AlSi7Mg Алюминиевый порошок для аддитивного производства 3D-печати

AlSi7Mg - это гипоэвтектический алюминиево-кремниево-магниевый сплав, который служит ключевым материалом в аддитивном производстве металлов, в частности, в технологии лазерного порошкового сплавления (LPBF). Его часто считают близким родственником, а иногда и предпочтительной альтернативой более распространенному AlSi10Mg. Основное различие заключается в более низком содержании кремния, что смещает его свойства в сторону повышения пластичности и ударной вязкости при сохранении хорошей прочности и отличной технологичности. Иногда его называют «устойчивой к повреждениям» версией распространенных литейных Al-Si сплавов для AM.

Состав тщательно сбалансирован для оптимизации механических свойств и технологичности. Он часто соответствует стандартам, аналогичным литейному сплаву A356 (A35600).

• Высокая пластичность и ударная вязкость:Наиболее существенным преимуществом AlSi7Mg перед AlSi10Mg является его превосходное относительное удлинение при разрыве (пластичность) и вязкость разрушения в термообработанном состоянии. Это делает его пригодным для компонентов, требующих некоторого поглощения энергии или устойчивости к ударам.
• Хорошая прочность:Хотя предел текучести «напечатанного» материала может быть немного ниже, чем у AlSi10Mg, после надлежащей термической обработки T6 AlSi7Mg может достигать сопоставимой, а часто и превосходящей прочности на растяжение и предела текучести благодаря более высокому содержанию магния и эффективному дисперсионному твердению.
• Отличная технологичность:Хотя диапазон затвердевания немного шире, чем у AlSi10Mg, он по-прежнему демонстрирует очень хорошую технологичность в машинах LPBF с низкой восприимчивостью к горячему растрескиванию благодаря комбинации Si-Mg.
• Хорошая коррозионная стойкость:Обладает аналогичной или немного лучшей коррозионной стойкостью, чем AlSi10Mg, из-за более низкого содержания кремния, что уменьшает количество катодных участков в микроструктуре.
• Низкая плотность (~2,66 г/см³):Сохраняет отличное соотношение прочности к весу, характерное для алюминиевых сплавов.

Спецификации качества порошка аналогичны другим высокопроизводительным порошкам AM:

• Распределение частиц по размерам (PSD):Обычно от 15 до 63 микрон для стандартных систем LPBF.
• Морфология:Высокосферические частицы необходимы для оптимальной текучести и плотной упаковки порошкового слоя.
• Текучесть:Для последовательного нанесения слоев требуются отличные характеристики текучести (например, текучесть по Холлу < 35 с/50 г).
• Низкое содержание влаги и оксидов:Строгое обращение в инертной атмосфере (аргон или азот) обязательно для предотвращения дефектов.

Быстрое затвердевание в LPBF приводит к образованию мелкой микроструктуры, состоящей из ячеистых дендритов α-Al, окруженных сетью эвтектического кремния. Ячеистая структура обычно крупнее, чем в AlSi10Mg, из-за более низкого содержания кремния.

AlSi7Mg исключительно хорошо реагирует на термическую обработку, особенно из-за более высокого содержания Mg.

Старение детали в состоянии после печати (например, 160-180°C в течение 4-10 часов) осаждает мелкие частицы Mg₂Si, повышая прочность при сохранении некоторой мелкой микроструктуры после печати.

Это стандартная обработка для максимизации потенциала сплава.

• Растворение:Нагрев до высокой температуры (~530-550°C) для растворения магния в алюминиевой матрице и сфероидизации кремниевой сети.
• Закалка:Быстрое охлаждение (обычно в воде) для «замораживания» пересыщенного твердого раствора.
• Старение:Нагрев до более низкой температуры (например, 150-180°C) для осаждения равномерной, мелкой дисперсии Mg₂Si, что значительно увеличивает прочность и твердость.
  *Обработка T6 для AlSi7Mg особенно эффективна, часто приводя к лучшему сочетанию прочности и пластичности, чем обработанный T6 AlSi10Mg.*

AlSi7Mg выбирается для применений, где критически важен баланс прочности, легкости и устойчивости к повреждениям:

• Автомобилестроение:Высокопроизводительные компоненты подвески, тормозные суппорты, легкие конструкционные кронштейны и критически важные детали, требующие хорошего поглощения энергии.
• Аэрокосмическая промышленность:Компоненты планера, рычаги дронов и кронштейны, где усталостная прочность и ударная вязкость так же важны, как и статическая прочность.
• Робототехника:Передовые инструменты для захвата, высокоцикличные роботизированные манипуляторы и соединения, подвергающиеся динамическим нагрузкам.
• Спортивное оборудование:Высококачественные велосипедные рамы, компоненты для автоспорта и спортивные товары аэрокосмического класса.
• Общее машиностроение:Детали, подверженные вибрационным нагрузкам или требующие высокой прочности.

• Превосходная пластичность и ударная вязкость:Лучшее удлинение и ударопрочность по сравнению с AlSi10Mg.
• Отличная прочность после T6:Может достигать механических свойств, соответствующих или превосходящих свойства AlSi10Mg.
• Хорошая свариваемость и коррозионная стойкость.
• Хорошая технологичность:Надежная обработка на системах LPBF.

• Немного менее щадящий, чем AlSi10Mg:Более низкое содержание кремния может сделать его незначительно более чувствительным к параметрам обработки по сравнению с высокоэвтектическим AlSi10Mg.
• Аналогичное ограничение по температуре:Как и большинство сплавов с дисперсионным твердением, он не подходит для длительного использования при температурах выше ~200°C.

Это наиболее важное сравнение: