Порошок из алюминиевого сплава AlSi10Mg для аддитивного производства

AlSi10Mg представляет собой почти эвтексический сплав алюминия-кремния-магния, который, возможно, является наиболее широко используемым и хорошо известным алюминиевым порошком в области производства металлодобавки (AM),особенно в процессах лазерного порошкового плавления (LPBF)Его популярность обусловлена отличным сочетанием хорошей печатаемости, высокого соотношения прочности к весу, тепловых свойств и экономичности.

Первоначально разработанный для традиционного литья (где он известен как A360), его состав исключительно хорошо подходит для быстрого затвердевания характеристик 3D-печати, в результате чего тонкие,устойчивые микроструктуры и превосходные механические свойства по сравнению с литой аналогом.

Композиция точно контролируется, чтобы обеспечить оптимальную производительность.

• Отличная печатность:Эутектическая система Аль-Си имеет относительно широкий диапазон замораживания, что минимизирует остаточные нагрузки и тенденцию к горячему трещину (твердящемуся трещину) во время процесса LPBF.Это делает его одним из самых прощающих и надежных алюминиевых сплавов для печати.
• Хорошая прочность и твердость:В состоянии "в виде печати" он обладает приличными механическими свойствами.
• Высокая теплопроводность:Обладает хорошей теплопроводностью, что делает его подходящим для таких приложений, как теплообменники, охлаждающие пластины и электронные корпуса.
• Низкая плотность (~ 2,67 г/см3):Обеспечивает высокое соотношение прочности и веса, что имеет решающее значение для аэрокосмических, автомобильных и робототехнических приложений, где экономия веса имеет первостепенное значение.
• Хорошая коррозионная стойкость:Предлагает приличную стойкость к атмосферной коррозии, аналогичную другим сплавам алюминия и кремния.

Качество порошка так же важно, как и его химический состав.

• Распределение размеров частиц (PSD):Обычно для стандартных систем LPBF диапазон от 15 до 63 мкм. Некоторые системы могут использовать более узкое распределение (например, 20-45 мкм) для более тонкого разрешения деталей.
• Морфология:Частицы должны быть сферическими, чтобы обеспечить хорошую пропускную способность, что необходимо для создания однородного, плотного порошкового слоя после слоя.приводящие к дефектам.
• Проницаемость:Измеряется потокометром Холла (например, < 35 с/50 г). Хорошая пропускная способность обеспечивает последовательный и надежный процесс печати.
• Видимая плотность/плотность крана:Высокая плотность (> 50% теоретической) указывает на хорошую эффективность упаковки, что приводит к более высокой плотности конечной части.
• Низкое содержание влаги и оксидов:Порошок должен храниться и обрабатываться в сухой, контролируемой атмосфере (часто в среде с аргоном), чтобы предотвратить окисление и захват водорода, что может вызвать пористость в напечатанных деталях.

Быстрые скорости охлаждения (~10^5 - 10^6 K/s) в LPBF создают очень тонкую неравновесную микроструктуру.Состоит из сверхнасыщенной матрицы алюминия (α-Al) с очень тонкой клеточной/дендритной сетью кремнияЭта тонкая структура способствует хорошей прочности "как напечатана".

Тепловая обработка используется для адаптации механических свойств для конкретных приложений.

• Успокоение от стресса (T1):Низкотемпературная отжига (~ 300 °C в течение 2 часов) для уменьшения внутренних остаточных напряжений от процесса изготовления без значительного изменения микроструктуры.
• Прямое старение (T5):Непосредственно после печати деталь искусственным способом стареть (например, 160-180°C в течение 4-12 часов), что выделяет мелкие частицы Mg2Si в матрице,увеличение прочности и твердости при минимизации искажений.
• Тепловая обработка раствором и старение (T6):Это наиболее распространенная обработка для достижения максимальной прочности.Этот процесс грубей кремниевой сети (немного уменьшает пластичность), но максимизирует осадки закаливание, обеспечивая наивысшую прочность и твердость.

AlSi10Mg является универсальным и используется во многих отраслях промышленности:

• Аэрокосмическая:Компоненты креплений, части спутников, рамы дронов и неструктурные компоненты кабины.
• Автомобильные:Легкие скобки, компоненты двигателя (например, впускные коллекторы), теплообменники и гидравлические фитинги на заказ.
• Промышленный:Роботизированные конечные эффекторы, инструменты, приспособления и легкие компоненты автоматизации.
• Термоуправление:Теплоотводы, холодильные плиты для электроники и каналы охлаждения для форм (конформированное охлаждение).
• Прототипный:Функциональные прототипы, которые требуют металлических свойств для тестирования.

• Отличная печатность и высокий уровень успешности.
• Хорошая удельная прочность (соотношение прочности к весу).
• Благоприятные тепловые свойства.
• Широко доступно и хорошо документировано.
• Экономично эффективно по сравнению с другими высокопроизводительными АМ сплавами (например, Scalmalloy®).

• Умеренная мягкость:Особенно в условиях Т6, удлинение при разрыве ниже, чем у некоторых кованых сплавов алюминия.
• Не для применения при высоких температурах:Механические свойства значительно ухудшаются выше ~ 200 °C из-за грубости укрепляющих осадков.
• Анизотропные свойства:Механические свойства могут немного отличаться в вертикальном (строительном) направлении по сравнению с горизонтальным направлением из-за слойного характера АМ.