उच्च गुणवत्ता वाला Al6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर, संवर्धित विनिर्माण के लिए

Al6061 पारंपरिक विनिर्माण (जैसे, एक्सट्रूज़न, फोर्जिंग, सीएनसी मशीनिंग) में सबसे बहुमुखी और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले फोर्ज्ड एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में से एक है।इसका उपयोग पाउडर आधारित योजक निर्माण (एएम) में, विशेष रूप से लेजर पाउडर बेड फ्यूजन (LPBF)काफी अधिक चुनौतीपूर्ण और कम आमAlSi10Mg या AlSi7Mg जैसे कास्टिंग मिश्र धातुओं की तुलना में

"उच्च गुणवत्ता" Al6061 पाउडरइन चुनौतियों को दूर करने के लिए बनाया गया है, जिसका उद्देश्य ताकत, वेल्डेबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध के उत्कृष्ट संयोजन को दोहराना है जो फोर्ज किए गए रूप को इतना लोकप्रिय बनाता है।Al6061 के साथ सफलतापूर्वक मुद्रण पाउडर विशेषताओं और उन्नत मुद्रण मापदंडों के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता है.

यह संरचना इसके गुणों के लिए महत्वपूर्ण है और एएसटीएम बी 928 या एएमएस 4417 जैसे मानकों के अनुरूप है।

• उत्कृष्ट शक्ति-से-वजन अनुपात:6xxx श्रृंखला का एक चिह्न।
• अच्छी संक्षारण प्रतिरोधकताःविशेष रूप से वायुमंडलीय परिस्थितियों के खिलाफ, कई 2xxx या 7xxx श्रृंखला मिश्र धातुओं की तुलना में बेहतर।
• उच्च कठोरता और लचीलापनःपूरी तरह से ताप-उपचारित अवस्था में, यह अच्छी लम्बाई प्रदान करता है, जिससे यह संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होता है।
• उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी:इसके कुचल रूप में, यह अत्यधिक वेल्डेबल है। यह मरम्मत या एएम के साथ संकर निर्माण के लिए अच्छी संभावनाओं का अनुवाद करता है।
• हॉट क्रैकिंग की चुनौती:यह हैप्राथमिक बाधाएलबीबीएफ में. Al6061 की कठोरता सीमा व्यापक है, जिससे यह पिघलने के पूल के तेजी से ठंडा होने के दौरान कठोरता क्रैकिंग (गर्म फाड़) के लिए अत्यधिक संवेदनशील है।

Al6061 के सफल मुद्रण का कोई मौका होने के लिए, पाउडर की गुणवत्ता सर्वोपरि है:

• कण आकार वितरण (PSD):सख्ती से नियंत्रित, आम तौर पर15 - 45 μmया20 - 63 μmएक संकीर्ण वितरण प्रवाह क्षमता और पैकिंग घनत्व में सुधार करता है।
• आकृति विज्ञान: लगभग पूर्ण गोलाकारताकिसी भी उपग्रह कणों या अनियमितताओं गंभीर रूप से प्रवाह को बाधित और दोष का कारण होगा।
• प्रवाह क्षमताःउत्कृष्ट होना चाहिए (उदाहरण के लिए, हॉल प्रवाह < 30 s/50g) खराब प्रवाह के परिणामस्वरूप असमान परतें और उच्च छिद्रता होगी।
• कम आर्द्रता और ऑक्साइड सामग्रीःयह महत्वपूर्ण है। पाउडर को निष्क्रिय वातावरण (आर्गॉन) के तहत उत्पादित, संग्रहीत और संभाला जाना चाहिए ताकि सतह ऑक्साइड को कम से कम किया जा सके, जो दरार को बढ़ा सकता है और समावेशन बना सकता है।
• रासायनिक शुद्धता:उच्च गुणवत्ता वाले पाउडर में ट्रेस तत्वों पर सख्त नियंत्रण होगा जो गर्म क्रैकिंग को खराब कर सकते हैं।

मौलिक समस्या:निकट-यूटेक्टिक AlSi10Mg के विपरीत, Al6061 एक व्यापक तापमान सीमा पर कठोर हो जाता है।अतिसंवेदनशील मोशी क्षेत्र जहां डेंड्राइट्स के बीच तरल फिल्म थर्मल तनाव से अलग हो जाते हैं, जमे हुए दरारों का कारण बनता है जो एक भाग को बेकार बना देता है।

सफल मुद्रण के लिए रणनीतियाँ:

• प्रक्रिया पैरामीटर अनुकूलनःबहुत ही उच्च शक्ति वाले लेजर और विशिष्ट स्कैनिंग रणनीतियों का उपयोग करके एक स्थिर पिघलने पूल बनाने और थर्मल ग्रेडिएंट को प्रबंधित करने के लिए।
• नैनोकण बीज (एक उन्नत दृष्टिकोण):सबसे सफल अनुसंधान और औद्योगिक विधियों में विशेष रूप से इंजीनियर नैनोकणों (जैसे, ज़िरकोनियम (Zr), स्कैंडियम (Sc), या टाइटेनियम कार्बाइड (TiC)) के साथ Al6061 पाउडर को डोपिंग करना शामिल है।ये कण ठीक के लिए न्यूक्लेएशन साइट के रूप में कार्य करते हैंयह एक नई श्रेणी का निर्माण करता है जिसे अक्सर "कंक्रीट" कहा जाता है।"क्रैक मुक्त" 6xxx श्रृंखला के मिश्र धातु(उदाहरण के लिए, A6061-RAM या 7xxx श्रृंखला के लिए Scalmalloy® जैसे विविधताएं) ।

Al6061 मानक T6 गर्मी उपचार के लिए अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करता है, जो इसकी पूरी यांत्रिक क्षमता को प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।

• समाधान ताप उपचार:~530°C के लिए पर्याप्त समय के लिए मिश्र धातु तत्वों मैट्रिक्स में भंग करने के लिए.
• बुझाना:तेजी से ठंडा होना, आमतौर पर पानी में।
• कृत्रिम वृद्धावस्था:~160-175°C पर 8-18 घंटों के लिए ठीक Mg2Si कणों को अवशोषित करने के लिए, ताकत में काफी वृद्धि।

चुनौतियों के कारण, एलपीबीएफ द्वारा उत्पादित अल 6061 के लिए आवेदन अधिक आला हैं लेकिन लक्ष्य घटक हैं जो पारंपरिक रूप से फोर्ज 6061 का उपयोग करते हैंः

• एयरोस्पेस प्रोटोटाइप और टूलिंगःजिग्स, जुड़नार, और कार्यात्मक प्रोटोटाइप जिन्हें अंतिम फोर्ज किए गए भागों के गुणों से मेल खाने की आवश्यकता होती है।
• ऑटोमोबाइल:कस्टम ब्रैकेट और हल्के संरचनात्मक घटक जहां लचीलापन को महत्व दिया जाता है।
• हाइब्रिड विनिर्माण:विद्यमान 6061 घटकों को मरम्मत या सुविधाओं को जोड़ने के लिए निर्देशित ऊर्जा जमा (डीईडी) प्रक्रियाओं में प्रयोग किया जाता है।

लाभ (जब सफलतापूर्वक मुद्रित और इलाज किया जाता है):

• परिचितता:इंजीनियरों के लिए अच्छी तरह से समझा सामग्री गुण।
• गुणों का उत्कृष्ट संयोजन:अच्छी ताकत, उच्च लचीलापन और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध।
• वेल्डेबिलिटी:पोस्ट प्रोसेसिंग और अन्य घटकों के साथ एकीकरण के लिए उपयुक्त।

सीमाएँ:

• एलपीबीएफ के साथ प्रसंस्करण के लिए अत्यंत कठिनःगर्म क्रैकिंग के लिए उच्च संवेदनशीलता इसे उन्नत पैरामीटर सेट या सामग्री संशोधनों के बिना जटिल ज्यामिति के लिए अविश्वसनीय बनाती है।
• कम प्रिंटेड घनत्वःअल्सी10एमजी के लिए 99.5% से अधिक घनत्व प्राप्त करना बहुत चुनौतीपूर्ण है।
• विशेष विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है:यह "प्लग-एंड-प्ले" सामग्री नहीं है; इसके लिए महत्वपूर्ण अनुसंधान एवं विकास और प्रक्रिया अनुकूलन की आवश्यकता है।
• लागत:उच्च गुणवत्ता वाले पाउडर और व्यापक पैरामीटर विकास की आवश्यकता समग्र लागत को बढ़ाती है।