poudre d'alliage d'aluminium 7050 est un alliage aérospatial à haute résistance également disponible sous forme de poudre pour la fabrication additive et d'autres applications de métallurgie des poudres. Avec le zinc et le magnésium comme principaux alliages, cet alliage de la série 7xxx présente des propriétés mécaniques supérieures, idéales pour les composants structurels critiques.
Vue d'ensemble de poudre d'alliage d'aluminium 7050
Offres de poudre d'alliage Al7050 :
- Rapport résistance/densité élevé
- Potentiel d'allègement
- Résistance à la corrosion
- Stabilité dimensionnelle
- Fabricabilité par fabrication additive
- Recyclabilité
Les principales propriétés sont une limite d'élasticité élevée allant jusqu'à 500 MPa, une résistance à la traction supérieure à 570 MPa et une bonne résistance à la fatigue combinée à une ténacité raisonnable supérieure à 150 MPa-m^1/2^.
Ces caractéristiques permettent de concevoir des applications dans les domaines de l'aérospatiale, de l'automobile, de la marine et de l'ingénierie générale. La poudre d'Al7050 peut être utilisée pour imprimer des composants métalliques de forme quasi-nette par fusion laser sur lit de poudre, jet de liant et technologies additives de dépôt d'énergie dirigée.
Types de poudre d'aluminium 7050
En fonction de la méthode de production et des caractéristiques, les variétés de poudre d'Al7050 les plus courantes sont les suivantes :
| Type | Description | Taille des particules | Morphologie | Densité apparente |
|---|---|---|---|---|
| Gaz atomisé | L'atomisation sous gaz inerte permet d'obtenir une poudre sphérique | 15-45 μm | Arrondi | ∼1,6 g/cc |
| Eau pulvérisée | L'eau qui se détache de la masse fondue forme des particules irrégulières | 15-100 μm | Jalonné, poreux | ∼1,2 g/cc |
| Plasma atomisé | Poudre lisse et sphérique de taille nanométrique à micronique obtenue par plasma | 5-45 μm | Très sphérique | ∼2 g/cc |
| Alliage mécanique | Le broyage à billes à haute énergie permet de mélanger et d'affiner les poudres | 15-100 μm | Particules composites déchiquetées | ∼1,8 g/cc |
La qualité appropriée est choisie en fonction de la méthode d'application finale. Des tailles plus petites, inférieures à 100 microns, permettent d'améliorer la densité du lit de poudre et la résolution de l'impression.
Composition de poudre d'alliage d'aluminium 7050
En tant qu'alliage structurel pour l'aérospatiale, la composition du 7050 est.. :
| Élément | Poids % | Rôle |
|---|---|---|
| Zinc | 5.7 – 6.7% | Principal élément d'alliage, améliore la résistance par précipitation |
| Magnésium | 1.9 – 2.6% | Élément renforçant, forme des précipités de MgZn2 |
| Cuivre | 2.0 – 2.6% | Permet d'affiner les propriétés mécaniques |
| Le fer | ≤0.15% | Niveau d'impureté maintenu à un faible niveau |
| Silicium | ≤0.12% | Élément d'impureté |
| Chrome | ≤0.04% | Présente uniquement sous forme de traces d'impuretés |
| Manganèse | ≤0.05% | Maintenue à un niveau bas en tant qu'impureté |
| Aluminium | Équilibre | Élément de base |
Des ajouts intentionnels d'argent, de lithium ou d'autres éléments sont parfois utilisés pour modifier les caractéristiques de la poudre.
poudre d'alliage d'aluminium 7050 Propriétés
Propriétés clés de la poudre d'alliage Al7050 adaptée à la fabrication additive :
Propriétés physiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 2,83 g/cm3 |
| Point de fusion | ∼635°C |
| Conductivité thermique | 130 W/m-K |
| Capacité thermique spécifique | 0,88 J/g-K |
| Résistivité électrique | ∼4.5 μΩ-cm |
| CTE | 23 μm/m-K |
| Couleur | Gris foncé à noir |
Grâce à sa faible densité et à sa résistance, l'Al7050 convient aux secteurs de l'aérospatiale et de l'aviation, ce qui permet de réduire le poids.
Propriétés mécaniques
| Propriété | Tel qu'imprimé | Traité thermiquement |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | ≥450 MPa | ≥570 MPa |
| Limite d'élasticité | ≥400 MPa | ≥500 MPa |
| Élongation | ∼8% | ∼10% |
| Dureté | ∼150 VPN | ∼195 VPN |
| Résistance à la fatigue | 100 MPa | 230 MPa |
Le traitement thermique contrôlé à faible contrainte développe une microstructure de précipitation optimale qui améliore les performances mécaniques.
Attributs de performance
| Paramètres | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Rapport résistance/poids | Haut | MPa/(g/cm3) |
| Rapport rigidité/poids | Haut | GPa/(g/cm3) |
| Résistance à la corrosion | Bon | – |
| Soudabilité | Juste | – |
| Conductivité | Excellent | %IACS |
| Performances à haute température | Bon | – |
Ces caractéristiques font que l'Al7050 convient aux applications aérospatiales commerciales et de défense.
Production de poudre d'alliage d'aluminium 7050
Étapes clés de la fabrication de la poudre d'alliage d'aluminium 7050 :
1. La fonte - Les lingots d'aluminium primaire sont fondus par induction avec les alliages principaux.
2. Atomisation - Un gaz ou un plasma à haute pression atomise le flux fondu en fines gouttelettes.
3. Refroidissement de la poudre - Des taux de refroidissement contrôlés garantissent une solidification optimale des particules.
4. Le tamisage - Le criblage en plusieurs étapes permet de classer les poudres en fractions spécifiques à leur utilisation.
5. Mélange - Les lots de poudre présentant de légères variations de composition sont mélangés
6. Emballage - La poudre est versée dans des fûts ou des conteneurs sous atmosphère inerte.
La pulvérisation d'eau, l'alliage mécanique et les méthodes chimiques spéciales permettent également de produire de la poudre d'Al7050 alliée.
Applications de poudre d'alliage d'aluminium 7050
Les principaux domaines d'application de la poudre d'Al7050 sont les suivants :
Composants aérospatiaux
Pièces imprimées en Al7050 pour les supports structurels, les longerons d'ailes, les roues, etc. où l'économie de poids est cruciale
Assemblages automobiles
Châssis léger, éléments de suspension et de transmission fabriqués par fusion sur lit de poudre
Quincaillerie marine
Al7050 résistant à la corrosion, adapté aux composants des bateaux de haute mer exposés au brouillard salin
Outillage industriel
Gabarits, fixations, pinces et effecteurs finaux personnalisés imprimés en 3D sur place à partir de poudre d'Al7050.
Produits de luxe
Jet de liant haute résolution utilisé pour des objets décoratifs en aluminium avec des détails fins
Composants de défense
Armure porteuse fabriquée à l'aide des derniers paramètres variables de l'IAA et d'une poudre d'Al7050 optimisée
poudre d'alliage d'aluminium 7050 Spécifications
Paramètres critiques définis pour la poudre Al7050 :
Notes
Selon les normes MPIF 35 basées sur la taille des particules :
| Grade | Taille des particules |
|---|---|
| Ultrafine | 1 - 20 μm |
| Très bon | 15 - 45 μm |
| Bien | 25 - 75 μm |
| Relativement grossier | 53 - 105 μm |
Al7050 ultrafin et très fin adapté à la fusion par laser.
Normes
- ASTM B233 - Norme pour la poudre et le flocon d'aluminium pour la projection thermique
- MPIF 35 - Norme pour les poudres d'aluminium et d'alliages d'aluminium
- ISO 22053 - Détermination de la taille des particules de poudres métalliques utilisées pour la fabrication additive
Tarification de poudre d'alliage d'aluminium 7050
Prix représentatifs, 2023 :
| Grade | Prix |
|---|---|
| Ultrafine | $45 - $55 par kg |
| Très bon | $35 - $50 par kg |
| Bien | $18 - $35 par kg |
| Grossière | $12 - $25 par kg |
Une sphéricité plus élevée, des tailles de poudre plus petites et une distribution plus étroite permettent d'obtenir des prix plus élevés.
Avantages et inconvénients
Avantages
- Combinaison de résistance et de faible densité
- Traitement thermique pour des propriétés adaptées
- Résistant aux contraintes de fatigue
- Résistance à la corrosion dans de multiples milieux
- Recyclable et respectueux de l'environnement
- Facilement transformable en formes d'utilisation finale
Inconvénients
- Capacité à haute température inférieure à celle des aciers
- Résistance à l'usure inférieure à celle des alliages plus durs
- Relativement cher par rapport à l'aluminium non allié
- Options limitées en matière d'assemblage et de revêtement
- ECT plus élevé que celui des composites et des céramiques
La compréhension des capacités et des limites uniques permet aux ingénieurs d'utiliser l'Al7050 de manière appropriée.
poudre d'alliage d'aluminium 7050 Fournisseurs
Les principaux fabricants de poudre d'Al7050 sont les suivants :
| Entreprise | Localisation |
|---|---|
| Alpoco | ROYAUME-UNI |
| Poudres AMC | Allemagne |
| Fabrication de poudres métalliques | ROYAUME-UNI |
| Sandvik Osprey | ROYAUME-UNI |
| PyroGenesis | Canada |
| TLS Technik | Allemagne |
Ces fournisseurs, ainsi que d'autres fournisseurs de machines LPF, proposent aux acheteurs industriels des lots de poudre d'Al7050 adaptés à des applications spécifiques.
FAQ
| Question | Répondre |
|---|---|
| Qu'est-ce que la poudre d'alliage d'aluminium 7050 ? | Poudre sphéroïdale atomisée au gaz ou à l'eau d'un alliage aérospatial de la série 7xxx avec des ajouts d'alliage primaire de zinc et de magnésium |
| À quoi sert la poudre d'alliage 7050 ? | Fabrication additive de composants structurels légers pour l'aviation, l'automobile et la marine |
| Quelle est la composition typique de la poudre Al7050 ? | ∼6% de zinc, ∼2.5% de magnésium, ∼2.4% de cuivre équilibré par de l'aluminium et des oligo-éléments comme Fe, Si, Mn. |
| Quelles sont les différentes variétés de poudre Al7050 ? | Poudre atomisée au gaz, à l'eau, au plasma et alliage mécanique |
| Quelles sont les propriétés de la poudre d'alliage Al7050 ? | Densité - 2,83 g/cm3 ; résistance à la traction - plus de 500 MPa ; dureté - 150 à 200 VPN ; excellent rapport résistance/poids ; résistance modérée à la corrosion. |
| Quelle est la taille typique des particules de poudre d'Al7050 pour la fabrication additive ? | 15 à 45 microns classés dans la catégorie très fine |
| La poudre Al7050 doit-elle être désoxydée ou sphéroïdisée avant d'être utilisée ? | Il est souhaitable que la teneur en oxygène soit inférieure à 50-100 ppm ; une sphéricité supérieure à 0,9 est souhaitable. |
| L'Al7050 est-il dangereux lors de sa manipulation et de son stockage ? | Pas de risques majeurs, mais l'inhalation d'une fine poudre peut provoquer une irritation des voies respiratoires. |
Résumé
Avec un mélange puissant de haute résistance, de ténacité respectable et de résistance modérée à la corrosion, l'alliage d'aluminium 7050 présente des propriétés intéressantes parmi les options de poudres non ferreuses pour la fabrication additive. L'attention portée à la qualité de la poudre et à la recyclabilité promet des performances structurelles exceptionnelles en service une fois que les composants sont traités par des systèmes de lit de poudre de dernière génération.
Les alliages d'aluminium étant de plus en plus acceptés dans les secteurs de l'aviation, de la fusée et de l'automobile haut de gamme, la poudre d'Al7050 sera le fer de lance de la fabrication de formes légères complexes et de treillis jusqu'ici non viables, ce qui permettra d'atteindre de nouveaux niveaux de fonctionnalité.
