1Özet ve Giriş
AlSi7Mg, özellikle Lazer Toz Yatak Füzyonu (LPBF) gibi metal katkı maddeleri üretiminde kilit bir malzeme olarak hizmet veren hipotezik bir alüminyum-silikon-magnezyum alaşımıdır.Genellikle daha yaygın olan AlSi10Mg'e yakın bir akraba ve bazen tercih edilen bir alternatif olarak kabul edilir.Temel fark, daha düşük silikon içeriğinde yatar, bu da iyi bir dayanıklılık ve mükemmel baskı yapabilmesini korurken özelliklerini daha fazla nakış ve sertliğe doğru kaydırır.Bazen AM için yaygın Al-Si döküm alaşımlarının "zarara dayanıklı" bir versiyonu olarak adlandırılır..
2Kimyasal bileşim (tipik ağırlık %)
Kompozisyon, mekanik özellikleri ve işlenebilirliği optimize etmek için dikkatlice dengelenmiştir.
| Eleman |
İçeriği (%) |
Rolü ve Etkisi |
| Alüminyum (Al) |
Bilanç |
Temel metal, matrisi sağlar. |
| Silikon (Si) |
6.5 - 7.5% |
Birincil alaşım unsuru: AlSi10Mg'den daha düşük, bu da uzunluğu ve sertliği iyileştiren daha fazla katı alüminyum fazına (α-Al) yol açar.Hâlâ iyi akışkanlık sağlar ve sıcak çatlamayı azaltır. |
| Magnezyum (Mg) |
0.45 - 0.70% |
Temel güçlendirici eleman. AlSi10Mg'den daha yüksek bir aralıkta bulunur. Isı işleme sırasında Mg2Si fazlarının oluşması yoluyla önemli bir yağış sertleşmesi (yaş sertleşmesi) sağlar. |
| Demir (Fe) |
≤ 0,15% |
Kirlilik: Ductility'i etkileyebilecek kırılgan beta fazlı intermetalliklerin (Al5FeSi) oluşumunu önlemek için sıkı bir şekilde kontrol edilir. |
| Titanyum (Ti) |
00,05 - 0,20% |
Genellikle tahıl rafineri olarak eklenir. Sertleşme sırasında tahıl büyümesini engelleyen ve daha ince bir mikrostrüktüre yol açan TiB2 veya Al3Ti parçacıkları oluşturur. |
| Diğer Kirlilikler |
Her biri ≤ 0,05% |
Bakır (Cu), Çinko (Zn) vb. gibi elementler tutarlılık için en aza indirilmiştir. |
3Temel Özellikler ve Özellikler
- Yüksek esneklik ve sertlik:AlSi7Mg'in AlSi10Mg'e karşı en önemli avantajı, kırılma (düktillik) ve ısı ile işlenen durumda kırılma sertliği.Bu, bazı enerji emişi veya darbe direnci gerektiren bileşenler için uygun kılar..
- İyi Güç:"Yazdırılmış" çıkış sertliği, uygun T6 ısı işleminden sonra AlSi10Mg'den biraz daha düşük olabilirken,AlSi7Mg, daha yüksek magnezyum içeriği ve verimli yağış sertleştirmesi nedeniyle karşılaştırılabilir ve genellikle üstün germe ve verimlilik gücüne ulaşabilir.
- Mükemmel baskı:Katılaşma aralığı AlSi10Mg'den biraz daha geniş olmasına rağmen, Si-Mg kombinasyonu sayesinde sıcak çatlamaya karşı düşük duyarlılığı olan LPBF makinelerinde hala çok iyi işlenebilirlik gösterir..
- İyi korozyon direnci:AlSi10Mg'den benzer veya biraz daha iyi korozyon direnci sunar, daha düşük silikon içeriği nedeniyle, bu da mikrostrukturdaki katodik sitelerin sayısını azaltır.
- Düşük yoğunluk (~ 2,66 g/cm3):Alüminyum alaşımlarının mükemmel ağırlık-güç oranını korur.
4Tozun özellikleri (AM için çok önemli)
Toz kalitesi özellikleri diğer yüksek performanslı AM tozlarına benzer:
- Parçacık Boyut Dağıtımı (PSD):Tipik olarak15 ila 63 mikronStandart LPBF sistemleri için.
- Morfoloji:Yüksek küresel parçacıklar optimal akış kabiliyeti ve yoğun toz yatağı ambalajı için gereklidir.
- Akışkanlık:Sürekli katman çöküntüsü için mükemmel akış özellikleri (örneğin, Hall akışı < 35 s/50g) gereklidir.
- Düşük Nem ve Oksit İçeriği:Kusurların önlenmesi için inert atmosferde (Argon veya Azot) sıkı bir kullanım zorunludur.
5Mikrostructure ve Isı Tedavisi
Yazdığı gibi:
LPBF'deki hızlı sertleşme, eutektik Silikon ağı ile çevrili hücresel α-Al dendritlerden oluşan ince bir mikrostrüktüre neden olur.Hücresel yapı, daha düşük silikon içeriği nedeniyle AlSi10Mg'e göre tipik olarak daha kaba.
Sıcak tedavi tepkisi:
AlSi7Mg, özellikle daha yüksek Mg içeriği nedeniyle ısı işlemine olağanüstü derecede iyi yanıt verir.
Doğrudan Yaşlanma (T5):
Parçanın baskı halindeki yaşlanması (örneğin, 160-180 ° C 4-10 saat boyunca) ince Mg2Si parçacıklarını düşer, baskıdan bazı ince mikrostrüktürleri korurken dayanıklılığı arttırır.
Çözüm ısı işleme ve yaşlanma (T6):
Bu, alaşımın potansiyelini en üst düzeye çıkarmak için kullanılan standart yöntemdir.
- Çözüm:Magnezyumu alüminyum matrisine çözmek ve silikon ağını sferoidleştirmek için yüksek bir ısıya (~ 530-550 °C) ısıtılır.
- Öldürme:Süper doymuş katı çözeltinin "dondurulması" için hızlı bir şekilde soğutulur (genellikle suda).
- Yaşlanma:Mg2Si'nin eşit ve ince bir dağılımı oluşması için daha düşük bir ısıya (örneğin 150-180 °C) ısıtıldı, bu da dayanıklılığı ve sertliğini önemli ölçüde arttırdı.
* AlSi7Mg için T6 tedavisi özellikle etkilidir, genellikle T6 ile tedavi edilen AlSi10Mg'e göre daha iyi bir dayanıklılık ve esneklik kombinasyonu ile sonuçlanır.*
6Uygulamalar
AlSi7Mg, dayanıklılık, hafiflik ve hasar toleransının dengesinin kritik olduğu uygulamalar için seçilir:
- Otomotiv:Yüksek performanslı süspansiyon bileşenleri, fren klavyeleri, hafif yapısal destekler ve iyi enerji emişliği gerektiren güvenlik açısından kritik parçalar.
- Havacılık:Uçak gövdesinin bileşenleri, drone kolları ve kemerleri, yorgunluk performansı ve dayanıklılığın statik kuvvet kadar önemli olduğu yerler.
- Robotik:Gelişmiş el aletleri, yüksek döngülü robot kolları ve dinamik yüklemeye maruz kalan eklemler.
- Spor malzemeleri:Yüksek kaliteli bisiklet çerçeveleri, motor sporları için bileşenler ve havacılık spor malzemeleri.
- Genel Mühendislik:titreşim yüklerine maruz kalan veya yüksek dayanıklılık gerektiren parçalar.
7Avantajları ve Sınırları
Avantajları:
- Yüksek esneklik ve sertlik:AlSi10Mg ile karşılaştırıldığında daha iyi uzatma ve darbe direnci.
- T6'dan sonra mükemmel güç:AlSi10Mg'in mekanik özelliklerini karşılayan veya aşan mekanik özelliklere ulaşabilir.
- İyi kaynaklanabilirlik ve korozyon direnci.
- İyi baskı:LPBF sistemlerinde güvenilir işleme.
Sınırlar:
- AlSi10Mg'den biraz daha az bağışlayıcı:Düşük silikon içeriği, yüksek eutetik AlSi10Mg'e kıyasla işleme parametrelerine biraz daha duyarlı hale getirebilir.
- Benzer sıcaklık sınırlaması:Çoğu yağışla sertleştirilmiş alaşım gibi, ~ 200 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda uzun süreli kullanım için uygun değildir.
8AlSi10Mg ile karşılaştırma
Bu en kritik karşılaştırma:
| Mülkiyet |
AlSi7Mg |
AlSi10Mg |
| Silikon içeriği |
Düşük (~7%) |
Yüksek (~ 10%) |
| Temel Özellik |
Düktillik ve Sertlik |
Kastabilite ve Sertlik |
| Basılı Kalıcılık |
Biraz daha aşağı. |
Biraz daha yüksek. |
| T6 ile işlenmiş sertlik |
Benzer, genellikle daha yüksek |
Yüksek |
| T6 ile işlenmiş esneklik |
Önemli derecede daha yüksek |
Orta derecede |
| Yazdırılabilirlik |
Çok iyi. |
Mükemmel (Sektör Benchmark) |
| Tipik Kullanım Durumu |
Yapısal, dinamik yükler |
Jigs/çaplamalar, korumalar, termal |
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
