AlSiCu-Pulver(AlSi10)

AlSi10 ist ein Aluminiumlegierungspulver, das 10% Silizium und den Rest Aluminium enthĂ€lt. Es bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, geringer Dichte, thermischen Eigenschaften, KorrosionsbestĂ€ndigkeit und Schweißbarkeit.

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InhaltsĂŒbersicht

AlSi10 ist ein Aluminiumlegierungspulver, das 10% Silizium und den Rest Aluminium enthĂ€lt. Es bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, geringer Dichte, thermischen Eigenschaften, KorrosionsbestĂ€ndigkeit und Schweißbarkeit.

Zusammensetzung des AlSi10-Pulvers

Die typische Zusammensetzung von AlSi10-Legierungspulver ist:

Element Zusammensetzung
Aluminium (Al) Bilanz
Silizium (Si) 9-11%
  • Aluminium bildet die Matrix und sorgt fĂŒr geringe Dichte, DuktilitĂ€t und KorrosionsbestĂ€ndigkeit.
  • Silizium sorgt fĂŒr eine Festigung der festen Lösung und verbessert die Gießbarkeit.

Eine strenge Kontrolle des Aluminium-Silizium-VerhĂ€ltnisses ist entscheidend, um optimale Festigkeit und physikalische Eigenschaften zu erreichen. In bestimmten QualitĂ€ten können auch andere geringfĂŒgige Legierungselemente wie Magnesium, Eisen, Kupfer oder Zink enthalten sein.

AlSi10

Eigenschaften von AlSi10-Pulver

AlSi10-Pulver verfĂŒgt ĂŒber eine hervorragende Kombination von Eigenschaften, die es fĂŒr verschiedene anspruchsvolle Anwendungen geeignet machen:

Eigentum Wert
Dichte 2,7 g/cm3
Schmelzpunkt ~600°C
WÀrmeleitfÀhigkeit 150-180 W/mK
Elektrische LeitfÀhigkeit 35-40% IACS
WÀrmeausdehnungskoeffizient 21-23 x 10 -6 /°C
ElastizitÀtsmodul 80-85 GPa
Zugfestigkeit 240-300 MPa
Dehnung 1-5%
HĂ€rte 80-90 Brinell
KorrosionsbestÀndigkeit Ausgezeichnet
  • Geringe Dichte – Bis zu 65% leichter als Kupferlegierungen und StĂ€hle.
  • Hohe WĂ€rmeleitfĂ€higkeit – Ermöglicht eine schnelle WĂ€rmeableitung in der Elektronik.
  • Hohes VerhĂ€ltnis von Festigkeit zu Gewicht – Festigkeit vergleichbar mit Titanlegierungen mit geringerer Dichte.
  • Hervorragende Schweißbarkeit und Gießbarkeit – Hohe FließfĂ€higkeit im geschmolzenen Zustand, was einfaches Gießen und Schweißen ermöglicht.
  • BestĂ€ndig gegen Korrosion und Oxidation – Eine schĂŒtzende Oxidschicht verhindert Korrosion in vielen Umgebungen.

Aufgrund dieses außergewöhnlichen Eigenschaftsprofils eignet sich AlSi10 fĂŒr leichte Strukturanwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und anderen Bereichen.

Anwendungen von AlSi10-Pulver

Aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Festigkeit und seiner thermischen Eigenschaften ist AlSi10-Pulver ideal fĂŒr:

Anwendungen Vorteile
Komponenten fĂŒr die Luft- und Raumfahrt Geringe Dichte kombiniert mit hoher Festigkeit.
Automobilteile Gewichtsreduzierung ohne BeeintrÀchtigung der mechanischen Leistung.
ElektronikgehÀuse Thermomanagement zur WÀrmeableitung bei geringem Gewicht.
Medizinische Implantate Biokompatibel, ungiftig, korrosionsbestÀndig.
Thermisches Management Hohe WÀrmeleitfÀhigkeit zur WÀrmeableitung.
  • Wird hĂ€ufig in Flugzeug- und Raketenkomponenten wie Triebwerkslagern verwendet, um das Gewicht zu reduzieren.
  • Die Automobilindustrie verwendet AlSi10 fĂŒr Kolben, GetriebegehĂ€use und AufhĂ€ngungsteile, um die Kraftstoffeffizienz durch Leichtbau zu verbessern.
  • Elektronische GehĂ€use und KĂŒhlkörper nutzen eine hohe WĂ€rmeleitfĂ€higkeit fĂŒr eine effiziente KĂŒhlung.
  • Belohnt ein hervorragendes VerhĂ€ltnis von Festigkeit zu Gewicht bei geringerer Dichte im Vergleich zu Titanlegierungen.
  • Bietet hervorragende BiokompatibilitĂ€t und KorrosionsbestĂ€ndigkeit fĂŒr medizinische Implantate wie orthopĂ€dische GerĂ€te.

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

Spezifikationen fĂŒr AlSi10-Pulver

AlSi10-Pulver ist in verschiedenen GrĂ¶ĂŸenfraktionen, Formen und Reinheitsgraden erhĂ€ltlich:

Parameter Optionen
PartikelgrĂ¶ĂŸe 5-150 Mikrometer
Partikelform kugelförmig, unregelmĂ€ĂŸig
Scheinbare Dichte Bis zu 2,7 g/cm3
Durchflussmenge Bis zu 25 s/50g
Reinheit Bis zu 99,71 TP3T
Legierungsvarianten AlSi12, AlSi5
  • Kleinere Partikel fördern ein besseres Sintern, wĂ€hrend grĂ¶ĂŸere Partikel eine höhere FließfĂ€higkeit bieten.
  • Die sphĂ€rische Morphologie verbessert den Durchfluss und die Packungsdichte. UnregelmĂ€ĂŸige Partikel bieten Kostenvorteile.
  • Eine höhere scheinbare Dichte erhöht die effektive Belastung bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen.
  • Höhere Durchflussraten erleichtern die Pulverhandhabung und -verarbeitung.
  • Hohe Reinheit reduziert Kontaminationsprobleme wĂ€hrend der Verarbeitung und verbessert die Endeigenschaften.
  • Verschiedene Siliziumgehalte zwischen 5 und 121 TP3T stehen zur VerfĂŒgung, um FließfĂ€higkeit und Festigkeit auszugleichen.

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

Konsolidierungsmethoden fĂŒr AlSi10-Pulver

AlSi10-Pulver kann mithilfe von Techniken wie den folgenden in Komponenten voller Dichte umgewandelt werden:

Methode Vorteile
Additive Fertigung Hervorragende geometrische Freiheit fĂŒr komplexe Formen.
Metall-Spritzgießen HochprĂ€zise NetzformfĂ€higkeit.
Pressen und Sintern Wirtschaftlich fĂŒr große StĂŒckzahlen und einfachere Geometrien.
Extrusion Kontinuierliche Produktion von Stangen und Rohren.
Isostatisches Pressen Erreicht volle Dichte und verbessert die Eigenschaften.
  • Additive Fertigungsmethoden im Pulverbettschmelzverfahren wie das selektive Laserschmelzen sind fĂŒr Prototypen oder die Produktion kleiner StĂŒckzahlen beliebt.
  • Metallspritzguss bietet engste Toleranzen und eine hervorragende OberflĂ€chengĂŒte.
  • Üblicherweise wird Pressen und anschließendes Sintern in der flĂŒssigen Phase verwendet, es ist jedoch eine sekundĂ€re Verarbeitung wie Extrusion erforderlich.
  • Extrusion nutzt die hervorragende Gießbarkeit zur Herstellung von Stangen, Rohren und Profilen.
  • Kaltes und heißes isostatisches Pressen verringert die PorositĂ€t und erhöht die Dichte.

Die Konsolidierungstechnik beeinflusst die Mikrostruktur, die Endeigenschaften, die geometrischen FÀhigkeiten und die ProduktivitÀt.

WĂ€rmebehandlung von AlSi10-Teilen

Mittels LösungsglĂŒhen und kĂŒnstlicher Alterung wird die Festigkeit von AlSi10-Bauteilen gezielt angepasst:

WĂ€rmebehandlung Einzelheiten Zweck
LösungsansÀtze 530-550°C, abschrecken Lösliche Phasen auflösen
KĂŒnstliches Altern 150-180°C, 5-10 Std AushĂ€rtung durch Niederschlag
GlĂŒhen 350°C, langsames AbkĂŒhlen Stellt die DuktilitĂ€t wieder her
  • Durch das LösungsglĂŒhen werden Legierungselemente wie Silizium in der Aluminiummatrix aufgelöst, gefolgt von einem schnellen AbkĂŒhlen oder Abschrecken.
  • Durch die anschließende Alterungsbehandlung kommt es zu feinen Ausscheidungen und damit zu einer erheblichen Verfestigung.
  • Das GlĂŒhen trĂ€gt dazu bei, die DuktilitĂ€t nach einer umfangreichen vorherigen Kaltumformung wiederherzustellen.

Die sorgfÀltige Kontrolle von Zeit und Temperatur des Lösungs- und Alterungsprozesses ermöglicht die individuelle Anpassung der mechanischen Eigenschaften an spezifische Anforderungen.

Vergleich von AlSi10-Pulver mit Alternativen

So schneidet AlSi10 im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungspulvern ab:

Legierung AlSi10 AlSi12 Al6061 Al7075
StÀrke Hoch Höchste Mittel Sehr hoch
Schweißeignung Ausgezeichnet Schlecht Gut Schlecht
KorrosionsbestÀndigkeit Ausgezeichnet Ausgezeichnet Ausgezeichnet Gut
WÀrmeleitfÀhigkeit Hoch Mittel Mittel Niedrig
Dichte Niedrig Niedrig Niedrig Niedrig
Kosten Niedrig Hoch Mittel Hoch
  • AlSi12 hat die höchste Festigkeit, aber eine schlechtere Schweißbarkeit und WĂ€rmeleitfĂ€higkeit.
  • 6061 ist eine beliebte Allzwecklegierung mit mittlerer Festigkeit und guter KorrosionsbestĂ€ndigkeit.
  • 7075 zeichnet sich durch eine sehr hohe Festigkeit aus, weist jedoch eine schlechte Schweißbarkeit und nur eine mĂ€ĂŸige KorrosionsbestĂ€ndigkeit auf.
  • AlSi10 bietet die besten Allround-Eigenschaften mit zusĂ€tzlichen Kostenvorteilen.

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

Hersteller von AlSi10-Pulver

Als weit verbreitete Legierung wird AlSi10-Pulver von großen globalen Lieferanten hergestellt:

Hersteller Land
Hoeganaes Corporation USA
Sandvik Fischadler UK
CNPC-Pulver China
Rio Tinto Metallpulver Kanada
Toyal America USA
ECKA Granulat Deutschland

Seriöse Hersteller unterliegen einer strengen QualitÀtskontrolle und halten sich an die Spezifikationen internationaler Normungsorganisationen. Sie passen auch die Pulvereigenschaften an die Anwendungsanforderungen an.

Preise fĂŒr AlSi10-Pulver

Als Hochleistungslegierungspulver ist AlSi10 den einfachen Aluminiumpulvern ĂŒberlegen. Der Richtpreis betrĂ€gt:

Pulver Typ PartikelgrĂ¶ĂŸe Preis ($/kg)
Zum Pressen Unter 150 ÎŒm $12-18
Zum Sintern 45-150 ÎŒm $15-22
FĂŒr AM 15-45 ÎŒm $22-35
Hohe Reinheit Bis zu 10 ÎŒm $30-50
  • Feinere Fraktionen fĂŒr AM und Sintern kosten mehr als gröbere PressqualitĂ€ten.
  • Kleinere Bestellmengen unter 100 kg ziehen höhere Preise nach sich.
  • Hochreine QualitĂ€ten mit geringerem Sauerstoff- und Stickstoffgehalt sind ĂŒber 501 TP3T teurer.
  • Die Reduzierung des Siliziumgehalts auf AlSi5 senkt die Kosten um etwa 15%.

Mengenrabatte, lÀngerfristige VertrÀge und einfachere Partikelspezifikationen können zur Kostensenkung beitragen.

Gesundheits- und Sicherheitsaspekte fĂŒr AlSi10-Pulver

Wie jedes Metallpulver erfordert AlSi10-Pulver eine sichere Handhabung:

GefĂ€hrdung Vorsichtsmaßnahmen PSA
Haut-/Augenkontakt Vermeiden Sie direkten Kontakt. Bei Exposition abspĂŒlen. Handschuhe, Schutzbrille
Einatmen Vermeiden Sie das Einatmen von Staub. Sorgen Sie fĂŒr BelĂŒftung. Respirator
Verschlucken Vermeiden Sie eine Hand-Mund-Übertragung. HĂ€nde waschen.
Feuer Verwenden Sie Sand. Kein Wasser verwenden. SchutzausrĂŒstung
  • Tragen Sie beim Umgang mit Pulver Handschuhe, Schutzbrille und Maske.
  • Hautkontakt vermeiden. Nach der Exposition waschen.
  • An einem kĂŒhlen, trockenen Ort fern von Funken und Flammen lagern.
  • Sorgen Sie fĂŒr eine ordnungsgemĂ€ĂŸe BelĂŒftung und Staubabsaugung.
  • VollstĂ€ndige Richtlinien finden Sie im Sicherheitsdatenblatt und in den örtlichen Vorschriften.

Mit geeigneten Vorsichtsmaßnahmen und persönlicher SchutzausrĂŒstung kann AlSi10-Pulver wĂ€hrend der Lagerung, Verarbeitung und des Betriebs sicher gehandhabt werden.

Inspektion und PrĂŒfung von AlSi10-Pulver

Um sicherzustellen, dass die QualitĂ€tsanforderungen erfĂŒllt werden, sollte AlSi10-Pulver auf Folgendes getestet werden:

Parameter Methode Spezifikation
Chemische Zusammensetzung OES, RFA, Nasschemie Übereinstimmung mit dem Al-, Si- und Mg-Gehalt
PartikelgrĂ¶ĂŸenverteilung Laserbeugung, Siebung D10, D50, D90 in Reichweite
Morphologie des Pulvers SEM-Bildgebung Kugelform und FließfĂ€higkeit
Scheinbare Dichte Hall-Durchflussmessertest Minimale spezifizierte Dichte
Durchflussmenge Test des Hall-Durchflussmessers Maximale Durchflusssekunden
Verunreinigungsgrade ICP- oder LECO-Analyse Niedriger Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt

Routinetests gemĂ€ĂŸ ASTM-Standards gewĂ€hrleisten Konsistenz und hochwertiges Pulver, das fĂŒr kritische Anwendungen geeignet ist.

FAQs

F. WofĂŒr wird die AlSi10-Legierung verwendet?

A. AlSi10 wird hĂ€ufig in Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Elektronikanwendungen eingesetzt, bei denen geringes Gewicht und hohe Festigkeit von entscheidender Bedeutung sind, z. B. bei Motorlagern, Kolben, GehĂ€usen und KĂŒhlkörpern.

F. Ist fĂŒr AlSi10 eine WĂ€rmebehandlung erforderlich?

A. Ja, eine LösungsglĂŒhbehandlung mit anschließender Alterung kann die Zugfestigkeit durch Ausscheidung von Legierungselementen wie Silizium erheblich verbessern.

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

A. AlSi10-Pulver kann durch additive Fertigung, Metallspritzguss, Extrusion und Pulverkompaktschmieden zur vollen Dichte verfestigt werden.

F. Ist AlSi10 schweißbar?

A. Ja, AlSi10 weist aufgrund des Siliziumlegierungszusatzes, der die FließfĂ€higkeit im geschmolzenen Zustand verbessert, eine ausgezeichnete Schweißbarkeit auf. Dies ermöglicht ein einfaches Schmelzschweißen.

F. Ist AlSi10-Pulver sicher in der Handhabung?

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

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