Pulver aus Aluminiumlegierungen bezieht sich auf pulvermetallurgische Formen von Aluminiumlegierungen. Dieses Pulver kann zur Herstellung von Teilen und Komponenten durch Verfahren wie Metallspritzguss, additive Fertigung, Pulververdichtung und mehr verwendet werden.
Überblick über Aluminiumlegierungen in Pulverform
Pulver aus Aluminiumlegierungen bieten Vorteile wie die Möglichkeit, komplexe Formen herzustellen, eine gute Endbearbeitung und mechanische Eigenschaften, die denen von Schmiedeprodukten nahe kommen. Wichtige Details:
- Legierungselemente wie Silizium, Magnesium, Zink und Kupfer werden zur Verbesserung der Eigenschaften hinzugefügt.
- Partikelgröße, Morphologie und Fließfähigkeit sind wichtige Pulvereigenschaften
- Gasverdüsung und mechanisches Legieren sind gängige Produktionsmethoden
- Zu den Anwendungsbereichen gehören Automobilteile, Flugzeugkomponenten, Elektronik usw.
Tabelle 1: Wichtige Details von Aluminiumlegierungspulver
| Parameter | Einzelheiten |
|---|---|
| Unedles Metall | Aluminium |
| Legierungselemente | Si, Mg, Zn, Cu, Mn, Ni, Fe, Cr |
| Partikelgröße | 10 - 150 Mikrometer |
| Produktionsmethoden | Gaszerstäubung, mechanisches Legieren |
| Eigenschaften | Festigkeit, Abriebfestigkeit, Leitfähigkeit |
| Anwendungen | Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Elektronik |
Arten von Aluminiumlegierungspulvern
Es sind viele standardisierte und kundenspezifische Zusammensetzungen von Aluminiumlegierungspulver erhältlich. Zu den gängigen Legierungssystemen gehören:
Tabelle 2: Haupttypen von Aluminiumlegierungspulvern
| Legierung Familie | Legierungsbezeichnungen | Zusammensetzung |
|---|---|---|
| Baureihe 1xxx | 1350, 1370 | 99% Al, Cu |
| Baureihe 2xxx | 2024, 2219 | Al-Cu |
| Baureihe 5xxx | 5052, 5083 | Al-Mg |
| Baureihe 6xxx | 6060, 6061, 6063 | Al-Mg-Si |
| Baureihe 7xxx | 7050, 7055, 7175 | Al-Zn |
Diese bieten ein einzigartiges Gleichgewicht von Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Verformbarkeit und anderen Eigenschaften. Es werden auch maßgeschneiderte Legierungen für die additive Fertigung angeboten.
Zusammensetzung und Pulvereigenschaften
Legierungselemente, Partikelgrößenverteilung, Morphologie und Fließgeschwindigkeit sind wichtige Pulverparameter, die den Herstellungsprozess und die Qualität des Endprodukts beeinflussen.
Tabelle 3: Aluminium-Legierungen Pulver Zusammensetzung und Merkmale
| Parameter | Einzelheiten | Rolle |
|---|---|---|
| Legierungselemente | Mg, Si, Cu, Zn, Ni, usw. | Änderung von Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit |
| Partikelgröße | 10 - 150 Mikrometer typisch | Beeinflusst Verdichtung, Veredelung |
| Morphologie der Partikel | Sphärisch, satellitenförmig, unregelmäßig | Auswirkungen auf den Durchfluss und die Packungsdichte |
| Durchflussmengen | Hall-Durchflussprüfung > 12 s/50g | Sicherstellung einer reibungslosen Einspeisung in das Gerät |
Gaszerstäubte Aluminiumpulver haben kugelförmige Partikel, die für den Fluss und die Packung von Vorteil sind. Unregelmäßige Formen aus der mechanischen Produktion senken diese Werte, ermöglichen aber eine wirtschaftliche Legierung.
Eigenschaften und Leistung
Die folgenden Eigenschaften von Aluminiumlegierungspulver beeinflussen ihre Rolle und die Wahl der Herstellungsmethode:
Tabelle 4: Eigenschaften von Aluminiumlegierungspulvern
| Eigentum | Rolle und Details |
|---|---|
| Stärke | Variiert von 100 - 700 MPa+ je nach Legierung und Wärmebehandlung |
| Härte | Zwischen 50 - 200 HB; Erhöht durch Legierungsauswahl, Abschrecken |
| Dichte | Etwa 2,7 g/cc |
| Schmelzpunkt | 500°C - 660°C für gängige Legierungen |
| Wärmeleitfähigkeit | Bis zu 200 W/mK, variiert je nach Legierungszusammensetzung |
| Elektrische Leitfähigkeit | 30 - 40% aus reinem Aluminium |
| Korrosionsbeständigkeit | Ordentlich, verbessert durch Oberflächenbehandlung |
| Kosten | $5-50 pro kg, je nach Legierung und Zerstäubungsmethode |
Dies sind typische Eigenschaften - die genauen Werte hängen von der Zusammensetzung, der Pulvergröße, der Teilegeometrie und anderen Besonderheiten ab.
-
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Nickel-Chrom-Legierungspulver | Nickel-Legierungspulver -
Hartlötpulver auf Nickelbasis
Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten
Wichtige Anwendungsbereiche, in denen die Eigenschaften von Pulver aus Aluminiumlegierungen genutzt werden:
Tabelle 5: Anwendungen von Aluminiumlegierungspulver
| Industrie | Anwendungsbeispiele | Vorteile |
|---|---|---|
| Automobilindustrie | Kolben, Pleuelstangen, Zahnräder | Geringes Gewicht, gewisse Festigkeit |
| Luft- und Raumfahrt | Struktur- und Übertragungskomponenten | Verhältnis Stärke/Gewicht |
| Elektronik | Kühlkörper, Anschlüsse, Verkapselungen | Thermisches Management |
| Verteidigung | Granaten, Geschosse, Täuschkörper | Fragmentierung, Radarverwirrung |
| Allgemein | Getriebe, Gepäckstücke, Antennen | Korrosionsbeständigkeit, Wirtschaftlichkeit |
Insbesondere das Aluminium-Metall-Spritzgießen ermöglicht die kostengünstige Herstellung von komplexen Produkten mit engen Toleranzen in mittleren bis hohen Stückzahlen in allen Branchen.
Spezifikationen, Normen und Güteklassen
Zu den wichtigsten Spezifikationen, Größen und Normen für Aluminiumlegierungspulver gehören:
Tabelle 6: Spezifikationen und Normen für Aluminiumlegierungspulver
| Norm/Spezifikation | Einzelheiten |
|---|---|
| ISO-Normen | ISO 22068 - Pulvergrößen <150 μm |
| ASTM-Normen | ASTM B951 - Chemische Zusammensetzungen für das Metall-Spritzgießen |
| Verfügbare Qualitäten | Kundenspezifische Legierungen, 2013, 2024, 2219, 5052, 6061, 7050, 7075 |
| Partikelgrößenverteilung | D10, D50, D90 wird in Mikron gemessen |
| Scheinbare Dichte | In g/cc basierend auf dem Hall-Durchflussmesser-Test |
| Zapfstellendichte | Gibt die Packungsdichte in g/cc an |
| Durchflussmengen | Hallfluss in sec/50 g, Lawinenwinkel |
| Chemie | Al-, Mg-, Si-, Fe- und Cu-Gehalt in % (Gewicht) geprüft |
Diese helfen, die Produktleistung zu definieren. Auch Konformitätszertifikate zu unternehmensspezifischen Spezifikationen sind in Lieferverträgen üblich.
Auswahl von Aluminiumlegierungspulvern
Berücksichtigen Sie diese Aspekte bei der Auswahl der geeigneten Sorte:
Tabelle 7: Kriterien für die Auswahl Aluminium-Legierungen Pulver
| Parameter | Zu berücksichtigende Faktoren |
|---|---|
| Legierung Typ | Erforderliche Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit |
| Partikelgrößenbereich | Erforderliche Oberflächenqualität, Einschränkungen der Herstellungsmethode |
| Morphologie der Partikel | Auswirkungen auf den Pulverfluss und die Dichte nach der Verdichtung |
| Scheinbare Dichte | Höher ist besser für hohe Sinterdichte |
| Kosten | Reinheit, Herstellungsverfahren (Zerstäubung > mechanisches Legieren) |
| Verfügbarkeit | Längere Vorlaufzeiten für kundenspezifische Legierungen |
Abwägen zwischen Leistungsanforderungen wie Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und Überlegungen zu Kosten, Verfügbarkeit und Herstellbarkeit.
Lieferanten und Preisgestaltung
Eine Reihe von globalen Anbietern von Spezialmetallpulvern bieten Aluminiumlegierungen an:
Tabelle 8: Lieferanten von Aluminiumlegierungspulver und indikative Preisgestaltung
| Anbieter | Vorläufige Preisgestaltung |
|---|---|
| Sandvik | $5 - $15 pro kg |
| Pometon | $10 - $40 pro kg |
| Zimmerer-Zusatzstoff | $15 - $50 pro kg |
| AP&C | $25 - $45 pro kg |
| Rio Tinto Metall-Pulver | $20 - $60 pro kg |
Bei OEM-Verträgen mit großen Stückzahlen sind die Preise weitaus niedriger. Die Preise hängen von Auftragsvolumen, Legierungszusammensetzung, Zerstäubungsmethode und Reinheitsgrad ab.
Vor- und Nachteile von Aluminiumlegierungspulver
Tabelle 9: Vorteile und Beschränkungen von Aluminiumlegierungspulver
| Vorteile | Beschränkungen |
|---|---|
| Leichte Teile möglich | Geringere Festigkeit als Stähle |
| Komplexe, netzförmige Geometrien realisierbar | Begrenzte Eigenschaften bei hohen Temperaturen |
| Verschiedene Legierungen zur Auswahl | Nachbearbeitung oft erforderlich |
| MIM kosteneffektiv für mittlere Volumen | Puder kann teuer sein |
| Gute Verarbeitung und Toleranzen | Anfällig für Korrosion in einigen Legierungen |
FAQs
F: Welches sind die gängigsten Aluminiumlegierungen für die Pulvermetallurgie?
A: 6061, 6063, 7075 sind die gängigsten, aber auch viele kundenspezifische Legierungen, die für die additive Fertigung und den Metallspritzguss optimiert sind, werden verwendet.
F: Sind bei der Lagerung oder Handhabung von Aluminiumlegierungspulver besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich?
A: Es wird empfohlen, den Stoff unter Inertgas zu lagern und kühl und trocken aufzubewahren. Handhabungssysteme sollten die Entzündung von feinen Pulvern verhindern.
F: Welche Partikelgröße eignet sich am besten für Metall-AM im Vergleich zum Spritzgießen von Aluminiumlegierungen?
A: Metall-AM verwendet im Allgemeinen 20-65 Mikrometer, während MIM-Aluminiumpulver typischerweise 10-25 Mikrometer groß sind.
F: Welche Wärmebehandlungen werden bei MIM-Bauteilen aus Aluminium nach der Verarbeitung durchgeführt?
A: Abhängig von der Legierung und den benötigten Eigenschaften werden häufig Lösungsbehandlung, Aushärtung/Ausscheidungshärtung, Abschrecken und Anlassen eingesetzt.
F: Ist Aluminiumlegierungspulver durch Rekonditionierung wiederverwendbar?
A: Ja, Unternehmen bieten Wiederaufbereitungs- und Siebdienste an, um gebrauchtes Pulver für die Wiederverwendung zurückzugewinnen. Die Eigenschaften sind jedoch nicht unbedingt mit denen von Neupulver identisch.
