Sférický hliníkový prášek
Obsah
Sférický hliníkový prášek je speciální hliníkový prášek s částicemi kulovitého tvaru. Tento prášek má několik výhodných vlastností a aplikací ve srovnání se standardními hliníkovými prášky.
Přehled sférického hliníkového prášku
Sférický hliníkový prášek se vyznačuje vynikající tekutostí, hustotou balení a dalšími vlastnostmi, díky nimž je vhodný pro různá průmyslová použití. Některé klíčové údaje:
- Skládá se z malých hliníkových částic kulovitého tvaru, nikoli z nepravidelných vloček.
- Velikost částic se obvykle pohybuje od 1 μm do 150 μm.
- Vyrábí se procesem atomizace roztaveného hliníku
- Vlastnosti lze přizpůsobit na základě parametrů atomizace
- Používá se ve výbušninách, pyrotechnice, svařování, 3D tisku kovů a dalších oborech.
Výhody: vynikající tekutost, vyšší objemová hmotnost, nižší povrch, rovnoměrné rozložení velikosti částic, nízká pórovitost, snížený obsah oxidů, kontrolovaný chemismus.
Nevýhody: dražší než standardní hliníkové prášky.
Typy sférického hliníkového prášku
Existuje několik základních typů sférického hliníkového prášku rozdělených podle způsobu výroby a vlastností:
| Typ | Popis |
| Atomizované | Vyrábí se rozprašováním inertního plynu nebo vody; nejběžnější typ s těsným rozložením. Používá se pro snížení citlivosti na výbušniny, zlepšení toku prášku a balení. |
| Sféroidní | Nepravidelný hliníkový prášek se transformuje do koulí pomocí procesů, jako je izostatické lisování za tepla. Nižší náklady, ale širší distribuce. |
| Plazmová atomizace | Vyrábí se pomocí plazmy místo plynu/vody. Velmi malý, rovnoměrný prášek o velikosti až 1 μm pro pokročilé aplikace. |
| Hliníkový výstřel | Nízká pórovitost a přesné průměry. Používá se k tryskání/profilování povrchu. Obvykle větší než prášky. |
Tyto různé typy sférického hliníkového prášku mají specifické složení, velikosti, výrobní metody a aplikace, pro které jsou nejvhodnější.
Složení sférického hliníkového prášku
Sférický hliníkový prášek může být složen z čistého hliníku nebo z různých hliníkových slitin upravených tak, aby dodávaly určité vlastnosti. Některé příklady:
| Typ | Legující prvky | Charakteristika |
| Čistý Al | – | Měkké, nižší pevnost; snadno se tvarují a svařují. |
| 6061 | Mg, Si | Střední pevnost; střední odolnost proti korozi. |
| 7075 | Zn, Mg, Cu | Vysoká pevnost; často se používá pro letecké a kosmické aplikace. |
Pro dosažení spolehlivého výkonu jsou dodržovány specifické limity nečistot v chemii a těsné rozložení částic. Pro specializované mechanické, tepelné nebo chemické vlastnosti je možné použít slitiny na zakázku.
Vlastnosti sférického hliníkového prášku
| Vlastnictví | Popis | Přínos v aditivní výrobě a dalších aplikacích |
|---|---|---|
| Vysoká průtočnost | Sférické částice hliníkového prášku se díky svému hladkému, zaoblenému tvaru volně pohybují s minimálním třením. To umožňuje rovnoměrnou distribuci v zásobníku nebo podávacím systému, což je rozhodující pro konzistentní nanášení materiálu v procesech aditivní výroby (AM), jako je selektivní laserové tavení (SLM) nebo tavení elektronovým svazkem (EBM). V tradičních technikách, jako je pyrotechnika nebo vstřikování kovů (MIM), zajišťuje dobrá tekutost rovnoměrné balení při plnění formy, což vede k předvídatelné kvalitě výrobku. | * Konzistentní tvorba vrstev v AM: Rovnoměrné proudění prášku umožňuje přesné umístění materiálu v každé vrstvě při AM, což vede k přesné geometrii dílů a minimalizaci vad. * Snížená segregace: Sférické částice jsou méně náchylné k segregaci, kdy se větší nebo hustší částice během přepravy usazují. Tím se udržuje homogenní směs prášku pro konzistentní vlastnosti materiálu v průběhu celé stavby. * Zvýšená efektivita: Vysoká tekutost umožňuje rychlejší dávkování prášku a minimalizuje odpad, což vede k efektivním výrobním procesům. |
| Vysoká hustota balení | Sférické částice se na sebe nabalují účinněji než prášky nepravidelného tvaru. To se projevuje vyšší hustotou hliníkových částic na jednotku objemu, čímž se maximalizuje využití materiálu v AM a dosahuje se hustšího konečného výrobku. | * Silnější díly v AM: Vyšší hustota balení v práškovém loži umožňuje roztavení většího množství hliníku během AM, což vede k dílům se zvýšenou mechanickou pevností a lepší nosností. * Snížená pórovitost: Husté balení minimalizuje dutiny nebo vzduchové mezery v práškovém loži, což vede ke kompaktnějšímu konečnému produktu s menší pórovitostí. To se projevuje lepší strukturální integritou, odolností proti korozi a celkovým výkonem. * Optimalizace materiálu: Vysoká hustota balení umožňuje výrobcům použít méně prášku k dosažení požadované hustoty finálního dílu, což vede k úspoře nákladů na materiál. |
| Rovnoměrná distribuce velikosti částic | Sférický hliníkový prášek se obvykle vyrábí v úzkém rozsahu velikostí částic. Tato konzistence zajišťuje předvídatelné chování materiálu během zpracování. | * Zlepšené řízení procesů: Konzistentní velikost částic umožňuje optimalizovat parametry laseru nebo elektronového paprsku při AM, což vede k rovnoměrnějšímu tavení a lepší kontrole nad konečnou mikrostrukturou dílu. * Snížená plocha povrchu: Užší distribuce velikosti částic minimalizuje celkovou plochu povrchu prášku, což vede k potenciálně nižší míře oxidace během skladování a lepším tokovým vlastnostem. * Minimalizovaná segregace: Částice podobné velikosti jsou méně náchylné k segregaci v práškovém loži, což zajišťuje konzistentní vlastnosti materiálu v průběhu celého procesu. |
| Nízká plocha povrchu | Ve srovnání s nepravidelnými prášky s velkým povrchem má sférický hliníkový prášek menší celkový povrch na jednotku objemu. Tato vlastnost přináší výhody v různých aplikacích. | * Snížená oxidace: Menší povrchová plocha minimalizuje vystavení částic hliníku kyslíku, což vede k menší oxidaci během skladování a manipulace. To pomáhá zachovat kvalitu prášku a vlastnosti materiálu. * Zlepšená průchodnost: Menší povrch přispívá k hladší interakci mezi částicemi, zlepšuje sypnost a umožňuje efektivní manipulaci s práškem. * Zvýšená tepelná vodivost: Kulový tvar minimalizuje vnitřní odpor při tepelném toku, což může vést k lepší tepelné vodivosti konečného výrobku. |
| Vlastnosti na míru | Sférický hliníkový prášek lze vyrábět s různými legujícími prvky pro dosažení specifických vlastností pro různé aplikace. | * Široká škála aplikací: Přidáním specifických prvků, jako je křemík (Si), hořčík (Mg) nebo měď (Cu), mohou výrobci přizpůsobit vlastnosti prášku, jako je pevnost, tažnost nebo elektrická vodivost, aby vyhovovaly různým potřebám AM a průmyslu. * Funkční části: Legovaný sférický hliníkový prášek umožňuje vytvářet funkční díly v AM s vlastnostmi přesahujícími vlastnosti čistého hliníku, což otevírá dveře pokročilým aplikacím. * Lehký výkon: Slitiny hliníku si zachovávají přirozenou lehkost hliníku a zároveň nabízejí lepší mechanické vlastnosti, takže jsou ideální pro aplikace s kritickou hmotností v leteckém a automobilovém průmyslu a dalších odvětvích. |
Charakteristika sférického hliníkového prášku
Aby aplikace fungovaly optimálně, sférické hliníkové prášky mají přísné normy pro vlastnosti, jako jsou:
| Charakteristický | Typický rozsah |
| Tvar částic | Sférické; minimum satelitů |
| Velikost částic | 1 - 150 μm |
| Rozložení velikosti | Poměr D10: D50 > 0,7 |
| Obsah oxidů | < 3,0% hmotnostních |
| Zdánlivá hustota | 0,85 - 2,0 g/cm3 |
| Hustota poklepání | > 75% pevná hustota |
| Hausnerův poměr | Maximálně 1,25 |
| Průtoková rychlost | 25-35 s, 50 g vzorku |
Zachování této konzistence umožňuje spolehlivý a opakovatelný výkon. Specifikace lze přizpůsobit na základě požadavků aplikace.
Použití sférického hliníkového prášku
| aplikace | Popis | Výhody sférického hliníkového prášku | Odvětví |
|---|---|---|---|
| Aditivní výroba (3D tisk) | Sférický hliníkový prášek je klíčovým materiálem v procesech 3D tisku, jako je selektivní laserové tavení (SLM) a fúze v práškovém loži. Tyto techniky využívají lasery k selektivnímu tavení vrstev prášku a vytvářejí složité komponenty téměř síťového tvaru. | * Tekutost: Sférické částice volně proudí, což umožňuje hladké a konzistentní nanášení během tisku. * Hustota balení: Sférické tvary se těsně sbalí, čímž se minimalizují dutiny a vytvářejí pevné a husté finální díly. * Absorpce laseru: Hladký povrch koulí odráží méně laserové energie, což vede k účinnějšímu tavení a lepším vlastnostem materiálu. * Povrchová úprava: Sférický hliníkový prášek vede k hladší povrchové úpravě tištěných dílů, což snižuje potřebu následného zpracování. | Letectví, automobilový průmysl, lékařství, zubní lékařství |
| Vstřikování kovů (MIM) | MIM je výrobní technika, která kombinuje kovový prášek s pojivem a vytváří tak surovinu, kterou lze vstřikovat. Pojivo se poté odstraní procesem odstraňování vazby, čímž vznikne téměř hotový kovový díl. Sférický hliníkový prášek je pro MIM vhodný díky své: * Tekutost: Podobně jako u 3D tisku je pro rovnoměrné rozložení v dutině formy zásadní dobrá tekutost. * Hustota balení: Vysoká hustota balení vede k dílům s minimálním smrštěním a dobrou rozměrovou přesností. * Spékavost: Sférické částice podporují lepší spékání (spojování) během procesu odbedňování, což vede k pevnějším dílům. | * Složité geometrie: Technologie MIM umožňuje vyrábět složité kovové díly s vysokou přesností. * Hromadná výroba: MIM je vhodný pro velkosériovou výrobu konzistentních dílů. * Rozmanitost materiálu: Sférický hliníkový prášek lze kombinovat s různými legujícími prvky pro dosažení specifických vlastností. | Spotřební elektronika, automobilový průmysl, lékařské přístroje, střelné zbraně |
| Tepelný nástřik | Při tepelném stříkání se taví kovový prášek a vysokou rychlostí se vrhá na podklad. Roztavené částice dopadají na povrch a přilnou k němu, čímž se vytvoří povlak, který může zlepšit vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a tepelná vodivost. Sférický hliníkový prášek nabízí při tepelném stříkání výhody, mezi které patří: * Splat Morfologie: Sférické částice se zploští do plošek s větší kontaktní plochou, což zvyšuje přilnavost k podkladu. * Snížený odskok: Sférické částice mají díky svému tvaru menší odskok než částice nepravidelných tvarů, což vede k vyšší účinnosti depozice. * Řízené vlastnosti povlaku: Velikost a distribuci částic lze přesně řídit, aby bylo dosaženo požadovaných vlastností povlaku. | * Renovace: Tepelným nástřikem lze obnovit opotřebené nebo poškozené součásti a prodloužit jejich životnost. * Funkční nátěry: Hliníkové povlaky mohou zlepšit odvod tepla, elektrickou vodivost a odrazivost. * Odlehčení: Hliník představuje lehkou alternativu k těžším materiálům používaným při tepelném stříkání. | Letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl, výroba energie, ropa a plyn |
| Pyrotechnika | Sférický hliníkový prášek je zdrojem paliva v některých pyrotechnických kompozicích. Mezi jeho výhody patří: * Vysoká rychlost hoření: Kulový tvar podporuje účinné a rovnoměrné hoření, což vede k jasnějším a předvídatelnějším pyrotechnickým efektům. * Regulovatelná velikost částic: Velikost částic lze přizpůsobit tak, aby ovlivňovala rychlost hoření a barevné efekty pyrotechnického displeje. * Bezpečnost: Se sférickým hliníkovým práškem lze bezpečněji manipulovat ve srovnání s hliníkovými prášky nepravidelného tvaru, a to z důvodu menšího množství prachu. | Výroba zábavní pyrotechniky |
Specifikace sférického hliníkového prášku
Sférický hliníkový prášek je k dispozici pod různými standardními označeními a specifikacemi podle odvětví, procesních požadavků a konečných aplikací:
| Standard | Známky | Velikost částic | Běžné aplikace |
| ASTM B801 | Atomizovaný hliník; třída A | 10-150 μm | Tepelně stříkané povlaky; tiskové dráty |
| AMS 4376 | Třída 1A; třída 3 | 10-53 μm; 38-106 μm | Pevná raketová paliva; výbušniny |
| AMS 4377 | Třída 1-3 | 5-15 μm | Pyrotechnika; zápalné směsi |
| Alcan MD-202 | MD-202SD; MD-202HD | 20-180 μm | Prášky pro termické stříkání |
Na štítcích je jasně uvedena příslušná jakost, velikostní řada, číslo šarže, datum výroby a další údaje.
sférický hliníkový prášek Dodavatelé
Mezi přední světové dodavatele sférického hliníkového prášku patří:
| Společnost | Umístění |
| Atlantik vybavení inženýrů | Bergen, NJ; USA |
| Luxfer Magtech | Manchester; Velká Británie |
| Nippon Atomized Metal Powders Corp | Japonsko |
| Hoganas | Švédsko |
| Výroba kovových prášků | Spojené království |
Logistika dodavatelského řetězce, minimální objednací množství (MOQ) a ceny se u jednotlivých dodavatelů liší v závislosti na geografické oblasti, výrobní kapacitě, možnostech přizpůsobení a dalších faktorech.
sférický hliníkový prášek
| Faktor | Popis | Dopad na cenu | Příklad |
|---|---|---|---|
| Čistota | Procento kovového hliníku v prášku. Třídy s vyšší čistotou jsou dražší. | Přímo úměrné | - 99,5% čistý sférický hliníkový prášek: Nižší náklady. - 99,9+% čistý sférický hliníkový prášek: Vyšší náklady. |
| Velikost částic | Průměr jednotlivých kulových částic. Jemnější prášky jsou obecně dražší. | Přímo úměrné | - 10-45 mikronů: Mikrofony: cenově dostupnější, běžně se používají v pyrotechnice a při vstřikování kovů. - 1-3 mikrony: dražší, používá se při 3D tisku a pro vysoce výkonné nátěry. |
| Plocha povrchu | Vztahuje se k velikosti částic. Jemnější prášky mají větší celkový povrch, což může zvýšit náklady kvůli požadavkům na zpracování. | Přímo úměrné | - Prášky s větším povrchem mohou vyžadovat dodatečnou úpravu, aby se zabránilo aglomeraci (shlukování), což má vliv na cenu. |
| Kulovitost | Jak dokonale kulovité jsou částice. Kulovitější tvar je obecně žádanější a dražší. | Přímo úměrné | - Vysoce kulovité částice snadněji proudí, jsou hustěji zabalené a v některých aplikacích mají lepší výkon, což vede k vyšší ceně. |
| Množství | Množství zakoupeného sférického hliníkového prášku. Hromadné nákupy obvykle nabízejí nižší cenu za jednotku hmotnosti. | Nepřímo úměrné | - Menší množství (gramy nebo kilogramy) jsou obvykle dražší na jednotku hmotnosti než větší množství (tuny). |
| Výrobce | Cenu může ovlivnit pověst a výrobní postupy dodavatele. | Různé | - Renomovaní výrobci s vysoce kvalitními kontrolními procesy si mohou účtovat více než méně známí dodavatelé. - Výrobci používající specializované techniky atomizace k dosažení specifické velikosti částic nebo jejich kulovitosti mohou mít cenovou přirážku. |
| Poptávka a dostupnost | Cenu mohou ovlivnit tržní síly nabídky a poptávky. | Různé | - Období vysoké poptávky nebo omezené nabídky může vést ke zvýšení cen. - Naopak nadměrná nabídka může vést ke snížení cen. |
Výhody vs. nevýhody sférického hliníkového prášku
| Vlastnosti | Klady | Nevýhody |
|---|---|---|
| Tekutost | Sférický hliníkový prášek vyniká svou tekutostí díky hladkým, kulatým částicím. To umožňuje snadnější a konzistentnější pohyb ve zpracovatelském zařízení, což omezuje problémy, jako je segregace a zasekávání. Lepší sypkost se projevuje v rychlejších výrobních časech, lepším balení ve formách a nakonec i v jednotnějších hotových výrobcích. | Ačkoli je lepší než nepravidelné prášky, sférický hliníkový prášek může stále vykazovat určitá omezení v tekutosti, zejména u velmi jemných částic. Kromě toho mohou tokové vlastnosti mírně zhoršovat faktory, jako je obsah vlhkosti a oxidace povrchu. |
| Hustota balení | Kulovitý tvar částic prášku umožňuje jejich těsnější sbalení, což vede k vyšší hustotě sbalení ve srovnání s nepravidelnými prášky. To znamená, že se do určitého objemu nabalí větší množství hliníkového prášku, což vede ke komponentům s vyšší hustotou a lepšími mechanickými vlastnostmi. | Kulovitý hliníkový prášek může mít ve srovnání s nepravidelnými tvary o něco nižší zdánlivou hustotu v důsledku přítomnosti vzduchových mezer mezi koulemi. To je však často vyváženo výhodami vyšší účinnosti balení. |
| Rovnoměrné tání a zhušťování | Konzistentní velikost a tvar sférického hliníkového prášku přispívají k rovnoměrnějšímu chování při tavení během spékání nebo aditivní výroby. To umožňuje lepší kontrolu nad konečnou mikrostrukturou součásti, minimalizuje vnitřní defekty a podporuje rovnoměrnější rozložení pórovitosti. | Sférický hliníkový prášek sice nabízí výhody, ale pro dosažení optimálních výsledků může vyžadovat mírně upravené parametry zpracování ve srovnání s nepravidelnými prášky. To zdůrazňuje význam přizpůsobení výrobního procesu specifickým vlastnostem prášku. |
| Pórovitost a mechanické vlastnosti | Lepší hustota balení a rovnoměrné chování sférického hliníkového prášku při tavení vedou ke snížení pórovitosti konečného výrobku. To se promítá do lepších mechanických vlastností, jako je pevnost v tahu, odolnost proti únavě a tažnost. Součásti s menší pórovitostí jsou obecně pevnější, odolnější a méně náchylné k praskání nebo poruchám. | Přítomnost i minimální zbytkové pórovitosti, ačkoli je ve srovnání s nepravidelnými prášky výrazně nižší, může mít stále vliv na celkové mechanické vlastnosti. Pečlivý výběr parametrů zpracování a případné techniky následného zpracování mohou pórovitost dále minimalizovat. |
| Povrchová úprava | Vzhledem k hladkému, kulovitému charakteru částic prášku vykazují součásti vyrobené s použitím kulovitého hliníkového prášku často vynikající povrchovou úpravu. To snižuje potřebu rozsáhlých kroků následného zpracování, jako je broušení nebo leštění, což vede k lepší estetice a potenciálně lepšímu funkčnímu výkonu v tribologických aplikacích. | Povrchovou úpravu dosažitelnou pomocí sférického hliníkového prášku mohou ovlivnit faktory, jako je distribuce velikosti částic a zvolený výrobní proces. V porovnání s nepravidelnými prášky je však hladší povrch obecně znatelnou výhodou. |
| Výrobní náklady | Metody výroby sférického hliníkového prášku, jako je plynová nebo vodní atomizace, jsou obvykle složitější a energeticky náročnější než jednodušší techniky používané pro nepravidelné prášky. To znamená vyšší náklady na samotný sférický prášek. | Zvýšené náklady na sférický hliníkový prášek je třeba porovnat s výhodami, které nabízí, pokud jde o lepší kvalitu výrobků, efektivitu zpracování a potenciální snížení množství odpadu díky nižšímu počtu zmetků. |
| Rozsah velikosti částic | Sférický hliníkový prášek je sice dostupný v široké škále velikostí částic, ale ve srovnání s nepravidelnými prášky může mít svá omezení. Výroba velmi jemných sférických částic může být náročnější a dražší. | Výběr optimální velikosti částic pro konkrétní aplikaci je zásadní. Ačkoli by bylo žádoucí mít k dispozici širší škálu jemnějších variant, dostupné možnosti sférického hliníkového prášku jsou pro většinu aplikací stále poměrně rozsáhlé. |
Nejčastější dotazy
Otázka: Jaký je rozdíl mezi sférickým a atomizovaným hliníkovým práškem?
Odpověď: Atomizovaný hliníkový prášek může mít mírně nepravidelné tvary, i když distribuce velikosti částic je stále přísně kontrolována. Sférické částice hliníkového prášku mají přesný kulovitý tvar, který se vytváří pomocí specializovaných atomizačních procesů.
Otázka: Je sférický hliníkový prášek nebezpečný nebo rizikový?
Odpověď: Některé typy mohou být pyroforické a vyžadují zvláštní zacházení v inertní atmosféře. Jinak je obecně bezpečný, jeho zdravotní rizika jsou podobná jako u jiných hliníkových prášků a vyžadují masky proti vdechnutí. Vždy se podívejte do bezpečnostních listů.
Otázka: Jaká je typická sypná hmotnost kulovitého hliníkového prášku?
A: Sypná hmotnost se pohybuje v rozmezí 0,4-1,2 g/cm3 v závislosti na přesném složení a vlastnostech prášku. Hodnoty přesahující 1 g/cm3 jsou běžné u mnoha specifikací kulovitého hliníkového prášku.
Otázka: Jak si mám vybrat správnou velikost kulového hliníkového prášku?
Odpověď: Zvažte faktory, jako jsou omezení výrobní metody, požadavky na hustotu, potřeby povrchové úpravy, reaktivita, vlastnosti finálního dílu a dostupné možnosti slitin. Nejlepší doporučení poskytne projednání podrobností aplikace s dodavateli.
Otázka: Lze tyto sférické prášky použít v potravinářství/lékařství?
Odpověď: Sférický hliník se obecně nepoužívá v potravinářských nebo lékařských aplikacích, ačkoli slitiny hliníku splňující přísné normy týkající se nečistot a zpracování mohou být přizpůsobeny pro vybrané scénáře vyžadující netoxičnost. Bylo by nutné zvážit zvláštní požadavky na shodu.
Závěr
Sférický hliníkový prášek poskytuje ve srovnání se standardními hliníkovými prášky lepší tokové chování, hustotu, kontrolu reaktivity, povrchovou úpravu a další vlastnosti. Přizpůsobení prostřednictvím specializovaných atomizačních procesů umožňuje přizpůsobení náročným aplikacím v leteckém a obranném průmyslu, aditivní výrobě a pokročilé keramice. Spolupráce s odbornými dodavateli umožňuje vytočit správné specifikace. Navzdory vyšším nákladům vykazuje zvýšená konzistence a výkon součástek vynikající hodnotu pro kritické aplikace. Probíhající vývoj se zaměřuje na lepší distribuci velikosti, nižší obsah oxidů a lepší kontrolu přídavků legujících látek.
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
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