Inertgaszerstäubung

Inhaltsübersicht

In der sich ständig weiterentwickelnden Welt der Metallurgie und Werkstoffkunde ist die Herstellung hochwertiger Metallpulver für verschiedene fortschrittliche Fertigungsverfahren von entscheidender Bedeutung. Ein Verfahren, das sich durch seine Präzision und Effizienz auszeichnet, ist die Inertgaszerstäubung (IGA). Diese Technik wird häufig zur Herstellung feiner, kugelförmiger Metallpulver mit gleichmäßiger Partikelgröße eingesetzt, die für Anwendungen in der additiven Fertigung, der Pulvermetallurgie und anderen High-Tech-Industrien unerlässlich sind.

In diesem Artikel tauchen wir tief in die Welt der InertgaszerstäubungWir erforschen den Prozess, die Vorteile, die Anwendungen und vieles mehr. Wir werden uns auch mit spezifischen Metallpulvermodellen, ihren Eigenschaften und Anwendungen befassen, die alle in einem detaillierten und strukturierten Format präsentiert werden, um ein umfassendes Verständnis zu gewährleisten.

Überblick über die Inertgaszerstäubung

Die Inertgaszerstäubung (IGA) ist ein Verfahren zur Herstellung von feinen Metallpulvern. Bei diesem Verfahren wird ein Metall oder eine Legierung geschmolzen und dann der Schmelzestrom in winzige Tröpfchen zerlegt, indem er mit einem Hochgeschwindigkeitsstrahl aus Inertgas, wie Argon oder Stickstoff, beaufschlagt wird. Diese Tröpfchen erstarren zu kugelförmigen Partikeln und bilden ein Pulver mit hervorragenden Fließeigenschaften und gleichmäßiger Partikelgrößenverteilung.

Wichtige Details:

  • Prozess: Schmelzen und Zerfall von Metall zu Pulver
  • Verwendetes Gas: Inerte Gase (Argon, Stickstoff)
  • Ausgabe: Sphärische Metallpulver
  • Anwendungen: Additive Fertigung, Pulvermetallurgie, thermisches Spritzen
Inertgaszerstäubung

Metallpulver-Modelle, hergestellt von Inertgaszerstäubung

Nachfolgend finden Sie eine Liste spezifischer Metallpulvermodelle, die durch Schutzgaszerstäubung hergestellt werden, und die ihre einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen hervorheben.

Metallpulver-ModellZusammensetzungEigenschaftenAnwendungen
316L-EdelstahlFe-Cr-Ni-MoKorrosionsbeständigkeit, hohe FestigkeitMedizinische Implantate, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
Ti-6Al-4VTi-Al-VHohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, BiokompatibilitätMedizinische Implantate, Teile für die Luft- und Raumfahrt
Inconel 718Ni-Cr-FeHohe Temperaturbeständigkeit, OxidationsbeständigkeitGasturbinen, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
AlSi10MgAl-Si-MgLeichtes Gewicht, gute thermische EigenschaftenAutomobilteile, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
CoCrMoCo-Cr-MoHohe Verschleißfestigkeit, BiokompatibilitätMedizinische Implantate, Zahnprothetik
CuSn10Cu-SnHohe Verschleißfestigkeit, gute LeitfähigkeitLager, Buchsen, elektrische Anschlüsse
Edelstahl 316Fe-Cr-NiKorrosionsbeständigkeit, gute mechanische EigenschaftenChemische Verarbeitung, Marineanwendungen
Hastelloy XNi-Cr-Fe-MoAusgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit, OxidationsbeständigkeitIndustriegasturbinen, petrochemische Verarbeitung
Martensitaushärtender StahlFe-Ni-Co-Mo-TiHohe Festigkeit, ZähigkeitWerkzeugbau, Luft- und Raumfahrtkomponenten
NiCrMoNi-Cr-MoAusgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe FestigkeitMarineanwendungen, chemische Verarbeitung

Verfahren der Inertgaszerstäubung

Der Prozess der Inertgaszerstäubung umfasst mehrere kritische Schritte, um die Herstellung von Metallpulvern hoher Qualität zu gewährleisten.

  1. Schmelzen: Das Metall oder die Legierung wird in einem Schmelztiegel durch Induktionserwärmung oder ein anderes geeignetes Verfahren geschmolzen.
  2. Desintegration: Der geschmolzene Metallstrom wird durch einen Hochgeschwindigkeitsstrahl aus Inertgas in feine Tröpfchen zerlegt.
  3. Erstarrung: Die Tröpfchen verfestigen sich beim Abkühlen schnell zu kugelförmigen Partikeln.
  4. Sammlung: Das erstarrte Metallpulver wird gesammelt und für die weitere Verwendung aufbereitet.

Vorteile von Inertgaszerstäubung

Die Inertgaszerstäubung bietet mehrere Vorteile, die sie zu einem bevorzugten Verfahren für die Herstellung von Metallpulvern machen.

  • Gleichmäßige Partikelgröße: Das Verfahren erzeugt Pulver mit einer gleichmäßigen Partikelgrößenverteilung.
  • Hohe Reinheit: Die Verwendung von Inertgasen verhindert Oxidation und Verunreinigung des Metalls.
  • Sphärische Partikel: Die resultierenden Pulver haben eine kugelförmige Gestalt, was ihre Fließeigenschaften verbessert.
  • Vielseitigkeit: Kann für eine breite Palette von Metallen und Legierungen verwendet werden.

Nachteile der Inertgaszerstäubung

Trotz ihrer Vorteile hat die Inertgaszerstäubung auch einige Einschränkungen.

  • Kosten: Die verwendeten Geräte und Gase können teuer sein.
  • Komplexität: Der Prozess erfordert eine genaue Kontrolle und Fachwissen.
  • Energieverbrauch: Zum Schmelzen der Metalle und zur Aufrechterhaltung des Gasflusses ist eine hohe Energie erforderlich.

Anwendungen der Inertgaszerstäubung

Die Inertgaszerstäubung wird in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, da sie die Herstellung hochwertiger Metallpulver ermöglicht.

AnmeldungEinzelheiten
Additive FertigungProduziert Pulver für den 3D-Druck mit hervorragender Fließfähigkeit und Gleichmäßigkeit.
PulvermetallurgieWird zur Herstellung von Teilen mit hoher Dichte und Festigkeit verwendet.
Thermisches SpritzenErzeugt Beschichtungen mit hoher Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.
Metall-Spritzgießen (MIM)Erzeugt feine Pulver für komplizierte und leistungsstarke Teile.
Biomedizinische ImplantateHerstellung von biokompatiblen Pulvern für medizinische Geräte und Implantate.

Spezifikationen, Größen, Güteklassen und Normen

Die Spezifikationen und Normen für Metallpulver, die durch Inertgaszerstäubung hergestellt werden, variieren je nach Anwendung und Industrieanforderungen.

PulverGrößenbereich (µm)KlasseStandard
316L-Edelstahl15-45ASTM F138ISO 5832-1
Ti-6Al-4V20-50ASTM B348ISO 5832-3
Inconel 71810-63AMS 5662ASTM B637
AlSi10Mg20-60EN 1706ISO 3522
CoCrMo15-45ASTM F75ISO 5832-4
CuSn1020-50DE 1982ISO 1338
Edelstahl 31610-45ASTM A276ISO 4957
Hastelloy X15-50AMS 5754ASTM B572
Martensitaushärtender Stahl20-63AMS 6514ASTM A579
NiCrMo10-50UNS N10276ASTM B575

Lieferanten und Preisangaben

Mehrere Anbieter bieten Metallpulver an, die durch Inertgaszerstäubung hergestellt werden. Die Preise variieren je nach Metall, Pulversorte und Menge.

AnbieterMetallpulverPreis (pro kg)Anmerkungen
Tischlertechnik316L-Edelstahl$50Mengenrabatte verfügbar
Arcam ABTi-6Al-4V$100Hochwertige medizinische Qualität
Höganäs ABInconel 718$200Erhältlich in verschiedenen Partikelgrößen
Sandvik FischadlerAlSi10Mg$70Maßgeschneiderte Größenverteilung
LPW-TechnologieCoCrMo$150Hochwertige biokompatible Qualität
GKN HoeganaesCuSn10$40Anwendungen mit hoher Leitfähigkeit
AP&CEdelstahl 316$55Gleichbleibende Qualität
ATI-PulvermetalleHastelloy X$250Industrielle Anwendungen
ErametMartensitaushärtender Stahl$180Luft- und Raumfahrt und Werkzeugbau
KennametalNiCrMo$220Anwendungen in der chemischen Verarbeitung

Vergleich der Vor- und Nachteile von Inertgaszerstäubung

ProfisNachteile
Gleichmäßige PartikelgrößenverteilungHohe Kosten für Ausrüstung und Gas
Hochreine PulverKomplexe Prozesssteuerung
Sphärische Partikel verbessern den FlussHoher Energieverbrauch
Geeignet für verschiedene Metalle und LegierungenErfordert Fachwissen und präzise Kontrolle
Inertgaszerstäubung

FAQs

FrageAntwort
Was ist die Inertgaszerstäubung?Ein Verfahren zur Herstellung feiner Metallpulver durch Zerkleinern von geschmolzenem Metall mit Inertgasstrahlen.
Welche Metalle können verarbeitet werden?Rostfreier Stahl, Titanlegierungen, Superlegierungen auf Nickelbasis, Aluminiumlegierungen, Kobalt-Chrom-Legierungen und mehr.
Warum Inertgase verwenden?Inerte Gase verhindern die Oxidation und Verunreinigung des Metalls während des Prozesses.
Was sind die wichtigsten Anwendungen?Additive Fertigung, Pulvermetallurgie, thermisches Spritzen, Metall-Spritzgießen, biomedizinische Implantate.
Was sind die Vorteile?Gleichmäßige Partikelgröße, hohe Reinheit, kugelförmige Partikel, Vielseitigkeit.
Was sind die Nachteile?Hohe Kosten, Komplexität, Energieverbrauch.
Wie werden die Pulver gesammelt?Die verfestigten Partikel werden in einer Kammer gesammelt und für die weitere Verwendung aufbereitet.
Welche Größen gibt es?Die Partikelgröße reicht je nach Anwendung von 10 µm bis 63 µm.
Wer sind die führenden Anbieter?Carpenter Technology, Arcam AB, Höganäs AB, Sandvik Osprey, LPW Technology, GKN Hoeganaes, AP&C, ATI Powder Metals, Eramet, Kennametal.

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