Polvos a base de níquel

Polvos a base de níquel se refiere a los polvos fabricados a partir de níquel o aleaciones de níquel que se utilizan en diversas aplicaciones, como la fabricación aditiva, el revestimiento de superficies, la soldadura, etc. Este artículo ofrece una visión general de los polvos a base de níquel, su composición y propiedades, aplicaciones, especificaciones, precios, comparaciones y preguntas frecuentes.

Visión general de polvos a base de níquel

Los polvos a base de níquel son polvos metálicos compuestos principalmente de níquel junto con elementos de aleación como cromo, molibdeno, tungsteno y otros. Las propiedades clave que hacen que estos polvos sean adecuados para aplicaciones de alto rendimiento son:

• Alta resistencia y dureza a temperaturas elevadas
• Excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación
• Buena resistencia al desgaste
• Alta conductividad térmica y eléctrica
• Bajo coeficiente de dilatación térmica

Estos polvos pueden producirse mediante procesos como la atomización con gas o agua, la electrólisis, la descomposición carbonílica, etc., en diversos tamaños y morfologías. Las aleaciones de níquel más utilizadas son Inconel, Monel, Hastelloy, Nichrome, etc.

polvos a base de níquel Composición

Polvos a base de níquel contienen níquel como elemento principal junto con otros elementos de aleación. Las composiciones típicas son:

Aleación	Níquel (%)	Otros elementos
Níquel	99%+	–
Inconel	72% Ni, 14-17% Cr	Hierro, niobio, cobre, aluminio
Monel	63-70% Ni, 27-34% Cu	Hierro, manganeso, silicio, carbono
Nichrome	80% Ni, 20% Cr	Hierro
Hastelloy	42-62% Ni	Cromo, molibdeno, tungsteno

La proporción de níquel y aleaciones determina las características clave como la resistencia, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la oxidación, etc.

polvos a base de níquel Propiedades

Los polvos de aleación de níquel ofrecen propiedades excepcionales en comparación con el níquel, lo que los hace adecuados para entornos difíciles:

Propiedad	Características
Resistencia a altas temperaturas	Conservan la fuerza y resisten la deformación por fluencia a más de 1000°C
Resistencia a la corrosión	Forma una capa protectora de óxido, resistente a ácidos, álcalis, etc.
Resistencia a la oxidación	Tasa de oxidación lenta en aire hasta ~1100°C
Resistencia al desgaste	Resisten la erosión, la abrasión y el gripado mejor que el acero
Conductividad térmica	Superior a los aceros inoxidables, ~20 W/m.K para Inconel 625
Resistividad eléctrica	Gama de aleaciones de alta resistividad para elementos calefactores
Coeficiente de dilatación térmica	El bajo CET proporciona resistencia al choque térmico

Tipos de polvos a base de níquel

Los polvos de níquel están disponibles en diferentes tipos adecuados para diversos métodos de deposición:

Tipo	Aleaciones comunes	Tamaños	** Morfología.
Gas atomizado	Inconel 625, 718; Monel, Hastelloy	5 - 150 μm	Redondeado, esférico
Agua atomizada	Inconel 625, 718; 316L, 304L	10 - 300 μm	Dentado, irregular
Electrolítico	Níquel, Monel, Nicromo	1 – 150 µm	Dendrítico, cristalino
Carbonilo	Níquel	0,5 - 12 μm	Copos, patatas fritas

• El gas y el agua atomizados permiten una mejor densidad y fluidez de la empaquetadura
• Los electrolíticos tienen mayor contenido de oxígeno, lo que provoca porosidad
• El níquel carbonílico en polvo tiene una gran pureza (>99% Ni)

polvos a base de níquel Aplicaciones

Las principales áreas de aplicación de los polvos de aleaciones de níquel son:

Industria	Aplicaciones
Fabricación aditiva	Componentes aeroespaciales, álabes de turbina, motores de cohetes
Soldadura	Reparación de turbinas, herramientas, moldes; unión de inconel, hastelloy
Revestimiento de superficies	Protección contra la corrosión, resistencia al desgaste, revestimientos superpuestos
Electrónica	Resistencias, elementos calefactores, conductores
herramientas de diamante	Granos de diamante aglomerante para corte, taladrado y amolado
Imanes	Mejora de las propiedades magnéticas
Pilas	Electrodos de níquel en baterías de Ni-Cd, Ni-MH

Propiedades únicas como la alta resistencia y la resistencia a la corrosión permiten a los polvos de níquel permitir aplicaciones críticas.

polvos a base de níquel Especificaciones

Los polvos de aleación de níquel están disponibles en varios tamaños y morfologías, y deben cumplir las especificaciones de composición, pureza y consistencia para obtener un rendimiento fiable.

Parámetro	Gama/Grados
Tamaño de las partículas	5 μm a 300 μm
Forma de las partículas	Escamas esféricas, irregulares
Densidad aparente	2 - 5 g/cc
Densidad del grifo	4 - 7 g/cc
Caudal	15 - 25 s/50g
Pureza	98,5% a 99,9%
Contenido de oxígeno	<0,5%
Pérdida de hidrógeno	<0,1%

Organizaciones de normalización como ASTM International proporcionan especificaciones sobre métodos de ensayo y umbrales para los polvos de níquel:

• ASTM B162: Norma para chapas, láminas, bandas y barras laminadas de níquel.
• ASTM B283: Níquel en polvo atomizado por gas y productos pulvimetalúrgicos
• ISO 4499-4: Polvos metálicos - Determinación del contenido de oxígeno y nitrógeno por extracción en caliente

polvos a base de níquel Proveedores y precios

Algunos de los principales proveedores mundiales de níquel y aleaciones de níquel en polvo son:

Empresa	Marcas	Aleaciones	Precios
Hoganas	Nicopolvo	Níquel, níquel carbonílico	$50 - $100 por kg
Sandvik Osprey	Nifco	Níquel, cobre níquel, hierro níquel	$75 - $250 por kg
Tecnología Carpenter	Cartech	625, 718, 690,Monel, Hastelloy	$100 - $500 por kg
AMETEK	Níquel ultrafino	Níquel carbonílico	$80 - $120 por kg

Los precios varían en función de:

• Aleación: Inconel 718 > Inconel 625 > Níquel > Monel
• Tamaño de las partículas: Nano polvo > Micro polvo
• Niveles de pureza: 99,9% Níquel > 98% Níquel
• Descuentos por cantidad y por volumen

Comparaciones

Parámetros	Gas atomizado	Agua atomizada	Electrolítico
Coste	Alta	Bajo	Medio
Pureza	Alto - 99%+	Mediana - 98-99%	Bajo - 90-98%
Recogida de oxígeno	Bajo	Alta	Alta
Forma de las partículas	Redondeado	Dentado	Dendrítico
Fluidez	Excelente	Moderado	Pobre
Densidad aparente	Alta	Medio	Bajo
Aplicaciones	AM, revestimientos	Soldadura, revestimientos superficiales	Elementos calefactores, electrónica

Las principales diferencias en el proceso de producción dan lugar a compensaciones en costes, calidad y rendimiento.

Ventajas de polvos a base de níquel

Los polvos de aleación de níquel ofrecen ventajas únicas frente a otros materiales:

• Soportan altas temperaturas superiores a 1000°C
• Resisten la corrosión en ambientes ácidos o alcalinos
• Permite la fabricación aditiva de geometrías complejas
• Proporcionan una excelente fuerza de adherencia para herramientas diamantadas
• Son biocompatibles para implantes médicos
• Tienen características de expansión controlada
• Puede reciclarse y reutilizarse en pulvimetalurgia

Limitaciones

Algunos inconvenientes asociados a estos polvos son:

• Caro en comparación con los polvos de hierro o cobre
• Sensible a la contaminación por oxígeno durante la manipulación
• Propenso a desarrollar grietas superficiales si se sobrecalienta
• Difícil de procesar por compactación en frío y sinterización
• Requieren atmósferas controladas durante la pulverización térmica
• Menor conductividad eléctrica y térmica que el cobre

Deben utilizarse métodos adecuados de manipulación, almacenamiento y procesamiento del polvo para minimizar las limitaciones.

Preguntas frecuentes

P: ¿Son peligrosos los polvos de níquel?

R: La inhalación prolongada puede causar sensibilización respiratoria. Durante la manipulación deben utilizarse EPI adecuados, como mascarillas y guantes.

P: ¿Cuál es la vida útil de los polvos de níquel?

R: Si se almacena en atmósfera inerte en recipientes sellados, su vida útil puede superar los 5 años. La absorción de oxígeno y humedad degrada la calidad con el tiempo.

P: ¿Qué tamaño de partícula es mejor para la proyección térmica?

R: 20-45 μm ofrecen mejor densidad y fuerza de adherencia. Los polvos más finos tienen una menor eficiencia de deposición.

P: ¿Son magnéticos o no magnéticos?

R: El níquel puro es ligeramente magnético. La mayoría de las aleaciones de níquel no son magnéticas, excepto Nichrome y MuMetal, que contienen hierro y níquel.

P: ¿Se pueden imprimir en 3D las aleaciones de níquel?

R: Sí, los grados Inconel y Hastelloy ofrecen excelentes propiedades, pero requieren parámetros optimizados para la fusión/sinterización por láser.

conocer más procesos de impresión 3D