Guía del ingeniero sobre polvos metálicos refractarios
Índice
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
![Guía del ingeniero sobre polvos metálicos refractarios 1 polvos metálicos refractarios](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Tungsten-Powder.jpg)
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:
Aleación | Principales elementos de aleación |
---|---|
Aleación pesada de wolframio | W, Ni, Cu, Fe |
Molibdeno TZM | Mo, Ti, Zr |
Tántalo | Ta |
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:
Aleación | Densidad | **Resistencia a la tracción | Método de ensayo |
---|---|---|---|
Aleación pesada de wolframio | 18 g/cc | 550 MPa | ASTM E8 |
Molibdeno TZM | 10,2 g/cc | 485 MPa | ASTM E8 |
Tántalo | 16,6 g/cc | 207 MPa | ASTM E8 |
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:
Tamaños | Malla típica | Gama de impresión común |
---|---|---|
Fino | -325 mallas | 15-45 micras |
Estándar | -100 malla | 149 micras |
Grueso | -60 +100 malla | 250 micras |
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:
Parámetro | Polvo de alta calidad | Polvo para principiantes |
---|---|---|
Morfología | Muy esférica | Dentado, irregular |
Caudal | Flujo Hall > 35s para 50g | Flujo Hall < 25s para 50g |
Densidad aparente | > 90% densidad verdadera | A menudo <80% densidad verdadera |
Contenido de humedad | <0,01% | >0,02% |
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:
Volumen del pedido | Precio estimado |
---|---|
10 kg | $450+/kg |
100 kg | $275+/kg |
500+ kg | $200+/kg |
1000+ kg | Descuentos por subclave |
- 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
Aleación | Punto de fusión | Resistencia a la oxidación |
---|---|---|
Aleación pesada de wolframio | 1400°C | Excelente |
Molibdeno TZM | 2600°C | Excelente |
Tántalo | 2996ºC | Extremo |
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
Ventajas | Desventajas | |
---|---|---|
Polvo de metal refractario | Geometrías complejas | Mayor coste |
Excelente resistencia a altas temperaturas | Tratamiento posterior | |
Reducción de peso | Optimización de parámetros | |
Metal sólido refractario | Menor coste | Límites de forma |
Disponibilidad | Muy pesado | |
Maquinabilidad | Residuos materiales |
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.
![Guía del ingeniero sobre polvos metálicos refractarios 10 polvos metálicos refractarios](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/Pure-Titanium-Powder.jpg)
Preguntas frecuentes
Cuadro 8 - Preguntas frecuentes:
PREGUNTAS FRECUENTES | Respuesta |
---|---|
¿Debo revisar los informes de las pruebas? | Sí, validar los datos de certificación indica la calidad del polvo |
¿Qué tamaño de partículas de polvo debo utilizar? | 15-45 micras equilibra la resolución y el flujo |
¿Qué afecta a la coherencia? | El método de producción influye en la variabilidad: lo mejor es fundir al vacío |
¿Cuánto debo comprar inicialmente? | Empezar poco a poco, comprar más una vez validado el proceso |
Cuadro 9 - Asesoramiento centrado en la aplicación:
PREGUNTAS FRECUENTES | Respuesta |
---|---|
¿Cómo puedo optimizar los componentes de las toberas de los cohetes? | Utilice polvos W o Mo extrafinos de <10 micras para imprimir canales de menos de 2 mm. |
¿Qué método de postratamiento reduce la porosidad? | El prensado isostático en caliente con atmósfera inerte protege contra la oxidación |
¿Qué aleación refractaria maximiza la resistencia a la fluencia? | Considerar las adiciones de potasio, silicio y boro en las aleaciones pesadas de wolframio en función de las temperaturas de funcionamiento. |
¿Cómo debo ajustar los parámetros para obtener una resolución de rasgos ultra fina? | Reduzca la velocidad de escaneado, aumente el espaciado de las tramas y utilice el menor grosor de capa que permita la máquina. |
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