AlSi10Mg 粉末：技术概览

硅铝镁合金粉概述

AlSi10Mg 是一种铝合金粉末，主要成分是铝以及作为主要合金元素的硅和镁。它广泛用于金属 快速成型制造由于其出色的强度、耐用性、可焊性和耐腐蚀性，也被称为 3D 打印。

铝硅镁粉末可通过以下方法加工 选择性激光熔化 (SLM)、 电子束熔化 (EBM) 和直接金属激光烧结 (DMLS) 来制造具有精细细节和定制几何形状的复杂金属零件。其特性使其适用于航空航天、汽车、医疗和工业应用。

本文为材料工程师、产品设计师和 3D 打印专业人士提供了有关 AlSi10Mg 粉末的全面技术概述，包括其成分、特性、应用、价格、供应商和其他关键信息。

AlSi10Mg Powder 关键细节：

• 构成 铝，含 9-11% 硅，0.2-0.45% 镁
• 颗粒形状 球形，高流动性
• 尺寸范围 15-45 微米
• 密度： 2.67 克/立方厘米
• 熔点 ~615°C
• 实力： 中至高
• 用途 航空航天、汽车、工业 3D 打印

铝硅镁粉的成分

AlSi10Mg 粉末的主要成分是铝，并添加了硅和镁作为合金元素。标称成分范围如下：

要素	重量 %
铝 (Al)	基数/余数
硅 (Si)	9-11%
镁（Mg）	0.2-0.45%
其他（铁、锰等）	< 0.55% 总计

在铝中添加硅可改善铸造性，提高机械性能，如屈服强度和硬度。硅还能增加熔化时的流动性，改善进料特性。

镁的加入会导致沉淀硬化，从而通过热处理强化合金。镁还能提高耐腐蚀性。

微量的铁、锰和其他元素可能作为杂质存在，最高可达 0.55%。合金添加量可在一定范围内变化，以根据应用要求调整性能。

表：AlSi10Mg 合金粉末的标称成分范围

要素	最低 wt%	最大 wt%
铝质	巴尔	巴尔
硅	9	11
镁	0.2	0.45
其他	–	0.55

铝硅镁粉末的特性

AlSi10Mg 的特性使其适用于航空航天、汽车和工业领域的苛刻应用。主要特性如下：

机械性能

• 高强度和硬度
• 退火状态下具有良好的延展性
• 出色的焊接性
• 高疲劳强度

物理特性

• 密度：2.67 克/立方厘米
• 熔点：~615°C
• 导热系数：130 W/m-K
• 热膨胀系数：21-24 x 10^-6 K^-1

其他

• 良好的耐腐蚀性
• 出色的印刷适性和表面光洁度
• 生物相容性符合 ISO 10993 和 ASTM F67 标准
• 非磁性

其密度与 AlSi12 和 AlSi7Mg 等铝合金相当。熔点也与标准的铝硅铸造合金相似。这些特性允许通过烧结和熔化进行加工和加固。

表：硅铝镁粉末的主要特性概览

物业	典型值
密度	2.67 克/立方厘米
熔点	~615°C
导热性	130 瓦/米-千克
电阻率	4-8 x 10^-8 Ωm
杨氏模量	70-80 GPa
泊松比	0.33
屈服强度	215-365 兆帕
拉伸强度	330-430 兆帕
伸长率	8-10%
硬度	80-100 布氏硬度

请注意： 性能取决于精确成分、制造方法、构建方向、热处理等。所示值为典型值或标准值。

AlSi10Mg 具有较高的屈服强度和抗拉强度以及良好的延展性等机械性能，适用于各行各业的高性能部件。该合金可通过时效硬化进一步提高强度。通过添加硅形成氧化保护层，可获得优异的耐腐蚀性。总之，AlSi10Mg 为金属 AM 提供了多功能的特性组合。

硅铝镁合金粉的应用

AlSi10Mg 粉末具有重量轻、强度高和可打印的特点，是增材制造中应用最广泛的合金之一。一些典型的应用包括

航空航天 涡轮叶片、火箭喷嘴、结构支架、卫星部件、无人机部件

汽车 动力总成部件、活塞、涡轮增压器、热交换器

工业 机器人、工具、夹具、传动轴

医疗 整形外科植入物、假肢、手术器械

其他 散热器、液压歧管、外壳、冷却通道

AlSi10Mg 可实现复杂、优化的几何形状，从而提高上述应用的性能和效率。通过三维打印实现的精细结构可增强传热、流体流动和其他性能。

AlSi10Mg 具有出色的强度重量比，可在保持机械性能的同时减轻部件重量。这有助于提高车辆的燃油经济性，降低太空应用中的发射成本。

表：AlSi10Mg 在各行业的应用概览

部门	典型应用
航空航天	涡轮叶片、结构支架、火箭喷嘴、卫星
汽车	动力总成、活塞、涡轮增压器、热交换器
工业	机器人、工具、夹具和固定装置
医疗	整形外科植入物、假肢
一般情况	散热器、液压歧管、外壳

AlSi10Mg 通过了航空航天应用认证，符合 AMS4967 和 AMS4169 等标准。大量的鉴定和测试验证了其在极端环境下的性能。其生物相容性符合 ISO 10993 和 ASTM F67 标准，可用于医疗设备和植入物。总之，AlSi10Mg 为关键应用提供了多功能轻质材料解决方案。

AlSi10Mg 粉末的可加工性

AlSi10Mg 粉末可通过主要的金属添加剂制造方法进行加工，如

• 选择性激光熔融（SLM）
• 直接金属激光烧结（DMLS）
• 电子束熔化（EBM）

激光方法： SLM 和 DMLS 使用高功率激光选择性地熔化粉末床的各个区域，逐层制造零件。整合后的材料具有与传统铝合金相当的性能。SLM 通常使用较高的激光功率进行完全熔化。DMLS 功率较低，用于烧结粉末颗粒。

电子束熔化 EBM 使用电子束作为热源来熔化材料。与激光工艺相比，它能实现更高的制造率，因为它能快速熔化每一层。材料特性与 SLM 和 DMLS 相似。

打印参数： 典型的 SLM 参数 - 激光功率 175-350W，扫描速度 700-1500mm/s，层厚 20-100 μm。对于 EBM - 光束功率 3-7 kW，扫描速度 1000-2500 mm/s，层厚 50-200 μm。

其他方法 AlSi10Mg 粉末还可用于粘合剂喷射，通过选择性地沉积液体粘合剂来形成形状。然后对 "绿色 "部件进行烧结。冷喷沉积也是可行的。

表：与 AlSi10Mg 合金粉末兼容的 AM 工艺

过程	热源	说明
SLM	激光	选择性激光熔化
DMLS	激光	直接金属激光烧结
EBM	电子束	电子束熔化
粘结剂喷射	液体粘结剂	粘合剂印刷，然后烧结
冷喷	动能	粉末喷洒在基底上

AlSi10Mg 粉末对激光/电子束的吸收率高，流动性和堆积密度极佳。这使得粉末床具有良好的铺展性和高效的熔化/烧结。粒度和球形形态也起着关键作用。

总体而言，AlSi10Mg 在 PBF 和相关方法中具有出色的可加工性，可制造出具有良好表面光洁度和特征分辨率的复杂几何形状。

粉末特性和质量

AM 工艺中使用的 AlSi10Mg 粉末具有以下特点：

• 表面光滑的球形粉末形态
• 流动性好，结块最少
• 表观密度 ~1.2-1.6 g/cc
• 龙头密度 ~2.2-2.7 g/cc
• 均匀成分分布
• 纯度高，内部孔隙率低
• 可控粒度分布

颗粒形状 球形粉末形态可在粉末床上提供良好的流动性和铺展性。它能带来均匀的熔化和材料特性。气体雾化通常用于实现大于 90% 的球形度。

流动性 流动性高的粉末可在粉末床平台上均匀扩散并密集堆积。通过霍尔漏斗的典型流速为 23-27 秒/50 克。

颗粒大小： 粒度分布一般为 10-45 μm 或 15-45 μm。较大的颗粒 ~35-45 μm 可以提高流动性，而较小的颗粒 ~15-25 μm 可以提高密度和分辨率。

构图控制： 将成分严格控制在规格范围内，最大限度地提高材料性能。确保合金元素的均匀分布。

纯净： 纯度高，孔隙率和夹杂物少，可防止出现工艺缺陷。含氧量 <1000 ppm。

表：AlSi10Mg 粉末的典型特征和特性

参数	典型值	角色
粒子形状	球形 >90%	流动性、密度
颗粒大小（微米）	15-45	密度、分辨率
流速（秒/50 克）	23-27	粉末床包装
表观密度（克/立方厘米）	1.2-1.6	可回收性
出料密度（克/立方厘米）	2.2-2.7	绿色密度
纯净	>99.5%	减少缺陷
氧气（ppm）	<1000	清洁熔化

粒形分布（PSD）和豪斯纳比率等参数表明了粉末的质量。对气体雾化的严格控制保证了批次间的高度一致性。粉末随附成分报告和特定批次的分析证书（COA）。

AlSi10Mg 粉末供应商

用于 AM 的 AlSi10Mg 粉末的一些主要全球供应商包括

AP&C

• 商品名称：雾化铝粉 5056
• 尺寸范围（微米）：15-45, 23-53
• 包装：5 公斤瓶装到 1 公吨箱装，内装氩气

通用电气添加剂

• 产品名称： AlSi10Mg
• 尺寸范围（微米）：15-45
• 包装：10 千克瓶装，内装氩气

山特维克鹗

• 产品：鹗 AlSi10Mg
• 颗粒：球形，D50 40 μm
• 包装充入氩气的瓶子

LPW 技术

• 产品铝硅镁 AM 粉
• 尺寸范围（微米）：15-45
• 包装： 2 - 12 公斤氩气瓶装

SLM 解决方案

• 产品：SLM AlSi10Mg
• 尺寸范围（微米）：15-45
• 包装：10 升罐装，2 千克瓶装

表格：AlSi10Mg 粉末供应商和规格

供应商	产品	尺寸（微米）	包装
AP&C	雾化铝 5056	15-45	带氩气的瓶子/盒子
通用电气添加剂	AlSi10Mg	15-45	10 公斤瓶装氩气
山特维克鹗	鹗 AlSi10Mg	D50 40	氩气瓶
LPW	AlSi10Mg AM	15-45	2-12 公斤瓶装氩气
SLM 解决方案	SLM AlSi10Mg	15-45	带氩气的罐子/瓶子

可根据要求从制造商处获得具有优化颗粒分数或分布的定制 AlSi10Mg 变体。

硅铝镁合金粉定价

用于 AM 加工的 AlSi10Mg 粉末的价格通常在以下范围内 $90-150 每公斤 根据数量和制造商而定。

定价考虑因素：

• 粉末数量 - 由于包装成本较低，批量订单的价格会降低
• 构成变式 - 少量添加或优化可能会增加成本
• 质量和认证 - 提高纯度/一致性会增加成本
• 制造商 - 优质供应商的定价往往较高
• 包装 - 专用包装（罐、瓶等）影响价格

指示性定价：

数量	每公斤价格（美元）
1 公斤	$140-200
10 千克	$120-160
100 公斤	$100-130
1,000+ 公斤	$90-110

运费、税费和任何特殊认证要求可能会增加最终交付成本。大型 OEM 订单通常可通过合同从制造商处获得折扣价。

表：根据订购量确定的硅铝镁粉价格范围

订购数量	每公斤价格（美元）
1 公斤	$140-200
10 千克	$120-160
100 公斤	$100-130
1,000+ 公斤	$90-110

选择 AlSi10Mg 粉末

选择 AlSi10Mg 粉末的主要考虑因素包括

申请要求 性能需求，如强度、硬度、延展性、疲劳寿命等。应用还可能需要特定的材料认证。

AM 过程变量： 根据打印机型号、层厚度、光束功率和相关参数匹配颗粒尺寸范围、形状和分布。

质量和一致性： 可靠地满足成分、纯度、颗粒特性等要求的粉末批次对生产使用至关重要。

供货和交货时间： 对于原型工作来说，小批量供应可能是关键，而生产则需要大宗订单和稳定的长期供应。

定价 每公斤价格取决于数量、运输成本、供应商利润等。大型原始设备制造商合同可获得更优惠的价格。

技术支持： 在金属粉末生产和 AM 方面拥有雄厚技术实力的制造商可就最佳粉末选择提供指导。

在选择 AlSi10Mg 粉末时，建议与成熟的供应商合作，并在 AM 零件设计流程的早期开展合作。

AlSi10Mg 粉的优缺点

优点

• 强度高，延展性好
• 卓越的耐腐蚀性
• 易于焊接和加工
• 良好的热性能
• 广泛适用于航空航天领域
• 医疗植入物的生物相容性

缺点

• 屈服强度低于 AlSi7Mg 和 AlSi12 合金
• 印刷过程中容易产生气孔缺陷
• 高反射率要求更高的激光功率
• 不适合高温应用 >150°C
• 比非合金铝粉昂贵

常见问题

Q.AlSi10Mg 粉末的化学成分是什么？

A.典型成分为铝基，含 9-11% 硅和 0.2-0.45% 镁。其余为其他微量元素，总含量小于 0.55%。

Q.AlSi10Mg 和 AlSi10Mg 粉末的密度是多少？

A.块状合金和粉末的密度都约为 2.67 g/cc。

Q.AM 制造的 AlSi10Mg 零件的机械性能如何？

A.打印的 AlSi10Mg 拉伸强度为 330-430 兆帕，屈服强度为 215-365 兆帕，伸长率为 8-10%。热处理可进一步提高性能。

Q.建议在 AM 中使用多大粒度的 AlSi10Mg 粉末？

A.通常使用的粒度范围为 15-45 微米，但可根据特定打印机和层厚度要求优化粒度分布。

Q.你们能加工/焊接 AlSi10Mg AM 零件吗？

A.可以，3D 打印制作的 AlSi10Mg 零件在经过适当的去应力热处理后，可以通过传统方法进行加工和焊接。

Q.AlSi10Mg 粉末是否可以重复使用？

A.AlSi10Mg 粉末通常可以循环使用 5-10 次才需要刷新，具体取决于 AM 工艺和污染程度。

结论

AlSi10Mg 是一种重要的金属添加剂制造铝合金粉末，广泛应用于航空航天、汽车、医疗和工业领域。其主要优势包括高强度重量比、耐腐蚀性、优异的机械性能以及广泛的认证，可满足苛刻的应用要求。

AM 可实现铸造或机械加工无法实现的复杂优化几何形状。具有可控颗粒特性和成分的 AlSi10Mg 粉末是实现无缺陷零件的关键。全球领先的供应商为 DMLS 和 SLM 等 AM 工艺提供量身定制的高质量粉末。