アルミニウム合金粉末 アルミニウム合金粉末とは、アルミニウムにケイ素、マグネシウム、亜鉛、銅、マンガン、ニッケルなどの元素を合金化し、機械的・物理的特性を向上させた材料を作る粉末冶金法を指します。アルミニウム合金粉末を圧縮・焼結することで、エンジニアは要求の厳しい用途向けの高性能部品を製造することができます。
アルミニウム合金粉末の種類
様々な母材と合金戦略を用いた様々なアルミニウム粉末合金が市販されている：
| 合金タイプ | 主要合金元素 | 特徴 |
|---|---|---|
| アルミニウム・シリコン合金 | Si: 5-20% | 優れた流動性と耐食性 |
| Al-Si-Mg系 | Si、Mg0.5-1.5% | 高い強度対重量比 |
| Al-Mg-Si | Mg：1-10% + Si | 優れた延性、成形性、機械加工性 |
| Al-Zn-Mg-Cu (7xxx) | Zn、Mg、Cu 9%まで | 最高強度のアルミニウムPM合金 |
| Al-Ni-Co-Cd | Ni、Co、Cd | 高い弾性率 |
| Al-Fe-V-Si | Fe、V | 熱処理 - 時効硬化 |
粉末冶金アルミ合金は、組成のバランスをとることで、強度、耐食性、溶接性、加工性、およびコスト効果の組み合わせを達成することができる。
特性と特徴
主な特性 アルミニウム合金粉末 正確な組成によって異なるが、一般的には
| プロパティ | 特徴 |
|---|---|
| 密度 | 低 - 2.55～2.85 g/cm3 |
| 融点 | 合金により560～660°C |
| 強さ | 150～310MPaの引張強さ |
| 弾性率 | 65～80 GPa |
| 熱伝導率 | 100～180 W/mK、金属に対して高い |
| 電気伝導度 | 20～38 MS/m |
| 作業性 | 焼鈍状態での優れた延性と成形性 |
| 耐食性 | 自己不動態化酸化皮膜による優れた性能 |
| リサイクル性 | 完全に再利用可能なスクラップ価値 |
より硬い粒子を配合し、アニール処理を施すことで、エンジニアは目標とする用途に合わせて材料特性を調整することができる。
アプリケーションと用途
アルミニウム合金粉末は様々な産業用途に適しています：
| 産業 | 一般的なアプリケーション |
|---|---|
| 自動車 | ピストン、トランスミッション、エンジン部品 |
| 航空宇宙 | 構造部品と衛星部品 |
| インダストリアル | ギア、治具、シャフト |
| ミリタリー | 弾道学、兵器設備 |
| 印刷 | 3Dプリンターによる試作品と製品 |
| スポーツ用品 | ゴルフクラブ、野球のバット、ラクロスのスティック |
アルミニウム粉末合金は、その強度、加工性、耐食性により、軽量で高性能な金属部品を可能にします。
仕様とグレード
国際規格はアルミニウム合金粉末の等級を分類している：
| 属性 | 測定内容 |
|---|---|
| 合金指定 | 組成を示す4桁の数字（例：6061） |
| テンパー | 冷間加工と焼きなましの量を示す（F、T4、T6など） |
| サイズ | スクリーンのメッシュサイズ分布（例：-100/+325メッシュ） |
| 形状 | 球状、結節状、フレーク状、噴霧状 |
| 見かけ密度 | 充填効果に基づくg/cm3単位で測定 |
| 流量 | 50gをホール装置漏斗に流す時間 |
| 酸化物含有量 | 暴露による酸素汚染の割合 |
パウダーのロットは、性能を保証するために、認証された化学分析値と物理的特性の許容範囲を満たさなければならない。
サプライヤーと価格
| アルミニウム合金パウダー サプライヤー | kgあたりの価格 |
|---|---|
| TLSテクニック社 | $12-25 |
| アボメット先端材料 | $15-40 |
| サンドビック・オスプレイ | $20-50 |
| アルミニウム・パウダー社 | $25-60 |
| ヴァリメット社 | $18-55 |
価格は合金の選択、粒子形状、ロット量、純度レベルによって異なります。品質ニーズと使用量に基づいた競争力のあるお見積もりをご利用ください。
長所と短所
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 軽量強度 | 鋼鉄より低いせん断強度 |
| 優れた耐食性 | 高温酸化に敏感 |
| 良好な熱伝導性／電気伝導性 | 水素脆化対策が必須 |
| 高いスクラップ価値、リサイクル性 | 用途によっては表面処理が必要 |
| 経済的、入手可能 | 複雑な多段階加工プロセス |
設計上の制約の範囲内で、アルミ合金粉末は製造業全体で有用な汎用性を提供します。
アトマイズアルミニウム粉末と焼結鍛造アルミニウム粉末の比較
| プロパティ | アトマイズド | 焼結鍛造 |
|---|---|---|
| 粒子形状 | 不規則な扁平 | 丸みを帯びた圧縮 |
| 典型的なサイズ | 325メッシュ以下 | より大きな1mm骨材 |
| 製造方法 | ガスまたは水の霧化 | 圧縮＋焼結 |
| 一般的なアプリケーション | MIM原料 | 自動車部品 |
| コスト | より低い | 部品単価が高い |
よくあるご質問
アルミニウム合金粉末は何に使われるのですか？
最も一般的な用途は、ピストンやギアなどの自動車部品、航空宇宙用構造部品、付加製造用原料、消費者向け製品の金型や工具などである。
アルミニウム粉末とアルミニウム合金粉末の違いは何ですか？
アルミニウム粉末は純粋なアルミニウム元素であるが、合金粉末は、強度や加工性などの特性を向上させるために、ケイ素、マグネシウム、銅などの他の金属が添加されている。
アルミニウムパウダーは危険ですか？
純アルミニウム粉末は、引火性の懸念があるため、取り扱いには注意が必要である。マグネシウムやチタンを含む合金グレードの中には、水分によって水素ガスが発生するものがあります。金属粉末を扱う際には、常に安全上の注意を払ってください。
最も強いアルミニウム合金とは？
亜鉛、マグネシウム、銅を含む7068や7075のような7xxx系合金は、良好な加工性を保ちながら、アルミ合金の中で最も高い強度を持つ。
アルミニウムパウダーで3Dプリントできますか？
はい、アルミニウム合金粉末は、DMLSシステムのような特殊な3Dプリンターで、厳密なパラメーター制御とともに使用することができ、積層造形によって複雑な金属部品をうまく製造することができます。
