Übersicht
Al 3003 Pulver ist ein beliebtes Aluminiumlegierungspulver, das für seine gute Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und mittlere Festigkeit bekannt ist. Es enthält Mangan als Hauptlegierungselement und wird häufig für Anwendungen verwendet, die eine mittlere Festigkeit, Verformbarkeit, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit erfordern.
Einige wichtige Informationen über Al 3003-Pulver:
- Zusammensetzung - Aluminium mit 1,2% Mangan und 0,12% Kupfer
- Gemeinsame Anwendungen - 3D-Druckpulver aus Metall, Sinterteile, Hartlötlegierungen
- Schlüsseleigenschaften - Mittlere Festigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Verformbarkeit und Schweißbarkeit, ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit
- Lieferformen - Pulver, Draht, Folie, Blech, Platte
- Normen - ASTM B209, AMS-QQ-A-250/8
Dieser Leitfaden bietet einen detaillierten Überblick über Al 3003-Pulver und behandelt dessen Eigenschaften, Verarbeitung, Anwendungen, Lieferanten, Kosten, Designüberlegungen und Vergleiche mit anderen Aluminiumlegierungen.
Eigenschaften von Al 3003-Pulver
Al 3003-Pulver bietet eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die es für verschiedene Anwendungen geeignet machen:
Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Einzelheiten |
|---|---|
| Zugfestigkeit | Etwa 200 MPa |
| Streckgrenze | Etwa 130 MPa |
| Dehnung | Um 25% |
| Härte | Etwa 65 HB |
- Mäßige Festigkeit, geeignet für Anwendungen wie 3D-Metalldruck, pulvermetallurgische Teile, Automobilteile usw.
- Ausgezeichnete Duktilität und Umformbarkeit aufgrund der nahezu reinen Aluminiumzusammensetzung.
- Nicht ideal für hochfeste strukturelle Anwendungen. Bessere Legierungen verfügbar.
Physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Einzelheiten |
|---|---|
| Dichte | 2,73 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | Etwa 615°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | Etwa 35 MS/m |
| Wärmeleitfähigkeit | Etwa 150 W/m-K |
- Durch die im Vergleich zu anderen technischen Werkstoffen geringe Dichte eignet sich das Material für gewichtskritische Anwendungen.
- Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, nützlich für Wärmemanagementanwendungen.
- Der niedrige Schmelzpunkt ermöglicht die Verarbeitung durch Techniken wie den 3D-Druck von Metall.
Korrosionsbeständigkeit
- Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen durch den Zusatz von Manganlegierungen.
- Widerstandsfähig gegen Korrosion durch Wasser, Feuchtigkeit und viele Chemikalien.
- Wird für Anwendungen verwendet, die eine gute Korrosionsbeständigkeit im Freien erfordern.
Verarbeitung von Al 3003-Pulver
Al 3003-Pulver kann mit verschiedenen Techniken verarbeitet werden:
Additive Fertigung
- Beliebte Wahl für Binder Jetting und selektives Lasersintern im 3D-Druck aufgrund des guten Pulverflusses und der geringen Porosität.
- Bietet eine gute Oberflächengüte und Maßgenauigkeit bei 3D-gedruckten Teilen.
- Anfällig für Oxidation während des Drucks, was zu schlechteren mechanischen Eigenschaften führt.
Pulvermetallurgie
- Wird für gepresste und gesinterte P/M-Teile verwendet, die eine mittlere Festigkeit und Duktilität erfordern.
- Bietet isotrope Eigenschaften aufgrund der zufälligen Pulververteilung.
- Ermöglicht enge Toleranzen und die Herstellung einer Nettoform oder nahezu einer Nettoform.
Thermisches Spritzen
- Al 3003-Pulver kann thermisch gespritzt werden, um dicke korrosionsbeständige Aluminiumbeschichtungen auf Metallsubstrate aufzubringen.
- Bietet hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit.
- Die Spritzparameter müssen kontrolliert werden, um die Oxidation zu minimieren.
Schweißen
- Die Legierung Al 3003 ist hervorragend schweißbar und kann mit dem Wolfram-Lichtbogenschweißverfahren schmelzgeschweißt werden.
- Anfällig für Erstarrungsrisse in Schweißnähten, die durch die Wahl des Zusatzwerkstoffs vermieden werden können.
Hartlöten
- Wird als Hartlötmaterial verwendet, da es sich bei Löttemperaturen verflüssigt und fließt, wodurch feste Verbindungen entstehen.
- Es muss darauf geachtet werden, dass beim Löten von Al 3003 keine Heißrisse entstehen.
Anwendungen von Al 3003-Pulver
Zu den wichtigsten Anwendungen von Al 3003-Pulver gehören:
3D-Druck von Metall
- Beliebtes Aluminiumlegierungspulver für Binder Jetting und selektives Laserschmelzen im 3D-Druck.
- Bietet eine gute Festigkeit und Oberflächengüte bei 3D-gedruckten Teilen mit kontrollierter Verarbeitung.
Pulvermetallurgie
- Zur Herstellung von gesinterten P/M-Teilen wie Kettenrädern, Zahnrädern und Lagern, die eine mittlere Festigkeit erfordern.
- Bietet isotrope Eigenschaften und die Herstellung von Netzformen.
Autoteile
- Wird zur Herstellung von Automobilteilen wie Kolben, Ventilen und Verbindungselementen verwendet, die eine gute Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit erfordern.
Hartlöten und Löten
- Al 3003-Pulver und -Draht als Schweißzusatzwerkstoff für das Hartlöten von Aluminium und verzinktem Stahl.
- Bietet korrosionsbeständige Lötverbindungen.
Korrosionsbeständige Anwendungen
- Wird in der chemischen Industrie, bei Wärmetauschern, Ventilen, Schiffsteilen usw. verwendet, die Korrosionsbeständigkeit erfordern.
- Bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit im Freien bei architektonischen Anwendungen.
Thermisches Management
- Wird aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit in Kühlkörpern, Wärmetauschern und elektronischen Gehäusen verwendet.
- Eloxierte Al 3003-Beschichtungen bieten thermische Kontrollflächen für Raumfahrzeuge.
Elektrische Anwendungen
- Wird in elektrischen Leitern und Stromschienen verwendet, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
Al 3003 Pulver Spezifikationen
Al 3003-Pulver ist in verschiedenen Größenordnungen gemäß den internationalen Spezifikationen erhältlich:
| Größe des Pulvers | Wichtigste Anwendungen |
|---|---|
| >150 Mikron | Thermisches Spritzen |
| 45-150 Mikrometer | 3D-Druck von Metall, thermisches Spritzen |
| 15-45 Mikron | Pressen und Sintern von P/M-Teilen |
| 5-15 Mikron | P/M Teile mit feinen Details |
| <5 Mikron | Lötpasten, leitfähige Tinten |
- Kleinere Pulvergrößen ermöglichen eine bessere Sinterung, Oberflächengüte und Auflösung bei 3D-gedruckten/P/M-Teilen.
- Größere Pulvergrößen sorgen für einen besseren Pulverfluss und geringere Oxidation beim Drucken/Sintern.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Aluminium | Basis |
| Mangan | 0.8-1.5 |
| Kupfer | 0,1 max |
| Andere | 0,05 pro Stück |
| Andere | 0,15 insgesamt |
Eigenschaften der Partikel
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Scheinbare Dichte | Etwa 1,2-1,6 g/cm3 |
| Dichte des Gewindebohrers | Etwa 2,6-3,0 g/cm3 |
| Durchflussmenge | Etwa 12-18 s/50g |
| Morphologie | Sphärisch, satellitenfrei |
| Oxidgehalt | < 3% |
- Die sphärische Morphologie sorgt für einen guten Pulverfluss während der Verarbeitung.
- Höhere Schütt- und Klopfdichten verbessern die Packungsdichte des Pulvers und die Dichte des Sinters.
- Die Fließgeschwindigkeit bestimmt die Ausbreitung des Pulvers während des Drucks.
- Ein geringerer Oxidgehalt verringert die Porosität der fertigen Teile.
Auswahl von Al 3003-Pulver-Lieferanten
Al 3003-Pulver sollte von seriösen Lieferanten bezogen werden, die dies gewährleisten können:
- Konsistente chemische Zusammensetzung innerhalb der Spezifikationsgrenzen
- Gute Pulvermorphologie mit minimalen Satelliten
- Kontrollierte Partikelgrößenverteilung je nach Anwendung
- Zuverlässige Lieferkette und Qualitätskontrollen
- Wettbewerbsfähige Preise für große Mengen ohne Qualitätseinbußen
- Technisches Fachwissen über Pulver aus Aluminiumlegierungen
- Individuelle Anpassung der Pulvereigenschaften, falls erforderlich
Zu den weltweit führenden Lieferanten von Al 3003-Pulver gehören:
| Anbieter | Standort |
|---|---|
| Alpoco | UK |
| Aluminium-Pulver Unternehmen | USA |
| Valimet | USA |
| TLS Technik | Deutschland |
| Metall-Pulver | Indien |
Der Preis hängt von der Bestellmenge und den Pulvereigenschaften ab. Der Richtpreis für Pulver von 45-150 Mikron beträgt $5-8 pro kg.
Konstruieren mit Al 3003-Pulver
Wichtige Designüberlegungen bei der Verwendung von Al 3003-Pulver:
- Verringerung der Festigkeit um ~15-20% im Vergleich zu Al 3003-Knetlegierungen
- Wandstärken von ≥ 1 mm zur Minimierung von Restporositätsproblemen
- Optimieren Sie die Teileausrichtung, um den Bedarf an Stützen beim 3D-Druck zu reduzieren.
- Bearbeitungszugaben von ~0,5 mm zur Erreichung der Maßgenauigkeit einbeziehen
- Die Wärmebehandlung kann zur Erhöhung der Festigkeit durch Ausscheidungshärtung eingesetzt werden.
- Auftragen von Schutzschichten bei Einsatz in stark korrosiven Umgebungen
- Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen so gestaltet sind, dass das Lot fließen kann und eine Kapillarwirkung entsteht.
Vergleich von Al 3003 mit anderen Al-Legierungen
Vs. AlSi10Mg-Pulver
- Al 3003 hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit.
- AlSi10Mg bietet eine höhere Festigkeit und Härte.
Vs. Al 6061-Legierung
- Al 6061 hat im Vergleich zu Al 3003 eine höhere Festigkeit und Härte.
- Al 3003 bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit.
Vs. Al 7075-Legierung
- Al 7075 bietet eine sehr hohe Festigkeit, aber eine schlechtere Korrosionsbeständigkeit.
- Al 3003 hat eine mäßige Festigkeit, aber eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
Einbau und Wartung von Al 3003-Teilen
Wichtige Überlegungen zur Installation und Wartung von Teilen auf Al 3003-Pulverbasis:
- Reinigen Sie die Oberflächen vor dem Einbau gründlich, um einen ordnungsgemäßen Sitz zu gewährleisten.
- Verwenden Sie geeignete Verbindungsmaterialien und Dichtungen, um galvanische Korrosion zu verhindern.
- Aufbringen von Schutzschichten auf Oberflächen, die während des Betriebs Witterungseinflüssen oder Chemikalien ausgesetzt sind
- Sorgen Sie für eine gute Belüftung und Wärmeableitung um die Al 3003 Wärmetauscher herum.
- Befolgen Sie die vorgeschriebenen Lötverfahren, einschließlich Flussmittel und Temperaturkontrolle
- Regelmäßige visuelle Inspektionen auf Schäden oder Verschleiß durchführen
- Überprüfung der elektrischen und thermischen Kontakte auf Verschlechterung der Leitfähigkeit
- Vermeiden Sie den Kontakt mit Quecksilber, das mit Aluminium amalgamieren kann.
Vorteile und Beschränkungen von Al 3003-Pulver
| Vorteile | Beschränkungen |
|---|---|
| Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit | Mäßige Stärke |
| Gute Duktilität und Umformbarkeit | Anfällig für Brandgefahr |
| Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit | Empfindlich gegen Oxidation |
| Leichtgewicht | Begrenzte Festigkeit bei hohen Temperaturen |
| Gute Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit | |
| Geringe Kosten |
FAQ
F: Wofür wird Al 3003-Pulver verwendet?
A: Al 3003-Pulver wird für 3D-Metalldruck, gepresste und gesinterte P/M-Teile, Hartlötlegierungen, Automobilteile und andere Anwendungen verwendet, die eine mittlere Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und Verformbarkeit erfordern.
F: Ist Al 3003 schweißbar?
A: Ja, Al 3003 hat ausgezeichnete Schweißeigenschaften. Schmelzschweißverfahren wie WIG können zum Schweißen von Teilen aus Al 3003 auf Pulverbasis verwendet werden.
F: Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Al 3003-Pulver?
A: Der Schmelzpunkt von Al 3003-Pulver liegt bei etwa 615 °C und damit niedriger als bei anderen gängigen Aluminiumlegierungen. Dadurch lässt es sich leicht durch 3D-Druck und Sintern verarbeiten.
F: Was ist der typische Größenbereich von Al 3003-Pulver?
A: Al 3003-Pulver, die für AM- und PM-Anwendungen geeignet sind, reichen von etwa 10 Mikron bis 150 Mikron. Feinere Pulver bieten eine bessere Auflösung, während gröbere Pulver die Fließfähigkeit verbessern.
F: Ist Al 3003-Pulver teuer?
A: Al 3003-Pulver hat einen relativ niedrigen Preis von $5-8 pro kg in großen Mengen. Das macht es zu einer wirtschaftlichen Wahl für viele Anwendungen, die eine moderate Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
F: Ist für Al 3003-Pulver eine Wärmebehandlung erforderlich?
A: Durch eine optionale Wärmebehandlung kann die Festigkeit von Al 3003 Pulverprodukten durch Ausscheidungshärtung erhöht werden. Die meisten Anwendungen nutzen jedoch die mittlere Festigkeit von Al 3003 im geglühten Zustand.
F: Welchen Normen entspricht das Pulver Al 3003?
A: Al 3003-Pulver, das den Normen ASTM B209 und AMS-QQ-A-250/8 entspricht, wird empfohlen. Seriöse Lieferanten erfüllen diese Zusammensetzungen und Pulverspezifikationen.
F: Kann Al 3003-Pulver recycelt werden?
A: Ja, Al 3003-Pulver kann nach der Verwendung durch Verfahren wie Granulierung leicht wiedergewonnen und recycelt werden. Dies bietet erhebliche Kostenvorteile gegenüber anderen Legierungspulvern.
