Níquel Plata en polvo
Níquel plata en polvo se refiere a un tipo especial de polvo metálico fabricado a partir de una aleación de cobre que contiene níquel y, a menudo, zinc. Debe su nombre a su aspecto plateado, que recuerda a la plata de ley. Sin embargo, no contiene plata elemental. El polvo de alpaca se ha convertido en un material importante en varias industrias debido a sus propiedades y aplicaciones.
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Índice
Níquel plata en polvo se refiere a un tipo especial de polvo metálico fabricado a partir de una aleación de cobre que contiene níquel y, a menudo, zinc. Debe su nombre a su aspecto plateado, que recuerda a la plata de ley. Sin embargo, no contiene plata elemental. El polvo de alpaca se ha convertido en un material importante en varias industrias debido a sus propiedades y aplicaciones.
Visión general del polvo de alpaca
El polvo de alpaca se compone de una aleación de cobre-níquel-zinc con porcentajes variables de cada metal. Las especificaciones básicas del material son:
Cuadro 1: Composición del polvo de alpaca
| Componente | Rango porcentual |
|---|---|
| Cobre (Cu) | 50-70% |
| Níquel (Ni) | 10-30% |
| Zinc (Zn) | 5-20% |
A veces, la alpaca puede contener también pequeñas cantidades de plomo o estaño. Pero el cobre y el zinc constituyen la mayor parte.
Algunas de las propiedades y características esenciales del polvo de alpaca son:
Tabla 2: Propiedades del polvo de alpaca
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Color | Blanco plateado a amarillo pálido |
| Lustre | Brillo metálico |
| Punto de fusión | 1640-1750°F (893-955°C) |
| Peso específico | 8.3-8.8 |
| Dureza Mohs | 3.5-4.5 |
| Conductividad térmica | 0,04-0,09 W/cm-K |
El polvo de alpaca ofrece alta ductilidad, resistencia a la corrosión, resistencia mecánica y dureza, y cualidades antimicrobianas. Puede mezclarse fácilmente con otros polvos metálicos como aditivo de aleación.
Tabla 3: Ventajas del polvo de alpaca
- Dúctil y maleable
- Alta resistencia al impacto
- Buena resistencia a la corrosión
- Propiedades antimicrobianas
- Superficie resistente al deslustre
- Excelente capacidad de pulido
- Puede chaparse con metales como oro, plata, etc.
- Fácil de alear con otros polvos
Tabla 4: Limitaciones del polvo de alpaca
- Caro en comparación con el latón o el bronce
- Conductividad eléctrica inferior a la del cobre
- Propenso a la corrosión por desgalvanización si el nivel de zinc es demasiado alto
El polvo de alpaca está disponible en varios tamaños, formas y formulaciones para adaptarse a las diferentes técnicas de fabricación y aplicaciones de las distintas industrias.
Tipos de polvo de alpaca
Existen varias clasificaciones y especificaciones estándar del polvo de alpaca basadas en la composición, el tamaño de las partículas, la morfología, el proceso de fabricación, etc.
Cuadro 5: Tipos de polvo de alpaca
| Tipo | Descripción |
|---|---|
| Por Composición | CuNi18Zn20, CuNi12Zn24 etc. en función del porcentaje de metales |
| Por forma de partícula | Esféricas, irregulares, aplanadas, dendríticas y más |
| Por tamaño | Gama de 1 micra a cientos de micras |
| Por método de producción | Atomizado, carbonilo, electrolítico, esférico, etc. |
| Por aditivos | Con lubricantes, agentes de flujo, antioxidantes, etc. |
Forma de las partículas: Los polvos esféricos y casi esféricos tienen las mejores propiedades de sinterización y densidad en los productos acabados. Las partículas irregulares, aplanadas y dendríticas proporcionan una mayor resistencia en verde.
Tamaño de las partículas: Los polvos atomizados más finos de 1-20 micras fluyen fácilmente y se sinterizan más rápido. Los polvos más gruesos, de más de 150 micras, tienen mayor resistencia en verde. También se produce polvo ultrafino de nanoalpaca.
Método de fabricación: Las técnicas de producción habituales incluyen la atomización con gas, la electrólisis, la descomposición carbonílica, etc., que afectan a la forma y la distribución del tamaño de las partículas.
Aditivos: Se añaden pequeñas cantidades de grafito, estearatos, etc. para mejorar la fluidez del polvo y la lubricación durante la compactación.
La especificación específica del polvo de alpaca debe elegirse en función del proceso de fabricación y los requisitos de resistencia, precisión, acabado superficial, etc. de la aplicación.
Métodos de producción para Níquel Plata en polvo
Algunas de las técnicas de fabricación más utilizadas para producir polvo de aleación de níquel y plata son:
Tabla 6: Métodos de producción de níquel-plata en polvo
| Método | Descripción | Características |
|---|---|---|
| Atomización de gases | Chorro de metal fundido atomizado por chorros de gas a alta presión en finas gotitas | Partículas esféricas, buen flujo y empaquetamiento, aleación más limpia |
| Atomización del agua | Chorro de agua a alta velocidad rompe en gotas una corriente fundida | Formas irregulares, distribución de tamaños más amplia |
| Electrólisis | Proceso electrolítico acuoso con ánodos metálicos | Forma dendrítica, partículas muy finas |
| Carbonilo | Descomposición térmica del vapor de carbonilo metálico | Polvo esférico ultrafino de 1-5 micras |
La atomización con gas inerte produce el polvo de alpaca más esférico y adecuado para aplicaciones de fabricación aditiva. Los polvos atomizados con agua y electrolíticos tienen formas más irregulares, pero cuestan menos.
Aplicaciones del polvo de alpaca
Los polvos de aleación de níquel y plata tienen excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, lo que los hace adecuados para diversas áreas de aplicación:
Tabla 7: Aplicaciones del polvo de alpaca
| Industria | Aplicación | Razones de uso |
|---|---|---|
| Pulvimetalurgia | Piezas de automóvil, menaje, ferretería | Excelente resistencia, ductilidad y resistencia al desgaste |
| Fabricación aditiva | Impresión 3D de productos industriales, médicos y de consumo | Buena precisión dimensional, detalles finos |
| Soldadura | Unión de acero inoxidable, cobre, cerámica, carburos | Coeficientes de expansión coincidentes |
| Materiales de fricción | Pastillas de freno, discos de embrague | Estabilidad a altas temperaturas |
| Electrónica | Adhesivos, revestimientos y pastas conductoras | Alta conductividad eléctrica |
| Productos cosméticos | Esmalte de uñas, pintalabios, sombra de ojos | Aplicación suave, adherencia, brillo |
Pulvimetalurgia (PM) es el campo de aplicación más amplio y abarca componentes de motores y transmisiones de automoción, herrajes, engranajes, imanes, etc. El polvo de alpaca se compacta y sinteriza mediante tecnología PM debido a sus magníficas propiedades mecánicas.
Fabricación aditiva utiliza polvo de alpaca en procesos de impresión 3D de fusión de lecho de polvo láser, inyección de aglutinante y extrusión de metal para prototipos, herramientas y piezas de uso final en los sectores aeroespacial, médico, dental, joyero, etc.
Soldadura fuerte y blanda Las pastas utilizan polvos de alpaca para unir aceros inoxidables, bronces, latones, herramientas de corte de carburo de tungsteno y componentes cerámicos.
Proveedores y precios del polvo de alpaca
Los polvos de aleación de níquel y plata son vendidos por diversos fabricantes, distribuidores y comerciantes de polvos metálicos especiales de todo el mundo. Los precios dependen de la composición exacta, la distribución granulométrica, la forma, la cantidad del lote y la pureza del producto.
Cuadro 8: Níquel plata en polvo Proveedores
| Proveedor | Marcas | Ubicación |
|---|---|---|
| Sandvik | Águila pescadora, Hoganas | Europa, América |
| Río Tinto | QMP | Canadá, EE.UU. |
| Kymera Internacional | Makin | EE.UU., Singapur |
| SCM Metal | Feran | Italia |
| Elementos americanos | AE | US |
Precios aproximados:
- Polvo de alpaca carbonilada: $50-100 por kg
- Polvo de alpaca atomizada: $20-60 por kg
- Níquel plata electrolítico en polvo: $10-30 por kg
Los grados de alta pureza (>99,9%) cuestan 20-50% más que los polvos de grado industrial (pureza 92-98%).
Cuadro 9: Gama de precios de los polvos de alpaca
| Tipo | Pureza | Tamaño de las partículas | Precios |
|---|---|---|---|
| Polvo de carbonilo | 99.9% | 1-7 micras | $50-110 por kg |
| Polvo atomizado con gas | 98%+ | 15-45 micras | $25-75 por kg |
| Polvo irregular | 96-98% | 75-250 micras | $15-35 por kg |
Los precios también dependen de los descuentos por cantidad de los distribuidores y varían en función de los costes de las materias primas.
Cómo elegir el polvo de alpaca adecuado
Seleccionar la especificación óptima de polvo de alpaca requiere equilibrar la composición, el tamaño y la forma de las partículas, los niveles de impurezas, el método de fabricación, los costes y la disponibilidad en función de la compatibilidad del proceso de producción y los requisitos de la aplicación final en cuanto a fuerza, resistencia al desgaste, conductividad, etc.
Cuadro 10: Directrices para la selección de polvo de alpaca
| Parámetro | Recomendaciones |
|---|---|
| Composición de la aleación | Elija CuNi10Zn15 por coste, CuNi18Zn20 por resistencia y dureza, o aleaciones personalizadas. Reduzca el Zn (<15%) para minimizar los problemas de desgalvanización. |
| Tamaño de las partículas | Tamaño más fino de 1-20 micras para velocidad de sinterización, más de 150 micras para mayor resistencia verde. Las distribuciones multimodales mejoran la densidad. |
| Forma de las partículas | Prefiera la forma esférica (de atomización de gas) para una mejor fluidez y densificación. Evitar dendritas gruesas. |
| Pureza | 99%+ pureza necesaria para aplicaciones médicas/dentales, 96-98% funciona para usos industriales si las propiedades lo permiten. |
| Método de fabricación | Níquel atomizado con gas y carbonilo |
Análisis comparativo del polvo de alpaca
Los polvos de aleación de níquel y plata ofrecen una combinación única de propiedades en comparación con otros polvos metálicos como el cobre, el bronce, el latón y el acero inoxidable.
Cuadro 11: Comparación de polvos metálicos con polvo de níquel-plata
| Parámetro | Plata níquel | Cobre | Latón | Bronce | Acero inoxidable 316L |
|---|---|---|---|---|---|
| Composición | Cu, Ni, Zn | Cu | Cu, Zn | Cu, Sn, Zn | Fe, Cr, Ni, Mo |
| Color | Blanco plateado | Cobre | De dorado a rojo | De dorado a rojo | Gris metalizado |
| Densidad | 8,7 g/cc | 8,9 g/cc | 8,5 g/cc | 8,8 g/cc | 8 g/cc |
| Fuerza | Excelente | Bien | Bien | Excelente | Más alto |
| Dureza | Medio | Suave | Medio | Medio | Muy alta |
| Resistencia a la corrosión | Alta | Medio | Medio | Medio | Más alto |
| Conductividad térmica | 25% IACS | 100% IACS | 28% IACS | 60% IACS | 16% IACS |
| Conductividad eléctrica | 10-15% IACS | 100% IACS | 28% IACS | 15-20% IACS | 1,5% IACS |
| Coste | Alta | Bajo | Bajo | Medio | Alta |
| Tratamiento posterior | Fácil | Más difícil | Medio | Medio | Más difícil |
Fuerza: El polvo de alpaca es casi tan resistente como el bronce, pero más dúctil. La resistencia puede optimizarse mediante composiciones adecuadas.
Resistencia a la corrosión: Las aleaciones de alpaca resisten mejor la corrosión en agua, humedad, ácidos, etc. que el polvo de latón o cobre. Sin embargo, el polvo de acero inoxidable es el que mejor resiste la corrosión.
Conductividad: El polvo de cobre tiene la mayor conductividad térmica y eléctrica, seguido del latón, el bronce y la alpaca en orden decreciente. El polvo de acero inoxidable no es conductor.
Trabajabilidad y acabado: El polvo de alpaca se puede mecanizar, pulir, soldar y soldar fuerte fácilmente para conseguir acabados lisos y brillantes comparables a la plata. El polvo de acero inoxidable es el más difícil de trabajar.
Así pues, tanto si la aplicación requiere resistencia, protección contra la corrosión, transferencia de calor/eléctrica, estética o asequibilidad, el polvo de alpaca cumple varios requisitos, por lo que es adecuado para todos los sectores, desde los componentes de automoción hasta los instrumentos médicos.
Normas y certificaciones para Níquel Plata en polvo
Las principales normas aplicables a los distintos tipos y grados de alpaca en polvo son las siguientes:
Cuadro 12: Normas para el polvo de alpaca
| Estándar | Descripción |
|---|---|
| ASTM B833 | Especificación para composiciones de polvo de alpaca, métodos de ensayo |
| ISO 4490 | Determinación de la distribución granulométrica mediante tamizado analítico |
| ISO 24801 | Atomización con gas de polvos metálicos clasificación y requisitos técnicos de suministro |
| ASTM B215 | Práctica estándar para determinar la densidad real del polvo metálico |
| ISO 14239 | Determinación de la fluidez mediante un alimentador vibratorio |
Los reputados fabricantes y proveedores mundiales de alpaca en polvo cuentan con certificaciones de gestión de la calidad como ISO 9001, ISO 14001, AS9100D, OHSAS 18001 e ISO 45001 para garantizar la coherencia de la composición química, las características de las partículas, la uniformidad entre lotes y el cumplimiento de las normas de seguridad y medioambientales.
Los clientes también pueden exigir certificaciones para aplicaciones específicas en los sectores médico, aeroespacial, automovilístico y electrónico, en función de las normativas regionales.
Medidas de seguridad al manipular polvo de alpaca
Como ocurre con cualquier polvo metálico de grano fino, deben tomarse ciertas precauciones sanitarias y de seguridad al manipular, transportar, almacenar y procesar el polvo de alpaca:
- Llevar equipo de protección -máscaras, gafas, filtros, guantes- para minimizar la inhalación y el contacto con la piel.
- Utilice herramientas resistentes a la chispa para evitar la ignición en entornos de oxígeno puro.
- Garantizar una ventilación adecuada y un equipo de extracción de polvo en el punto de uso.
- Mantener alejado del calor, las chispas y las llamas, ya que el polvo puede ser combustible.
- Lavarse bien después de trabajar con polvos
- Siga la normativa medioambiental local para la eliminación de residuos
Embalaje y transporte: Los polvos de aleación de níquel se envasan en botellas, latas, bidones, etc. purgados con gas inerte o con bolsas que absorben la humedad, ya que pueden oxidarse y degradarse con el tiempo. Las clasificaciones reglamentarias dependen de la composición, la distribución granulométrica y la densidad aparente.
Almacenamiento: Mantenga los recipientes de polvo bien cerrados y almacenados adecuadamente por personal formado. Evite que el inventario envejezca demasiado o que las partículas se apelmacen.
Seguir las directrices de la ficha de datos de seguridad (FDS) y disponer de procedimientos de emergencia en caso de derrame, peligro de incendio o accidente ayuda a mitigar los riesgos asociados para la salud y el medio ambiente cuando se almacenan decenas o cientos de kilogramos de alpaca en polvo.
Preguntas frecuentes
Q. ¿Contiene plata el polvo de alpaca?
A. A pesar de su nombre, la alpaca o plata alemana no contiene plata elemental. Su aspecto plateado se debe a su alto contenido en cobre aleado con níquel y zinc.
Q. ¿Es lo mismo el polvo de alpaca que el polvo de latón?
A. No. El polvo de latón es una aleación de cobre y zinc, mientras que el polvo de alpaca también contiene níquel 10-30% además de cobre y zinc. El níquel le confiere una mayor resistencia a la corrosión en comparación con el latón.
Q. ¿Por qué la alpaca es fuerte y dura?
A. El níquel forma una aleación de solución sólida con el cobre mediante la sustitución de algunos de sus átomos en la estructura reticular cristalina. Esta distorsión a nivel atómico proporciona efectos de refuerzo y endurecimiento que hacen que la alpaca sea más resistente que el cobre puro.
Q. ¿Se oxida o corroe el polvo de alpaca?
A. Sí, puede oxidarse lentamente con el tiempo en el aire formando una capa protectora de óxido en la superficie similar a la oxidación del cobre. Los ambientes ácidos pueden inducir ataques de corrosión disolviendo preferentemente los metales. Un almacenamiento adecuado con recubrimiento de gas inerte y controles de humedad previene la oxidación.
Q. ¿Se puede imprimir en 3D el polvo de alpaca?
A. Sí. Los polvos de aleación de alpaca con tamaño de partícula controlado y morfología esférica son muy adecuados para la impresión 3D mediante tecnologías de inyección de aglutinante, fusión de lecho de polvo por láser y modelado por deposición fundida. Se pueden fabricar fácilmente piezas con detalles finos y paredes delgadas.
Q. ¿Son antimicrobianos los polvos de alpaca?
A. Sí. Estudios científicos han demostrado una reducción de bacterias del 99,9% cuando se incorpora polvo de alpaca a plásticos o revestimientos. El efecto oligodinámico de su alto contenido en cobre le confiere propiedades antimicrobianas eficaces contra un amplio espectro de microbios.
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