei.

Die sorgfältige Steuerung von Zeit und Temperatur der Lösung und der Alterung ermöglicht die Anpassung der mechanischen Eigenschaften an die jeweiligen Anforderungen.

Vergleich von AlSi10-Pulver mit alternativen Produkten

Hier sehen Sie, wie AlSi10 im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungspulvern abschneidet:

Legierung AlSi10 AlSi12 Al6061 Al7075
Stärke Hoch Höchste Medium Sehr hoch
Schweißeignung Ausgezeichnet Schlecht Gut Schlecht
Korrosionsbeständigkeit Ausgezeichnet Ausgezeichnet Ausgezeichnet Gut
Wärmeleitfähigkeit Hoch Medium Medium Niedrig
Dichte Niedrig Niedrig Niedrig Niedrig
Kosten Niedrig Hoch Medium Hoch
  • AlSi12 hat die höchste Festigkeit, aber eine schlechtere Schweißbarkeit und Wärmeleitfähigkeit.
  • 6061 ist eine beliebte Allzwecklegierung mit mittlerer Festigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit.
  • 7075 zeichnet sich durch eine sehr hohe Festigkeit aus, ist aber schlecht schweißbar und nur mäßig korrosionsbeständig.
  • AlSi10 bietet die besten Allround-Eigenschaften mit zusätzlichen Kostenvorteilen.

Für die meisten Anwendungen bietet AlSi10 das optimale Gleichgewicht zwischen Leistung, Schweißbarkeit und Kosten.

AlSi10-Pulver Hersteller

AlSi10-Pulver ist eine weit verbreitete Legierung und wird von großen globalen Anbietern hergestellt:

Hersteller Country
Hoeganaes Corporation USA
Sandvik Osprey UK
CNPC Powder China
Rio Tinto Metal Powders Kanada
Toyal America USA
ECKA Granules Deutschland

Seriöse Hersteller führen strenge Qualitätskontrollen durch und halten sich an die Spezifikationen internationaler Normungsorganisationen. Außerdem passen sie die Pulvereigenschaften an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung an.

Preise für AlSi10-Pulver

Als Hochleistungslegierungspulver verlangt AlSi10 einen Aufpreis gegenüber normalen Aluminiumpulvern. Der Richtpreis ist:

Pulver Typ Partikelgröße Preis ($/kg)
Zum Drücken Unter 150 μm $12-18
Für die Sinterung 45-150 μm $15-22
Für AM 15-45 μm $22-35
Hohe Reinheit Bis zu 10 μm $30-50
  • Feinere Fraktionen für AM und Sinterung kosten mehr als gröbere Pressqualitäten.
  • Kleinere Bestellmengen unter 100 kg ziehen höhere Preise nach sich.
  • Hochreine Sorten mit weniger Sauerstoff und Stickstoff sind über 50 % teurer.
  • Die Senkung des Siliziumgehalts auf AlSi5 senkt die Kosten um etwa 15 %.

Mengenrabatte, längerfristige Verträge und einfachere Partikelspezifikationen können zur Kostensenkung beitragen.

Gesundheits- und Sicherheitshinweise für AlSi10-Pulver

Wie jedes Metallpulver muss auch AlSi10-Pulver sicher gehandhabt werden:

Gefährdung Vorsichtsmaßnahmen PPE
Haut-/Augenkontakt Direkten Kontakt vermeiden. Bei Kontakt abspülen. Gloves, goggles
Einatmen Das Einatmen von Staub vermeiden. Für Belüftung sorgen. Respirator
Verschlucken Vermeiden Sie die Übertragung von Hand zu Mund. Hände waschen.
Feuer Verwenden Sie Sand. Verwenden Sie kein Wasser. Protective gear
  • Bei der Handhabung von Pulver Handschuhe, Schutzbrille und Mundschutz tragen.
  • Vermeiden Sie Hautkontakt. Nach Exposition waschen.
  • An einem kühlen, trockenen Ort, entfernt von Funken und Flammen lagern.
  • Für ausreichende Belüftung und Staubabsaugung sorgen.
  • Vollständige Richtlinien sind dem SDS und den örtlichen Vorschriften zu entnehmen.

Mit den richtigen Vorsichtsmaßnahmen und PSA kann AlSi10-Pulver bei Lagerung, Verarbeitung und Betrieb sicher gehandhabt werden.

Inspektion und Prüfung von AlSi10-Pulver

Um sicherzustellen, dass die Qualitätsanforderungen erfüllt werden, sollte AlSi10-Pulver getestet werden:

Parameter Methode Spezifikation
Chemische Zusammensetzung OES, XRF, Nasschemie Übereinstimmung mit dem Al-, Si-, Mg-Gehalt
Partikelgrößenverteilung Laserbeugung, Siebung D10, D50, D90 in Reichweite
Morphologie des Pulvers SEM-Bildgebung Sphärische Form und Fließfähigkeit
Scheinbare Dichte Hall-Durchflussmesser-Test Angegebene Mindestdichte
Durchflussmenge Hall-Durchflussmesser-Test Maximaler Durchfluss in Sekunden
Verunreinigungsgrade ICP- oder LECO-Analyse Niedriger Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt

FAQs

Q. Wofür wird die Legierung AlSi10 verwendet?

A. AlSi10 wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und in der Elektronik eingesetzt, wo geringes Gewicht und hohe Festigkeit entscheidend sind, z. B. bei Motorlagern, Kolben, Gehäusen und Kühlkörpern.

Q. Ist für AlSi10 eine Wärmebehandlung erforderlich?

A. Ja, eine Lösungsglühung mit anschließender Alterung kann die Zugfestigkeit durch die Ausscheidung von Legierungselementen wie Silizium deutlich erhöhen.

Q. Mit welchen Methoden kann AlSi10-Pulver verfestigt werden?

A. AlSi10-Pulver kann durch additive Fertigung, Metall-Spritzguss, Strangpressen und Pulver-Kompaktschmieden zu voller Dichte verdichtet werden.

Q. Ist AlSi10 schweißbar?

A. Ja, AlSi10 ist aufgrund des Siliziumzusatzes, der die Fließfähigkeit im geschmolzenen Zustand verbessert, hervorragend schweißbar. Dies ermöglicht ein einfaches Schmelzschweißen.

Q. Ist AlSi10-Pulver sicher in der Handhabung?

A. Wie bei jedem feinen Metallpulver sollten bei der Lagerung, Handhabung und Verarbeitung von AlSi10-Pulver die üblichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um Gesundheits- und Sicherheitsrisiken zu minimieren.

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