
在当前的铝合金3D打印领域,可选择的铝合金粉末材料一直处于一种非常匮乏的地步,甚至可以说惊人地少。
当前批量应用的铝合金粉末材料仅AlSi10Mg一种,传统变形牌号铝合金如2024、6061、7075等一直未得到突破,而行业寄予厚望的高强铝合金仍然处于艰难的早期应用探索阶段。
在此情况下,笔者发现,有一种材料一直被业界所忽视,即AlSi7Mg材料。
实际上国际上的一些公司,包括:GE Additive、Sintavia、Velo 3D、SLM Solutions、EOS、霍尼韦尔等,均推出了不含铍的AlSi7Mg粉末材料及相应工艺,亦称F357。GE Additive还专门采用AlSi7Mg材料进行换热器的生产。


1、AlSi7Mg的成分
目前可用于3D打印的是一种不含Be的AlSi7Mg0.6合金,具体成分如下:
AlSi7Mg0.6——在美国的标准中也被称为F357铝合金,该合金是A357铝合金的改进版。由于A357合金是一种铸造铝合金,含有0.04至0.07%的铍,而铍是对人类最具毒性的金属之一。特别是如果将其吸入,这可能在粉末处理和后处理过程中发生,所以这种材料不太适合金属3D打印。因此,将合金中的铍去除,就有了F357,即AlSi7Mg。
2、AlSi7Mg的优势
首先,A357合金本身就是一种航天飞机主发动机的部件材料,可用于火箭或导弹发动机的涡轮泵泵壳。有了金属3D打印,就可以利用F357粉末(即AlSi7Mg)来生产制造创新的涡轮泵泵壳。
其次,在航空领域,一般的机匣都采用ZL114A材质。而AlSi7Mg成分和ZL114A非常接近,这样又可以利用金属3D打印,来进行创新的机匣设计和制造。
最重要的是,相较于常规的AlSi10Mg,AlSi7Mg具有更好的焊接性能,而且可以进行阳极氧化处理和涂层。阳极氧化是指这样的一种过程,即通过电解氧化,使铝合金的表面生成一种致密的氧化膜(可以通过工艺处理让氧化膜显现不同的颜色),这层氧化膜具有保护性、装饰性以及其他一些功能性。因此,这样的AlSi7Mg就具有很高的耐腐蚀性,并且可在很宽的温度范围内使用。
可以说,无论是在商用和军用航空领域,还是在导弹等应用中,AlSi7Mg都将是制造金属结构件的理想选择,未来甚至将进一步扩展其在汽车轮毂和底盘部件的应用。
3、AlSi7Mg的性能

注:不同的设备、不同的工艺可能性能会有差别。热处理制度采用T6工艺。

AlSi7Mg微观组织(热处理态)
可以发现,AlSi7Mg实际表现出了非常优异的性能。相信随着铝合金3D打印应用的开发,会有越来越多的用户选择AlSi7Mg材料。

——江西宝航专业从事铝合金3D打印粉末材料的研发、生产和销售,主要产品包括:AlSi10Mg、AlSi7Mg、AlSi12、AlSi9Cu3以及高强铝。
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