Sférické prášky: typy, charakteristiky, výhody

Sférické prášky se vyznačují zaoblenou morfologií částic oproti nepravidelným tvarům. Tento průvodce poskytuje ucelený pohled na typy sférických prášků, výrobní metody, vlastnosti, aplikace, dodavatele a výhody/nevýhody.

Přehled sférických prášků

Klíčové vlastnosti sférických prášků:

• Částice mají zaoblenou morfologii
• Vyrábí se rozprašováním plynu nebo vody
• Volněji sypké než nepravidelné prášky
• Umožňuje vyšší hustotu balení a hustotu spékání
• Používá se v aditivní výrobě a práškové metalurgii.
• K dispozici jsou různé kovy, slitiny a keramika.

Kulovitý tvar poskytuje výhody při manipulaci, konsolidaci a výkonu.

Typy sférického prášku

Mezi běžné typy sférických prášků patří:

• Kovové prášky - nerezová ocel, titan, hliník, slitiny niklu
• Práškové slitiny - nástrojové oceli, superslitiny, slitiny železa
• Keramické prášky - oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, oxid křemičitý
• Karbidové prášky - karbid wolframu, karbid křemíku
• Drahé kovy - zlato, platina, stříbro

Čisté kovy i slitiny se vyrábějí ve tvaru koule.

Výrobní metody

Dvě základní metody produkují sférické prášky:

Atomizace plynu

• Proud kovu tavený indukcí, plazmou nebo elektronovým svazkem
• Vysokotlaký inertní plyn (N2, Ar) rozkládá proud na kapičky.
• Kapky tuhnou do kulovitých částic
• Vytváří těsnou distribuci velikosti částic

Atomizace vody

• Proud roztaveného kovu naráží na proud vody
• Kov se rozpadá na kulovité kapičky
• Nepravidelnější tvary než plynová atomizace
• Širší distribuce částic
• Nižší náklady než u plynové atomizace

Plynová atomizace se upřednostňuje u kritických aplikací vyžadujících rovnoměrnost.

Charakteristika

Sférické prášky poskytují:

• Lepší tekutost díky zaoblení a hladkosti povrchu
• Vyšší hustota balení ve srovnání s nepravidelnými prášky
• Rovnoměrnější tavení částic vedoucí k lepšímu zhušťování
• Izotropní smršťování při spékání
• Snížená pórovitost po zhutnění
• Umožňuje tenčí vrstvy prášku při aditivní výrobě

Kulovitý tvar přináší výhody v oblasti ovladatelnosti a výkonu.

Aplikace z Sférické prášky

Běžná použití využívající sférické vlastnosti prášku:

• Aditivní výroba kovů - lepší roztírání prášku, husté výtisky
• Vstřikování kovů - zlepšuje nakládání a tok prášku
• Tepelné stříkání - důslednější tavení částic
• Prášková metalurgie - vyšší hustota při menším lisovacím tlaku
• Práškové lakování - lepší fluidizace a povrchová úprava
• Elektronika - sférické vodivé prášky pro kontakty, obvody

Sférické prášky zlepšují výrobní procesy zahrnující tok a tavení prášku.

Specifikace

Klíčové specifikace sférického prášku:

• Chemie - tolerance složení
• Velikost částic - distribuční statistika
• Morfologie - kruhovitost, hladkost
• Zdánlivá hustota a hustota odbočky
• Průtok standardní clonou
• Specifický povrch - metoda BET
• Nečistoty - limity plynných/kovových nečistot

Normy zahrnují normy ISO, ASTM, ASME a specifické průmyslové normy.

Dodavatelé

Mezi přední světové dodavatele sférických prášků patří:

• Sandvik Osprey - Nejširší sortiment sférických prášků
• Carpenter Additive - Široký výběr slitin rozprašovaných plynem
• AP&C - Specializuje se na výrobu sférických slitin titanu a niklu.
• Erasteel - Sférické prášky pro termické stříkání a MIM
• Linde Gas - Výrobce atomizační techniky a kovového prášku
• Ampal Inc. - Sférické prášky z titanu, hliníku a dalších slitin

Renomovaní dodavatelé zajišťují spolehlivou kvalitu a konzistenci.

Analýza nákladů

Náklady na sférické prášky jsou vyšší než na nepravidelné prášky:

• Plynové rozprašovací zařízení má vysoké investiční náklady
• Další potřebné kroky zpracování
• Ztráty výtěžnosti surovin z nadměrné/podměrné velikosti prášku
• Těsnější prosévání vytváří více recyklačních toků
• Potřeba surovin vyšší čistoty
• Cenová přirážka kolem 30-50% oproti nepravidelnému prášku

Výhody často ospravedlňují vyšší cenu.

Výhody a nevýhody sférického prášku

Sférické prášky poskytují významné výhody i přes některé nevýhody.

Sférický vs. nepravidelný prášek

Optimální volba závisí na požadavcích aplikace.

FAQ

K čemu se používá sférický prášek?

Sférické prášky jsou ideální pro aditivní výrobu, vstřikování kovů, tepelné stříkání a aplikace práškové metalurgie, kde je důležitý tok a hustá konsolidace.

Proč je sférický prášek dražší?

Specializovaná výroba s plynovou atomizací a přísnější požadované specifikace vedou k vyšším nákladům na sférický prášek ve srovnání s nepravidelným práškem.

Jaká je hlavní výhoda sférických prášků?

Hlavní výhodou je lepší tok prášku při manipulaci a zpracování, což umožňuje vyšší hustotu balení a rovnoměrnost nanášení materiálu.

Jaké kovy jsou k dispozici ve formě sférického prášku?

Mezi běžné možnosti patří nerezová ocel, nástrojová ocel, titan, hliník, nikl, kobaltové slitiny. Speciální slitiny jsou možné, ale mohou vyžadovat zakázkovou výrobu.

Jaký je rozdíl mezi rozprašováním plynu a vody?

Plynová atomizace vytváří sféričtější částice a těsnější distribuci, zatímco vodní atomizace má nižší náklady, ale méně rovnoměrné tvary prášku.

Sférické prášky poskytují významné výhody, které odůvodňují jejich použití tam, kde to cenová dostupnost dovoluje.

Závěr

Sférické prášky vyráběné plynovou nebo vodní atomizací zajišťují lepší tok a zhušťování prášku, které jsou klíčové pro aditivní výrobu, tepelné stříkání, práškovou metalurgii a vstřikování prášků. Jejich zaoblená morfologie umožňuje vyšší hustotu balení a rovnoměrné chování při tavení. Sférické částice jsou sice nákladnější než nepravidelné prášky, ale optimalizují zpracování a výkon pro kritické součásti v leteckém, lékařském, automobilovém a průmyslovém průmyslu. Pokračující zdokonalování technologie atomizace v kombinaci s růstem výroby na bázi prášků povede k rostoucímu vývoji a zavádění vysoce kvalitních sférických prášků.

znát více procesů 3D tisku