알루미늄 합금 분말은 자동차, 항공우주 및 산업 응용 분야에서 강도, 내구성 및 내식성과 함께 경량화를 제공합니다. 이 가이드에서는 일반적인 구성, 특성, 제조 방법, 크기, 공급업체, 용도 및 선택에 대해 다룹니다.
알루미늄 합금 분말 개요
입자 크기가 제어된 구형 알루미늄 분말을 사용하면 PM, MIM 및 AM을 통해 고성능 경금속 부품을 제작할 수 있습니다:
| 합금 | 2xxx, 6xxx, 7xxx 시리즈 알루미늄 |
| 속성 | 저밀도, 강도, 경도, 내마모성 |
| 프로세스 | 분말 야금, 금속 사출 성형, 알루미늄 AM |
| 애플리케이션 | 자동차, 항공우주, 산업 |
| 혜택 | 경량화, 성능, 재활용성 |
고급 알루미늄 분말은 초경량 밀도와 주조 또는 단조 합금에 비해 향상된 기계적 특성의 균형을 유지합니다.
알루미늄 합금 분말 유형
| 시리즈 | 합금 원소 | 특성 |
|---|---|---|
| 2000 | 구리 | PM 통합 후 우수한 강도, 가공성, 연성 |
| 6000 | 마그네슘, 실리콘 | 중간 강도, 우수한 내식성 |
| 7000 | 아연 | 고성능 항공우주 부품에 주로 사용되는 최고 수준의 강도 |
신흥 합금
알루미늄 합금을 함유한 스칸듐 또는 지르코늄과 나노 복합체 Al-TiC는 특수 응용 분야에서 상당한 강도를 달성합니다.
알루미늄 합금 분말 속성
| 속성 | 일반적인 값 |
|---|---|
| 밀도 | 2.55-2.8g/cc |
| 인장 강도 | 200-600 MPa |
| 수율 강도 | 160-500 MPa |
| 신장 | 3-10% |
| 녹는점 | 500-650°C |
알루미늄 분말 크기가 미세할수록 단조 합금에 근접하는 높은 통합 강도 값을 생성합니다. 열처리 가능성 또한 기계적 성능을 향상시킵니다.
제조방법
| 원자화 | 용융 합금에서 가스 또는 물을 분무하여 미세한 구형 분말을 생성합니다. |
| 기계식 밀 | 구형 입자가 적은 볼 또는 어트레이터 밀을 사용하는 비용 효율적인 방법 |
| 합금 | 직접 합금 또는 광고 혼합 원소/사전 합금 베이스 파우더 |
가스 분무는 가장 정밀한 물성 제어를 가능하게 하는 반면 밀링은 형상의 복잡성과 내부 다공성을 증가시킵니다. 적층 가공에 적합한 분말은 원자화를 활용하지만 유동성을 유지합니다.
알루미늄 합금 분말 입자 크기
일반적으로 사용되는 알루미늄 합금 분말 크기:
| 프로세스 | 크기 범위 |
|---|---|
| 누르고 소결 | 50-150 미크론 |
| 금속 사출 성형(MIM) | 10-25 미크론 |
| 바인더 제트 적층 제조(BJAM) | 20-60 미크론 |
| 직접 에너지 증착(DED) | 50-150 미크론 |
입자 크기 분포와 모양을 최적화하면 패킹 밀도와 소결 반응에 영향을 미칩니다.
주요 공급업체
| 회사 | 성적 | 가격 견적 |
|---|---|---|
| 호가나에 | 1001, 2003, 6065, 7009 | 1파운드당 $5-8 |
| BASF | 2024, 6061, 7050, 7068 | 1파운드당 $6-10 |
| 샌드빅 오스프리 | 2024, 6061, 7075 | 1파운드당 $8-15 |
| Kymera | 2024, 6061, 7068, 7093 | 1파운드당 $7-12 |
가격은 주문량, 파우더 특성 및 합금 구성에 따라 달라집니다.
애플리케이션 의 알루미늄 합금 분말
| 산업 | 구성 요소 |
|---|---|
| 자동차 | 커넥팅 로드, 샤프트와 같은 파워트레인 부품 |
| 항공우주 | 구조용 브래킷, 플랩 트랙과 같은 에어포일 구성품 |
| 산업 | 방열판, 피스톤, 씰, 패스너, 스프로킷 |
| 전자 제품 | LED 하우징과 같은 방열 장치 |
혜택
- 티타늄/스틸 대체재에 비해 무게 감소
- 연비 또는 주행 거리 개선
- 통합을 통한 부품 수 감소
선택 가이드라인
| 기준 | 모범 사례 |
|---|---|
| 합금 | 파우더를 기계적 및 환경적 요구 사항에 맞게 조정 |
| 제조방법 | AM은 구형 가스 분무가 필요하고, MIM은 더 미세해야 합니다. |
| 크기 분포 | 통합 기술 밀도 목표에 따른 맞춤 설정 |
| 겉보기 밀도 | 높을수록 소결 반응 개선 |
| 표면 산소 분석 | <0.5%로 가장 강력한 성능 제공 |
| 가격 | 최소 2개 공급업체로부터 수량에 따른 견적 받기 |
응용 분야 요구 사항, 제조 공정 및 예산의 균형을 신중하게 고려하면 최적의 알루미늄 합금 분말 소싱에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 샘플링 평가 프로그램을 고려합니다.
장점과 단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 경량화 및 연료 효율성 | 철 합금보다 낮은 강도 |
| 내식성/내산화성 | 갈바닉 부식에 취약함 |
| 재활용 가능성 | 열악한 고온 특성 |
| 라이프사이클 영향력 개선 | 주조 알루미늄보다 높은 비용 |
주요 내용
- 고급 알루미늄 분말은 밀도별 기준으로 주조 및 단조 등급보다 우수한 성능을 발휘합니다.
- 최종 사용 제조 기술의 요구 사항에 맞게 파우더 특성 맞춤화
- 합금 맞춤화 및 새로운 복합 재료의 지속적인 기능 확장
자주 묻는 질문
Q: 가장 널리 사용되는 알루미늄 합금 파우더는 무엇인가요?
A: 알루미늄 6061은 다양한 기계적 특성, 부식 성능 및 적당한 비용으로 자동차 및 일반 엔지니어링 분야에서 활용되는 주력 합금입니다.
Q: 알루미늄 파우더의 가격은 티타늄과 어떻게 비교되나요?
A: 알루미늄 분말은 약 $5/lb에서 시작하는 반면 티타늄의 경우 $50+/lb로 낮은 기계적 특성에도 불구하고 경량화를 위한 상당한 전환 비용 이점을 보여줍니다.
Q: 알루미늄 파우더는 산화되나요?
A: 미세 알루미늄 분말은 취급, 보관 및 처리 과정에서 산화 위험이 있으므로 위험을 최소화하기 위해 불활성 환경과 엄격한 품질 관리가 필요합니다.
Q: 알루미늄 합금 부품을 3D 프린팅할 수 있나요?
A: 예, 소결 후 99% 이상의 밀도를 달성하기 위해 고급 분말과 공정 개선을 활용하여 구조용 항공우주 부품을 위한 알루미늄 DED 및 바인더 제트 AM이 빠르게 발전하고 있습니다.
