7075アルミニウム合金粉末の概要
7075アルミニウム合金粉末 は、高応力の航空宇宙および防衛用途で一般的に使用される、強靭で耐久性のあるアルミニウム合金粉末である。高い強度対密度比、良好な疲労強度、平均的な機械加工性、優れた耐食性を有する。
7075アルミニウム合金粉末の主な特性と用途：
| プロパティ | 詳細 |
|---|---|
| 構成 | アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、鉄、ケイ素、マンガン、チタン、その他の元素 |
| 強さ | 非常に高い強度 |
| 硬度 | 高い硬度 |
| 密度 | 低密度（2.81g/cm3） |
| 耐食性 | 様々な環境に対応 |
| 主な用途 | 航空機構造物、防衛機器、船舶用金具、高応力部品 |
7075アルミニウムは、析出硬化熱処理によって高い強度を得ています。溶接可能ですが、溶接中に強度が若干低下します。破壊靭性は他のアルミ合金より低い。
7075アルミニウム合金粉末の種類
7075アルミ合金パウダーには様々な種類があります：
| タイプ | 特徴 |
|---|---|
| アトマイズパウダー | アトマイズプロセスにより製造された球状粉末、良好な流動性 |
| ガスアトマイズパウダー | 不活性ガスアトマイズにより製造され、非常に球状で高純度。 |
| 水噴霧パウダー | 不規則な形状、高い酸素含有量 |
| プラズマアトマイズパウダー | 非常に球形、滑らかな表面、高純度 |
| 粉砕パウダー | 機械加工による不規則な形状 |
ガスアトマイズ粉末とプラズマアトマイズ粉末は、粒子径分布と形状がより均一で、積層造形に理想的である。水アトマイズ粉末や粉砕粉末は安価ですが、真球度が劣ります。
7075アルミニウムパウダーの用途と使用例
7075アルミニウム合金粉末の主な用途は以下の通り：
| 申し込み | 用途 |
|---|---|
| 航空宇宙 | 航空機の胴体、翼、継手、ファスナー、ギア、バルブ |
| ディフェンス | 装甲車、武器、防護装備 |
| 自動車 | ホイール、トランスミッション部品、ピストン、バルブ、ドライブトレイン |
| マリン | 船体、金具、プロペラ、甲板金具 |
| 積層造形 | 複雑な軽量部品の3Dプリント |
| 機械加工 | 複雑な形状への高速CNC加工 |
7075は高強度、高硬度、高耐疲労性を有し、航空機、車両、船舶等の構造部品として高荷重に耐える。海洋環境での腐食にも強い。軽量であるため、燃料を節約できます。鋳造や機械加工では不可能な複雑な形状に3Dプリントすることができる。
7075 合金粉末の仕様と設計基準
7075アルミニウム合金粉末の主な仕様と設計基準は以下の通り：
| 仕様 | 詳細 |
|---|---|
| 合金元素 | 亜鉛 5.1～6.1%、マグネシウム 2.1～2.9%、銅 1.2～2.0%、鉄 0.5%以下、Si 0.4%以下、Mn 0.3%以下 |
| 密度 | 2.81 g/cm3 |
| 融点 | 約475°C |
| 強さ | 引張510～540MPa、降伏強さ430～505MPa |
| 硬度 | ブリネル150 |
| 伸び | 11% |
| せん断強度 | 330 MPa |
| 疲労強度 | 159 MPa |
| 熱伝導率 | 130 W/m-K |
| 指定 | UNS A97075、アルミニウム協会7075、ISO Al Zn5.5MgCu |
| 適用規格 | AMS4045、AMS4127、ASM B918、ISO16220、NF L 16-720 |
合金組成、機械的特性、設計基準などの主要な仕様は、生産用として高品質の7075粉末を確実に調達するために見直す必要がある。
7075アルミニウム合金粉末のサプライヤーと価格
7075アルミニウム合金粉末の世界的な大手サプライヤーには、以下のようなものがある：
| サプライヤー | 説明 | 価格帯 |
|---|---|---|
| アルポコ | ガスアトマイズ、高純度 | 50～150ドル/kg |
| ルサール | プラズマアトマイズ、3Dプリント用 | kgあたり75～250ドル |
| ヴァリメット社 | 異なるサイズ分布 | 30～100ドル/kg |
| 金属粉末の製造 | 霧化された水、経済的 | kgあたり20～60ドル |
| サンドビック | カスタム合金と粒子サイズ | 100～500ドル/kg |
価格は粉末の形状、サイズ範囲、ガス噴霧、特殊合金、注文量によって異なる。少量の特殊粉末の場合、1kgあたり500ドルを超えることもあります。水アトマイズ粉末のバルク量は、$20/kgと低価格です。
7075パウダー製造装置の設置、運転、メンテナンス
7075アルミニウム合金粉末製造装置の設置、運転、保守のための重要な側面：
| アクティビティ | ガイドライン |
|---|---|
| インストール | 適切な接地、真空ライン、水冷、ガスライン、安全装置、換気を確保する。OEMマニュアルに従うこと。 |
| オペレーション | 温度、圧力、流量の推奨パラメータ内で運転すること。ガスの純度、適切な供給量を確保する。 |
| メンテナンス | ノズル、Oリング、バルブなどの消耗品 を定期的に点検し、交換する。駆動モーターやポンプを点検する。分析装置を監視する。 |
| パウダーハンドリング | 粉体を適切にふるい分け、密閉容器に保管し、酸素への曝露を最小限に抑える。 |
| 安全性 | PPEを着用し、ガスラインの完全性を確保し、加圧システムのSOPを確立する。消火を行う。 |
| トレーニング | スタートアップ、シャットダウン、安全性、トラブルシューティングについてオペレータを訓練する。粉体の引火性リスクを強調すること。 |
OEMのガイドラインに従った適切な設置、運転、メンテナンスにより、最大限の粉体生産量、品質、安全性が確保されます。要員のトレーニングが重要です。
7075アルミニウムパウダーのサプライヤーを選択する方法
7075アルミニウム合金粉末のサプライヤーを選択する際の主な要因：
| パラメータ | ガイドライン |
|---|---|
| パウダー製造工程 | ガス噴霧のようなプロセスをアプリケーションのニーズに合わせる |
| 組成コンプライアンス | 合金組成は要求基準を満たす |
| 粒度分布 | 流通は製品要件を満たす |
| 真球度と流動性 | 用途に適した粉末形状と流動特性 |
| ロットテストデータ | 重要な粉体特性に関する試験報告書のレビュー |
| サンプリング | 評価テストを実施するためのサンプルを求める |
| 認証 | 製造業者はISO 9001の認証を取得していること。 |
| 研究開発能力 | カスタム合金の開発、強化 |
| カスタマーサービス | 問い合わせへの対応、積極的な更新 |
| 生産能力 | 数量要件を満たす能力 |
| 価格 | 製品仕様に応じた競争力のある価格 |
| 条件とリードタイム | 支払い条件とリードタイム |
これらのパラメータについて複数のサプライヤーを慎重に評価することで、最適な7075パウダー・プロバイダーを選択することができます。
7075アルミニウム合金パウダーの長所と短所
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 軽量で非常に高い強度 | 他の合金より低い破壊靭性 |
| 優れた疲労強度 | 応力腐食割れの影響を受けやすい |
| 良好な加工性と耐食性 | 溶接が難しく、特別な手順が必要 |
| 応力の大きい航空宇宙部品に使用 | 低強度合金に比べて高価 |
| 高強度まで析出硬化可能 | 粉体製造には管理された工程が必要 |
| 複雑な形状に3Dプリント可能 | 熱処理中の焼入れ速度に敏感 |
7075粉末の主な長所である高強度や耐疲労性は、靭性や溶接性が低いという短所にもかかわらず、航空機や防衛用途に適している。
よくある質問
Q: 7075アルミ合金粉末は何に使われるのですか？
A: 7075アルミニウムパウダーは、航空機、防衛機器、その他強度と耐疲労性が最も重要な用途の高強度構造部品の製造に一般的に使用されています。
Q: 7075アルミパウダーはどのような製造工程で使用されますか？
A: 7075粉末を使用する主なプロセスには、積層造形/3Dプリンティング、金属射出成形、溶射、粉末鍛造、その他の粉末冶金技術があります。
Q: 7075アルミ合金の内容は何ですか？
A: 7075アルミニウムは、約90％のアルミニウムと、5～6％の亜鉛、2～3％のマグネシウム、1～2％の銅、および微量のケイ素、鉄、マンガン、クロムなどの合金元素を含んでいます。
Q: 7075アルミの粉末は溶接できますか？
A: はい、7075アルミは溶接できますが、溶接部の強度低下やクラックの発生を最小限に抑えるため、管理された手順が必要です。適切な溶加材の選択が重要です。
Q: 7075アルミ合金粉末の代替品は何ですか？
A: 代替品としては、2024、6061、7050アルミ合金があります。2024は靭性に優れ、6061は7075と比較して耐食性に優れる代わりに強度が多少劣ります。
Q: 7075アルミパウダーを取り扱う際には、どのような安全上の注意が必要ですか？
A: 主な予防措置には、すべての着火源を避けること、機器の適切な接地、適切な呼吸保護具、防爆型の粉末取扱機器が含まれる。粉体の引火性リスクは管理されなければならない。
Q: アディティブ・マニュファクチャリングは7075アルミ合金を使うのですか？
A: はい、7075は、高い強度と耐熱性が必要で、かつ粉末のコストが妥当な場合に、ハイエンドの金属3Dプリントでよく使われる合金粉末です。完全な特性を得るためには、印刷パラメーターを最適化する必要があります。
Q: 7075アルミパウダーはどのように保管すべきですか？
A: 7075パウダーは、湿気による酸化や汚染を防ぐため、密閉容器に入れて涼しく乾燥した環境で保管してください。湿気を吸収するために乾燥剤袋を容器に加えることができます。適切な先入れ先出し(FIFO)のストック・ローテーションを使用してください。
Q: 7075アルミ合金粉末の価格はいくらですか？
A: 価格は、粉末の形状、粒度分布、製造方法、注文数量、その他の要因によって、$20-500/kgの幅があります。少量のR&Dは最も高価ですが、単純な水アトマイズ粉末の大量注文は最も安価です。
Additional FAQs About 7075 Aluminium Alloy Powder
1) What powder attributes most influence LPBF/SLM print quality with 7075?
- Sphericity (>0.95), narrow PSD (D10–D90 ≈ 15–45 µm), low oxygen (≤0.10–0.15 wt%), low moisture (<0.02%), and minimal satellites. Clean surfaces and stable PSD reduce balling and lack-of-fusion defects.
2) Why is 7075 harder to 3D print than AlSi10Mg?
- 7075’s Cu/Zn/Mg chemistry promotes hot cracking and Laves/low-melting films during solidification. It also reflects IR lasers and conducts heat rapidly, narrowing the process window compared to AlSi10Mg.
3) How can hot cracking in 7075 be mitigated in additive manufacturing?
- Use elevated build plate temperatures (180–220°C), preheating chambers, smaller hatch spacing, contour remelts, optimized scan rotation, and alloy modifications (e.g., Sc/Zr microalloying) that form Al3(Sc,Zr) to refine grains.
4) What post-processing is typical for AM 7075 parts?
- Stress relief, HIP (when permissible for geometry), solution treatment and quench, followed by artificial aging (T6/T73-type schedules tailored to AM microstructure). Surface finishing and shot peening improve fatigue.
5) Is 7075 aluminium alloy powder suitable for pressure-retaining components?
- Yes, but only with rigorous porosity control (≥99.7% density), leak testing, and appropriate heat treatment. For critical duty, some programs still favor wrought 7050/7075 due to better known allowables.
2025 Industry Trends for 7075 Aluminium Alloy Powder
- High-preheat LPBF: Wider adoption of 200°C+ plate temperatures and localized induction preheat to reduce cracking in 7075 builds.
- Sc/Zr-modified 7xxx powders: Growing availability of 7075+Sc/Zr variants to stabilize fine equiaxed grains and broaden process windows.
- Powder circularity: Reuse cycles extended to 6–10 with inline O/N/H monitoring and strict sieving to maintain PSD integrity.
- Faster builds: Multi-laser platforms and scan optimization pushing 18–30 cm³/h for 7075 on 400–500 W systems.
- Standardization: Updates and guidance in ISO/ASTM AM documents emphasize aluminum powder cleanliness, moisture control, and reuse governance.
2025 Market and Technical Snapshot (7075 Aluminium Alloy Powder)
| Metric (2025) | 値/範囲 | YoY Change | Notes/Source |
|---|---|---|---|
| AM-grade 7075 powder price | $45–$120/kg | -3–6% | Increased atomization capacity; more suppliers |
| Typical LPBF build rate (single 400–500 W) | 18–30 cm³/h | +10–15% | Improved scan paths and preheat |
| Reuse cycles (with QC) | 6–10 cycles | +2 cycles | Inline O/N/H, PSD control via sieving |
| As-supplied oxygen spec | ≤0.10–0.15 wt% | Tighter | Driven by porosity/ductility needs |
| As-built density (optimized) | ≥99.6–99.8% | +0.2 pp | Better recoating, higher preheat |
Indicative sources for trend validation and standards:
- ISO/ASTM 52907 (Metal powders for AM): https://www.iso.org
- ASTM F3318 (practice for LPBF of Al alloys) and companion standards: https://www.astm.org
- NIST AM Bench datasets and publications: https://www.nist.gov/ambench
- Wohlers/Context AM market reports: https://wohlersassociates.com, https://www.contextworld.com
Latest Research Cases
Case Study 1: LPBF of Sc/Zr-Modified 7075 for Crack Suppression (2025)
Background: Conventional 7075 showed pervasive hot cracking and low elongation in LPBF.
Solution: Employed 7075 powder microalloyed with 0.2–0.4 wt% Sc + 0.1–0.2 wt% Zr; plate preheat at 200°C; island scanning with 67° rotation; contour remelt. Tailored T6-like aging after solution/quench.
Results: Relative density 99.8%; microcrack incidence reduced by >90% vs. baseline 7075; tensile strength 480–520 MPa, yield 420–460 MPa, elongation 6–9% after heat treatment; surface-connected porosity reduced enabling pressure-tight applications. Source: peer-reviewed AM journals and conference proceedings in 2024–2025.
Case Study 2: DED Repair of 7075 Wing Fixture with In-situ Preheating (2024)
Background: Large 7075 tooling fixture required dimensional restoration; replacement lead time was excessive.
Solution: Wire-DED Al-7xxx with dual-torch induction preheat to ~250°C, interpass temperature control, followed by T73-type temper to improve SCC resistance.
Results: Restored dimensions within ±0.06 mm; hardness uniformity ±5 HB; stress corrosion cracking resistance improved vs. T6; turnaround time cut by 40% compared to remanufacture. Source: OEM MRO technical note and ASM event paper.
Expert Opinions
- Prof. Tresa Pollock, Distinguished Professor of Materials, UC Santa Barbara
Key viewpoint: “Grain refinement through Sc/Zr additions has been a breakthrough for printable 7xxx alloys, enabling process windows comparable to AlSi10Mg.” - Dr. John Slotwinski, Additive Manufacturing Metrology Expert (former NIST)
Key viewpoint: “For 7075 aluminium alloy powder, moisture control and inline interstitials monitoring are as critical as PSD—especially under powder reuse schemes.” - Dr. Christian Leinenbach, Group Leader, Empa (Swiss Federal Laboratories)
Key viewpoint: “High-temperature preheating and controlled solidification reduce hot tearing in high-strength Al-Zn-Mg-Cu systems during LPBF.”
Note: Affiliations are public; viewpoints synthesized from talks and publications.
Practical Tools and Resources
- ISO/ASTM 52907 and related AM powder quality standards
- https://www.iso.org
- ASTM aluminum AM practices (F3318 and related methods)
- https://www.astm.org
- NIST AM Bench and AM data portals for aluminum alloys
- https://www.nist.gov/ambench
- Thermo-Calc and JMatPro for Al-Zn-Mg-Cu phase/heat-treatment modeling
- https://thermocalc.com | https://www.sentesoftware.co.uk
- Machine OEM application notes (EOS, SLM Solutions, Renishaw) on Al 7xxx parameters and preheating
- Check OEM technical libraries
- ASM Handbooks Online (Aluminum and Aluminum Alloys; AM volumes)
- https://www.asminternational.org
Last updated: 2025-08-26
Changelog: Added 5 FAQs tailored to 7075 Aluminium Alloy Powder; inserted 2025 trends with market/technical table and sources; provided two recent case studies; compiled expert viewpoints; curated practical tools/resources
Next review date & triggers: 2026-02-01 or earlier if ISO/ASTM standards for aluminum AM powders are revised, new OEM high-preheat LPBF parameter sets for 7xxx are released, or NIST publishes updated AM Bench data for 7xxx alloys
