Pulver auf Nickelbasis

Inhaltsübersicht

Pulver auf Nickelbasis beziehen sich auf Pulver aus Nickel oder Nickellegierungen, die in verschiedenen Anwendungen wie der additiven Fertigung, der Oberflächenbeschichtung, dem Schweißen und mehr eingesetzt werden. Dieser Artikel bietet einen Überblick über nickelbasierte Pulver, ihre Zusammensetzung und Eigenschaften, Anwendungen, Spezifikationen, Preise, Vergleiche und FAQs.

Übersicht von Pulver auf Nickelbasis

Pulver auf Nickelbasis sind Metallpulver, die hauptsächlich aus Nickel und Legierungselementen wie Chrom, Molybdän, Wolfram und anderen bestehen. Die wichtigsten Eigenschaften, die diese Pulver für Hochleistungsanwendungen geeignet machen, sind:

  • Hohe Festigkeit und Härte bei erhöhten Temperaturen
  • Ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
  • Gute Verschleißfestigkeit
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient

Diese Pulver können durch Verfahren wie Gas- oder Wasserverdüsung, Elektrolyse, Carbonylzersetzung usw. in verschiedenen Größen und Morphologien hergestellt werden. Häufig verwendete Nickellegierungen sind Inconel, Monel, Hastelloy, Nichrome usw.

Pulver auf Nickelbasis

Pulver auf Nickelbasis Zusammensetzung

Pulver auf Nickelbasis enthalten Nickel als Hauptelement zusammen mit anderen Legierungselementen. Typische Zusammensetzungen sind:

LegierungNickel (%)Andere Elemente
Nickel99%+
Inconel72% Ni, 14-17% CrEisen, Niob, Kupfer, Aluminium
Monel63-70% Ni, 27-34% CuEisen, Mangan, Silizium, Kohlenstoff
Nichrom80% Ni, 20% CrEisen
Hastelloy42-62% NiChrom, Molybdän, Wolfram

Das Verhältnis von Nickel und Legierungen bestimmt die wichtigsten Eigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit usw.

Pulver auf Nickelbasis Eigenschaften

Pulver aus Nickellegierungen bieten im Vergleich zu Nickel außergewöhnliche Eigenschaften und sind daher für raue Umgebungen geeignet:

EigentumMerkmale
Hohe TemperaturbeständigkeitBeibehaltung der Festigkeit und Beständigkeit gegen Kriechverformung bei über 1000°C
KorrosionsbeständigkeitBildung einer schützenden Oxidschicht, beständig gegen Säuren, Laugen usw.
OxidationsbeständigkeitLangsame Oxidation an der Luft bis zu ~1100°C
AbriebfestigkeitBesserer Widerstand gegen Erosion, Abrieb und Abrieb als Stahl
WärmeleitfähigkeitHöher als bei nichtrostenden Stählen, ~20 W/m.K für Inconel 625
Elektrischer WiderstandEine Reihe von Legierungen haben einen hohen Widerstand für Heizelemente
Koeffizient der thermischen AusdehnungNiedriger WAK bietet Temperaturwechselbeständigkeit

Typen von Pulvern auf Nickelbasis

Nickelpulver gibt es in verschiedenen Ausführungen, die für unterschiedliche Abscheidungsverfahren geeignet sind:

TypGängige LegierungenGrößenbereich** Morphologie**
Zerstäubtes GasInconel 625, 718; Monel, Hastelloy5 - 150 μmAbgerundet, kugelförmig
Wasser zerstäubtInconel 625, 718; 316L, 304L10 - 300 μmGezackt, unregelmäßig
ElektrolytischeNickel, Monel, Nichrom1 – 150 μmDendritisch, kristallin
CarbonylNickel0,5 - 12 μmFlocken, Chips
  • Gas- und Wasserzerstäubung ermöglichen eine bessere Packungsdichte und Fließfähigkeit
  • Elektrolytische Verfahren haben einen höheren Sauerstoffgehalt, der zu Porosität führt.
  • Carbonylnickelpulver hat einen hohen Reinheitsgrad (>99% Ni)

Pulver auf Nickelbasis Anwendungen

Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen von Nickellegierungspulvern gehören:

IndustrieAnwendungen
Additive FertigungLuft- und Raumfahrtkomponenten, Turbinenschaufeln, Raketentriebwerke
SchweißenReparatur von Turbinen, Werkzeugen, Formen; Fügen von Inconel, Hastelloy
OberflächenbeschichtungKorrosionsschutz, Verschleißfestigkeit, Overlay-Beschichtungen
ElektronikWiderstände, Heizelemente, Leiterbahnen
DiamantwerkzeugeBindung von Diamantkörnern zum Schneiden, Bohren, Schleifen
MagneteVerbesserung der magnetischen Eigenschaften
BatterienNickelelektroden in Ni-Cd- und Ni-MH-Batterien

Dank einzigartiger Eigenschaften wie hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit können Nickelpulver für kritische Anwendungen eingesetzt werden.

Pulver auf Nickelbasis Spezifikationen

Pulver aus Nickellegierungen sind in verschiedenen Größen und Morphologien erhältlich und müssen für eine zuverlässige Leistung den Spezifikationen für Zusammensetzung, Reinheit und Konsistenz entsprechen.

ParameterBereich/Grade
Partikelgröße5 μm bis 300 μm
PartikelformKugelförmig, unregelmäßig, Flocken
Scheinbare Dichte2 - 5 g/cc
Dichte des Gewindebohrers4 - 7 g/cc
Durchflussmenge15 - 25 s/50g
Reinheit98,5% bis 99,9%
Sauerstoffgehalt<0,5%
Wasserstoffverlust<0,1%

Normungsorganisationen wie ASTM International bieten Spezifikationen für Prüfverfahren und Grenzwerte für Nickelpulver:

  • ASTM B162: Norm für Nickelplatten, -bleche, -bänder und gewalzte Stäbe
  • ASTM B283: Gasverdüstes Nickel-Pulver und pulvermetallurgische Produkte
  • ISO 4499-4: Metallische Pulver - Bestimmung des Sauerstoff- und Stickstoffgehalts durch Heißextraktion

Pulver auf Nickelbasis Lieferanten und Preisgestaltung

Einige der weltweit führenden Anbieter von Nickel- und Nickellegierungspulvern sind:

UnternehmenMarkenLegierungenPreisspanne
HoganasNikopulver®Nickel, Carbonylnickel$50 - $100 pro kg
Sandvik FischadlerNifco®.Nickel, Kupfer-Nickel, Nickel-Eisen$75 - $250 pro kg
TischlertechnikCartech®.625, 718, 690, Monel, Hastelloy$100 - $500 pro kg
AMETEKUltrafeines NickelCarbonyl-Nickel$80 - $120 pro kg

Der Preis variiert je nach:

  • Legierungsgrad: Inconel 718 > Inconel 625 > Nickel > Monel
  • Partikelgröße: Nanopulver > Mikropulver
  • Reinheitsgrade: 99,9% Nickel > 98% Nickel
  • Mengen- und Mengenrabatte

Vergleiche

ParameterZerstäubtes GasWasser zerstäubtElektrolytische
KostenHochNiedrigMittel
ReinheitHoch - 99%+Mittel - 98-99%Niedrig - 90-98%
SauerstoffaufnahmeNiedrigHochHoch
PartikelformAbgerundetGezacktDendritisch
FließfähigkeitAusgezeichnetMäßigSchlecht
Scheinbare DichteHochMittelNiedrig
AnwendungenAM, BeschichtungenSchweißen, OberflächenbeschichtungenHeizelemente, Elektronik

Wichtige Unterschiede im Produktionsprozess führen zu Kompromissen bei Kosten, Qualität und Leistung.

Vorteile von Pulver auf Nickelbasis

Pulver aus Nickellegierungen bieten einzigartige Vorteile gegenüber anderen Materialien:

  • Widersteht hohen Temperaturen von über 1000°C
  • Beständigkeit gegen Korrosion in sauren oder alkalischen Umgebungen
  • Ermöglicht die additive Fertigung komplexer Geometrien
  • Hervorragende Bindungsstärke für Diamantwerkzeuge
  • sind biokompatibel für medizinische Implantate
  • Sie haben kontrollierte Ausdehnungseigenschaften
  • Kann recycelt und in der Pulvermetallurgie wiederverwendet werden

Beschränkungen

Einige Nachteile, die mit diesen Pulvern verbunden sind, sind:

  • Teuer im Vergleich zu Eisen- oder Kupferpulvern
  • Empfindlich gegen Sauerstoffkontamination bei der Handhabung
  • Neigung zur Bildung von Oberflächenrissen bei Überhitzung
  • Schwierig zu verarbeiten durch Kaltverdichtung und Sintern
  • Erfordern kontrollierte Atmosphären beim thermischen Spritzen
  • Geringere elektrische und thermische Leitfähigkeit als Kupfer

Die Handhabung, Lagerung und Verarbeitung des Pulvers muss ordnungsgemäß erfolgen, um Einschränkungen zu minimieren.

Pulver auf Nickelbasis

FAQs

F: Sind Nickelpuder gefährlich?

A: Das Einatmen über einen längeren Zeitraum kann zu einer Sensibilisierung der Atemwege führen. Geeignete PSA wie Masken und Handschuhe sollten bei der Handhabung getragen werden.

F: Wie lange ist die Haltbarkeit von Nickelpulver?

A: Wenn sie unter inerter Atmosphäre in versiegelten Behältern gelagert werden, kann die Haltbarkeit 5 Jahre überschreiten. Die Absorption von Sauerstoff und Feuchtigkeit verschlechtert die Qualität mit der Zeit.

F: Welche Partikelgröße ist für das thermische Spritzen am besten geeignet?

A: 20-45 μm bieten eine bessere Dichte und Haftfestigkeit. Feinere Pulver haben eine geringere Abscheidungseffizienz.

F: Sind sie magnetisch oder nicht magnetisch?

A: Reines Nickel ist leicht magnetisch. Die meisten Nickellegierungen sind nicht magnetisch, außer Nichrom und MuMetall, die Eisen und Nickel enthalten.

F: Können Nickellegierungen in 3D gedruckt werden?

A: Ja, Inconel- und Hastelloy-Sorten bieten hervorragende Eigenschaften, erfordern aber optimierte Parameter für das Laserschmelzen/-sintern.

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