Guía del ingeniero sobre polvos metálicos refractarios

Polvos metálicos refractarios permiten la fabricación aditiva de aleaciones extremadamente resistentes al calor, incomparables con otros materiales. Esta guía incluye composiciones de polvo refractario, especificaciones de partículas, datos de propiedades, precios y comparaciones para tomar decisiones de compra informadas.

Introducción a los polvos metálicos refractarios

Entre las capacidades clave que ofrecen los polvos refractarios se incluyen:

• Soportan temperaturas extremadamente altas
• Mantienen una alta resistencia a temperaturas extremas
• Resisten la deformación por fluencia y el agrietamiento

Las aleaciones más utilizadas son:

• Aleaciones pesadas de wolframio como W-Ni-Cu
• Aleación de molibdeno TZM
• Polvo de tántalo

Esta guía proporciona consideraciones a la hora de seleccionar polvos refractarios:

• Composiciones de aleación y métodos de producción
• Datos de ensayo de las propiedades mecánicas
• Recomendaciones sobre la distribución granulométrica
• Morfología, densidad y características de flujo
• Estimaciones de precios basadas en el volumen de pedidos
• Comparación de la resistencia a la oxidación y la corrosión
• Ventajas e inconvenientes en relación con las formas sólidas
• Preguntas frecuentes sobre la optimización de los parámetros de impresión

Composiciones de polvo metálico refractario

Cuadro 1 muestra las composiciones de polvo de metal refractario por adiciones elementales primarias con algunas variaciones en función de la variante de aleación:

Las pequeñas adiciones de carbono, potasio, silicio y boro también estabilizan las microestructuras y los tamaños de grano adaptados para la resistencia a la fluencia a alta temperatura en función de las condiciones de funcionamiento.

Propiedades mecánicas y métodos de ensayo

Cuadro 2 muestra las propiedades mecánicas mínimas típicas que cumplen las aleaciones de polvo metálico refractario, con valores reales que varían en función de la geometría de fabricación, el postprocesado y el tratamiento térmico:

Validar cuidadosamente las propiedades de los lotes de polvo entregados con respecto a las certificaciones mediante muestreo para garantizar la coherencia.

Recomendaciones sobre el tamaño de las partículas de metales refractarios

Cuadro 3 muestra las distribuciones granulométricas habituales utilizadas para los polvos refractarios de calidad:

Otras características importantes del polvo:

• Morfología esférica de las partículas
• Buenos caudales que superan el tiempo de embudo de 30s hall
• Densidad aparente dentro de 5% de la densidad real
• Bajo contenido de oxígeno y humedad

Equilibre la alta fluidez del polvo con las necesidades de resolución de impresión mediante la selección y distribución del tamaño de las partículas.

Morfología del polvo, densidad y propiedades de fluidez

Cuadro 4 compara las características del polvo entre los niveles generales de calidad que afectan a la solidez del proceso de impresión:

Las propiedades deficientes del polvo exigen grandes ajustes de los parámetros para conseguir una impresión de calidad, lo que reduce la productividad.

Precios del polvo de metal refractario

Cuadro 5 esboza los precios aproximados del polvo refractario en condiciones normales de mercado:

• Las aleaciones premium tienen un precio de partida más alto
• Los pedidos a granel de más de 500 kg permiten reducciones de precio >40%
• Precios de mercado reales vinculados a índices de materias primas
• Validar cuidadosamente los rendimientos reales frente a las fracciones utilizables de los proveedores.

Propiedades de resistencia a la oxidación y la corrosión

Polvos metálicos refractarios ofrecen puntos de fusión extremadamente altos y estabilidad en entornos oxidantes:

Cuadro 6

Las propiedades se derivan de su alto contenido en cromo, aluminio y silicio, que crean barreras de óxido tenaces que impiden la pérdida de material incluso a temperaturas extremas cercanas a los puntos de fusión.

Pros y contras: polvo y sólidos

Cuadro 7

En general, los polvos refractarios justifican las primas para componentes complejos de bajo volumen en los que la resistencia térmica es vital. Los productos de molienda estándar son asequibles para formas sencillas en grandes cantidades.

Combinar estratégicamente las formas de suministro reduce los costes totales del programa.

Preguntas frecuentes

Cuadro 8 - Preguntas frecuentes:

Cuadro 9 - Asesoramiento centrado en la aplicación:

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