Sférický prášek: přehled, typy, cena

Přehled

Sférický prášek označuje kovové nebo keramické prášky se zaoblenou morfologií vyráběné specializovanými atomizačními procesy. Ve srovnání s nepravidelnými částicemi prášku mají sférické prášky takové výhody, jako je vynikající tekutost, vyšší hustota balení a snížené vnitřní tření mezi částicemi. Díky tomu jsou ideální pro náročné průmyslové aplikace využívající práškovou metalurgii, tepelné stříkání, aditivní výrobu kovů a zpracování keramiky.

Tento komplexní průvodce se zabývá různými typy sférických prášků, jejich vlastnostmi, výrobními metodami, klíčovými aplikacemi, specifikacemi, dodavateli, manipulačními postupy, údržbou zařízení, kritérii výběru prodejců, výhodami a nevýhodami a odpovídá na často kladené otázky.

Typy Sférický prášek

Mezi hlavní typy sférického prášku podle materiálu a způsobu výroby patří:

Materiál

• Kovové prášky - nerezová ocel, nástrojová ocel, superslitiny, titan, hliník atd.
• Keramické prášky - oxid hlinitý, zirkoničitý, křemičitý, karbidy, nitridy atd.
• Kompozitní/slitinové prášky - na bázi niklu, kobaltu, Fe atd.

Způsob výroby

• Prášky rozprašované plynem
• Prášky rozprašované plazmou
• Rozprašování plynu indukční elektrodou (EIGA)
• Proces rotační elektrody (REP)
• Plazmový proces s rotujícími elektrodami (PREP)
• Prášky pro termické stříkání

Plynová atomizace je nejpoužívanějším procesem, ale metody jako PREP poskytují lepší sféricitu a hladkou morfologii povrchu. Výrobní metoda řídí konečné vlastnosti prášku.

Vlastnosti a aplikace

Vlastnosti a typické aplikace hlavních typů sférických prášků:

Nerezová ocel

• Vysoká tvrdost a odolnost proti korozi
• Ventily, čerpadla, lékařské přístroje

Nástrojová ocel

• Vynikající odolnost proti opotřebení
• Řezné nástroje, raznice, razníky

Superslitiny

• Odolávají vysokým teplotám a namáhání
• Turbínových lopatek, leteckých komponentů

Titan

• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti
• spojovací materiál pro letectví a kosmonautiku, biomedicínské implantáty

Hliník

• Lehký, vynikající tepelná vodivost
• Automobilové díly, chladiče

Keramika

• Vysoká tvrdost, odolnost proti opotřebení a korozi
• Ložiska, těsnění, pancéřové povlaky

Sférická morfologie zlepšuje kromě přirozených vlastností základního materiálu také hustotu balení prášku a jeho tok.

Výrobní metody

Běžné metody výroby sférických prášků:

Atomizace plynu

• Kovová slitina roztavená a rozprašovaná proudy inertního plynu
• Nižší investiční náklady
• Rozsah velikostí 10 - 150 μm

Plazmová atomizace

• Využití energie plazmatu k tavení a atomizaci
• Jemnější prášek do 5 μm
• Vyšší čistota, sféričtější

EIGA

• Indukční tavení elektrod v atomizační komoře
• Rychlé tuhnutí jemných kapiček
• Kontrola velikosti, morfologie

PREP

• Rotační elektroda tavená plazmovými hořáky
• Odstředivá dezintegrace na jemný prášek
• Hladký kulovitý tvar

Tepelný nástřik

• Vstupní dráty/pruty rozprašované horkým plynem
• Slitiny zpevněné disperzí oxidů
• Drsnější povrchy než jiné metody

Specifikace

Typické specifikace sférického prášku zahrnují:

Rozhodující je splnění požadavků na distribuci velikosti, vysokou kulovitost, hladký povrch a složení. Menší velikosti zlepšují zhušťování, zatímco větší velikosti snižují náklady.

Úvahy o návrhu

Klíčové faktory konstrukce součástí používajících sférický prášek:

• Rozměrové tolerance - Zohlednění smrštění při spékání
• Požadavky na povrchovou úpravu - Minimální následné zpracování
• Mechanické vlastnosti - Přizpůsobení materiálu a procesu potřebným vlastnostem
• Výrobní náklady - Optimalizace konstrukce dílů pro vyvážení výkonu a nákladů
• Sekundární operace - Vyhnutí se velkým přídavkům na obrábění
• Požadavky na montáž - Navrhování spojovacích ploch, spojovacích prvků
• Dodržování norem - Pro aplikace v letectví, biomedicíně atd.

Volnost designu, kterou umožňují pokročilé výrobní procesy, jako je aditivní výroba, umožňuje optimalizovat konstrukce, které nejsou možné u kovaných kovů.

Procesy konsolidace

Běžné postupy konsolidace prášku vhodné pro sférické prášky:

• Aditivní výroba - Selektivní laserové tavení, tavení elektronovým paprskem atd. nabízí maximální flexibilitu.
• Vstřikování kovů - Velkosériová výroba malých, složitých dílů
• Izostatické lisování za studena/za tepla - Vyrábí díly síťového tvaru nebo téměř síťového tvaru
• Lisování a spékání - Konvenční proces práškové metalurgie kombinující tvarování a spékání
• Tepelný nástřik - ukládá roztavený prášek na připravený podklad.
• Kalové metody - Kluzné odlévání, odlévání z pásky, elektroforetické nanášení atd. pro keramiku

Sférický tvar zlepšuje balení a tok prášku během zpracování, což umožňuje vysokou hustotu a rovnoměrnou mikrostrukturu.

Dodavatelé a ceny

Mezi přední světové dodavatele sférických prášků patří:

Ceny závisí na složení slitiny, kvalitě, velikosti šarže a nákupním množství. Malá množství pro výzkum a vývoj jsou dražší než velkovýrobní objemy.

Manipulace a skladování

Pokyny pro bezpečné zacházení a skladování sférické prášky:

• Skladujte uzavřené nádoby v chladném, suchém a inertním prostředí, abyste zabránili oxidaci a kontaminaci.
• Omezte působení vlhkosti, aby nedocházelo k aglomeraci prášku.
• Místo hliníkových nádob používejte nádoby z měkké oceli nebo plastu, abyste předešli reakci.
• Zajistěte, aby byly kontejnery řádně uzemněny, aby se zabránilo hromadění statického náboje.

-S nádobami a prášky manipulujte šetrně, abyste zabránili poškození částic při přepravě a přenášení.

• Vyhněte se jiskrám, plamenům a zdrojům vznícení v blízkosti skladovacích a manipulačních prostor.
• Instalace vhodného ventilačního a odprašovacího zařízení
• Používejte vhodné osobní ochranné prostředky pro manipulaci s jemnými prášky - rukavice, respirátory, ochranu očí.

Správné postupy zabraňují změnám vlastností prášku, které mohou negativně ovlivnit konsolidaci a vlastnosti finálního dílu.

Údržba zařízení

Tipy pro údržbu klíčových systémů pro manipulaci s práškem:

Síta:

• Vyměňte poškozená síta, aby nedošlo k protržení a vzniku otvorů.
• Pravidelně čistěte síta, abyste zabránili jejich ucpání, které může vést k poškození částic.
• Zkontrolujte nastavení amplitudy a času vibrací, abyste zabránili ztvrdnutí práce.

Chmelnice a krmítka:

• Zkontrolujte, zda nejsou výstupní otvory zanesené, a odstraňte veškerý materiál, který blokuje průtok.
• Ověřte, zda nastavení podavače odpovídá vlastnostem prášku, aby byl zajištěn spolehlivý tok.
• Zkontrolujte opotřebení obložení násypky a v případě poškození je vyměňte.

Míchací nádoby:

• Výměna opotřebovaných přepážek a zesilovačů pro homogenní míchání bez segregace
• Kontrola stavu čepele a oprava/výměna poškozených prvků
• Ověřte těsnění a ucpávky, abyste zabránili úniku prášku během provozu.

Nástroje:

• Sledovat přesnost rozměrů a v případě potřeby je opravit/vyměnit.
• Mazání lisů a lisovacích forem podle plánu pro zajištění snadného uvolnění.
• Ověřte topná tělesa a regulátory teploty na pecích.

Výběr stránek Sférický prášek Dodavatelé

Klíčové faktory při výběru dodavatelů:

• Technické znalosti v oblasti materiálů, výrobních procesů, konstrukce dílů atd., aby podpořili zákazníky.
• Rozsah možností prášku včetně různých materiálů, velikostí, morfologií a povlaků.
• Přísné zajištění kvality zahrnuje chemickou analýzu, mikroskopickou kontrolu, kontrolu procesu atd.
• Výrobní kapacita včas splnit požadavky
• Nabízené služby jako je odběr vzorků, prototypování, testování, analýza atd.
• Pověst v odvětví za trvalé dodávky vysoce kvalitních prášků
• Certifikace jako je ISO 9001, AS9100, ISO 13485 atd.
• Konkurenční ceny v kombinaci se službami s přidanou hodnotou a zákaznickou podporou
• Přepravní a logistické schopnosti pro včasné dodání s minimálními dodacími lhůtami

Správný partner poskytuje jak sférické prášky na míru, tak i technické znalosti pro úspěch.

Výhody vs. omezení

Výhody

• Vynikající tok prášku a hustota balení
• Zlepšená hustota a mikrostruktura spékání
• Snížení vnitřního pnutí při zhutňování
• Umožňuje vyrábět složité geometrie
• Konzistentní metalurgické vlastnosti
• Dobrá povrchová úprava slinutých dílů

Omezení

• Dražší než nepravidelný prášek
• vyžadují pokročilé výrobní techniky
• Omezené velikosti pro velmi jemné prášky
• Kontrola distribuce velikosti částic může být obtížná
• Některé materiály je náročné rozprašovat na sférický prášek.

Nejčastější dotazy

Jaké jsou hlavní výhody používání sférického prášku?

Hlavními výhodami jsou vynikající tekutost pro snadnou manipulaci, vysoká hustota balení pro lepší zhutnění, nižší tření mezi částicemi umožňující složité geometrie a konzistentní metalurgické vlastnosti.

Které materiály jsou běžně dostupné jako sférický prášek?

Mezi běžné materiály patří nerezové oceli, nástrojové oceli, superslitiny, slitiny titanu, slitiny hliníku, slitiny na bázi niklu a keramické prášky.

V jakých odvětvích se obvykle používá sférický prášek?

Mezi klíčová průmyslová odvětví patří letecký, lékařský, automobilový, obranný, energetický, elektronický a průmyslový průmysl.

Jaký je typický rozsah velikostí sférických prášků?

Běžné sférické prášky rozprašované plynem mají velikost přibližně 10-150 mikronů. Specializované techniky mohou produkovat submikronové až nanoměřítko sférických prášků.

O kolik je sférický prášek dražší než nepravidelný?

Příplatek za kulovitý tvar je obvykle 20-50% oproti nepravidelným práškům. Výhody však často ospravedlňují vyšší cenu u kritických aplikací.

Závěr

Mají charakteristický zaoblený tvar a hladký povrch, sférické prášky umožňují vyšší hustotu a lepší tok ve srovnání s nepravidelnými prášky. Jejich konzistentní vlastnosti částic zajišťují vynikající stlačitelnost, kompaktnost a spékavost v celé řadě kovů a keramiky. Díky pokračujícímu vývoji atomizačních procesů jsou sférické prášky dostupné v širším výběru materiálů a velikostí než kdykoli předtím. Konstrukce dílů a optimalizace procesů s cílem plně využít výhod počátečních výhod sférického prášku může přinést nákladově efektivní vysoce výkonné díly.

znát více procesů 3D tisku