Proveedores de polvo metálico

Los polvos metálicos se utilizan ampliamente en la fabricación aditiva, el moldeo por inyección de metales y otras aplicaciones de pulvimetalurgia. Este artículo proporciona una descripción general de varios polvos metálicos, métodos de producción, propiedades, especificaciones, aplicaciones, precios, proveedor de polvo metálico así como ventajas y limitaciones de las tecnologías basadas en polvo.

Visión general de polvos metálicos

Los polvos metálicos procesados en componentes de uso final ofrecen beneficios como:

• Aleaciones/composiciones personalizadas que no se pueden lograr mediante la metalurgia de lingotes
• Geometrías complejas y ligeras mediante fabricación aditiva
• La fabricación de formas netas reduce el desperdicio frente a los métodos sustractivos
• Propiedades isotrópicas de solidificación rápida frente a fundición.

Los polvos metálicos comunes van desde aceros inoxidables, aceros para herramientas, superaleaciones hasta titanio, aluminio, cobre y aleaciones exóticas. La producción mediante atomización con gas inerte, atomización con agua y proceso de electrodo giratorio de plasma permite adaptar la distribución del tamaño de las partículas, la morfología y la microestructura para diferentes aplicaciones.

Tipos de polvo metálico

Aceros inoxidables

Los polvos de acero inoxidable austenítico y martensítico como 316L, 420 y 17-4PH ofrecen buena resistencia a la corrosión y alta dureza después del tratamiento térmico:

Aceros para herramientas

Los aceros para herramientas endurecibles al aire como H13 y D2 proporcionan niveles de dureza muy altos después del tratamiento térmico:

Superaleaciones

Las aleaciones a base de níquel, hierro y cobalto ofrecen una resistencia excepcional a altas temperaturas para entornos extremos:

Aluminio y titanio

Los metales ligeros como el aluminio y las aleaciones de titanio permiten piezas estructurales ligeras combinadas con una buena resistencia a la corrosión (Ti) y una alta relación resistencia-peso:

Cobre y tungsteno

El cobre ofrece una alta conductividad térmica y eléctrica, mientras que los grados de tungsteno proporcionan una dureza extrema y una densidad de hasta 18 g/cc:

Aleaciones exóticas

Los grados avanzados incluyen metales preciosos, metales refractarios e imanes permanentes de tierras raras:

Estos permiten propiedades eléctricas, magnéticas, termomecánicas y biocompatibles especializadas para aplicaciones específicas.

Métodos de producción

La atomización con gas es la técnica principal para fabricar distribuciones definidas de tamaño de partículas optimizadas para la fabricación aditiva, moldeo por inyección de metales, etc. La atomización con agua sirve para aplicaciones basadas en costos, como casquillos y filtros para moldeo por inyección de polvo.

Atomización de gases

El gas inerte a alta presión (generalmente argón o nitrógeno) desprende finas gotas de metal fundido de la corriente fundida que se solidifican rápidamente en polvos esféricos ideales para la fusión capa por capa. La química y la microestructura deseadas se incorporan a la aleación antes de la atomización. Esto facilita una alta pureza del polvo y una composición consistente adaptada a la funcionalidad de la pieza.

Atomización del agua

En este proceso, la corriente de metal fundido se desintegra mediante chorros de agua a alta velocidad en partículas finas que se enfrían rápidamente para formar formas irregulares. Es un proceso más económico y útil para aplicaciones de gran volumen donde las características de los polvos sueltos son aceptables.

Proceso de electrodo giratorio

En este método, un arco eléctrico funde una barra giratoria que alimenta una antorcha de plasma. El metal evaporado se condensa en una atmósfera de gas inerte y las partículas fundidas que giran forman un polvo esférico. Ofrece un control extremadamente preciso sobre la distribución del tamaño de partículas para aplicaciones específicas.

Propiedades y especificaciones

Las características clave del polvo, como la forma de las partículas, la distribución del tamaño, el caudal y la densidad aparente, rigen el rendimiento en procesos posteriores como la fabricación aditiva:

Informes de pruebas de materiales de reputados proveedores de polvo de metal muestre datos de caracterización detallados para elegir el grado correcto para la aplicación y el proceso previstos.

Ámbitos de aplicación

Fabricación aditiva

• Componentes aeroespaciales: palas, impulsores, secciones de motor.
• Implantes médicos: ortopédicos/dentales, herramientas quirúrgicas
• Automoción: válvulas, pistones, colectores
• Herramientas industriales: herramientas de corte, troqueles, moldes.

Moldeo por inyección de metales

• Piezas pequeñas de precisión: engranajes, boquillas, sujetadores
• Tornillos ortopédicos, implantes de rodilla/cadera.
• Mecanismos automotrices: cerraduras, poleas.

Revestimientos por pulverización térmica

• Capas resistentes al desgaste: ejes de bombas, rodillos
• Protección contra la corrosión: válvulas, tuberías, recipientes

Prensa de polvo y sinterización

• Cojinetes autolubricantes
• Magnetos permanentes
• Piezas estructurales mediante prensado isostático en frío/caliente.

Las características personalizadas del polvo permiten diversas aplicaciones aprovechando la fabricación con forma neta o casi neta.

proveedor de polvo metálico

Los principales proveedores europeos, asiáticos y norteamericanos satisfacen la demanda de polvo metálico en todas las industrias y geografías.

Estas empresas ofrecen una amplia capacidad en procesos de atomización combinada con un riguroso control de calidad interno sobre las características del polvo y la limpieza, respaldado por informes de pruebas certificados sobre química, distribución del tamaño de partículas, microestructura y consistencia de lotes.

Los expertos en aplicaciones ayudan a personalizar las aleaciones existentes o diseñar nuevos grados adaptados a las necesidades de funcionalidad, geometría y propiedades mecánicas del cliente, desde la creación de prototipos hasta pedidos de polvo metálico a escala comercial.

Precio del polvo metálico

Los precios dependen significativamente del volumen de pedidos, el grado de calidad (comercial, aeronáutico, médico, etc.), la dinámica de la demanda regional y el alcance de la certificación. Los grandes clientes aprobados por OEM obtienen precios mucho más bajos, incluso de $30-40/kg para superaleaciones aeroespaciales comunes.

Pros y contras de la metalurgia de polvos

Ventajas

• Aleaciones/composiciones personalizadas fuera del rango de metalurgia de lingotes convencional
• Geometrías complejas procedentes de fabricación aditiva con montaje reducido
• Fabricación casi en forma neta con menor desperdicio de materia prima
• Propiedades mecánicas mejoradas gracias a una rápida solidificación.

Limitaciones

• Tasas de producción generalmente más lentas que las de fundición o forja.
• Se necesitan pasos adicionales como CIP/HIP en AM para mejorar la densidad
• La reutilización del polvo puede provocar cambios en las características
• Requiere sistemas de manipulación para recuperar/reciclar el polvo no utilizado

Resumen

En resumen, los tipos clave de polvo metálico abarcan acero inoxidable, herramientas y superaleaciones, además de aluminio/titanio, utilizados en la fabricación aditiva, el moldeo por inyección de metal y los recubrimientos por pulverización térmica. La atomización de gas, agua y plasma permite una distribución del tamaño, la forma y la microestructura del polvo a medida. Los proveedores líderes a nivel mundial certificaron la calidad adaptada a los requisitos de la aplicación en términos de química, características de las partículas y limpieza. Para la creación de prototipos o la producción en volumen, hacer coincidir el tipo de polvo metálico adecuado con las necesidades de funcionalidad, proceso y rendimiento de la pieza impulsa el éxito general de la fabricación.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se fabrican los polvos metálicos?

La mayoría de los polvos comerciales se basan en procesos de atomización con gas inerte o atomización con agua para generar partículas esféricas finas con una distribución de tamaño estrictamente controlada.

¿Cuáles son los principales tipos de polvos metálicos?

Las clasificaciones comunes incluyen aceros inoxidables, aceros para herramientas, superaleaciones, aleaciones de aluminio/titanio, aleaciones pesadas de tungsteno y metales preciosos, incluidos exóticos como Elgiloy, Nitinol, etc.

¿Qué factores influyen en el precio del polvo metálico?

Los precios dependen significativamente del volumen, el alcance de la certificación, la dinámica de la demanda regional, los costos de las materias primas y la composición de la aleación: las superaleaciones exóticas pueden costar entre 5 y 10 veces más grados de acero inoxidable por kilogramo.

¿Cuáles son los tamaños típicos de los polvos metálicos?

Una distribución estándar para la fabricación aditiva se sitúa entre 15 y 45 micras. Los grados atomizados con agua pueden oscilar entre 45 y 150 μm y se utilizan principalmente para prensado y sinterización.

¿Qué rige la elección de los polvos metálicos?

Las consideraciones clave son la funcionalidad de la pieza (temperatura de funcionamiento, tensiones, etc.), el método de fabricación (fundición, MIM, AM), los objetivos de costos, el grado de posprocesamiento y la disponibilidad en la forma del producto deseado.

¿Cómo se caracterizan y especifican los polvos metálicos?

Los parámetros típicos proporcionados en los informes de pruebas de materiales cubren la composición del polvo, la distribución del tamaño de las partículas, la morfología (esférica/irregular), las características de flujo, la densidad aparente y los niveles de impurezas residuales. Éstos rigen la aptitud para el servicio.

¿Existen normas para los polvos metálicos?

ASTM, ASME, MPIF, ISO y estándares nacionales/regionales equivalentes ayudan a definir especificaciones para grados comunes en términos de química, fabricación, procedimientos de muestreo, metodología de prueba, condiciones de suministro y garantía de calidad.

¿Qué precauciones son necesarias al manipular polvos metálicos?

Los riesgos clave implican peligros de inflamabilidad y explosión. Las cajas de guantes de gas inerte, los sistemas cerrados de transportador/transporte, la conexión a tierra y los recubrimientos antiestáticos ayudan a manipular el polvo de forma segura junto con el uso de equipo de protección personal durante la extracción y transferencia.

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