Poudres d'alliages métalliques

Table des matières

Poudres d'alliages métalliques Ce guide permet de fabriquer des pièces de haute performance en utilisant la métallurgie des poudres, le pressage et le frittage ou les méthodes de fabrication additive dans les secteurs du transport, de l'industrie, de la médecine et de l'énergie. Ce guide couvre les différentes options d'alliage, les processus de production de poudre, les spécifications clés, les cas d'utilisation, les considérations de qualité et les conseils en matière d'approvisionnement.

Types de poudres d'alliages métalliques

Catégories communes :

TypeExemplesPropriétés principales
Alliages de nickelInconel, Monel, HastelloyRésistance à la corrosion, résistance à la chaleur
Alliages de cobaltMP35N, Haynes 25, StelliteRésistance à l'usure, biocompatibilité
Alliages de titaneGrade CP, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7NbHaute résistance, faible poids
Aciers inoxydables316, 17-4PH, 15-5PHRésistance à la corrosion, solidité
Aciers à outilsH13, M2, M4, P20Résistance à l'usure, ténacité
Alliages de cuivreCuivre chromé, Laiton, BronzeConductivité électrique et thermique

Faire correspondre les propriétés du matériau d'alliage aux exigences de performance des pièces critiques, telles que la tolérance à la chaleur, la dureté, la résistance à la fatigue, etc. en sélectionnant la qualité de la poudre.

poudres d'alliages métalliques

Méthodes de production de poudre métallique

Principaux procédés de fabrication à l'échelle commerciale :

  • Atomisation des gaz - Le gaz inerte à haute pression brise le flux de métal en fusion en fines gouttelettes. On obtient des poudres sphériques avec de bonnes propriétés d'écoulement et d'emballage. Différentes buses permettent d'obtenir les tailles souhaitées.
  • Atomisation par plasma - Un arc plasma à haute énergie fait fondre la matière première. De puissantes bobines d'induction génèrent des gouttelettes qui se solidifient en poudres sphériques avec une distribution serrée des particules.
  • Électrode rotative - Les forces centrifuges agissant sur un alliage fondu en rotation soumis à des jets de gaz inertes provoquent la désintégration en fines gouttelettes qui donnent des poudres sphériques.
  • Électrolyse - Les ions métalliques de la solution se déposent sur les cathodes sous forme de fines particules de poudre. Utilisé pour les matériaux réactifs comme l'aluminium, le magnésium, le titane.

Le contrôle des paramètres du processus, tels que la température, l'atmosphère et les vitesses de refroidissement, permet d'obtenir des poudres de qualité pour la fabrication de pièces par fabrication additive ou par compactage par métallurgie des poudres.

Spécifications typiques

ParamètresDescriptionMéthode d'essai
La pureté>99%, minimiser les impuretésAnalyse ICP
Forme des particulesSphérique >80%Microscopie
Distribution de la taille des particulesPlages étroites selon les besoinsDiffraction laser
Densité du robinetEn fonction du matériauDébitmètre à effet Hall
Densité apparenteEn fonction du matériauPycnométrie
DébitsStandardisé pour chaque taille nominaleDébitmètre à effet Hall
Oxydes de surface<3000 ppm ; épaisseur de l'oxydeFusion sous gaz inerte ; XRD

Examiner les données statistiques sur les lots fournies par le fabricant par rapport à ces paramètres spécifiques à votre grade cible, en confirmant la qualité et la cohérence par rapport aux normes.

Applications

Les applications des poudres d'alliages métalliques couvrent de nombreux domaines :

Aérospatiale - Composants de moteurs tels qu'aubes, tuyères ; accessoires de cellule, pièces de train d'atterrissage ; systèmes embarqués

Industriel - Pompes, vannes, trépans pour gaz naturel/pétrole ; inserts d'outillage ; réacteurs nucléaires ; échangeurs de chaleur

Automobile - Composants de moteurs, rotors de turbocompresseurs, engrenages ; châssis, pièces de transmission

Médical - Implants pour genoux, hanches, dentaires ; outils chirurgicaux ; instruments d'imagerie

Consommateur - Montres haut de gamme, équipements sportifs tels que bicyclettes, clubs de golf, etc. exigeant résistance et esthétique.

L'énergie - Contacts de cellules solaires, électrodes ; générateurs ; composants de batteries ; éoliennes

Tirer parti des propriétés des matériaux qui peuvent être adaptées à la liberté de conception et à la précision.

Normes industrielles

Principales spécifications applicables aux poudres d'alliages métalliques:

StandardDescription
ASTM B213Système de classification standard des poudres métalliques
ISO 4490Analyse chimique, procédures d'échantillonnage
ASTM B822Mesure de la densité apparente et du débit
MPIF 04Méthodes statistiques pour l'analyse des poudres métalliques

Examiner les certifications statistiquement validées montrant la conformité aux limites de composition des grades et la constance de la qualité de la production par rapport aux normes applicables.

Grades de poudres métalliques courantes

AlliageNoms commerciauxSpécifications
Alliages de nickelInconel 718, 625 ; Hastelloy X ; Monel K500AMS 5662, 5663, etc.
Alliages de cobaltMP35N, Haynes 25, Stellite 21ASTM F90, F1537, etc.
Alliages de titaneTi-6Al-4V Grade 5 ; Ti-6Al-7Nb ; CP Ti Grade 2AMS 4911, ASTM B348, etc.
Aciers inoxydablesSS 316L ; 17-4PH ; 15-5 PH ;ASTM A240, B945, etc.
Aciers à outilsH13 ; M2 ; M4 ; P20+NiTypes AISIASTMA681
Alliages de cuivreC18150, C19500, C95810N° UNS, ASTM B194, etc.

Faire correspondre la nuance cible aux spécifications d'alliage applicables qui correspondent aux besoins de fonctionnalité de la pièce finie en ce qui concerne les paramètres de résistance, de conductivité et de résistance à la corrosion.

Considérations sur la qualité

MétriqueObjectifMéthode d'essai
CompositionVérifier la pureté du gradeAnalyse ICP
Distribution de la taille des particulesCompatibilité AM, réponse au frittageDiffraction laser
Débit de HallDensité d'empaquetage des poudres, uniformité de la coucheDébitmètre à effet Hall
Densité du robinetIndique la densité finale de la piècePeser le volume mesuré
Densité apparenteDensité du système de poudrePycnométrie des gaz
Forme des particulesLa sphéricité optimise les propriétésMicroscopie
Oxydes de surfaceImpacts de la réutilisation des poudresAnalyseur de fusion de gaz inerte

La qualité constante de ces mesures est directement corrélée à la performance constante de la pièce finale qui répond aux spécifications.

Considérations relatives à l'approvisionnement

ParamètresImportance
Fiches techniques des lotsHaut
Soutien à l'échantillonnageHaut
Délai d'exécutionMoyen
PersonnalisationFaible
Facteurs de prixFaible

Essayez d'abord des échantillons de poudre avant de faire des achats importants afin de qualifier les réactions d'impression ou de compression par rapport aux besoins de l'application.

poudres d'alliages métalliques

FAQ

Q : Quelle est la différence entre les poudres élémentaires pré-alliées et les poudres élémentaires mélangées ?

R : Les poudres pré-alliées ont une composition uniforme dans chaque particule sphérique. Les mélanges d'éléments peuvent présenter de légères différences de composition entre les particules, ce qui peut créer des inhomogénéités dans les pièces finales.

Q : Les poudres métalliques doivent-elles être stockées dans des conditions particulières ?

R : Stocker le produit scellé avec un dessicant à l'abri de l'humidité et de l'oxygène qui causent la détérioration. Limiter les variations de température à 10-30°C. Jeter en cas de décoloration sévère, d'agglutination ou de perte importante d'écoulement. La durée de conservation est généralement supérieure à un an si le produit est correctement stocké.

Q : Quels sont les mélanges de poudres métalliques les plus courants ?

R : Les mélanges de poudres de cobalt-chrome, d'acier inoxydable-17-4PH et d'alliage de nickel-acier inoxydable permettent d'adapter les propriétés du matériau de la pièce finale, telles que la résistance mécanique, la résistance à l'usure ou la résistance à la corrosion, à des coûts inférieurs à ceux des grades de haute pureté.

Q : Quelles sont les précautions à prendre lors de la manipulation de poudres métalliques ?

R : Utilisez un équipement de protection individuelle approprié et évitez le contact avec la peau ou l'inhalation lors de la manipulation des poudres. Les poudres passivées présentent moins de risques pour la santé que les poudres atomisées qui peuvent être plus réactives. Consultez les fiches de données de sécurité sur l'inflammabilité, la réactivité et les protocoles d'exposition.

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