Überblick über Al 3004-Pulver
Al 3004 Pulver ist ein Aluminiumlegierungspulver, das etwa 1% Mangan und 0,25% Magnesium enthält. Es ist bekannt für seine gute Korrosionsbeständigkeit, moderate Festigkeit und hervorragende Verarbeitbarkeit.
Dieses vielseitige Legierungspulver hat ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Schifffahrt, dem Bauwesen und dem allgemeinen Maschinenbau. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es für komplexe Fertigungs- und Schweißarbeiten geeignet.
Zu den wichtigsten Eigenschaften und Verwendungen von Al 3004-Pulver gehören:
Eigenschaften und Merkmale von Al 3004-Pulver
| Eigenschaften | Einzelheiten |
|---|---|
| Zusammensetzung | Aluminium mit 1% Mangan, 0,25% Magnesium |
| Dichte | 2,73 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | Ungefähr 630°C |
| Farbe | Silber-grau-metallic |
| Partikelform | kugelförmig, körnig |
| Typischer Größenbereich | 15-180 Mikrometer |
| Fließfähigkeit | Hervorragend durch sphärische Form |
| Komprimierbarkeit | Gut |
| Sinterfähigkeit | Ausgezeichnet |
Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von Al 3004-Pulver
| Anwendungen | Einzelheiten |
|---|---|
| Additive Fertigung | Einsatz in DMLS-, SLM- und EBM-3D-Druckverfahren |
| Metall-Spritzgießen | Bindemittel-Jetting, Extrusion, Spritzgießen |
| Thermisches Spritzen | Draht-Lichtbogenspritzen, Plasmaübertragungsschweißen |
| Drähte zum Schweißen | GMAW und GTAW Schweißelektrodenfüller |
| Thermisches Spritzen von Kunststoffen | Flammgespritzte Beschichtungen auf Kunststoffen |
| Pigmente | Aluminiumpulverpigmente und -farben |
Spezifikationen und Normen für Al 3004-Pulver
| Spezifikationen | Einzelheiten |
|---|---|
| ASTM-Norm | ASTM B801, ASTM B964 |
| ISO-Norm | ISO 1338, ISO 2233 |
| Europäische Normen | EN 10204 3.1, DIN 1725 |
| Partikelgröße | -325 Maschen (<45 Mikrometer) |
| Scheinbare Dichte | ~1,2 g/cm3 |
| Zapfstellendichte | Bis zu 2,5 g/cm3 |
| Durchflussmenge | 25-35 s/50g |
| Komprimierbarkeit | 30-40% |
| Hausner-Verhältnis | 1.25-1.4 |
Wie wird Al 3004-Pulver hergestellt?
Al 3004-Legierungspulver wird durch das Zerstäubungsverfahren hergestellt, bei dem die geschmolzene Aluminiumlegierung in ein feines Pulver verwandelt wird.
Die Produktionsschritte sind:
- Schmelzen - Aluminiumschrott, -barren oder -knüppel werden in einem Ofen bei etwa 700 °C geschmolzen. Magnesium und Mangan werden hinzugefügt, um die 3004-Zusammensetzung zu erreichen.
- Entgasung - Das geschmolzene Metall wird mit Argon oder Stickstoff entgast, um gelöstes Wasserstoffgas zu entfernen. Dies verbessert die Qualität des Pulvers.
- Zerstäubung - Das flüssige Aluminium wird in eine spezielle Zerstäubungseinheit gegossen, wo es durch einen Hochdruckgas- oder Wasserstrahl in feine Tröpfchen zerlegt wird.
- Puder-Kollektion - Das zerstäubte Legierungspulver wird gekühlt und in einer Kammer unterhalb der Zerstäubungseinheit gesammelt. Die Klassifizierung der Partikelgröße wird durchgeführt.
- Siebung - Das Pulver wird gesiebt, um den gewünschten Maschenweitenbereich zu erreichen, z. B. -325 Mesh für AM-Anwendungen.
- Verpackung - Das fertige Al 3004-Pulver wird für den Versand an die Kunden in Fässer oder Flaschen abgefüllt. Eine ordnungsgemäße trockene Lagerung ist erforderlich.
Die wichtigsten Hersteller von Al 3004-Pulver
Zu den weltweit führenden Anbietern von gasverdüstem Al 3004-Pulver gehören:
- HPPM - Finnland
- Sandvik Osprey - UK
- TLS Technik - Deutschland
- HC Starck - Deutschland
- Pometon SpA - Italien
- Fukuda Metal Foil & Powder Co - Japan
Globale Versorgung und Verfügbarkeit
Pulver aus der Legierung Al 3004 sind weltweit ab Lager mit kurzen Vorlaufzeiten erhältlich. Kundenspezifische Partikelgrößenverteilungen und hochreine Sorten sind auf Anfrage ebenfalls erhältlich. Asien und Europa sind die wichtigsten Produktionsstandorte für dieses Material.
Eigenschaften und Leistung von Al 3004-Pulver
Mechanische Eigenschaften
Al 3004 hat eine mäßige Festigkeit mit hoher Duktilität und ausgezeichneter Umformbarkeit im geglühten Zustand. Die wichtigsten mechanischen Eigenschaften sind:
- Endgültige Zugfestigkeit - 190 bis 240 MPa
- Streckgrenze - 110 bis 185 MPa
- Dehnung - 8 bis 20%
- Härte - 55 bis 65 HB
Zur Erhöhung der Festigkeit kann es kaltgehärtet werden. Auch eine Lösungsbehandlung oder Alterung kann die mechanischen Eigenschaften verbessern.
Physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Einzelheiten |
|---|---|
| Dichte | 2,73 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | 630°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | 35% IACS |
| Wärmeleitfähigkeit | 130 W/m-K |
| CTE | 23 x 10-6 K-1 |
| Elastizitätsmodul | 70 GPa |
Korrosionsbeständigkeit
Al 3004-Pulver hat aufgrund des Mangan- und Magnesiumgehalts eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit. Es bietet im Vergleich zu reinem Aluminium in vielen Umgebungen einen besseren Schutz.
- Ausgezeichnete Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion
- Sehr gute Beständigkeit gegen Meeresatmosphären
- Mäßige Beständigkeit gegen chemische Umgebungen
- Empfindlich gegen starke Laugen
Zur weiteren Verbesserung der Oberflächeneigenschaften kann es anodisiert werden. Geeignete Oberflächenbehandlungen werden für eine optimale Leistung empfohlen.
Schweißeignung
Al 3004 ist mit allen handelsüblichen Verfahren hervorragend schweißbar. Es wird in großem Umfang als Schweißzusatzdraht verwendet. Es sind keine besonderen Techniken erforderlich. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann durchgeführt werden, um optimale Eigenschaften zu erzielen.
Anwendungen von Al 3004-Pulver
Additive Fertigung
Ein wichtiger Einsatzbereich von Al 3004-Pulver ist die additive Fertigung, z. B. das direkte Metall-Lasersintern (DMLS) und das Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Wichtige Vorteile:
- Gute Fließ- und Streichfähigkeit gewährleistet gleichmäßige Schichten
- Erreicht beim Sintern eine Verdichtung von über 99%
- Mäßige Festigkeit ermöglicht größere freitragende Strukturen
- Hervorragende Oberflächengüte bis zu 10 μm möglich
- Wärmebehandelbar zur Erhöhung der Zugfestigkeit auf bis zu 400 MPa
Al 3004 eignet sich ideal für Teile wie Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, Prototypen für die Automobilindustrie, Werkzeugeinsätze, Schiffsteile und Architekturmodelle.
Metall-Spritzgießen
Al 3004-Pulver eignet sich für das Metall-Spritzgießen von kleinen, komplexen, netzförmigen Bauteilen in großen Mengen.
- Extrusion und Bindemittelausstoß durchführbar
- Ermöglicht MIM von hochpräzisen Teilen mit dünneren Wänden und besseren mechanischen Eigenschaften
- Zur Herstellung von Spritzgussteilen wie Zahnrädern, Düsen und anderen Hochleistungskomponenten
Thermisches Spritzen
Beim Flammspritzen, Lichtbogenspritzen und Plasmaschweißen wird Al 3004-Draht in großem Umfang für Beschichtungen verwendet.
- Bietet ausgezeichneten Korrosionsschutz bei mittlerer Härte
- dichte Beschichtungen mit sehr guter Haftfestigkeit
- Für die Reparatur von Teilen und zur Bekämpfung von Gleitverschleiß, Fretting und Abrieb
Schweißlegierungen
Al 3004 wird aufgrund seiner hervorragenden Schmelzeigenschaften und Korrosionsbeständigkeit häufig als Schweißdraht und Schweißelektrode zum Verbinden von Aluminium verwendet.
- Verwendet für GTAW- und GMAW-Verfahren
- Kann Lücken füllen und Unterschiede in den Grundmaterialien überbrücken
- Ideal für das Reparaturschweißen von Aluminiumgussteilen
- Wird zum Schweißen von Wärmetauschern, Schiffsteilen, Lagertanks usw. verwendet.
Pigmente
Die silbermetallische Farbe, die Helligkeit und die Sicherheit von Al 3004-Pulver machen es ideal für Farb- und Pigmentanwendungen.
- Wird in Farben auf Lösungsmittel- und Wasserbasis verwendet
- Bietet hervorragende Helligkeit und metallische Effekte
- Umweltfreundliche Alternative zu Blei- und Zinkpigmenten
- Häufige Verwendung in Fahrzeuglacken, Straßenmarkierungsfarben, Industrielacken
Wie wählt man einen Lieferanten für Al 3004-Pulver aus?
Die Wahl eines zuverlässigen Lieferanten für Al 3004-Pulver ist entscheidend, um hochwertiges Material zu erhalten. Hier sind Schlüsselfaktoren zu berücksichtigen:
Einschlägige Erfahrung
- Jahrelange Erfahrung in der Herstellung von gasverdüstem Al 3004-Pulver
- Kompetenz in Qualitätskontrolle und Siebtechnik
- Nachgewiesene Erfolgsbilanz bei der Belieferung der AM-Industrie
Qualitätssysteme
- ISO 9001 und AS9100 zertifiziert
- Systeme zur Rückverfolgbarkeit von Rohstoffen und zum Rückruf von Chargen
- Statistische Prozesskontrolle und Probenahme
- Hochentwickelte interne Pulvercharakterisierung
Technische Fähigkeiten
- Möglichkeit, die Partikelgrößenverteilung anzupassen und enge Bereiche zu erreichen
- Kapazität für hochreine Sorten - wenig Sauerstoff, Feuchtigkeit und Gase
- Strenge chemische Analyse, Siebleistung und Abstichdichte
Reaktionsfähigkeit
- Leicht verfügbare kleine Testmuster
- Schnelle Bearbeitung von kundenspezifischen Aufträgen
- Enge technische Zusammenarbeit bei kundenspezifischen Projekten
Logistik-Netzwerk
- Lagerhäuser in der Nähe von Produktionsstandorten
- Schnelle Lieferung in allen Regionen
- Konformität mit den Vorschriften für den Gefahrguttransport
Installation, Betrieb und Wartung von Al 3004 Powder
Die richtige Handhabung und Lagerung von Al 3004-Pulver ist entscheidend für die Erhaltung der Qualität. Die Empfehlungen umfassen:
Einrichtung
- Füllen Sie das Pulver vorsichtig aus den Versandfässern in die Vorratsbehälter oder die Pulverbetten der Geräte.
- Stellen Sie sicher, dass die Transferausrüstung geerdet ist, um statische Aufladung zu vermeiden.
- Nivellieren und verteilen Sie das Pulver gleichmäßig auf der Bauplattform.
- Befolgen Sie bei der Beladung die Richtlinien der OEM-Ausrüstung.
Operation
- Halten Sie eine konstante Pulverbetttemperatur entsprechend den Anwendungsanforderungen aufrecht.
- Verwenden Sie geeignete Inertgase wie Argon, um Oxidation zu vermeiden.
- Kontrollieren Sie während der Verarbeitung und Wiederverwendung stets den Feuchtigkeitsgehalt.
- Reinigen Sie das überlaufende Pulver aus den Filtern, um es wiederzuverwenden.
Wartung
- Lagern Sie das Pulver in einer trockenen, inerten Umgebung bei einer Temperatur unter 30°C.
- Das gelagerte Pulver sollte regelmäßig neu gesiebt werden, um die Größenverteilung zu gewährleisten.
- Entsorgen Sie Pulverpackungen nach 2 Jahren aufgrund von Verfall.
- Verunreinigungen vermeiden - Behälter und Handhabungsgeräte aus rostfreiem Stahl verwenden.
Sicherheit
- Beim Umgang mit Pulver Handschuhe, Augenschutz und Staubmaske tragen.
- Erden Sie alle Geräte und treffen Sie Maßnahmen gegen statische Entladung.
- Befolgen Sie das Sicherheitsdatenblatt und die örtlichen Vorschriften für die Lagerung und den Transport von brennbarem Metallpulver.
Die Wahl zwischen Al 3004 und Alternativen
Vs 5xxx-Serien-Legierungen
5xxx-Legierungen wie 5083 haben einen höheren Magnesiumgehalt, der ihnen eine höhere Festigkeit, aber eine geringere Schweißbarkeit verleiht. Al 3004 hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit und ist für Schiffsanwendungen geeignet.
Vs Legierungen der Serie 6xxx
6xxx-Legierungen enthalten neben Magnesium auch Silizium, was zu einer besseren Wärmebehandelbarkeit und höheren Festigkeit, aber schlechteren Biegeeigenschaften führt. Al 3004 ist leichter zu verarbeiten und zu schweißen.
Vs 2xxx-Serien-Legierungen
2xxx-Legierungen mit Kupfer haben die höchste Festigkeit, aber die geringste Korrosionsbeständigkeit. Al 3004 bietet ein besseres Gleichgewicht zwischen moderater Festigkeit und ausgezeichnetem Korrosionsschutz.
Vs Reines Aluminium
Reinaluminiumsorten wie 1050 sind weicher und sehr dehnbar, haben aber eine geringere Festigkeit und schlechtere Korrosionsbeständigkeit als Al 3004.
Vs Stahl
Al 3004 ist wesentlich leichter als Stahl. Es ist auch besser für kalte Temperaturen geeignet, hat aber eine geringere Härte und Verschleißfestigkeit als Stahl.
FAQ
F: Ist Al 3004-Pulver mit dem DMLS- oder SLM-Druckverfahren kompatibel?
A: Ja, Al 3004 ist ein hervorragendes Legierungspulver für die additive DMLS- und SLM-Fertigung mit seiner guten Fließfähigkeit und hohen Verdichtung. Die Partikelgröße kann je nach den Anforderungen des Druckers angepasst werden.
F: Was ist die typische Preisspanne für Al 3004-Pulver?
A: Al 3004-Pulver kostet je nach Menge und Korngröße zwischen $15-30 pro kg. Hochreine Sorten und kundenspezifische Distributionen kosten mehr. Die asiatischen Hersteller bieten wettbewerbsfähige Preise.
F: Welche Partikelgröße ist für das thermische Spritzen am besten geeignet?
A: Für das Lichtbogenspritzen wird ein grobes Pulver zwischen 45-106 Mikron bevorzugt. Feinere Pulver unter 45 Mikron sind besser für Flammspritzanwendungen geeignet.
F: Kann Al 3004-Pulver wärmebehandelt werden?
A: Ja, Al 3004 kann lösungsgeglüht und künstlich gealtert werden, um seine mechanischen Eigenschaften wie die Zugfestigkeit deutlich zu verbessern. Temperaturbezeichnungen wie T4 und T6 gelten nach der Wärmebehandlung.
F: Ist Al 3004 schweißbar?
A: Al 3004 lässt sich mit allen Verfahren hervorragend schweißen. Es wird häufig als Zusatzdraht für das WIG- und MSG-Schweißen von Aluminiumlegierungen der Serien 2xxx und 7xxx verwendet, wenn die Festigkeit nicht entscheidend ist.
F: Was sind gängige Anwendungen von Al 3004?
A: Zu den wichtigsten Anwendungen gehören die additive Fertigung, der Metallspritzguss kleiner komplexer Teile, Schweißdrähte, thermische Spritzbeschichtungen, Aluminiumpigmente und korrosionsbeständige Schiffs- und Automobilkomponenten.
F: Was ist der Unterschied zwischen den Legierungen Al 3003 und Al 3004?
A: Al 3003 enthält 0,05% Kupfer anstelle von 0,25% Magnesium in 3004. 3003 hat eine etwas höhere Festigkeit, während 3004 eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweist. Beide haben eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit.
F: Ist für Al 3004-Pulver eine besondere Lagerung erforderlich?
A: Al 3004 Pulver sollte in versiegelten Behältern in einer kühlen, trockenen Umgebung unter 30°C gelagert werden. Treffen Sie Vorkehrungen gegen Feuchtigkeit und Sauerstoffkontamination bei langfristiger Lagerung. Gelegentlich nachsieben.
F: Kann Al 3004-Pulver wiederverwendet werden?
A: Ja, unbenutztes Pulver kann durch Filter gesammelt und gesiebt werden, um große Partikel vor der Wiederverwendung zu entfernen. Die Wiederverwendung sollte jedoch begrenzt sein, um Kontaminationsprobleme zu vermeiden, die die Qualität und Leistung beeinträchtigen.
