Polvos de aleaciones metálicas

Índice

Polvos de aleaciones metálicas permiten la fabricación de piezas de alto rendimiento mediante métodos de prensado y sinterización pulvimetalúrgicos o de fabricación aditiva en los sectores del transporte, la industria, la medicina y la energía. Esta guía cubre varias opciones de aleación, procesos de producción de polvo, especificaciones clave, casos de uso, consideraciones de calidad y asesoramiento de abastecimiento.

Tipos de polvos de aleaciones metálicas

Categorías comunes:

TipoEjemplosPropiedades clave
Aleaciones de níquelInconel, Monel, HastelloyResistencia a la corrosión, resistencia al calor
Aleaciones de cobaltoMP35N, Haynes 25, StelliteResistencia al desgaste, biocompatibilidad
Aleaciones de titanioGrado CP, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7NbAlta resistencia, bajo peso
Aceros inoxidables316, 17-4PH, 15-5PHResistencia a la corrosión, solidez
Aceros para herramientasH13, M2, M4, P20Resistencia al desgaste, tenacidad
Aleaciones de cobreCobre cromado, latón, bronceConductividad eléctrica y térmica

Adaptar las propiedades de los materiales de aleación a los requisitos de rendimiento de las piezas críticas, como la tolerancia al calor, la dureza, la resistencia a la fatiga, etc., impulsando la selección del grado de polvo.

polvos de aleaciones metálicas

Métodos de producción de polvo metálico

Procesos clave de fabricación a escala comercial:

  • Atomización de gases - El gas inerte a alta presión rompe la corriente de metal fundido en finas gotitas. Consigue polvos esféricos con buenas propiedades de flujo y empaquetamiento. Diferentes boquillas generan los rangos de tamaño deseados.
  • Atomización por plasma - El arco de plasma de alta energía funde la materia prima. Las potentes bobinas de inducción generan gotas que se solidifican en polvos esféricos con una distribución de partículas muy homogénea.
  • Electrodo giratorio - Las fuerzas centrífugas que actúan sobre la aleación fundida en rotación sometida a chorros de gas inerte provocan la desintegración en finas gotitas que dan lugar a polvos esféricos.
  • Electrólisis - Los iones metálicos de la solución se depositan en los cátodos en forma de finas partículas de polvo. Se utiliza para materiales reactivos como el aluminio, el magnesio y el titanio.

El control de los parámetros del proceso, como la temperatura, la atmósfera y la velocidad de enfriamiento, da como resultado una materia prima en polvo de calidad para la fabricación de piezas mediante fabricación aditiva o compactación pulvimetalúrgica.

Especificaciones típicas

ParámetroDescripciónMétodo de ensayo
Pureza>99%, minimizar impurezasAnálisis ICP
Forma de las partículasEsférico >80%Microscopía
Distribución del tamaño de las partículasRangos estrechos según sea necesarioDifracción láser
Densidad del grifoEn función del materialCaudalímetro Hall
Densidad aparenteEn función del materialPicnometría
CaudalesNormalizado para cada tamaño nominalCaudalímetro Hall
Óxidos superficiales<3000 ppm; espesor del óxidoFusión con gas inerte; DRX

Revise los datos estadísticos de los lotes del fabricante con respecto a estas métricas específicas de su grado objetivo confirmando la calidad y la consistencia en relación con los estándares.

Aplicaciones

Las aplicaciones de aleaciones metálicas en polvo abarcan:

Aeroespacial - Componentes del motor como álabes, toberas; accesorios del fuselaje, piezas del tren de aterrizaje; sistemas de a bordo.

Industrial - Bombas de gas natural/petróleo, válvulas, brocas; insertos para herramientas; reactores nucleares; intercambiadores de calor

Automoción - Componentes de motor, rotores de turbocompresor, engranajes; chasis, piezas de transmisión

Médico - Implantes para rodillas, caderas, dentales; instrumentos quirúrgicos; instrumentos de diagnóstico por imagen

Consumidores - Relojes de alta gama, equipamiento deportivo como bicicletas, palos de golf, etc., que requieren resistencia y estética.

Energía - Contactos de células solares, electrodos; generadores; componentes de baterías; turbinas eólicas

Aprovechar las propiedades de los materiales con libertad de diseño y precisión.

Normas industriales

Especificaciones clave aplicables a polvos de aleaciones metálicas:

EstándarDescripción
ASTM B213Sistema normalizado de clasificación de polvos metálicos
ISO 4490Análisis químicos, procedimientos de muestreo
ASTM B822Medición de la densidad aparente y del caudal
MPIF 04Métodos estadísticos para el análisis de polvo metálico

Revisar las certificaciones validadas estadísticamente que demuestren la conformidad con los límites de composición de los grados y la coherencia de la calidad de la producción en relación con las normas aplicables.

Calidades comunes de polvo metálico

AleaciónNombres comercialesEspecificaciones
Aleaciones de níquelInconel 718, 625; Hastelloy X; Monel K500AMS 5662, 5663, etc.
Aleaciones de cobaltoMP35N, Haynes 25, Stellite 21ASTM F90, F1537, etc.
Aleaciones de titanioTi-6Al-4V Grado 5; Ti-6Al-7Nb ; CP Ti Grado 2AMS 4911, ASTM B348, etc.
Aceros inoxidablesSS 316L; 17-4PH; 15-5 PH;ASTM A240, B945, etc.
Aceros para herramientasH13; M2; M4; P20+NiTipos AISIASTM A681
Aleaciones de cobreC18150, C19500, C95810Nº UNS, ASTM B194, etc.

Hacer coincidir el grado objetivo con las especificaciones de aleación aplicables que se ajusten a las necesidades funcionales de la pieza acabada en cuanto a parámetros de resistencia, conductividad y resistencia a la corrosión.

Consideraciones sobre la calidad

MétricaPropósitoMétodo de ensayo
ComposiciónVerificar la pureza del gradoAnálisis ICP
Distribución granulométricaCompatibilidad AM, respuesta de sinterizaciónDifracción láser
Caudal HallDensidad de empaquetamiento del polvo, uniformidad de la capaCaudalímetro Hall
Densidad del grifoIndica la densidad final de la piezaPesar el volumen medido
Densidad aparenteDensidad del sistema de polvoPicnometría de gases
Forma de las partículasLa esfericidad optimiza las propiedadesMicroscopía
Óxidos superficialesImpactos de la reutilización del polvoAnalizador de fusión de gases inertes

Una calidad constante en todos estos parámetros está directamente relacionada con un rendimiento constante de la pieza final que cumpla las especificaciones.

Consideraciones sobre el aprovisionamiento

ParámetroImportancia
Fichas técnicas de lotesAlta
Apoyo al muestreoAlta
Tiempo de esperaMedio
PersonalizaciónBajo
Factores de precioBajo

Pruebe primero las muestras de polvo antes de realizar grandes compras para calificar las respuestas de impresión o compresión en relación con las necesidades de la aplicación.

polvos de aleaciones metálicas

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es la diferencia entre polvos elementales prealeados y mezclados?

R: Los polvos prealeados tienen una composición uniforme en cada partícula esférica. Las mezclas elementales pueden presentar ligeras diferencias de composición entre partículas que pueden crear inhomogeneidades en las piezas finales.

P: ¿Deben almacenarse los polvos metálicos en condiciones especiales?

R: Almacenar sellado con desecante lejos de la humedad y el oxígeno que causan deterioro. Limitar la variación de temperatura a 10-30°C. Desechar en caso de decoloración severa, apelmazamiento o pérdida significativa de fluidez. La vida útil es normalmente de más de un año si se almacena correctamente.

P: ¿Cuáles son las mezclas habituales de polvo metálico?

R: Las mezclas de polvo de cobalto-cromo, acero inoxidable-17-4PH y aleación de níquel-acero inoxidable ofrecen la posibilidad de adaptar las propiedades del material de la pieza final, como la resistencia, la resistencia al desgaste o la resistencia a la corrosión, con un coste inferior al de los grados de alta pureza.

P: ¿Qué precauciones hay que tomar al manipular polvos metálicos?

R: Utilice los EPI adecuados y evite el contacto con la piel o la inhalación durante la manipulación del polvo. Los polvos pasivados presentan menos riesgos para la salud en comparación con los polvos atomizados que pueden ser más reactivos. Revise las hojas SDS sobre inflamabilidad, reactividad y protocolos de exposición.

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