Pó de Liga de Alumínio AlSi7Mg para Impressão 3D por Manufatura Aditiva

AlSi7Mg é uma liga de alumínio-silício-magnésio hipoeutética que serve como um material chave na fabricação de aditivos metálicos, particularmente na Fusão de Leito de Pó a Laser (LPBF).É muitas vezes considerado um parente próximo e às vezes uma alternativa preferida para o AlSi10Mg mais comum.A principal distinção reside no seu menor teor de silício, o que altera as suas propriedades para uma maior ductilidade e dureza, mantendo uma boa resistência e excelente capacidade de impressão.Às vezes é referido como uma versão "tolerante a danos" de ligas comuns de fundição Al-Si para AM.

A composição é cuidadosamente equilibrada para otimizar as propriedades mecânicas e a capacidade de processamento.

• Alta ductilidade e dureza:A vantagem mais significativa do AlSi7Mg em relação ao AlSi10Mg é o seu alongamento superior na quebra (dutilidade) e resistência à fratura na condição de tratamento térmico.Isto torna-o adequado para componentes que exigem alguma absorção de energia ou resistência ao impacto.
• Boa Força:Embora a resistência de rendimento "como impresso" possa ser ligeiramente inferior a AlSi10Mg, após um tratamento térmico T6 adequado,AlSi7Mg pode atingir resistência à tração e ao rendimento comparáveis e muitas vezes superiores devido ao seu maior teor de magnésio e ao seu efetivo endurecimento por precipitação.
• Excelente capacidade de impressão:Embora a gama de solidificação seja ligeiramente mais ampla do que a AlSi10Mg, ainda apresenta uma muito boa processabilidade em máquinas LPBF com baixa suscetibilidade a craqueamento a quente, graças à combinação Si-Mg.
• Boa resistência à corrosão:Oferece uma resistência à corrosão semelhante ou ligeiramente melhor que a do AlSi10Mg devido ao menor teor de silício, o que reduz o número de locais catódicos na microestrutura.
• Baixa densidade (~ 2,66 g/cm3):Mantenha a excelente relação resistência/peso característica das ligas de alumínio.

As especificações de qualidade do pó são semelhantes às de outros pós AM de alto desempenho:

• Distribuição do tamanho das partículas (PSD):Normalmente15 a 63 micrõespara os sistemas LPBF normalizados.
• Morfologia:As partículas altamente esféricas são essenciais para uma fluidez ótima e uma embalagem densa de leitos de pó.
• Fluência:São necessárias características de fluxo excelentes (por exemplo, Hall Flow < 35 s/50g) para uma deposição de camada consistente.
• Baixo teor de umidade e óxido:É obrigatório um manuseamento rigoroso em atmosfera inerte (argon ou nitrogénio) para evitar defeitos.

A rápida solidificação no LPBF resulta em uma microstrutura fina composta por dendrites α-Al celulares cercados por uma rede de silício eutético.A estrutura celular é tipicamente mais grosseira do que no AlSi10Mg devido ao menor teor de silício.

O AlSi7Mg responde excepcionalmente bem ao tratamento térmico, especialmente devido ao seu maior teor de Mg.

O envelhecimento da peça no estado de impressão (por exemplo, 160-180 °C durante 4-10 horas) precipita partículas finas de Mg2Si, aumentando a resistência enquanto retém parte da microstrutura fina da impressão.

Este é o tratamento padrão para maximizar o potencial da liga.

• Solução:Aquecido a uma temperatura elevada (~530-550°C) para dissolver o magnésio na matriz de alumínio e esferoidizar a rede de silício.
• Extinção:Refrigerado rapidamente (geralmente em água) para "congelar" a solução sólida supersaturada.
• EnvelhecimentoAquecido a uma temperatura mais baixa (por exemplo, 150-180°C) para precipitar uma dispersão uniforme e fina de Mg2Si, aumentando significativamente a resistência e a dureza.
  * O tratamento com T6 para AlSi7Mg é particularmente eficaz, resultando frequentemente numa melhor combinação de resistência e ductilidade do que o tratamento com T6 para AlSi10Mg.*

O AlSi7Mg é selecionado para aplicações em que um equilíbrio de resistência, leveza e tolerância a danos é crítico:

• Automóveis:Componentes de suspensão de alto desempenho, pinças de freio, suportes estruturais leves e peças críticas para a segurança que exigem boa absorção de energia.
• Aeronáutica:Componentes de fuselagem, braços de drones e suportes onde o desempenho e resistência à fadiga são tão importantes quanto a resistência estática.
• Robótica:Ferramentas avançadas, braços robóticos de alto ciclo e articulações que sofrem carga dinâmica.
• Equipamento desportivo:Quadros de bicicletas de luxo, componentes para desportos a motor e artigos esportivos de classe aeroespacial.
• Engenharia Geral:Partes sujeitas a cargas vibratórias ou que exijam uma elevada durabilidade.

• Duxtilidade e dureza superiores:Melhor alongamento e resistência ao impacto em comparação com o AlSi10Mg.
• Excelente resistência após T6:Podem atingir propriedades mecânicas que atendam ou excedam as de AlSi10Mg.
• Boa soldabilidade e resistência à corrosão.
• Boa capacidade de impressão:Processamento fiável em sistemas LPBF.

• Um pouco menos indulgente do que o AlSi10Mg:O teor de silício mais baixo pode torná-lo ligeiramente mais sensível aos parâmetros de processamento em comparação com o AlSi10Mg altamente eutético.
• Limitação de temperatura similar:Como a maioria das ligas endurecidas por precipitação, não é adequado para uso prolongado a temperaturas superiores a ~ 200 °C.

Esta é a comparação mais crítica: