저밀도, 높은 비강도 및 우수한 내식성의 장점을 가진 알루미늄 합금 분말은 경량화에 대한 필요성으로 인해 항공우주, 기계 및 건설 분야, 특히 항공우주 분야에서 주요 소재로 자리 잡았습니다.
알루미늄 합금 분말: ALSi10Mg
AlSi10Mg 합금 분말은 다음 분야에서 널리 사용되는 재료입니다. 3D 프린팅는 유동성이 우수하고 기밀성이 우수하며 수축이 적고 주조성이 좋다는 장점이 있습니다.
Al-Si 합금은 널리 사용되는 주조 알루미늄 합금으로, 합금의 Si 함량에 따라 Al-Si 시리즈 합금은 공융 실리콘 알루미늄 합금, 공융 실리콘 알루미늄 합금 및 서브 공융 실리콘 알루미늄 합금으로 나눌 수 있으며, Al-Si 합금에서 주요 합금 원소인 Si는 합금을 향상시킬 수 있으며 Al-Si 합금은 내식성, 중간 가공성, 중간 강도 및 경도가 우수하지만 가소성이 낮습니다.
AlSi10Mg는 유동성이 우수하고 기밀성이 우수하며 수축률이 낮고 열 균열 경향이 낮으며 주조 특성이 우수하여 알루미늄 합금 주조에 가장 널리 사용되는 합금 중 하나입니다.
SLM은 적층 제조 기술로 티타늄 합금, 스테인리스 스틸, 니켈 기반 고온 합금 및 기타 금속 분말 재료는 SLM 기술 적용에 대해 더 성숙해졌지만 알루미늄 합금 분말은 다른 금속에 비해 성형이 어렵기 때문에 SLM 기술을 적용하는 데 상당한 어려움이 있습니다.
알루미늄 합금 분말은 가볍고 잘 흐르지 않기 때문에 SLM 기술을 적용할 때 분말을 퍼뜨리기 어렵다는 문제가 있습니다. 동시에 알루미늄 합금 분말은 레이저 반사율이 높고 열전도율이 높기 때문에 가공 시 더 높은 레이저 에너지가 필요합니다. 레이저는 알루미늄 합금 표면에 적용될 때 기화 및 산화가 일어나기 쉽고, SLM 성형 시 구형화되기 쉬워 성형 품질이 떨어집니다.
AlSi10Mg 알루미늄 합금은 다른 알루미늄 합금에 비해 응고 간격이 상대적으로 작고 유동성이 우수한 공융 주조 알루미늄 합금입니다. Si 함량이 높기 때문에 레이저 광의 흡수를 향상시키고 비교적 쉽게 성형할 수 있으므로 SLM 기술 분야에서 AlSi10Mg의 개발은 다른 알루미늄 합금 분말의 개발에 비해 더 성숙합니다.
SLM 기술을 이용한 AlSi10Mg의 제조는 레이저 제조의 급속 냉각으로 인한 미세 구조 개선 및 용융 풀에 의한 미세 구조로 인해 강도와 인성을 향상시키는 데 널리 사용됩니다. 이러한 특성의 조합과 같은 추가 연구를 위해서는 공정 조건이 미세 구조와 미세 조직을 어떻게 제어하는지에 대한 자세한 연구가 필요하며, 기계적 특성, 특히 파괴 인성에 특히 주의가 필요합니다.
선택적 레이저 용융(SLM)은 새로운 유형의 레이저 쾌속 성형 공정입니다. SLM 공정을 적용하여 일체형 소량 항공우주 알루미늄 합금 제품을 성형하면 재료 활용도 향상, 복잡한 구조 제조, 제조 사이클 시간 단축 등의 측면에서 기존 공정에 비해 장점이 있습니다. 그러나 우수한 성능의 SLM 부품을 얻기 위해서는 고성능 알루미늄 합금 분말 소재를 준비하는 것이 가장 큰 어려움 중 하나입니다. 따라서 현재 알루미늄 합금 분말 재료에 사용되는 주요 방법은 불활성 가스 분무(AA 방법)와 도가니가 없는 전극 유도 용융 가스 분무(EIGA 방법)로, 낮은 구형도, 유동성 저하(-325 메쉬 분말은 기본적으로 유동성이 없음) 및 낮은 느슨한 패킹 밀도의 단점을 가지고 있습니다. 그리고 준비 방법은 높은 구형도, 우수한 유동성 및 고밀도 재료의 최대 60%까지 느슨한 포장 밀도를 가진 분말을 생산하여 에어로졸화 분말의 기술적 병목 현상을 효과적으로 해결할 수 있습니다.
다음은 성형용 SLM 기술에서 알루미늄 합금으로서 AlSi10Mg 분말에 대한 몇 가지 참고 사항입니다. 알루미늄 합금 분말이 가장 이상적인 성형 품질을 달성할 수 있는 방법에 대한 분말 제조 및 실험에 대한 더 많은 연구가 필요합니다.