AlSi7Mg Aluminiumlegering Poeder voor Additieve Fabricage 3D Printen

AlSi7Mg is een hypoeutectische aluminium-silicium-magnesiumlegering die dient als een belangrijk materiaal in de metaaladditievenfabricage, met name Laser Powder Bed Fusion (LPBF).Het wordt vaak beschouwd als een naaste verwant en soms een voorkeur alternatief voor de meer voorkomende AlSi10MgHet belangrijkste verschil ligt in het lagere siliciumgehalte, waardoor de eigenschappen van het materiaal worden vergeleken met een verhoogde ductiliteit en taaiheid, met behoud van een goede sterkte en uitstekende drukbaarheid.Het wordt soms aangeduid als een "schade-tolerante" versie van gemeenschappelijke Al-Si gietlegeringen voor AM.

De samenstelling is zorgvuldig uitgebalanceerd om de mechanische eigenschappen en verwerkbaarheid te optimaliseren.

• Hoge ductiliteit en taaiheid:Het belangrijkste voordeel van AlSi7Mg ten opzichte van AlSi10Mg is de superieure verlenging bij breuk (ductiliteit) en breuksterkte in de warmtebehandelde toestand.Dit maakt het geschikt voor onderdelen die enige energie-absorptie of slagweerstand vereisen.
• Goed sterkte:Hoewel de "als afgedrukt" opbrengststerkte na een goede warmtebehandeling van T6 iets lager kan zijn dan AlSi10Mg,AlSi7Mg kan een vergelijkbare en vaak superieure trek- en opbrengststerkte bereiken vanwege het hogere magnesiumgehalte en de efficiënte hardheid door neerslag.
• Uitstekende drukbaarheid:Hoewel het verhardingsbereik iets breder is dan AlSi10Mg, vertoont het nog steeds een zeer goede verwerkbaarheid in LPBF-machines met een lage gevoeligheid voor warm kraken, dankzij de Si-Mg-combinatie.
• Goed corrosiebestendigheid:Biedt vergelijkbare of iets betere corrosiebestendigheid dan AlSi10Mg vanwege het lagere siliciumgehalte, waardoor het aantal kathodische plaatsen in de microstructuur wordt verminderd.
• Laag dichtheid (~ 2,66 g/cm3):Behoudt de uitstekende sterkte-gewichtsverhouding die kenmerkend is voor aluminiumlegeringen.

De kwaliteitsspecificaties van het poeder zijn vergelijkbaar met die van andere hoogwaardige AM-poeders:

• Partikelgrootteverdeling (PSD):Typisch15 tot en met 63 micronvoor standaard LPBF-systemen.
• Morfologie:Sterk bolvormige deeltjes zijn essentieel voor een optimale doorlaatbaarheid en een dichte poederbedverpakking.
• Doorlaatbaarheid:Voor een consistente laagdepositatie zijn uitstekende stroomkenmerken vereist (bijv. Hallstroom < 35 s/50 g).
• Laag vocht- en oxidegehalte:Om gebreken te voorkomen, is een strikte behandeling onder inerte atmosfeer (Argon of stikstof) verplicht.

De snelle verharding in LPBF resulteert in een fijne microstructuur bestaande uit cellulaire α-Al-dendrieten omgeven door een netwerk van eutectic silicium.De celstructuur is doorgaans ruwer dan in AlSi10Mg vanwege het lagere siliciumgehalte..

AlSi7Mg reageert uitzonderlijk goed op warmtebehandeling, vooral vanwege het hogere Mg-gehalte.

Het verouderen van het onderdeel in de gedrukte staat (bijv. 160-180 °C gedurende 4-10 uur) precipiteert fijne Mg2Si-deeltjes, waardoor de sterkte toeneemt terwijl een deel van de fijne microstructuur van het printen behouden blijft.

Dit is de standaardbehandeling om het potentieel van de legering te maximaliseren.

• Oplossing:Verwarmd tot een hoge temperatuur (~530-550°C) om het magnesium op te lossen in de aluminiummatrix en het siliciumnetwerk te sferoïden.
• Verdoofing:Snel afkoelen (meestal in water) om de superverzadigde vaste oplossing te "vriezen".
• Veroudering:Verwarmd tot een lagere temperatuur (bv. 150-180 °C) om een uniforme, fijne dispersie van Mg2Si te laten uitstorten, waardoor de sterkte en hardheid aanzienlijk worden verhoogd.
  *De T6-behandeling voor AlSi7Mg is bijzonder effectief, vaak resulterend in een betere combinatie van sterkte en ductiliteit dan de T6-behandelde AlSi10Mg.*

AlSi7Mg wordt geselecteerd voor toepassingen waarbij een evenwicht tussen sterkte, lichtheid en schadevermogen van cruciaal belang is:

• Automobilerij:Hoogwaardige ophangingsonderdelen, remkoppels, lichtgewicht bouwstukken en veiligheidscritische onderdelen die een goede energie-absorptie vereisen.
• Luchtvaart:Componenten van het vliegtuig, drone-armen en beugels waar vermoeidheid en taaiheid net zo belangrijk zijn als statische sterkte.
• Robotica:Geavanceerde gereedschappen aan het eind van de arm, robotarmen met een hoge cyclus en gewrichten die dynamisch worden beladen.
• Sportapparatuur:High-end fietsframes, onderdelen voor motorsport en lucht- en ruimtevaart sportartikelen.
• Algemene techniek:Onderdelen die onderhevig zijn aan trillingsbelastingen of die een hoge duurzaamheid vereisen.

• Superieure ductiliteit en taaiheid:Betere verlenging en slagweerstand in vergelijking met AlSi10Mg.
• Uitstekende sterkte na T6:b. met een vermogen van meer dan 10 W;
• Goede lasbaarheid en corrosiebestendigheid.
• Goed afdrukbaar:Betrouwbare verwerking op LPBF-systemen.

• Iets minder vergevingsgezind dan AlSi10Mg:Het lagere siliciumgehalte kan het licht gevoeliger maken voor verwerkingsparameters in vergelijking met de zeer eutectische AlSi10Mg.
• Vergelijkbare temperatuurbeperking:Net als de meeste door neerslag geharde legeringen is het niet geschikt voor langdurig gebruik bij temperaturen boven ~ 200 °C.

Dit is de meest kritische vergelijking: