Fournisseurs de poudres métalliques

Les poudres métalliques sont largement utilisées dans la fabrication additive, le moulage par injection de métal et d'autres applications de métallurgie des poudres. Cet article donne un aperçu des différentes poudres métalliques, des méthodes de production, des propriétés, des spécifications, des applications et des prix, fournisseur de poudre métallique ainsi que les avantages et les limites des technologies basées sur les poudres.

Vue d'ensemble de poudres métalliques

Les poudres métalliques transformées en composants d'utilisation finale offrent des avantages tels que

• Alliages/compositions personnalisés impossibles à obtenir par métallurgie des lingots
• Géométries complexes et légères grâce à la fabrication additive
• Fabrication de formes nettes réduisant les pertes par rapport aux méthodes soustractives
• Propriétés isotropes de la solidification rapide par rapport à la coulée

Les poudres métalliques courantes vont des aciers inoxydables, des aciers à outils, des superalliages au titane, à l'aluminium, au cuivre et aux alliages exotiques. La production par atomisation sous gaz inerte, atomisation à l'eau et procédé par électrodes rotatives à plasma permet d'adapter la distribution de la taille des particules, la morphologie et la microstructure à différentes applications.

Types de poudres métalliques

Aciers inoxydables

Les poudres d'acier inoxydable austénitique et martensitique telles que 316L, 420 et 17-4PH offrent une bonne résistance à la corrosion et une dureté élevée après traitement thermique :

Aciers à outils

Les aciers à outils durcissant à l'air, tels que H13 et D2, offrent des niveaux de dureté très élevés après le traitement thermique :

Superalliages

Les alliages à base de nickel, de fer et de cobalt offrent une résistance exceptionnelle à haute température pour les environnements extrêmes :

Aluminium et titane

Les métaux légers tels que l'aluminium et les alliages de titane permettent d'obtenir des pièces structurelles légères combinées à une bonne résistance à la corrosion (Ti) et à un rapport résistance/poids élevé :

Cuivre et tungstène

Le cuivre offre une conductivité thermique et électrique élevée, tandis que le tungstène offre une dureté extrême et une densité allant jusqu'à 18 g/cc :

Alliages exotiques

Les qualités avancées comprennent les métaux précieux, les métaux réfractaires et les aimants permanents de terres rares :

Ceux-ci permettent d'obtenir des propriétés électriques, magnétiques, thermomécaniques et biocompatibles spécialisées pour des applications de niche.

Méthodes de production

L'atomisation au gaz est la principale technique permettant de fabriquer des distributions granulométriques définies, optimisées pour la fabrication additive, le moulage par injection de métaux, etc. L'atomisation à l'eau sert à des applications axées sur les coûts, comme le moulage par injection de poudre de bagues et de filtres.

Atomisation des gaz

Un gaz inerte à haute pression (généralement de l'argon ou de l'azote) sépare de fines gouttelettes de métal en fusion du flux de matière fondue, qui se solidifient rapidement en poudres sphériques idéales pour la fusion couche par couche. La chimie et la microstructure souhaitées sont intégrées dans l'alliage avant l'atomisation. Cela permet d'obtenir une grande pureté de la poudre et une composition cohérente adaptée à la fonctionnalité de la pièce.

Atomisation de l'eau

Dans ce procédé, le flux de métal en fusion est désintégré par des jets d'eau à grande vitesse en fines particules qui refroidissent rapidement pour former des formes irrégulières. Il s'agit d'un procédé moins coûteux, utile pour les applications à grand volume où les caractéristiques des poudres libres sont acceptables.

Procédé à électrodes rotatives

Dans cette méthode, un arc électrique fait fondre une barre rotative alimentant une torche à plasma. Le métal évaporé se condense dans une atmosphère de gaz inerte et les particules fondues en rotation forment une poudre sphérique. Cette méthode permet un contrôle extrêmement fin de la distribution de la taille des particules pour des applications de niche.

Propriétés et spécifications

Les caractéristiques clés des poudres, telles que la forme des particules, la distribution des tailles, le débit et la densité apparente, déterminent les performances des processus en aval, tels que la fabrication additive :

Rapports d'essais de matériaux provenant d'entreprises réputées fournisseurs de poudres métalliques présentent des données de caractérisation détaillées afin de choisir la bonne qualité pour l'application et le processus prévus.

Domaines d'application

Fabrication additive

• Composants aérospatiaux - pales, hélices, sections de moteur
• Implants médicaux - orthopédiques/dentaires, outils chirurgicaux
• Automobile - soupapes, pistons, collecteurs
• Outillage industriel - outils de coupe, matrices, moules

Moulage par injection de métal

• Petites pièces de précision - engrenages, buses, fixations
• Vis orthopédiques, implants du genou/de la hanche
• Mécanismes automobiles - serrures, poulies

Revêtements par pulvérisation thermique

• Couches résistantes à l'usure - arbres de pompe, rouleaux
• Protection contre la corrosion - vannes, tuyaux, cuves

Presse à poudre et frittage

• Roulements autolubrifiants
• Aimants permanents
• Pièces structurelles par pressage isostatique à froid/chaud

Les caractéristiques personnalisées des poudres permettent diverses applications utilisant la fabrication de formes nettes ou proches de la forme nette.

fournisseur de poudre métallique

Les principaux fournisseurs européens, asiatiques et nord-américains répondent à la demande de poudres métalliques dans tous les secteurs et toutes les régions.

Ces entreprises offrent une grande capacité en matière de processus d'atomisation, assortie d'un contrôle de qualité interne rigoureux sur les caractéristiques et la propreté des poudres, étayé par des rapports d'essai certifiés sur la chimie, la distribution de la taille des particules, la microstructure et l'homogénéité des lots.

Les experts en applications aident à personnaliser les alliages existants ou à concevoir de nouvelles nuances adaptées aux propriétés mécaniques, à la géométrie et aux fonctionnalités des clients, depuis le prototypage jusqu'aux commandes de poudres métalliques à l'échelle commerciale.

Prix des poudres métalliques

Les prix dépendent fortement du volume de la commande, de la qualité (commerciale, aéronautique, médicale, etc.), de la dynamique de la demande régionale et de l'étendue de la certification. Les grands clients approuvés par les équipementiers obtiennent des prix beaucoup plus bas, même de $30-40/kg pour les superalliages aéronautiques courants.

Avantages et inconvénients de la métallurgie des poudres

Avantages

• Alliages/compositions sur mesure en dehors de la gamme métallurgique conventionnelle des lingots
• Géométries complexes issues de la fabrication additive avec assemblage réduit
• Fabrication de formes presque nettes avec moins de pertes de matières premières
• Propriétés mécaniques améliorées grâce à une solidification rapide

Limites

• Taux de production généralement plus lents que le moulage ou le forgeage
• Des mesures supplémentaires telles que le CIP/HIP sont nécessaires pour améliorer la densité dans le domaine de la médecine anthroposophique.
• La réutilisation de la poudre peut entraîner une modification des caractéristiques
• Nécessite des systèmes de manutention pour récupérer/recycler la poudre non utilisée

Résumé

En résumé, les principaux types de poudres métalliques couvrent les alliages inoxydables, les alliages d'outils et les superalliages, ainsi que l'aluminium/titane utilisés dans la fabrication additive, le moulage par injection de métal et les revêtements par pulvérisation thermique. L'atomisation au gaz, à l'eau et au plasma permet de personnaliser la distribution de la taille, la forme et la microstructure de la poudre. Les principaux fournisseurs mondiaux certifient une qualité adaptée aux exigences de l'application en termes de chimie, de caractéristiques des particules et de propreté. Pour le prototypage ou la production en série, l'adéquation du type de poudre métallique aux besoins en termes de fonctionnalité, de processus et de performances des pièces est un gage de réussite globale de la fabrication.

FAQ

Comment les poudres métalliques sont-elles fabriquées ?

La plupart des poudres commerciales reposent sur des processus d'atomisation de gaz inertes ou d'eau pour générer de fines particules sphériques avec une distribution de taille étroitement contrôlée.

Quels sont les principaux types de poudres métalliques ?

Les classifications courantes comprennent les aciers inoxydables, les aciers à outils, les superalliages, les alliages d'aluminium/titane, les alliages lourds de tungstène et les métaux précieux, y compris les produits exotiques tels que l'Elgiloy, le Nitinol, etc.

Quels sont les facteurs qui influencent le prix des poudres métalliques ?

Les prix dépendent fortement du volume, de l'étendue de la certification, de la dynamique de la demande régionale, du coût des matières premières et de la composition de l'alliage - les superalliages exotiques peuvent coûter 5 à 10 fois plus cher que les aciers inoxydables par kilogramme.

Quelles sont les tailles typiques des poudres métalliques ?

Une distribution standard pour la fabrication additive se situe entre 15-45 microns. Les qualités atomisées à l'eau peuvent aller de 45 à 150 μm, utilisées principalement pour le pressage et le frittage.

Qu'est-ce qui détermine le choix des poudres métalliques ?

Les principales considérations sont la fonctionnalité des pièces (température de fonctionnement, contraintes, etc.), la méthode de fabrication (moulage, MIM, AM), les objectifs de coût, l'étendue du post-traitement et la disponibilité du produit sous la forme souhaitée.

Comment les poudres métalliques sont-elles caractérisées et spécifiées ?

Les paramètres typiques fournis dans les rapports d'essai des matériaux couvrent la composition de la poudre, la distribution de la taille des particules, la morphologie (sphérique/irrégulière), les caractéristiques d'écoulement, la densité apparente et les niveaux d'impuretés résiduelles. Ces paramètres déterminent l'aptitude au service.

Existe-t-il des normes pour les poudres métalliques ?

Les normes ASTM, ASME, MPIF, ISO et les normes nationales/régionales équivalentes aident à définir les spécifications des qualités courantes en termes de chimie, de fabrication, de procédures d'échantillonnage, de méthodologie d'essai, de conditions d'approvisionnement et d'assurance qualité.

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

Les principaux risques sont l'inflammabilité et l'explosion. Les boîtes à gants à gaz inerte, les systèmes de transport et de convoyage fermés, la mise à la terre, les revêtements antistatiques permettent de manipuler les poudres en toute sécurité, ainsi que l'utilisation d'équipements de protection individuelle lors de l'extraction et du transfert.

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