Visión general de aleación de aluminio 7075 polvo
El polvo de aleación de aluminio 7075 es una aleación de aluminio de endurecimiento por precipitación que consta de aluminio, zinc, magnesio, cobre, cromo, titanio, manganeso y otros elementos en cantidades menores. Se considera una de las aleaciones de aluminio de mayor resistencia y se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren una alta relación resistencia-peso junto con una buena resistencia a la fatiga.
Algunos detalles clave sobre la aleación de aluminio 7075 en polvo:
- Composición - Base de aluminio con zinc, magnesio, cobre y otros elementos de aleación
- Aleación de endurecimiento por precipitación: adquiere su resistencia mediante tratamientos térmicos.
- Muy alta resistencia para su peso
- Buena resistencia a la fatiga y mecanizabilidad media
- Las aplicaciones más comunes incluyen piezas estructurales, componentes aeronáuticos, moldes, etc.
- Disponible en varias gamas de tamaños de polvo para su uso en fabricación aditiva
Tabla 1: Composición del polvo de aleación de aluminio 7075
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Aluminio | 87,1-91,4% |
| Zinc | 5.1-6.1% |
| Magnesio | 2.1-2.9% |
| Cobre | 1,2-2,0% |
| Hierro | Máx. 0,5% |
| Silicio | Máx. 0,4% |
| Manganeso | Máx. 0,3% |
| Cromo | 0,18-0,28% |
| Titanio | Máx. 0,2% |
| Otros metales | Cada uno máx. 0,05% |
| Otras impurezas | Máx. 0,15% |
aleación de aluminio 7075 polvo Propiedades y características
La aleación de aluminio 7075 en polvo ofrece una combinación excepcional de alta resistencia y baja densidad. Algunas de sus propiedades y características clave son:
Tabla 2: Propiedades del polvo de aleación de aluminio 7075
| Propiedad | Detalles |
|---|---|
| Densidad | 2,81 g/cm3 |
| Punto de fusión | Alrededor de 635 a 655°C |
| Límite elástico | 500 a 540 MPa |
| Resistencia a la tracción | 570 a 620 MPa |
| Alargamiento a la rotura | 8 a 10% |
| Módulo de Young | 71 a 72 GPa |
| Ratio de Poission | 0.33 |
| Dureza | Brinell 150 |
| Resistencia a la corrosión | Justo. Propenso a las picaduras y a la corrosión intergranular. |
| Resistencia al desgaste | Feria |
| Conductividad térmica | 120 a 130 W/m-K |
| Resistencia a la fatiga | 159 MPa |
Algunas características adicionales del polvo de aluminio 7075:
- Excelente relación resistencia-peso y alta resistencia específica
- Buena tenacidad y resistencia a la fatiga
- Propenso al agrietamiento por corrosión bajo tensión en determinadas temperaturas
- Susceptible al deterioro por temperaturas elevadas
- Se mecaniza fácilmente en estado totalmente recocido, mala mecanizabilidad en temple templado
- La forja requiere precalentamiento; el trabajo en caliente debe realizarse entre 400-510°C
- Se puede soldar fácilmente mediante los métodos de soldadura por gas, soldadura por arco y soldadura por resistencia
Tabla 3: Aplicaciones y usos de la aleación de aluminio 7075 en polvo
| Zona | Ejemplos de uso |
|---|---|
| Aeroespacial | Accesorios, engranajes y ejes de aeronaves |
| Automóviles | Ruedas, piezas que requieren gran resistencia |
| Marina | Cascos de embarcaciones, mástiles, hélices |
| Moldes | Moldes de inyección de plástico, matrices |
| Industrial | Piezas estructurales, arriostramientos, puentes |
| Fabricación aditiva | Impresión de piezas personalizadas de alta resistencia |
| Recreo | Bicicletas de montaña, cuadros de ala delta |
| Defensa | Componentes de misiles y cohetes |
| Electrónica | Placas base, piezas del motor, aletas de refrigeración |
Especificaciones y grados
Aleación de aluminio 7075 en polvo está disponible con diversas especificaciones y temperaturas estándar en función de las propiedades mecánicas, las condiciones de tratamiento térmico, etc.
Tabla 4: Especificaciones y calidades de la aleación de aluminio 7075 en polvo
| Especificación | Detalles |
|---|---|
| Designación militar estadounidense | 7075-T6, 7075-T651 etc. |
| Especificación ISO | AlZn5,5MgCu |
| Normas europeas | EN AW-7075 / EN AW-AlZn6CuMgZr |
| Especificación ASTM | ASTM B247, ASTM B211M |
| Especificación SAE | AMS 4045, AMS 4154 |
| DIN | AlZn5,5MgCu |
| UNI | 56NiCrMo4 |
Los temperamentos comunes incluyen:
- F - Tal como se fabrica, sin tratamiento
- O - Estado recocido, menor resistencia
- T6 - Tratado térmicamente y envejecido artificialmente hasta alcanzar la máxima resistencia
- T651 - Variante de la T6 sometida a estrés y envejecida artificialmente
- Otros temperamentos disponibles
Cuadro 5: Gamas de tamaños y tamaños de polvo disponibles
| Tamaño del polvo | Micras | Malla Tyler/ASTM |
|---|---|---|
| Polvo fino atomizado | 3-8 micras | n/a |
| Polvo fino | 10-30 micras | -325 mallas |
| Polvo grueso | 30-120 micras | Malla de -140 a -170 |
| Polvo muy grueso | 120-250 micras | -60 a -120 malla |
| Alambre cortado | Menos de 150 micras | -100 malla |
Proveedores y precios
El polvo de aleación de aluminio 7075 está disponible en muchos proveedores en varios tamaños adecuados para diferentes procesos de fabricación aditiva. A continuación se ofrecen algunos ejemplos de precios como referencia.
Tabla 6: Ejemplos de proveedores de aleación de aluminio 7075 en polvo
| Proveedor (Ejemplo) | Descripción |
|---|---|
| Tecnología LPW | Proveedor británico de polvos metálicos de aleación de aluminio de alta calidad |
| Paul Müller GmbH | Proveedor alemán de polvos de aluminio y aleaciones de aluminio |
| Erasteel | Productor mundial de aleaciones especiales y productos de gran pureza |
| Fortaleza metálica | Proveedor estadounidense de aleaciones de aluminio en polvo |
| Polvos metálicos Flawless | Fabricante chino de polvo de aleación de aluminio |
Tabla 7: Ejemplo de precio del polvo de aleación de aluminio 7075 de grado estándar
| Tamaño del polvo | Precio por kg |
|---|---|
| Polvo fino (10-30 μm) | $50 - $80 |
| Polvo grueso (30-120 μm) | $40 - $60 |
| Polvo muy grueso (120-250 μm) | $30 - $45 |
- Los precios varían en función de la cantidad pedida, los tamaños exactos y el proveedor seleccionado. Puede ser superior para grados especiales o de mayor pureza.
Comparación
Tabla 8: Comparación de la aleación de aluminio 7075 con otras aleaciones de aluminio
| Aleación | Propiedades clave | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| 7075 | Máxima resistencia, buena tenacidad, mejor resistencia a la fatiga, buena resistencia a la corrosión | Resistencia específica muy alta, adecuada para aplicaciones críticas, buena resistencia al desgaste | Susceptible a SCC, se corroe fácilmente a menos que sea de alta pureza, difícil de soldar |
| 6061 | Resistencia media, excelente resistencia a la corrosión, buena conformabilidad y soldabilidad | Más fácil de mecanizar y fabricar, más versátil | No apto para aplicaciones de alta tensión |
| 2024 | Alta resistencia, resistente a la fatiga, buena tenacidad, escasa resistencia a la corrosión | Alta resistencia en secciones gruesas, buena tenacidad a la fractura | Propenso a agrietarse, a menudo requiere revestimiento para protegerlo de la corrosión |
| 5056 | Resistencia media a alta, excelente resistencia a la corrosión, buena soldabilidad | Resistente a la atmósfera marina y a la corrosión por agua salada, buenas propiedades criogénicas | Resistencia inferior a las aleaciones 2xxx y 7xxx |
Ventajas y limitaciones
Cuadro 9: Ventajas y limitaciones de Polvo de aleación de aluminio 7075
| Ventajas | Limitaciones |
|---|---|
| Resistencia excepcionalmente alta para aplicaciones críticas | Relativamente caro |
| La mejor relación resistencia-peso entre las aleaciones de aluminio | Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión |
| Excelente resistencia a la fatiga; buena para cargas cíclicas | La escasa resistencia a la corrosión requiere protección |
| Buena tenacidad incluso en secciones gruesas | Difícil de soldar; requiere precalentamiento |
| Se pueden imprimir en 3D secciones gruesas y complejas | El mecanizado es difícil en temple templado |
| Se utiliza donde el acero sería demasiado pesado | Propiedades mecánicas degradadas a altas temperaturas |
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué hace que la aleación de aluminio 7075 sea tan resistente en comparación con otras aleaciones de aluminio?
R: La aleación 7075 obtiene su resistencia excepcionalmente alta de los tratamientos térmicos de endurecimiento por precipitación. Finas partículas de fases de transición como MgZn2 y Al2CuMg precipitan en el interior de la matriz de aluminio durante el envejecimiento e impiden el movimiento de dislocación, aumentando drásticamente la resistencia.
P: ¿Por qué se prefiere el aluminio 7075 para aplicaciones aeroespaciales en comparación con otras aleaciones 2xxx o 6xxx?
R: La aleación de aluminio 7075 ofrece la mejor combinación de alta resistencia, buena tenacidad a la fractura y excelente resistencia a la fatiga. Esto la hace muy adecuada para piezas aeroespaciales exigentes expuestas a cargas dinámicas. También ofrece mayor resistencia en secciones gruesas.
P: ¿Requiere el polvo de aleación de aluminio 7075 alguna precaución especial de almacenamiento o manipulación?
R: Sí, los polvos de aleación de aluminio pueden ser explosivos si se dispersan en el aire. Asegúrese de que la conexión a tierra y la ventilación son adecuadas durante la manipulación del polvo. Almacene los recipientes sellados en un lugar fresco y seco, lejos de chispas, llamas y otras fuentes de ignición. Tome las precauciones estándar para la manipulación de polvos metálicos finos.
P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de aplicaciones del polvo de aleación de aluminio 7075 en la fabricación aditiva?
R: Algunas aplicaciones habituales de la AM son la impresión de componentes ligeros aeroespaciales y de automoción, productos marinos de alta resistencia como hélices, moldes y matrices para moldeo por inyección de plástico, brazos robóticos, componentes de vehículos aéreos no tripulados, piezas de bicicletas de montaña, etc.
P: ¿Qué tamaño de polvo se prefiere para la impresión 3D DMLS de piezas de aleación de aluminio 7075?
R: Para la impresión DMLS se suele recomendar un rango de tamaño de partícula de 15-45 micras para permitir un buen flujo de polvo y una alta densidad. Sin embargo, los parámetros dependen del modelo específico de impresora 3D y de la potencia del láser.
