铝硅铜粉(AlSi10)

AlSi10 是一种铝合金粉末,含硅 10%,其余为铝。它将强度、低密度、热性能、耐腐蚀性和可焊性完美地结合在一起。

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目录

AlSi10 是一种铝合金粉末,含硅 10%,其余为铝。它将强度、低密度、热性能、耐腐蚀性和可焊性完美地结合在一起。

AlSi10 粉末成分

AlSi10 合金粉末的典型成分为

要素 组成
铝 (Al) 平衡
硅 (Si) 9-11%
  • 铝构成基体,具有密度低、延展性好和耐腐蚀的特点。
  • 硅具有固溶强化作用,可提高铸造性能。

要达到最佳强度和物理性能,严格控制铝硅比至关重要。某些牌号中还可能含有其他少量合金元素,如镁、铁、铜或锌。

AlSi10

AlSi10 粉末的特性

AlSi10 粉末具有出色的综合性能,适合各种苛刻的应用:

物业 价值
密度 2.7 克/立方厘米
熔点 ~600°C
导热性 150-180 W/m-K
导电性 35-40% IACS
热膨胀系数 21-23 x 10-6 /°C
弹性模量 80-85 GPa
拉伸强度 240-300 兆帕
伸长率 1-5%
硬度 80-90 布氏硬度
耐腐蚀性 优秀
  • 低密度 - 比铜合金和钢轻达 65%。
  • 高导热性 - 可实现电子设备的快速散热。
  • 高强度重量比 - 强度与密度较低的钛合金相当。
  • 优异的焊接性和铸造性 - 熔融时流动性高,便于铸造和焊接。
  • 抗腐蚀和氧化 - 保护性氧化层可防止许多环境中的腐蚀。

AlSi10 的这一优异特性使其适用于航空、航天、汽车和其他领域的轻质结构应用。

AlSi10 粉末的应用

由于 AlSi10 粉末具有重量轻、强度高和热性能好等特点,因此非常适合用于:

应用 益处
航空航天组件 密度低,强度高。
汽车零部件 在不影响机械性能的前提下减轻重量。
电子外壳 散热管理与轻量化相结合。
医疗植入物 生物兼容、无毒、耐腐蚀。
热管理 高导热性,可有效散热。
  • 广泛用于飞机和火箭部件,如发动机支架,以减轻重量。
  • 汽车行业将 AlSi10 用于活塞、变速箱壳体和悬挂部件,通过轻量化提高燃油效率。
  • 电子外壳和散热器利用高导热性实现高效冷却。
  • 与钛合金相比,具有出色的强度重量比和较低的密度。
  • 具有出色的生物相容性和耐腐蚀性,适用于骨科设备等医疗植入物。

在对低质量和高强度要求苛刻的应用中,AlSi10 可发挥最大性能。

AlSi10 粉末规格

AlSi10 粉末有各种尺寸、形状和纯度等级:

参数 选项
颗粒大小 5-150 微米
粒子形状 球形、不规则
表观密度 高达 2.7 克/立方厘米
流量 最多 25 秒/50 克
纯净 高达 99.7%
合金变体 AlSi12, AlSi5
  • 颗粒越小,烧结效果越好,而颗粒越大,流动性越强。
  • 球形形态可提高流动性和包装密度。不规则颗粒具有成本优势。
  • 表观密度越高,复合材料生产中的有效负载就越大。
  • 流速越高,粉末处理和加工越容易。
  • 高纯度可减少加工过程中的污染问题,并改善最终性能。
  • 硅含量范围在 5-12% 之间,以平衡流动性和强度。

粉末属性可根据具体应用要求和加工方法进行定制。

AlSi10 粉末的固结方法

AlSi10 粉末可通过以下技术转化为全密度组件:

方法 益处
快速成型制造 复杂形状的几何自由度极高。
金属注射成型 高精度网状能力
压制和烧结 经济实惠,适用于大批量、较简单的几何形状。
挤压 棒材和管材的连续生产。
等静压 实现全密度,改善性能。
  • 选择性激光熔融等粉末床熔融快速成型制造方法在原型或小批量生产中很受欢迎。
  • 金属注射成型具有最严格的公差和出色的表面光洁度。
  • 通常采用先压制后液相烧结的方法,但也需要进行挤压等二次加工。
  • 挤压技术利用出色的可铸造性生产棒材、管材和型材。
  • 冷等静压和热等静压可减少孔隙率,提高密度。

固结技术会影响微观结构、最终性能、几何能力和生产率。

AlSi10 零件的热处理

固溶热处理和人工老化可用于调整 AlSi10 部件的强度:

热处理 详细信息 目的
解决方案 530-550°C,淬火 溶解可溶相
人工老化 150-180°C, 5-10 小时 沉淀硬化
退火 350°C, 缓慢冷却 恢复延展性
  • 固溶热处理将硅等合金元素溶解在铝基体中,然后快速冷却或淬火。
  • 随后的老化处理会产生细微沉淀,从而导致相当程度的硬化。
  • 退火有助于恢复之前大量冷加工后的延展性。

通过对溶解和老化的时间和温度进行精心控制,可根据具体要求定制机械性能。

AlSi10 粉末与替代品的比较

以下是 AlSi10 与其他铝合金粉末的比较:

合金 AlSi10 AlSi12 Al6061 Al7075
实力 最高 中型 非常高
焊接性 优秀 贫穷 良好 贫穷
耐腐蚀性 优秀 优秀 优秀 良好
导热性 中型 中型
密度
费用 中型
  • AlSi12 的强度最高,但焊接性和导热性较差。
  • 6061 是一种常用的通用合金,具有中等强度和良好的耐腐蚀性。
  • 7075 具有极高的强度,但焊接性较差,耐腐蚀性也一般。
  • AlSi10 具有最佳的综合性能,并具有更高的成本效益。

对于大多数应用而言,AlSi10 在性能、可焊性和成本之间达到了最佳平衡。

AlSi10 粉末制造商

作为一种广泛使用的合金,AlSi10 粉末由全球主要供应商生产:

制造商 国家
Hoeganaes 公司 美国
山特维克鹗 英国
中石油粉末 中国
力拓金属粉末 加拿大
托亚尔美国 美国
ECKA 颗粒 德国

信誉良好的制造商都有严格的质量控制,并符合国际标准组织的规范。他们还根据应用要求定制粉末特性。

AlSi10 粉末定价

作为一种高性能合金粉,AlSi10 的价格比普通铝粉要高。指示性价格为

粉末类型 颗粒大小 价格($/公斤)
按压 150 μm 以下 $12-18
用于烧结 45-150 μm $15-22
对于 AM 15-45 μm $22-35
高纯度 高达 10 μm $30-50
  • 用于 AM 和烧结的较细馏分的成本高于较粗的压制等级。
  • 100 公斤以下的小订单价格较高。
  • 氧、氮含量较低的高纯度牌号价格超过 50%。
  • 将硅含量降至 AlSi5,可降低成本约 15%。

批量折扣、长期合同和更简单的颗粒规格都有助于降低成本。

AlSi10 粉末的健康和安全考虑因素

与其他金属粉末一样,AlSi10 粉末也需要安全处理:

危险 预防措施 个人防护设备
皮肤/眼睛接触 避免直接接触。如果接触,请冲洗。 手套、护目镜
吸入 避免吸入粉尘。确保通风。 呼吸器
摄入 避免手口传染。洗手。
消防 使用沙子。不要用水。 防护装备
  • 处理粉末时要戴手套、护目镜和口罩。
  • 避免皮肤接触。接触后要清洗。
  • 存放在阴凉、干燥的地方,远离火花和火焰。
  • 确保适当的通风和集尘。
  • 有关完整的指导原则,请参阅 SDS 和当地法规。

只要采取适当的预防措施和个人防护设备,就可以在储存、加工和操作过程中安全地处理 AlSi10 粉末。

检查和测试 AlSi10 粉末

为确保达到质量要求,应对 AlSi10 粉末进行检测:

参数 方法 规格
化学成分 OES、XRF、湿化学 与铝、硅、镁含量一致
粒径分布 激光衍射、筛分 D10、D50、D90 在范围内
粉末形态 扫描电子显微镜成像 球形和流动性
表观密度 霍尔流量计测试 最低规定密度
流量 霍尔流量计测试 最大流量秒数
杂质含量 ICP 或 LECO 分析 氧气、水分含量低

根据 ASTM 标准进行的例行测试确保了粉末的一致性和高质量,适合关键应用。

常见问题

Q.AlSi10 合金有什么用途?

A.AlSi10 广泛应用于航空航天、汽车和电子产品等对低重量和高强度有严格要求的领域,如发动机支架、活塞、外壳和散热器。

Q.AlSi10 是否需要热处理?

A.是的,固溶热处理后再进行时效处理,可以通过析出硅等合金元素来显著提高抗拉强度。

Q.哪些方法可以固化 AlSi10 粉末?

A.AlSi10 粉末可通过增材制造、金属注射成型、挤压和粉末密实锻造等方法固结成全密度。

Q.AlSi10 是否可以焊接?

A.是的,AlSi10 具有极佳的可焊性,这是因为添加了硅合金,提高了熔融状态下的流动性。这使得熔焊变得容易。

Q.处理 AlSi10 粉末是否安全?

A.与任何精细金属粉末一样,在储存、处理和加工 AlSi10 粉末时应采取标准的安全预防措施,以最大限度地降低健康和安全风险。

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