Speciální kovové prášky označují kovy, které byly zpracovány do formy jemných částic pro použití v pokročilých výrobních technikách. Vyznačují se jedinečnými vlastnostmi, díky nimž jsou vhodné pro specializované aplikace v odvětvích, jako je letectví, lékařství, elektronika a další.

Tento článek poskytuje ucelený přehled různých typů speciálních kovových prášků, jejich složení a vlastností, aplikací, specifikací a tříd, dodavatelů, cen a výhod oproti omezením.

Typy speciálních kovových prášků

Existuje mnoho kategorií a druhů speciálních kovových prášků používaných v různých technologiích. Mezi hlavní typy patří:

Výhody práškové metalurgie

Složení a vlastnosti

Speciální kovové prášky mohou obsahovat různé legující prvky pro dosažení požadovaných vlastností. Níže je uvedeno několik typických složení a vlastností:

Specifické procentní podíly jednotlivých prvků lze měnit tak, aby vznikly prášky s mírně odlišnými vlastnostmi pro zamýšlené použití. Smícháním více kovů lze získat i exotičtější speciální slitiny.

Charakteristiky částic

Kromě složení mají na výkonnost vliv také vlastnosti prášku, jako je tvar částic, distribuce velikosti, tekutost a čistota.

• Tvar částic - Kulovité, nepravidelné, smíšené. Určuje hustotu balení a chování při spékání.
• Rozložení velikosti - Rozsah a rozdělení velikostí. Ovlivňuje zhuštění a vlastnosti.
• Tekutost - Rozhodující pro přesnost dávkování v AM. Zlepšuje se kulovitostí a rovnoměrností velikosti.
• Čistota - Obsah kyslíku/dusíku ovlivňuje kvalitu. Vyšší je lepší.

Výrobci tyto vlastnosti prášku pečlivě kontrolují, aby byla zaručena konzistence mezi jednotlivými šaržemi.

Aplikace speciálních kovových prášků

Jedinečné výhody speciálních kovových prášků je předurčují k použití ve specifických aplikacích, kde tradiční kovové výrobky nedostačují. Některé příklady zahrnují:

Dalšími běžnými aplikacemi jsou zařízení pro chemické zpracování, sportovní zboží, hodinářské komponenty atd. Využití stále roste s širším rozšířením aditivní výroby.

Třídy a specifikace

Stejně jako u běžných kovů jsou třídy práškové metalurgie standardizovány profesními organizacemi, aby byla zajištěna konzistentní kvalita a výkon. Mezi klíčové normy patří:

V rámci každé normy jsou materiálům přiděleny jedinečné kódy pro identifikaci. Kromě toho jsou uvedeny specifikace týkající se limitů složení, vlastností prášku, odběru vzorků, zkoušení atd., které upravují kvalitu.

Renomovaní výrobci dodávají certifikáty o shodě s chemickými normami a protokoly o zkouškách, které potvrzují shodu se zakoupenou specifikací. Pro vlastní aplikace je možné použít i zákaznické třídy mimo normy.

Dodavatelé a ceny

Existuje řada předních světových dodavatelů, kteří dodávají speciální kovové prášky pro komerční použití:

Ceny se výrazně liší v závislosti na složitosti slitiny, objemu zakázky, vlastnostech prášku a kvalitativních standardech. Obecně platí, že sférické prášky s kontrolovanou distribucí velikosti mají vyšší ceny.

Srovnání materiálů

Neexistuje univerzálně nejlepší speciální slitina - mezi různými možnostmi práškových kovů existují specifické kompromisy:

Klíčové poznatky:

• Slitiny niklu mají nejlepší všestranné vlastnosti, ale jsou drahé.
• Slitiny titanu mají vynikající poměr pevnosti a hmotnosti, ale mohou postrádat tažnost.
• Žáruvzdorné kovy odolávají extrémním teplotám, ale jsou méně odolné proti korozi.
• Správný výběr závisí na kritických výkonnostních potřebách aplikace.

Výhody práškové metalurgie

Některé významné výhody speciální kovové prášky:

Vyšší čistota - Rychlé tuhnutí při atomizaci umožňuje dosáhnout vyšší čistoty než u běžných litých/kovů. Tím se rozšiřují životaschopné aplikace a provozní oblasti.

Přesné atributy - Konzistentní vlastnosti prášku umožňují opakovatelný výstup, přísnější tolerance a kontrolu kvality u kritických součástí, jako jsou letecké turbíny a lékařské implantáty.

Složité geometrie - Speciální prášky umožňují vyrábět topologicky optimalizované, lehké nebo porézní součásti, což je subtraktivními technikami nemožné.

Přizpůsobitelnost - Chemické složení slitiny a vlastnosti prášku lze přizpůsobit specifickým požadavkům na mechanické, fyzikální nebo biologické vlastnosti.

Udržitelnost - Aditivní techniky mají nižší poměr nákupu a spotřeby materiálu než obrábění z volně loženého materiálu. To podporuje ekologičtější výrobu.

Problémy s práškovou metalurgií

FAQ

V této části často kladených otázek najdete odpovědi na časté dotazy týkající se práškové metalurgie:

Jaké jsou dnes nejpoužívanější speciální kovové prášky?

Většinu poptávky tvoří slitiny titanu, superslitiny na bázi niklu, kobalt-chromové slitiny a nástrojové oceli. Hlavní aplikace jsou v leteckých motorech, implantátech pro kloubní náhrady, nástrojích pro automobilový/průmyslový průmysl a nástrojových ocelích pro formy a zápustky.

Jaké metody lze použít k výrobě speciálního kovového prášku?

Mezi běžné komerční výrobní techniky patří atomizace plynem, plazmová atomizace, elektrolýza a rozklad karbonylu. Každá z nich má relativní výhody - plynová atomizace nabízí nejlepší kombinaci nákladů a konzistentní velikosti/tvaru prášku.

Jak se charakterizují kovové prášky?

Typickými zkoumanými charakteristikami jsou distribuce velikosti částic, morfologie, rychlost proudění, hustota odbočky, chemické složení, mikrostruktura a úroveň znečištění. Ty ovlivňují vhodnost pro procesy AM a vlastnosti finálních dílů.

Do jakého velikostního rozmezí spadají speciální prášky pro AM?

Převážná většina prášků má velikost od 10 do 100 mikronů. Jemnější částice mohou hořet nebo být nebezpečné při manipulaci, zatímco větší částice negativně ovlivňují rozlišení, hustotu a kvalitu povrchu.

Co je to speciální slitina atomizovaná inertním plynem?

Jedná se o vysoce výkonný prášek vyráběný atomizací proudu roztaveného kovu za použití inertního plynu, jako je argon nebo dusík, aby se zabránilo kontaminaci. Jedná se o preferovanou metodu výroby reaktivních slitin.

Jak se díly po AM zpracovávají?

Běžná následná úprava zahrnuje lisování za tepla (HIP), tepelné zpracování, lisování za tepla (HIP), povrchovou úpravu, povrchovou úpravu a konečnou kontrolu/zkoušení, aby byly splněny požadavky aplikace.

znát více procesů 3D tisku