پودر آلیاژ آلومینیوم AlSi7Mg برای چاپ سه بعدی تولید افزودنی

AlSi7Mg یک آلیاژ آلومینیوم-سیلیکون-مگنیزیم است که به عنوان یک ماده کلیدی در تولید مواد افزودنی فلزی، به ویژه فیوژن بستر پودر لیزر (LPBF) استفاده می شود.این ماده اغلب به عنوان یک خویشاوند نزدیک و گاهی اوقات یک جایگزین ترجیح داده شده برای AlSi10Mg رایج تر در نظر گرفته می شود.تمایز اصلی در محتوای سیلیکون پایین تر آن است که خواص آن را به سمت انعطاف پذیری و سختی افزایش می دهد در حالی که قدرت خوب و چاپ عالی را حفظ می کند.گاهی اوقات به عنوان یک نسخه "قابل تحمل آسیب" از آلیاژ های ریخته گری Al-Si رایج برای AM نامیده می شود.

ترکیب به دقت متعادل شده است تا خواص مکانیکی و قابلیت پردازش را بهینه کند. اغلب با استانداردهای مشابه آلیاژ ریخته گری A356 (A35600) مطابقت دارد.

• انعطاف پذیری بالا و سختی:مهمترین مزیت AlSi7Mg در مقایسه با AlSi10Mg طول کشندگی برتر آن در شکستن (دکتیلیت) و سختی شکستگی در شرایط گرمایی درمان شده است.این باعث می شود آن را مناسب برای قطعات نیاز به برخی از جذب انرژی و یا مقاومت در برابر ضربه.
• قدرت خوب:در حالی که مقاومت تولید "به عنوان چاپ شده" ممکن است کمی کمتر از AlSi10Mg باشد، پس از درمان حرارتی T6 مناسب،AlSi7Mg می تواند به دلیل محتوای منیزیم بالاتر و سخت شدن بارش کارآمد به مقاومت کششی و عملکرد قابل مقایسه و اغلب برتر برسد.
• چاپی عالی:اگرچه محدوده تثبیت کمی گسترده تر از AlSi10Mg است، اما هنوز هم به دلیل ترکیب Si-Mg، در ماشین های LPBF با حساسیت پایین به ترک شدن داغ، پردازش بسیار خوبی را نشان می دهد.
• مقاومت خوب در برابر خوردگی:مقاومت خوردگی مشابه یا کمی بهتر از AlSi10Mg را به دلیل محتوای سیلیکون پایین تر ارائه می دهد، که تعداد سایت های کاتدیک را در میکروسروکتور کاهش می دهد.
• تراکم کم (~ 2.66 g/cm3):نسبت قدرت و وزن بسیار خوبی را که برای آلیاژ های آلومینیوم وجود دارد حفظ می کند.

مشخصات کیفیت پودر مشابه پودر های AM با عملکرد بالا است:

• توزیع اندازه ذرات (PSD):معمولااز 15 تا 63 میکرانبرای سیستم های استاندارد LPBF.
• مورفولوژی:ذرات بسیار کروی برای جریان مطلوب و بسته بندی بستر پودری متراکم ضروری هستند.
• جریان پذیری:ویژگی های جریان عالی (به عنوان مثال جریان هال < 35 s/50g) برای رسوب لایه ثابت مورد نیاز است.
• کم رطوبت و محتوای اکسید:برای جلوگیری از نقص ها، استفاده دقیق از اتمسفر بی اثر (آرگون یا نیتروژن) ضروری است.

جامد شدن سریع در LPBF منجر به یک میکروساخت نازک متشکل از دندریت های α-Al سلولی که توسط یک شبکه از سیلیکون eutectic احاطه شده است، می شود.ساختار سلولی به طور معمول نسبت به AlSi10Mg با توجه به محتوای سیلیکون پایین تر است..

AlSi7Mg به خوبی به درمان حرارتی پاسخ می دهد، به ویژه به دلیل محتوای بالاتر Mg آن.

پیری قطعه در حالت چاپ (به عنوان مثال، 160-180 ° C برای 4-10 ساعت) ذرات Mg2Si را کاهش می دهد، افزایش قدرت در حالی که برخی از میکروسروکتوری را از چاپ حفظ می کند.

این روش استاندارد برای حداکثر کردن پتانسیل آلیاژ است.

• حل و فصل:گرم کردن به دمای بالا (~530-550°C) برای حل منیزیم در ماتریس آلومینیوم و sferoidize شبکه سیلیکون.
• خاموش کردن:به سرعت خنک می شود (معمولا در آب) تا محلول جامد بیش از حد اشباع شده را "تجمد" کند.
• پیری:گرم کردن به دمای پایین تر (به عنوان مثال، 150-180 °C) برای فرسایش یکپارچه و خوب Mg2Si، افزایش قابل توجهی در قدرت و سختی.
  *معالجه T6 برای AlSi7Mg به ویژه موثر است، که اغلب منجر به ترکیبی بهتر از قدرت و انعطاف پذیری نسبت به AlSi10Mg تحت درمان T6 می شود.*

AlSi7Mg برای کاربردهایی که تعادل قدرت، سبک و تحمل آسیب بسیار مهم است انتخاب می شود:

• خودرو:قطعات تعلیق کار با عملکرد بالا، کلپر های ترمز، براکت های ساختاری سبک وزن و قطعات حیاتی ایمنی که نیاز به جذب انرژی خوب دارند.
• هوافضا:قطعات قاب هواپیمایی، بازوهای هواپیماهای بدون سرنشین و براکت هایی که عملکرد خستگی و استقامت به اندازه قدرت ثابت مهم هستند.
• رباتیک:ابزار پیشرفته پای بازو، بازوهای رباتیک با چرخه بالا و مفاصل که تحت بارگذاری پویا قرار می گیرند.
• تجهیزات ورزشی:قاب دوچرخه های پیشرفته، قطعات مخصوص ورزش های موتور و کالاهای ورزشی هوافضا.
• مهندسی عمومی:قطعات تحت فشار لرزش یا نیاز به دوام بالا.

• انعطاف پذیری عالی و سختی:کشش بهتر و مقاومت در برابر ضربه در مقایسه با AlSi10Mg.
• قدرت فوق العاده بعد از T6:می تواند خواص مکانیکی را که با AlSi10Mg مطابقت دارد یا از آن فراتر می رود، به دست آورد.
• قابلیت جوشکاری خوب و مقاومت در برابر خوردگی
• امکان چاپ خوب:پردازش قابل اعتماد در سیستم های LPBF.

• کمی کمتر از AlSi10Mg استمحتوای سیلیکون پایین تر می تواند آن را در مقایسه با AlSi10Mg بسیار eutectic کمی حساس تر از پارامترهای پردازش کند.
• محدودیت دمای مشابه:مانند اکثر آلیاژ های سخت شده توسط بارندگی، برای استفاده طولانی مدت در دمای بالاتر از ~ 200 ° C مناسب نیست.

این مهم ترین مقایسه است: