Polvos de aleaciones metálicas

Índice

Polvos de aleaciones metálicas comprenden diversas mezclas precisas de elementos metálicos producidos mediante procesamiento por atomización en finas partículas esféricas ideales para técnicas de fabricación avanzadas. Esta guía ofrece a los profesionales técnicos una referencia exhaustiva sobre los grados de aleación de polvos metálicos que abarca composiciones típicas, datos de propiedades mecánicas, métodos de fabricación, aplicaciones clave y proveedores líderes mundiales.

Polvos de aleaciones metálicas

Los polvos metálicos producidos a partir de aleaciones de hierro, níquel, cobalto, aluminio, titanio, cobre y otros metales básicos representan materiales de ingeniería versátiles que confieren propiedades a medida a partir de sus composiciones controladas.

Tipos comunes de polvo metálico

Sistema de aleaciónDescripción
Aceros inoxidablesResistente a la corrosión, alta resistencia
Aceros para herramientas y de baja aleaciónEndurecido, resistente a la temperatura
Superaleaciones de níquelResistencia extrema al calor y a los productos químicos
Superaleaciones de cobaltoBiocompatible, resistente al desgaste
Aleaciones de titanioLigero y resistente para la industria aeroespacial
Cobre y bronceConductividad eléctrica/térmica
Aleaciones de metales preciososAplicaciones puras, inertes y especializadas

Equilibrar los constituyentes permite optimizar los requisitos clave, como la dureza, la resistencia, la durabilidad, la conductividad, el magnetismo o los objetivos de coste.

Rangos de composición típicos

Elemento de aleaciónPapelGama Wt%
Hierro, cobalto, níquelMatriz de metal base50-99%
CromoResistencia a la corrosión + oxidación5-35%
MolibdenoResistencia, resistencia a la fluencia0-30%
TungstenoResistencia al calor, densidad0-18%
ManganesoDesoxidante, fuerza0-15%
CarbonoEndurecimiento, resistencia al desgaste0-6%
aleación metálica en polvo

Polvo de aleación metálica Especificaciones

Distribuciones de tamaño

Luz de mallaMicrómetros
-325<45 μm
-100/+32545-150 μm
+100>150 μm

Morfología y características del flujo

AtributoAlcance típico
Forma de las partículasEsférica
Densidad aparente2 - 6 g/cm3
Densidad del grifo4 - 8 g/cm3
Ratio de Hausner<1.25
Caudal20-35 s/50g
Coeficiente de fricción0.4-0.9

Química y niveles de contaminación

ElementoMáx ppm
Oxígeno1000
Nitrógeno150
Carbono3000
Azufre100

Métodos de producción de polvo metálico

Atomización del agua

  • Atomización de gas inerte de alta pureza
  • Protege las aleaciones químicas reactivas
  • Permite distribuciones de pequeño tamaño

Atomización de gases

  • Air melt spinning
  • Distribuciones de tamaño más estrechas
  • Formas de partículas esferoidales

Proceso de electrodos rotativos de plasma (PREP)

  • Aleaciones personalizadas, cantidades de investigación
  • Microestructuras controladas
  • Velocidades de solidificación rápidas

Aleación mecánica

  • Mezclas elementales de molienda por bolas
  • Menor coste que la atomización
  • Amplias distribuciones de tamaño

Otros métodos

  • Electrólisis
  • Reducción química

Propiedades de los polvos de aleaciones metálicas

El equilibrio de los atributos clave determina las aplicaciones adecuadas:

Propiedades mecánicas

Sistema de aleaciónLímite elásticoResistencia a la tracciónAlargamiento
Aceros inoxidables200-1400 MPa500-1600 MPa10-50%
Aceros para herramientas600-1900 MPa1000-2100 MPa5-15%
Superaleaciones de níquel500-1400 MPa700-1700 MPa10-50%
Aleaciones de titanio750-1100 MPa900-1200 MPa15-25%
Cobre/Bronce70-450 MPa200-600 MPa5-60%

Propiedades térmicas

Sistema de aleaciónPunto de fusiónConductividad térmica
Aceros inoxidables1400-1500°C10-30 W/m-°K
Aceros para herramientas1350-1450°C20-35 W/m-°K
Superaleaciones de níquel1200-1400°C5-50 W/m-°K
Aleaciones de titanio1600-1700°C5-20 W/m-°K
Cobre/Bronce900-1300°C50-400 W/m-°K

Aplicaciones de aleaciones metálicas en polvo

Fabricación aditiva

  • Componentes aeroespaciales
  • Implantes médicos
  • Ferretería de automoción
  • Herramientas y moldes
  • Arquitectura exótica

Pulvimetalurgia

  • Rodamientos para petróleo y gas
  • Bujes de automoción
  • Hardware del aparato
  • Formas de red rentables

Revestimientos por pulverización térmica

  • Revestimientos resistentes a la corrosión
  • Láminas reductoras de la fricción
  • Restauración dimensional

Electrónica y magnetismo

  • Adhesivos conductores
  • Núcleos inductores
  • Gestión térmica
  • Dispositivos de montaje en superficie

Aplicaciones emergentes

  • Baterías y almacenamiento de energía
  • Electrónica impresa en 3D
  • Aleaciones exóticas y prototipos
  • Componentes a microescala

Dirigir Polvo de aleación metálica Fabricantes

EmpresaUbicación
Sandvik OspreyReino Unido
Productos en polvo CarpenterEstados Unidos
Tecnologías de superficie PraxairEstados Unidos
HöganäsSuecia
Polvos metálicos de Río TintoCanadá
ATI Polvos MetálicosEstados Unidos

Socios de procesamiento de peajes personalizados

  • Amplia experiencia en el desarrollo de aleaciones
  • Especialización en producción a escala de investigación
  • Acortar los plazos de desarrollo
  • Proteger la propiedad intelectual

Estimación de costes

Polvos de acero inoxidable

Grado de aleaciónCoste por Kg
304, 316, 303$12-30
17-4PH, 15-5PH$40-90
Dúplex/superaustenticos a medida$70-150

Polvos de acero para herramientas y de alta aleación

Grado de aleaciónCoste por Kg
H13, M2, M4$20-45
Acero para herramientas PM personalizado$45-100

Polvos de superaleación de níquel

Grado de aleaciónCoste por Kg
Inconel 718$90-180
Waspaloy a medida, aleaciones Rene$250-1000+

Polvos de titanio y aleaciones exóticas

Grado de aleaciónCoste por Kg
Ti-6Al-4V$270-450
Titanio a medida$450-1000+

Pros y contras

VentajasDesafíos
Propiedades superiores a las aleaciones forjadasRequiere tratamiento de protección
Aleaciones y microestructuras personalizadasCapacidades de tamaño limitado
Geometría compleja habilitadaNecesita post-consolidación
Menores ratios de compra para volarPruebas de cualificación
Reducción de los plazos de producciónPrecauciones de manipulación y almacenamiento

A la hora de seleccionar las calidades especializadas, sopese cuidadosamente las ventajas y desventajas frente a los objetivos de rendimiento y los presupuestos.

polvo refractario

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es la ventaja de una aleación metálica sobre los polvos elementales puros?

R: La aleación permite mejorar significativamente atributos clave como la fuerza, la resistencia a la corrosión, la dureza, la conductividad, etc. por encima de las limitaciones intrínsecas de cualquier elemento individual mediante mecanismos metalúrgicos y el control de la segunda fase.

P: ¿Qué tamaño de polvo de aleación metálica se puede producir?

R: La atomización con gas inerte puede generar polvos metálicos a escala nanométrica por debajo de los 10 nanómetros, a la vanguardia de las capacidades comerciales actuales. La química y la morfología siguen siendo un área de I+D intensa a medida que se desarrollan nuevos métodos.

P: ¿Es obligatorio el postratamiento de los polvos antes de la fabricación de las piezas?

R: Además del cribado en fracciones de tamaño preciso, se pueden utilizar acondicionamientos adicionales como la desoxidación, el recocido, el recubrimiento y la mezcla para modificar las características del polvo y contribuir al rendimiento del proceso de fabricación, el comportamiento de densificación y los objetivos de propiedades de los componentes finales.

P: ¿Qué determina la diferencia de coste entre grados?

R: La complejidad del procesamiento, el precio de los elementos de aleación, las inversiones en I+D, el volumen de producción y los requisitos de especificación controlan el precio: los polvos exóticos de alta ingeniería resultan mucho más caros que las variedades de uso común.

Conclusión

Esta guía presenta una visión global de los materiales de ingeniería de aleaciones metálicas en polvo capaces de ofrecer un rendimiento de componentes de nueva generación que supera con creces las limitaciones metalúrgicas convencionales mediante una química adaptada y un procesamiento optimizado. Póngase en contacto con un experto del sector para hablar sobre cómo adaptar las ventajas exclusivas de los grados especializados a los requisitos de su aplicación.

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