Al 2024 Pulver

Al 2024-Pulver ist eine Aluminiumlegierung, die hauptsächlich aus Aluminium, Kupfer und geringen Mengen an Magnesium und Mangan besteht. Diese Legierung weist eine außergewöhnliche Festigkeit und eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit auf und eignet sich daher ideal für Anwendungen, bei denen leichte Materialien mit hohen mechanischen Eigenschaften erforderlich sind. Al 2024-Pulver wird häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Sportartikelindustrie verwendet.

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Inhaltsübersicht

Überblick über Al 2024-Pulver

Al 2024 ist eine der beliebtesten Aluminium-Knetlegierungen der Serie 2000, die für ihre Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, hervorragende Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Die Kupferzusätze bewirken eine erhebliche Verstärkung durch Ausscheidungshärtung bei gleichzeitiger Beibehaltung der Verformbarkeit und Schweißbarkeit.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 2024-Pulver gehören:

  • Hohe Festigkeit bei mäßiger Duktilität und Zähigkeit
  • Hervorragende Ermüdungs- und Bruchsicherheit
  • Sehr gute Bearbeitbarkeit und Polierbarkeit
  • Gute Schweißbarkeit und Umformbarkeit
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Erhältlich in einer Reihe von Pulvergrößen und -formen

Al 2024-Pulver eignet sich für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt sowie für andere Hochleistungsanwendungen, bei denen es auf Festigkeit in Verbindung mit Verarbeitungsmöglichkeiten ankommt.

Chemische Zusammensetzung von Al 2024-Pulver

Die typische Zusammensetzung von Al 2024-Pulver ist:

Element Gewicht %
Aluminium (Al) 90.7-94.7%
Kupfer (Cu) 3.8-4.9%
Magnesium (Mg) 1.2-1.8%
Mangan (Mn) 0.3-0.9%
Eisen (Fe) 0-0.5%
Silizium (Si) 0-0.5%
Zink (Zn) 0-0.25%
Chrom (Cr) 0-0.1%
Titan (Ti) 0-0.15%

Al 2024 Pulver

Kupfer ist das wichtigste Legierungselement, während Magnesium die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung verleiht. Andere Elemente wie Mangan, Eisen und Chrom haben geringere Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften.

Eigenschaften von Al 2024-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al 2024-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 2,77 g/cm3
Schmelzpunkt 500-638°C
Wärmeleitfähigkeit 121-190 W/mK
Elektrische Leitfähigkeit 26-35% IACS
Elastizitätsmodul 73 GPa
Querkontraktionszahl 0.33
Zugfestigkeit 400-500 MPa
Streckgrenze 290-385 MPa
Dehnung 8-20%
Härte 90-150 Vickers

 

Die Kupferzusätze führen zu einer erheblichen Erhöhung der Festigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer moderaten Duktilität und einer ausgezeichneten Dauerfestigkeit durch Ausscheidungshärtung. Er bietet eine optimale Kombination von Eigenschaften für Hochleistungsanwendungen.

Herstellungsverfahren für Al 2024-Pulver

Zu den kommerziellen Produktionsmethoden für Al 2024-Pulver gehören:

  • Gaszerstäubung - Geschmolzener Legierungsstrom, der durch Hochdruck-Inertgasstrahlen in feines, kugelförmiges Pulver zerfällt. Kontrollierte Partikelgrößenverteilung.
  • Wasserzerstäubung - Ein Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl trifft auf den geschmolzenen Metallstrom und zerkleinert ihn, um feines, unregelmäßiges Pulver zu erzeugen.
  • Mechanisches Legieren - Kugelmahlen einer Mischung aus Aluminium- und Legierungspulver, gefolgt von Kaltverdichtung und Sinterung.
  • Elektrolyse - Durch Elektrolyse hergestelltes Aluminium, das anschließend legiert und zerstäubt wird.

Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Partikeleigenschaften wie Größe, Form und Mikrostruktur.

Anwendungen von Al 2024-Pulver

Zu den wichtigsten Anwendungen von Al 2024 Pulver gehören:

  • Additive Fertigung - Einsatz beim selektiven Laserschmelzen und direkten Metallsintern zur Herstellung komplexer Bauteile für die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie.
  • Metall-Spritzgießen - Zur Herstellung kleiner, komplizierter Teile mit guten mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit.
  • Pulvermetallurgie - Press- und Sinterverfahren zur Herstellung von Hochleistungsteilen für die Automobilindustrie und den Maschinenbau.
  • Thermisches Spritzen - Plasma- oder Lichtbogenspritzen zum Aufbringen von Al 2024-Schutzschichten gegen Verschleiß und Korrosion.
  • Schweißzusatzwerkstoff - Wird als Fülldraht/Stab zum Lichtbogenschweißen von Aluminiumlegierungen verwendet. Bietet eine hervorragende Schweißnahtfestigkeit.
  • Pyrotechnik - Wird aufgrund der Entflammbarkeit von Aluminium als Brennstoff zu pyrotechnischen Zusammensetzungen hinzugefügt.

Spezifikationen von Al 2024-Pulver

Al 2024-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen und Qualitäten erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 10 bis 150 Mikrometer für AM, bis zu 300 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, körnige, dendritische und unregelmäßig geformte Partikel. Glattes Pulver fließt besser.
  • Noten: Entspricht den Spezifikationen AMS 4255, ASTM B221, EN 573-3, ISO 209 und anderen kundenspezifischen Güten.
  • Reinheit: Von handelsüblichen bis hin zu hohen Reinheitsgraden, je nach chemischer Zusammensetzung und Anwendungsbedarf.

Globale Lieferanten von Al 2024-Pulver

Einige der wichtigsten Anbieter weltweit sind:

  • Sandvik Osprey (UK)
  • Valimet Inc. (USA)
  • TLS Technik (Deutschland)
  • CNPC-Pulver-Gruppe (China)
  • Metallpulver-Unternehmen (USA)
  • Makin Metal Powders (UK)
  • AMETEK Reading Alloys (USA)

Diese Unternehmen stellen Al 2024-Pulver her, das für AM, thermisches Spritzen, Automobilbau, Luft- und Raumfahrt und andere anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.

Al 2024 Pulver Preisgestaltung

Der Preis von Al 2024-Pulver hängt von Faktoren ab wie:

  • Reinheitsgrade
  • Pulvereigenschaften und Qualität
  • Produktionsverfahren
  • Bestellmenge
  • Anbieter und Standort
Klasse Preisspanne
Kommerziell $8-15 pro kg
Hohe Reinheit $15-30 pro kg
Ultrafeine $30-60 pro kg
Besondere Note $50-100 pro kg

 

Gasverdüste, hochreine und kundenspezifische Legierungen sind wesentlich teurer als einfache handelsübliche Pulverqualitäten.

Lagerung und Handhabung von Al 2024-Pulver

Al 2024-Pulver muss sorgfältig gelagert und gehandhabt werden, um zu verhindern:

  • Oxidation und Reaktion mit Feuchtigkeit
  • Staubexplosionen durch Entzündung von feinem Pulver
  • Inhalationsbedingte Gesundheitsprobleme
  • Die vom Lieferanten empfohlenen Sicherheitspraktiken sollten befolgt werden.

Bei der Handhabung des Pulvers ist auf Schutzgasüberlagerung, ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und PSA zu achten.

Test- und Charakterisierungsmethoden

Zu den wichtigsten Prüfverfahren für Al 2024-Pulver gehören:

  • Chemische Analyse mittels OES- oder XRF-Spektroskopie
  • Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822 Standard
  • Morphologische Analyse durch Rasterelektronenmikroskopie
  • Messung des Pulverdurchsatzes mit einem Hall-Durchflussmesser
  • Dichtemessung durch Helium-Pyknometrie
  • Prüfung von Verunreinigungen mittels ICP-MS
  • Gefügeuntersuchung durch Röntgenbeugung

Diese Tests stellen sicher, dass das Pulver die erforderlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie die Mikrostruktur gemäß den Anforderungen der Anwendung aufweist.

Vergleich zwischen Al 2024 und Al 7075-Pulver

Al 2024 und Al 7075 sind zwei hochfeste Aluminiumlegierungspulver im Vergleich:

Parameter Al 2024 Al 7075
Legierungstyp Wärmebehandelbar Wärmebehandelbar
Cu-Gehalt 3.8-4.9% 1.2-2%
Zn-Gehalt 0-0.25% 5.1-6.1%
Stärke Hoch Sehr hoch
Bruchzähigkeit Höher Mäßig
Korrosionsbeständigkeit Gut Mäßig
Schweißeignung Messe Schlecht
Kosten Unter Höher

 

Al 2024 bietet eine bessere Verarbeitbarkeit, während Al 7075 nach der Wärmebehandlung eine sehr hohe Festigkeit aufweist. Al 2024 ist kostengünstiger.

FAQs zu Al 2024-Pulver

F: Wie wird Al 2024-Pulver hergestellt?

A: Al 2024-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung, mechanisches Legieren und Elektrolyseverfahren hergestellt. Die Gasverdüsung bietet die beste Kontrolle über die Partikelgröße und -morphologie.

F: Was sind die wichtigsten Anwendungen von Al 2024-Pulver?

A: Zu den wichtigsten Anwendungen gehören die additive Fertigung, das thermische Spritzen, die Pulvermetallurgie, der Metallspritzguss, Schweißzusatzwerkstoffe und pyrotechnische Zusammensetzungen, bei denen eine hohe Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind.

F: Was ist die typische Partikelgröße für Al 2024-Pulver in AM?

A: Bei den meisten 3D-Metalldruckverfahren liegt der ideale Partikelgrößenbereich für Al 2024-Pulver bei 15-45 Mikrometern mit sphärischer Morphologie und guten Fließeigenschaften.

F: Sind bei der Handhabung von Al 2024-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich?

A: Ja, es wird empfohlen, feines Aluminiumpulver unter Inertgas zu handhaben und dabei eine angemessene Erdung, Belüftung und PSA zu verwenden, um die Gefahr von Bränden und Explosionen zu vermeiden.

F: Wo kann ich Al 2024-Pulver kaufen, das für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt geeignet ist?

A: Hochreine gasverdüste Al 2024-Pulver, die den Anforderungen der Luft- und Raumfahrt entsprechen, können von Unternehmen wie Sandvik Osprey, Valimet Inc., TLS Technik und AMETEK Reading Alloys bezogen werden.

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