Kovové prášky vysoké čistoty
Obsah
Přehled z kovové prášky vysoké čistoty
Vysoce čistý kovový prášek označuje kovy zpracované do formy jemných částic při minimalizaci kontaminace kyslíkem, dusíkem, uhlíkem a dalšími prvky. Udržování velmi nízké úrovně nečistot umožňuje výrobu produktů, jako jsou elektronické vodiče, magnetické materiály, superslitiny a svařovací dráty s přísně kontrolovaným chemickým složením.
Aplikace sahají od 3D tisku přes elektroniku až po letecké komponenty. Mezi typické kovy vysoké čistoty patří nikl, kobalt, měď, slitiny hliníku a žáruvzdorné kovy, jako je wolfram, molybden a tantal. Pokryty jsou jak elementární kovy, tak hlavní slitiny s přídavkem legujících prvků s úrovní čistoty vyšší než 99%.
Typy kovových prášků s vysokou čistotou
| Materiál | Úrovně čistoty | Výrobní metody | Charakteristika | Aplikace |
|---|---|---|---|---|
| Nikl | Až 99,998% | Karbonylový proces | Vynikající vodivost, magnetika | Elektronika, baterie |
| Měď | Až 99,999% | Elektrolýza | Vysoká elektrická a tepelná vodivost | Svařovací dráty, elektronika |
| Kobalt | Až 99,95% | Hydrometalurgie | Zachovává pevnost při vysokých teplotách | Řezné nástroje, magnety |
| Wolfram | Až 99,99% | Redukce vodíku | Velmi vysoká hustota, pevnost | Vlákna žárovek, protizávaží |
| Tantal | Až 99,997% | Tavení elektronovým paprskem | Vynikající odolnost proti korozi | Kondenzátory, lékařské implantáty |
| Hliníkové slitiny | Až 99,99% | Atomizace | Lehké, vysoce pevné | Letecké komponenty, automobilový průmysl |
kovové prášky vysoké čistoty Výrobní metody
Mezi klíčové techniky výroby čistých kovových prášků patří:
- Elektrolýza: Používá se pro Cu, Zn, Ni. Při galvanickém pokovování se na katody nanese čistý kov, který se seškrábne ve formě prášku.
- Karbonylový proces: Používá se pro Ni, Fe, Co. Kov se z rudy odpařuje pomocí plynu CO a poté se rozkládá na prášek.
- Atomizace: Používá se pro slitiny Al, Mg, Ti. Rychlé tuhnutí roztaveného kovu tvoří prášek po atomizaci plynem nebo vodou.
- Redukce vodíku: Používá se pro W, Ta, Nb, Mo. Oxidy kovů zahřáté v plynu H2 odstraňují kyslík a zanechávají čisté prášky.
- Plazmová atomizace: Používá se pro reaktivní kovy jako Ti, Zr. Použitím plazmového plynu místo vody se zamezí interakcím s vodou.
- Tavení elektronovým paprskem: Používá se pro Ti, Ta. Vysoce čisté ingoty levitující ve vakuu, roztavené elektronovým paprskem a poté rychle ztuhlé propadnutím komorou.
Charakteristika kovového prášku vysoké čistoty
| Parametr | Podrobnosti | Metoda měření |
|---|---|---|
| Distribuce velikosti částic | Od 10 μm do 150 μm | Laserový difrakční analyzátor velikosti částic |
| Tvar částice | Sférické, satelitní, úhlové v závislosti na výrobní technice | Zobrazování pomocí SEM |
| Hustota | Může se blížit teoretické hustotě sypkého materiálu | Plynová pyknometrie |
| Čistota | Až 99,999% díky přísným procesním kontrolám a manipulaci | Chemická analýza ICP-OES |
| Prvky nečistot | O, H, N, C nejčastější kontaminanty | Analýza spalování s následnou IR detekcí |
| Charakteristiky toku | Účinky na sypkost, roztíratelnost ve strojích AM | Zkouška nálevkou Hallova průtokoměru |
Použití kovových prášků s vysokou čistotou
| Průmysl | aplikace | Požadované vlastnosti prášku |
|---|---|---|
| Aditivní výroba | 3D tisk finálních dílů | Optimální je řízená distribuce velikosti částic v rozmezí 10-45 μm s dobrým průtokem a nabalováním. |
| Elektronika | Vodivé fólie, obvody, VF stínění | Vysoká čistota nad 99,9%, vynikající vodivost, může vyžadovat vločkový nebo dendritický prášek |
| Svařovací dráty | Zlepšená pevnost svarů | Preferuje se nízký obsah kyslíku pod 100 ppm |
| Diamantové nástroje | Kobaltové pojivo zvyšuje životnost nástrojů | Vysoká tvrdost, schopnost snášet tlakové zatížení bez porušení |
| Magnety | Zlepšená zbytková indukce | Chemická kompatibilita s kovy vzácných zemin pro spékání |
| Lékařské přístroje | Odolnost proti korozi, biokompatibilita | Čistota pomáhá zabránit vyluhování iontů kovů, které mohou způsobit biologické reakce. |
Výhody kovových prášků s vysokou čistotou
Použití kovových prášků vysoké čistoty umožňuje:
- Konzistentnější chemismus a mikrostruktura mezi jednotlivými šaržemi
- Dosažení elektrických, magnetických, mechanických a korozních cílů
- Nižší riziko kontaminace
- Splnění přísných norem pro letecký průmysl a zdravotnické prostředky
- Lepší výkonnost a životnost výrobků
- Výroba komponentů s vysokou hodnotou, která ospravedlňuje zvýšené náklady na prášek
- Flexibilita konstrukce - přizpůsobení poměrů slitin a vlastností prášku podle potřeby
Problémy s kovovými prášky vysoké čistoty
| Obtížnost | Zmírňující opatření |
|---|---|
| Vyšší náklady | Upřednostňujte použití pouze tam, kde funkční dopady ospravedlňují vyšší cenu, minimalizujte plýtvání pomocí přísných kontrol zásob. |
| Omezený dodavatelský řetězec | Plánování výrobních harmonogramů s ohledem na delší dodací lhůty, kvalifikace více dodavatelů. |
| Citlivost na vlhkost | Skladujte prášek ve vakuu nebo v inertních plynech, po uplynutí doby použitelnosti šarže překvalifikujte na degradaci. |
| Opatření pro manipulaci | Eliminujte kontaminaci železem použitím nemagnetických nástrojů, izolujte je od zdrojů broušení nebo obrábění. |
| Kontrola procesu | Provádění rozsáhlé optimalizace parametrů, měření a dokumentace pro zajištění opakovatelnosti. |
kovové prášky vysoké čistoty Stanovení cen
Níže je uvedeno srovnání nákladů na práškový nikl běžné kvality a nikl vysoké čistoty vhodný pro aditivní výrobu:
| Parametr | Běžný niklový prášek | Prášek niklu vysoké čistoty |
|---|---|---|
| Čistota | 98%-99% Ni | >99,95% Ni |
| Obsah kyslíku | 0.4% | <0,01% |
| Obsah uhlíku | 0.1% | <0,02% |
| Obsah síry | 0.01% | <0,005% |
| Velikost částic | 15 až 45 μm | 15 až 45 μm |
| Náklady na kg | $50 | $240 |
Navzdory vyšším nákladům se průmyslová odvětví, jako je letecký průmysl, spoléhají výhradně na prášek vysoké čistoty, a to i při výrobě prototypů, aby se předešlo problémům s kvalitou při konečné aplikaci.
kovové prášky vysoké čistoty Dodavatelé
Mezi přední dodavatele nabízející kovové prášky vysoké čistoty pro průmyslová odvětví, jako je aditivní výroba, patří:
| Společnost | Umístění sídla | Nabízené materiály | Obsluhované trhy |
|---|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Švédsko | Ni, Co, Cu, Al, Ti, další | Aditivní výroba komponentů pro konečné použití |
| AP&C | Kanada | Slitiny Ti, Ta, Nb, více | Letectví, zdravotnictví, průmysl |
| Tesařská technologie | Spojené státy | Ni, Co, více | Spotřební elektronika, letectví a kosmonautika |
| Praxair | Spojené státy | Slitiny Ta, Nb, Mo | Kondenzátory, legovací činidlo |
| AMETEK | Spojené státy | Slitiny Zr, Ti, W | Vojenství, letectví a kosmonautika, polovodiče |
kovové prášky vysoké čistoty Standardy kvality
Klíčové specifikace týkající se kovových prášků vysoké čistoty zahrnují:
| Standard | Oblast působnosti | Zahrnuté parametry |
|---|---|---|
| ASTM B809 | Standard pro výrobu žíhaného prášku z vysoce čisté Cu | Řídí se metodou přípravy, limity chemického složení a nečistot, distribucí velikosti částic, odběrem vzorků. |
| AMS-P-81748 | Prášek Ni používaný jako surovina pro aditivní výrobu | Čistota, vlastnosti částic, doporučené parametry manipulace a zpracování |
| ASTM F3049 | Příručka pro charakterizaci vlastností kovových prášků AM | Zkušební postupy pro morfologii prášku, průtok, hustotu, pokyny pro opětovné použití |
| ASTM F3056 | Specifikace pro prášek z Ni slitiny pro aditivní výrobu | Chemické složení, limity kontaminace, distribuce velikosti částic, odběr vzorků šarží |
Ty pomáhají zajistit opakovatelnou surovinu vhodnou pro náročné aplikace v letectví, zdravotnictví a elektronice.
Prášky vysoké čistoty vs. běžné prášky
| Parametr | Prášek vysoké čistoty | Pravidelný prášek |
|---|---|---|
| Čistota | Čistota až 99,999% | Řada 98-99% |
| Konzistence | Přísně kontrolovaná chemie v rozmezí 0,01% | Může se lišit 1-3% od šarže k šarži |
| Výkon | Splňuje přísné průmyslové normy | Nespolehlivé, proměnlivé výsledky |
| Cena | 4x až 10x vyšší | Nižší náklady na kilogram nebo libru |
| Doba realizace | Omezení skladových zásob, výroba na zakázku obvykle za 10-12 týdnů | Snadno dostupné z regálu |
| Dodavatelský řetězec | Jediný kvalifikovaný prodejce | Více možností prodejců |
| Aplikace | Letectví, lékařství, jaderná energetika, elektronika | Průmyslové prototypy, školení |
Ačkoli je tedy cena prášků s vysokou čistotou výrazně vyšší, jejich bezkonkurenční konzistence a shoda s normami ospravedlňují použití v kritických aplikacích, kde výkonnost výrobku přímo souvisí s kvalitou prášku.
Nejčastější dotazy
| Otázka | Odpovědět |
|---|---|
| Proč je pro 3D tisk z kovu nebo aditivní výrobu důležitá vysoká čistota prášku? | Nečistoty mohou změnit rychlost tuhnutí, což vede k pórovitosti nebo praskání, které způsobuje mechanické selhání. Konzistentní chemismus a mikrostruktura zajišťují opakovatelné vlastnosti materiálu. |
| Jak se dosahuje vysoké čistoty ve srovnání s běžnými kovovými prášky? | Další procesní kroky, jako je indukční tavení ve vakuu, atomizace v inertních plynech, zabraňují kontaminaci ovzduší během výroby. Manipulace v argonové atmosféře zabraňuje zachycení vlhkosti nebo kyslíku. |
| Má prášek vysoké čistoty lepší korozní vlastnosti? | Ano - nečistoty často přednostně korodují, což vede ke vzniku důlkové koroze. Redukce prvků, jako je síra, fosfor a křemík, na nízké hodnoty ppm zvyšuje odolnost proti korozi, zejména v kyselém nebo slaném prostředí. |
| Lze při tisku dílu míchat prášky s různou úrovní čistoty? | Prášky by se obecně neměly míchat, protože různé chemické složky se mohou negativně ovlivňovat. Výjimkou by mohlo být míchání malých poměrů prášků hlavních slitin za účelem úpravy složení matrice. |
Souhrn
Vysoce čisté kovové prášky s minimálním obsahem kyslíku, dusíku a dalších nečistot umožňují výrobu součástek splňujících přísné požadavky pro aplikace v letectví, obraně, zdravotnictví, elektronice a jaderné energetice. Udržování kontroly chemického složení prvků pod 100 ppm zajišťuje spolehlivé elektrické, mechanické a korozní vlastnosti. Mezi běžné kovy s vysokou čistotou patří nikl, kobalt, slitiny hliníku a žáruvzdorné kovy, jako je wolfram nebo tantal. Přestože náklady na jednotku hmotnosti jsou 4x až 10x vyšší než u běžných prášků, materiály vysoké čistoty jsou nezbytné pro kritické součásti, kde kvalita výrobku přímo souvisí s kvalitou prášku vycházejícího ze suroviny. Díky neustálému zlepšování čistoty, která dosahuje více než 99,999%, umožní kovové prášky s vysokou čistotou výrobu další generace součástek pohánějících elektrická vozidla, kosmické lodě, satelity a lékařské přístroje.
Sdílet na
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
Spherical Duplex Stainless Steel Alloy Powder: The Best Material for Harsh Conditions
Přečtěte si více "O Met3DP
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731