stop aluminium 7050 w proszku to wysokowytrzymały stop lotniczy dostępny również w postaci proszku do produkcji dodatków i innych zastosowań metalurgii proszków. Dzięki cynkowi i magnezowi jako głównym składnikom stopowym, ten stop serii 7xxx wykazuje doskonałe właściwości mechaniczne, idealne dla krytycznych elementów konstrukcyjnych.
Przegląd ze stopu aluminium 7050 w proszku
| Nieruchomość | Opis |
|---|---|
| Stop | AA7050 |
| UNS Number | A97050 |
| EN Designation | EN AW-7050 |
| Podstawowe pierwiastki stopowe | Zinc (Zn), Magnesium (Mg), Copper (Cu) |
| Siła | Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Up to 570 MPa (T651 temper) |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Up to 500 MPa (T651 temper) |
| Wytrzymałość na złamania | Around 33 MPa√m (T7351 temper) |
| Wytrzymałość zmęczeniowa | About 310 MPa at 107 cycles (T7351 temper) |
| Odporność na korozję | Dobry |
| Przewodność cieplna | Wysoki |
| Obrabialność | Dobry |
| Zastosowania | |
| Lotnictwo i kosmonautyka | Structural airframe components, landing gear, rockets https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Motoryzacja | Wheels, control arms, drivetrain parts https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Przemysłowy | Robotics, tooling jigs and fixtures, instrumentation https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Marine | Propellers, drive shafts, pumps, valves https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Metody produkcji proszków | Gas atomization, plasma atomization, cryomilling https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
Rodzaje proszku aluminiowego 7050
W oparciu o metodę produkcji i właściwości, popularne odmiany proszku Al7050 obejmują:
| Typ | Opis | Wielkość cząstek | Morfologia | Gęstość pozorna |
|---|---|---|---|---|
| Rozpylony gaz | Atomizacja w gazie obojętnym zapewnia sferyczny proszek | 15-45 μm | Zaokrąglony | ∼1,6 g/cc |
| Rozpylona woda | Woda rozbijająca stopiony materiał tworzy nieregularne cząstki | 15-100 μm | Poszarpane, porowate | ∼1,2 g/cc |
| Rozpylanie plazmowe | Gładki, sferyczny proszek z plazmy o rozmiarach od nano do mikronów | 5-45 μm | Bardzo kulisty | ∼2 g/cc |
| Stop mechaniczny | Wysokoenergetyczne mielenie kulowe miesza i uszlachetnia proszek | 15-100 μm | Poszarpane, złożone cząstki | ∼1,8 g/cc |
W oparciu o ostateczną metodę aplikacji wybierany jest odpowiedni gatunek. Mniejsze rozmiary poniżej 100 mikronów zapewniają lepszą gęstość złoża proszku i rozdzielczość druku.
Skład ze stopu aluminium 7050 w proszku
Jako stop konstrukcyjny dla przemysłu lotniczego, 7050 ma następujący skład:
| Element | Waga % | Rola |
|---|---|---|
| Cynk | 5.7 – 6.7% | Główny pierwiastek stopowy, poprawia wytrzymałość poprzez wytrącanie |
| Magnez | 1.9 – 2.6% | Pierwiastek wzmacniający, tworzy osady MgZn2 |
| Miedź | 2.0 – 2.6% | Pomaga dostroić właściwości mechaniczne |
| Żelazo | ≤0,15% | Niski poziom zanieczyszczeń |
| Krzem | ≤0,12% | Element zanieczyszczający |
| Chrom | ≤0,04% | Występuje tylko jako śladowe zanieczyszczenie |
| Mangan | ≤0,05% | Niski poziom zanieczyszczeń |
| Aluminium | Równowaga | Element podstawowy |
Celowe dodatki srebra, litu lub innych pierwiastków są czasami wykorzystywane do modyfikacji właściwości proszku.
stop aluminium 7050 w proszku Właściwości
Kluczowe właściwości proszku stopu Al7050 odpowiedniego do produkcji addytywnej:
Właściwości fizyczne
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 2,83 g/cm3 |
| Temperatura topnienia | ∼635°C |
| Przewodność cieplna | 130 W/m-K |
| Pojemność cieplna właściwa | 0,88 J/g-K |
| Rezystywność elektryczna | ∼4,5 μΩ-cm |
| CTE | 23 μm/m-K |
| Kolor | Ciemnoszary do czarnego |
Niska gęstość w połączeniu z wytrzymałością sprawia, że Al7050 nadaje się do sektora lotniczego i kosmicznego, umożliwiając zmniejszenie masy.
Właściwości mechaniczne
| Nieruchomość | Jak wydrukowano | Poddane obróbce cieplnej |
|---|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | ≥450 MPa | ≥570 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | ≥400 MPa | ≥500 MPa |
| Wydłużenie | ∼8% | ∼10% |
| Twardość | ∼150 VPN | ∼195 VPN |
| Wytrzymałość zmęczeniowa | 100 MPa | 230 MPa |
Kontrolowana obróbka cieplna przy niskim naprężeniu rozwija optymalną mikrostrukturę wytrącania, zwiększając wydajność mechaniczną.
Atrybuty wydajności
| Parametr | Wartość | Jednostka |
|---|---|---|
| Stosunek wytrzymałości do wagi | Wysoki | MPa/(g/cm3) |
| Stosunek sztywności do masy | Wysoki | GPa/(g/cm3) |
| Odporność na korozję | Dobry | – |
| Spawalność | Uczciwy | – |
| Przewodność | Doskonały | %IACS |
| Wydajność w wysokich temperaturach | Dobry | – |
Te cechy sprawiają, że Al7050 nadaje się do komercyjnych i obronnych zastosowań lotniczych.
Produkcja ze stopu aluminium 7050 w proszku
| Proces | Opis |
|---|---|
| Atomizacja | Molten 7050 alloy is fed into the atomizer. Inert gas (typically nitrogen) or plasma jet is used to break up the liquid metal into fine droplets. Droplets rapidly solidify into spherical powder particles due to the high surface area to volume ratio. Various techniques exist, including: Gas Atomization (GA) – Most common method for 7050 powder production. Plasma Atomization (PA) – Offers finer particle size control. |
| Frezowanie | Optional step to further refine particle size and morphology, typically used for powders produced by GA. Mechanical milling uses grinding media to achieve the desired particle characteristics. Cryomilling – A specialized milling process conducted at low temperatures to minimize oxidation and improve powder flow. |
| Sieving/Classification | Powder is separated into specific size fractions using sieves or classifiers. Ensures consistent particle size distribution for optimal flow and packing in Additive Manufacturing (AM) processes. |
| Mixing (Optional) | Blending powders from different batches to achieve uniform chemistry and properties. |
| Kontrola jakości | Powder is rigorously tested to ensure it meets strict specifications for: Skład chemiczny Rozkład wielkości cząstek Morphology (shape) Płynność Zawartość wilgoci Zawartość tlenu |
| Key Powder Characteristics | Opis | Importance for AM |
|---|---|---|
| Rozkład wielkości cząstek | Distribution of powder particle sizes. | Affects packing density, flowability, and final part properties. Typically desired range for 7050 AM is 15-63 microns. |
| Morfologia | Shape of the powder particles. | Spherical particles offer better flowability and packing compared to irregular shapes. |
| Skład stopu | Specific percentages of elements in the powder. | Determines the mechanical properties, corrosion resistance, and other characteristics of the final part. 7050 powder typically contains Zinc (6%), Magnesium (2%), Copper (2.3%) as key alloying elements. |
| Gęstość pozorna | Bulk density of the powder. | Impacts the final density of the printed part. |
| Płynność | Ease with which powder flows. | Measured by Hall flow rate. Crucial for uniform layer formation in AM processes. |
| Zawartość wilgoci | Amount of moisture absorbed by the powder. | Minimizes powder oxidation during storage and AM processing. Typically below 0.1% for 7050 powder. |
Zastosowania ze stopu aluminium 7050 w proszku
| Zastosowania | Properties desired |
|---|---|
| Aerospace (including aircraft structures, landing gear, and spacecraft components) | High strength, fracture toughness, fatigue strength |
| Automotive (including wheels, engine components, and body panels) | High strength, light weight |
| Sporting goods (including baseball bats, bicycle frames, and golf clubs) | High strength, good fatigue resistance |
| Military applications (including armor, weapons, and vehicles) | High strength, weldability |
| Molding and tooling (due to its good dimensional stability and wear resistance) | Dimensional stability, wear resistance |
| Electronics (due to its good electrical conductivity) | Przewodność elektryczna |
| Cryogenic applications (due to its good low-temperature strength) | Low-temperature strength |
| Marine applications (due to its good corrosion resistance) | Odporność na korozję |
| Medical applications (due to its biocompatibility) | Biokompatybilność |
| Construction (due to its high strength-to-weight ratio) | Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi |
stop aluminium 7050 w proszku Specyfikacje
Aluminum Alloy 7050 Powder Specifications
| Nieruchomość | Opis | Typowa wartość | Jednostki |
|---|---|---|---|
| Skład chemiczny | Aluminum alloy 7050 powder is a high-strength aluminum alloy containing several key elements in specific proportions. | Aluminium (Al): Równowaga Cynk (Zn): 5.7 – 6.7% Magnez (Mg): 2.0 – 2.6% Miedź (Cu): 2.0 – 2.5% Other elements (Si, Fe, Mn, Cr, Ti, Zr): ≤ 0.15% total |
wt% |
| Morfologia cząsteczek | The shape and surface characteristics of the powder particles influence their flowability, packing density, and printability. | Spherical or near-spherical | |
| Rozkład wielkości cząstek | The size of the powder particles plays a crucial role in determining the surface finish, mechanical properties, and overall quality of the final printed part. | Typically offered in a range of sizes, such as 15-45 μm, 45-100 μm, or 100-150 μm. Narrower size distributions may be desired for specific applications. |
μm |
| Gęstość pozorna | This refers to the bulk density of the powder, considering the spaces between particles. | Approximately 2.6 – 2.8 g/cm³ | g/cm³ |
| Gęstość kranu | Tap density represents the density of the powder after a standardized tapping process to minimize voids. | Slightly higher than apparent density, typically around 3.0 – 3.2 g/cm³ | g/cm³ |
| Płynność | Good flowability is essential for even powder deposition in additive manufacturing processes. | Spherical morphology and appropriate particle size distribution contribute to good flowability. | |
| Mechanical Properties (wrought equivalent) | While the exact properties can vary depending on the manufacturing process and post-processing techniques, 7050 aluminum powder generally offers excellent mechanical properties comparable to wrought (bulk) 7050 aluminum. | Wytrzymałość na rozciąganie: 415 – 475 MPa Wytrzymałość na rozciąganie: 500 – 570 MPa Wydłużenie: 12 – 18% |
MPa, % |
Stopnie
Zgodnie ze standardami MPIF 35 opartymi na wielkości cząstek:
| Klasa | Wielkość cząstek |
|---|---|
| Ultrafine | 1 - 20 μm |
| Bardzo dobry | 15 - 45 μm |
| Dobrze | 25 - 75 μm |
| Stosunkowo gruboziarnisty | 53 - 105 μm |
Ultradrobny i bardzo drobny Al7050 odpowiedni do fuzji laserowej.
Standardy
- ASTM B233 - Standard dla proszków i płatków aluminium do natryskiwania cieplnego
- MPIF 35 - Norma dla proszków aluminium i stopów aluminium
- ISO 22053 - Oznaczanie wielkości cząstek proszków metali stosowanych do wytwarzania przyrostowego
Wycena ze stopu aluminium 7050 w proszku
Ceny reprezentatywne, 2023 r:
| Klasa | Cena |
|---|---|
| Ultrafine | $45 - $55 na kg |
| Bardzo dobry | $35 - $50 za kg |
| Dobrze | $18 - $35 na kg |
| Gruboziarnisty | $12 - $25 na kg |
Wyższa sferyczność, mniejsze i wąskie rozmiary proszku zapewniają wyższą cenę.
Pros and Cons of Aluminum Alloy 7050 Powder
| Plusy | Wady |
|---|---|
| Wysoka wytrzymałość: Aluminum alloy 7050 powder boasts excellent strength properties, exceeding those of other commonly used aluminum alloys for additive manufacturing like 6061 or 7075. This makes it suitable for applications requiring high load-bearing capacity, such as aerospace components or structural parts. | Limited Ductility: Compared to some other aluminum alloys, 7050 powder exhibits lower ductility, meaning it has a reduced ability to deform plastically before fracture. This can be a drawback for applications requiring some degree of flexibility or bendability. |
| Dobra odporność na korozję: 7050 aluminum powder offers good resistance to corrosion, particularly for applications involving saltwater environments. The presence of zinc and magnesium in the alloy contributes to this enhanced corrosion performance. | Wymagania dotyczące przetwarzania końcowego: To achieve the optimal mechanical properties of 7050 aluminum, parts printed with 7050 powder often require post-processing steps like hot isostatic pressing (HIP). This adds complexity and cost to the manufacturing process. |
| Lekka waga: As with all aluminum alloys, 7050 powder offers a significant weight advantage compared to heavier materials like steel or titanium. This makes it ideal for weight-critical applications in aerospace, automotive, and other industries. | Wyższy koszt: Aluminum alloy 7050 powder can be more expensive than some other aluminum powders due to the additional elements included in the alloy and the potential need for specialized manufacturing processes. |
| Doskonała spawalność: 7050 aluminum powder exhibits good weldability, allowing for the joining of 3D printed parts or the creation of hybrid structures combining additively manufactured components with traditionally fabricated elements. | Anizotropia: Similar to other metal alloy powders, parts printed with 7050 powder can exhibit anisotropic properties. This means their mechanical strength can vary depending on the printing direction. Careful design considerations are necessary to mitigate this effect. |
| Właściwości dostosowane do potrzeb: The specific properties of 7050 aluminum powder can be influenced by adjustments in the manufacturing process, such as powder atomization parameters and heat treatment techniques. This allows for some degree of customization to achieve desired characteristics for a particular application. | Środki ostrożności: Aluminum alloy 7050 powder, like most metal powders, can pose safety hazards during handling. Proper ventilation, personal protective equipment, and adherence to safety protocols are essential to minimize risks. |
stop aluminium 7050 w proszku Dostawcy
Do czołowych producentów proszku Al7050 należą:
| Firma | Lokalizacja |
|---|---|
| Alpoco | WIELKA BRYTANIA |
| Proszki AMC | Niemcy |
| Wytwarzanie proszków metali | WIELKA BRYTANIA |
| Sandvik Osprey | WIELKA BRYTANIA |
| PyroGenesis | Kanada |
| TLS Technik | Niemcy |
Ci i inni dostawcy maszyn LPF dostarczają nabywcom przemysłowym partie proszku Al7050 dostosowane do konkretnych zastosowań.
Najczęściej zadawane pytania
| Pytanie | Odpowiedź |
|---|---|
| Czym jest proszek ze stopu aluminium 7050? | Sferoidalny gazowy lub rozpylany wodą proszek ze stopu lotniczego serii 7xxx z dodatkami cynku i magnezu. |
| Do czego służy proszek ze stopu 7050? | Produkcja addytywna lekkich elementów konstrukcyjnych do zastosowań lotniczych, motoryzacyjnych i morskich |
| Jaki jest typowy skład proszku Al7050? | ∼6% cynku, ∼2,5% magnezu, ∼2,4% miedzi zrównoważone aluminium i pierwiastkami śladowymi, takimi jak Fe, Si, Mn. |
| Jakie są różne odmiany proszku Al7050? | Proszek rozpylany gazowo, wodnie, plazmowo i mechanicznie. |
| Jakie są właściwości proszku stopu Al7050? | Gęstość - 2,83 g/cm3; wytrzymałość na rozciąganie - ponad 500 MPa; twardość - 150 do 200 VPN; doskonały stosunek wytrzymałości do masy; umiarkowana odporność na korozję. |
| Jaki jest typowy rozmiar cząstek proszku Al7050 do produkcji addytywnej? | 15 do 45 mikronów sklasyfikowane jako bardzo drobne |
| Czy proszek Al7050 wymaga odtleniania lub sferoidyzacji przed użyciem? | Pożądana zawartość tlenu poniżej 50 do 100 ppm; preferowana sferyczność powyżej 0,9 |
| Czy Al7050 jest niebezpieczny podczas obsługi i przechowywania? | Brak poważnych zagrożeń, ale wdychanie drobnego proszku może powodować podrażnienie dróg oddechowych. |
Podsumowanie
Dzięki silnemu połączeniu wysokiej wytrzymałości, przyzwoitej odporności na pękanie i umiarkowanej odporności na korozję, stop aluminium 7050 wykazuje atrakcyjne właściwości spośród opcji proszków nieżelaznych do produkcji addytywnej. Dbałość o jakość proszku i możliwość recyklingu obiecuje wyjątkową wydajność strukturalną podczas eksploatacji, gdy komponenty są przetwarzane za pomocą najnowszej generacji systemów z dużym złożem proszku.
W miarę jak stopy aluminium zyskują coraz większą akceptację w lotnictwie, rakietach i sektorze motoryzacyjnym premium, proszek Al7050 będzie pionierem w produkcji złożonych lekkich kształtów i siatek, które dotychczas były nieopłacalne, wspierając nowe poziomy funkcjonalności.
