ニッケルシルバーパウダー
洋銀パウダー とは、ニッケルや多くの場合亜鉛を含む銅合金から作られる特殊な金属粉のこと。その銀色の外観がスターリングシルバーに似ていることからその名がついた。しかし、元素としての銀は含まれていません。ニッケル銀粉は、その特性と用途により、いくつかの産業で重要な材料となっています。
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目次
洋銀パウダー とは、ニッケルや多くの場合亜鉛を含む銅合金から作られる特殊な金属粉のこと。その銀色の外観がスターリングシルバーに似ていることからその名がついた。しかし、元素としての銀は含まれていません。ニッケル銀粉は、その特性と用途により、いくつかの産業で重要な材料となっています。
ニッケル銀粉の概要
洋銀粉は、銅・ニッケル・亜鉛の合金で構成され、各金属の含有率は様々です。基本的な材料仕様は以下の通り:
表1: ニッケル銀粉の組成
コンポーネント | パーセンテージ範囲 |
---|---|
銅(Cu) | 50-70% |
ニッケル(Ni) | 10-30% |
亜鉛 | 5-20% |
洋銀は少量の鉛やスズを含むこともある。しかし、銅と亜鉛が大部分を占めています。
洋白の本質的な特性には、次のようなものがある:
表2: ニッケル銀粉の特性
プロパティ | 説明 |
---|---|
カラー | 銀白色~淡黄色 |
光沢 | 明るいメタリックな光沢 |
融点 | 1640-1750°F (893-955°C) |
比重 | 8.3-8.8 |
モース硬度 | 3.5-4.5 |
熱伝導率 | 0.04-0.09 W/cm-K |
洋白は、高い延性、耐食性、機械的強度と硬度、抗菌性を備えています。合金添加剤として他の金属粉末と容易に混合することができます。
表3: ニッケル銀粉の利点
- 延性および可鍛性
- 高い衝撃強度
- 良好な耐食性
- 抗菌性
- 変色しにくい表面
- 優れた研磨性
- 金、銀などの金属メッキが可能。
- 他のパウダーとの混合が容易
表4: ニッケル銀粉の限界
- 真鍮や青銅に比べて高価
- 銅よりも導電率が低い
- 亜鉛レベルが高すぎると脱亜鉛腐食を起こしやすい。
洋白粉末は、様々な製造技術や産業分野での用途に合わせて、様々なサイズ、形状、配合で提供されています。
ニッケル銀粉の種類
組成、粒度、形態、製造工程などに基づいて、洋白粉にはいくつかの標準的な分類と規格があります。
表5: ニッケル銀粉の種類
タイプ | 説明 |
---|---|
構成別 | CuNi18Zn20、CuNi12Zn24など。 |
粒子形状別 | 球状、不規則、扁平、樹枝状など。 |
サイズ別 | 1ミクロンから100ミクロンまでの範囲 |
生産方法別 | アトマイズ、カルボニル、電解、球状など。 |
添加物による | 潤滑剤、流動剤、酸化防止剤などを含む。 |
粒子の形状: 球状および球状に近い粉末は、最終製品において最高の焼結特性と密度を持つ。不規則、扁平、樹枝状粒子は、より高いグリーン強度を提供する。
粒子径: 1~20ミクロンの微粒化パウダーは流れやすく、焼結が早い。150ミクロン以上の粗い粉末はグリーン強度が高い。超微粒子ナノニッケル銀粉も製造されています。
製造方法:一般的な製造技術には、粒子形状や粒度分布に影響を与えるガスアトマイズ、電気分解、カルボニル分解などがある。
添加物:少量のグラファイト、ステアリン酸塩などは、粉末の流動性と成形時の潤滑性を向上させるために添加される。
具体的な洋白粉の仕様は、加工工程と強度、精度、表面仕上げなどの用途要件に基づいて選択する必要があります。
製造方法 ニッケルシルバーパウダー
ニッケル銀合金粉末の製造に使用される著名な製造技術には、以下のようなものがある:
表6: ニッケル銀粉の製造方法
方法 | 説明 | 特徴 |
---|---|---|
ガス噴霧 | 高圧ガスジェットによって微粒化された溶融金属の流れ | 球状粒子、良好なフローとパッキング、よりクリーンな合金 |
水の霧化 | 高速ウォータージェットによって液滴に分解された溶融ストリーム | 不規則な形状、幅広いサイズ分布 |
電解 | 金属陽極を用いた水電解プロセス | 樹枝状、非常に微細な粒子 |
カルボニル | 金属カルボニル蒸気の熱分解 | 球状、超微粒子1~5ミクロンパウダー |
不活性ガスによるガスアトマイズでは、積層造形用途に適した最も球状の洋白粉が得られる。水アトマイズと電解粉末は、形状がより不規則ですが、コストは低くなります。
ニッケル銀粉の用途
ニッケル銀合金粉末は優れた機械的特性と耐食性を持ち、様々な用途に適しています:
表7: ニッケル銀粉の用途
産業 | 申し込み | 利用理由 |
---|---|---|
粉末冶金 | 自動車部品、家庭用品、金物 | 優れた強度、延性、耐摩耗性 |
アディティブ・マニュファクチャリング | 産業、医療、消費者向け製品の3Dプリント | 寸法精度が高く、ディテールが細かい |
ろう付け | ステンレス鋼、銅、セラミック、炭化物の接合 | 拡大係数のマッチング |
摩擦材 | ブレーキパッド、クラッチディスク | 高温安定性 |
エレクトロニクス | 導電性接着剤、コーティング剤、ペースト | 高い導電性 |
化粧品 | マニキュア、口紅、アイシャドウ | 滑らかな塗布、接着、光沢 |
粉末冶金(PM) は、自動車のエンジンやトランスミッションの部品、ハードウェア、ギア、磁石などをカバーする最大の応用分野です。洋白粉末は、その優れた機械的特性により、PM技術を使用して圧縮・焼結されます。
アディティブ・マニュファクチャリング は、航空宇宙、医療、歯科、宝飾品などの分野におけるプロトタイプ、ツーリング、最終使用部品用のレーザー粉末床溶融、バインダージェッティング、金属押出3Dプリントプロセスでニッケル銀粉を使用しています。
ろう付けとはんだ付け ペーストは、ステンレス鋼、青銅、黄銅、タングステンカーバイド切削工具、セラミック部品の接合に洋白を使用します。
ニッケル銀粉のサプライヤーと価格
ニッケル銀合金粉末は、世界中の様々な特殊金属粉末メーカー、流通業者、貿易業者によって販売されています。価格は正確な組成、粒度分布、形状、ロット量、製品の純度によって異なります。
表8: ニッケル銀粉サプライヤー
サプライヤー | ブランド名 | 所在地 |
---|---|---|
サンドビック | オスプレイ、ホーガナス | ヨーロッパ、アメリカ |
リオ・ティント | キューエムピー | カナダ、アメリカ |
カイメラ・インターナショナル | メイキン | 米国、シンガポール |
SCMメタル | フェラン | イタリア |
アメリカの要素 | AE | 米国 |
おおよその価格帯:
- カルボニルニッケル銀粉:$50-100/kg
- アトマイズ洋白:$20-60/kg
- 電解ニッケル銀粉:$10-30/kg
高純度グレード(>99.9%)は工業用グレード(純度92-98%)より20-50%高い。
表9: ニッケル銀粉の価格帯
タイプ | 純度 | 粒子径 | 価格帯 |
---|---|---|---|
カルボニル粉 | 99.9% | 1~7ミクロン | 1kgあたり$50-110 |
ガスアトマイズパウダー | 98%+ | 15-45ミクロン | kgあたり$25-75 |
不規則な粉 | 96-98% | 75~250ミクロン | 1kgあたり$15-35 |
価格もまた、代理店からの大量割引に左右され、原材料費に応じて変動する。
正しい洋銀パウダーの選び方
最適なニッケル銀粉の仕様を選択するには、製造工程の適合性と、強度、耐摩耗性、導電性などの最終用途の要件に基づいて、組成、粒径、形状、不純物レベル、製造方法、コスト、入手可能性などのバランスをとる必要があります。
表10: 洋白パウダー選択ガイドライン
パラメータ | 推薦の言葉 |
---|---|
合金組成 | コスト面でCuNi10Zn15、強度と硬度でCuNi18Zn20、またはカスタム合金を選ぶ。脱亜鉛の問題を最小にするためにZnを減らす(<15%)。 |
粒子径 | 1~20ミクロンの微細化は焼結速度を向上させ、150ミクロン以上はグリーン強度を向上させる。多峰分布により密度を向上 |
粒子形状 | 最良の流動性と高密度化のために、(ガス噴霧による)球状を好む。粗いデンドライトは避ける。 |
純度 | 99%+の純度は医療/歯科用途に必要で、96-98%は物件が許せば工業用途にも使える。 |
製造方法 | ガスアトマイズ・カルボニルニッケル |
ニッケル銀粉の比較分析
ニッケル銀合金粉末は、銅、青銅、真鍮、ステンレス鋼のような他の金属粉末と比較して、ユニークな特性の組み合わせを提供します。
表11: ニッケル銀粉との金属粉の比較
パラメータ | ニッケルシルバー | 銅 | 真鍮 | ブロンズ | 316Lステンレス鋼 |
---|---|---|---|---|---|
構成 | Cu、Ni、Zn | 銅 | 銅、亜鉛 | Cu、Sn、Zn | Fe、Cr、Ni、Mo |
カラー | シルバーホワイト | 銅 | ゴールドからレッドへ | ゴールドからレッドへ | グレーメタリック |
密度 | 8.7 g/cc | 8.9g/cc | 8.5 g/cc | 8.8 g/cc | 8 g/cc |
強さ | 素晴らしい | グッド | グッド | 素晴らしい | より高い |
硬度 | ミディアム | ソフト | ミディアム | ミディアム | 非常に高い |
耐食性 | 高い | ミディアム | ミディアム | ミディアム | 最高 |
熱伝導率 | 25% IACS | 100% IACS | 28% IACS | 60% IACS | 16% IACS |
電気伝導率 | 10-15% iacs | 100% IACS | 28% IACS | 15-20% iacs | 1.5% IACS |
コスト | 高い | 低い | 低い | ミディアム | 高い |
後処理 | 簡単 | より困難 | ミディアム | ミディアム | 最も難しい |
強さだ: 洋銀粉末は青銅とほぼ同等の強度を持ちながら、より延性がある。適切な組成によって強度を最適化することができる。
耐食性: 洋銀合金は真鍮や銅粉よりも水、湿気、酸などに対する耐食性に優れています。しかし、ステンレススチール粉が最も耐食性に優れています。
導電率: 銅粉が最も熱伝導率と電気伝導率が高く、次いで黄銅、青銅、洋白の順となる。ステンレス鋼粉末は導電性ではない。
作業性と仕上げ: 洋銀粉末は、機械加工、研磨、はんだ付け、ろう付けが容易で、銀に匹敵する滑らかな光沢のある仕上げができる。ステンレスパウダーは加工が最も難しい。
そのため、強度、耐食性、熱伝導性/電気伝導性、審美性、価格の安さなど、どのような用途であっても、洋白は自動車部品から医療機器に至るまで、さまざまな産業に適しています。
規格と認証 ニッケルシルバーパウダー
洋白粉の様々な種類と等級に適用される主な規格は以下の通り:
表12: ニッケル銀粉の規格
スタンダード | 説明 |
---|---|
ASTM B833 | 洋白粉の規格、試験方法 |
ISO 4490 | 分析的ふるい分けによる粒度分布の測定 |
ISO 24801 | 金属粉末のガスアトマイゼーション 分類と技術的供給要件 |
ASTM B215 | 金属粉末の真密度測定の標準的実施法 |
ISO 14239 | 振動フィーダーによる流動性の測定 |
世界的に評判の高い洋白パウダーメーカーやサプライヤーは、ISO9001、ISO14001、AS9100D、OHSAS18001、ISO45001などの品質管理認証を取得しており、化学組成、粒子特性、ロット間の均一性、安全性/環境規範の遵守を保証しています。
また、医療、航空宇宙、自動車、エレクトロニクス分野での使用については、地域の規制により、用途に応じた認証が必要になる場合があります。
ニッケル銀粉を取り扱う際の安全対策
他の微粒子金属粉末と同様に、洋白粉末の取り扱い、輸送、保管、加工には一定の安全衛生上の注意が必要です:
- マスク、眼鏡、フィルター、手袋などの保護具を着用し、吸入や皮膚への接触を最小限に抑える。
- 純酸素環境での発火を防ぐため、火花防止工具を使用すること
- 適切な換気とポイント・オブ・ユースの除塵装置の確保
- 粉塵は可燃性であるため、熱、火花、炎から遠ざけてください。
- 粉体を扱った後はよく洗うこと
- 廃棄物処理に関する地域の環境規制に従う
梱包と輸送: ニッケル合金粉末は、時間の経過とともに酸化劣化する可能性があるため、不活性ガスでパージされたボトル、缶、ドラム缶などに充填されるか、吸湿性のある袋で梱包される。規制上の分類は、組成、粒度分布、嵩密度によって決まる。
ストレージ: 粉末容器を密閉し、訓練を受けた担当者が適切に保管すること。在庫が古くなりすぎたり、粒子が固まったりしないようにすること。
安全データシート(SDS)のガイドラインに従い、流出、火災、事故などの緊急時の手順を決めておくことで、数十キロから数百キロの洋白を保管する際に、関連する健康や環境のリスクを軽減することができます。
よくあるご質問
Q.洋白粉に銀は含まれていますか?
A.ニッケルシルバーやジャーマンシルバーは、その名前とは裏腹に、銀の元素を含んでいません。銅の含有量が多く、ニッケルと亜鉛の合金であるため、銀色に見えるのです。
Q.洋白粉は真鍮粉と同じですか?
A.真鍮粉は銅と亜鉛の合金ですが、洋白粉は銅と亜鉛に加えて10-30%のニッケルを含んでいます。このニッケルのおかげで、真鍮に比べて耐食性に優れています。
Q.なぜ洋白は強くて硬いのですか?
A.ニッケルは、結晶格子構造中の原子の一部を置き換えることで、銅と固溶体合金を形成します。この原子レベルでの歪みが強化・硬化効果をもたらし、ニッケル銀を純銅よりも強くします。
Q.洋白は酸化したり腐食したりしませんか?
A.はい、空気中で時間をかけてゆっくりと酸化し、銅の酸化と同様の保護酸化層を表面に形成します。酸性環境は、金属を優先的に溶解することにより腐食攻撃を誘発する可能性があります。不活性ガス・ブランケットと湿度管理で適切に保管すれば、酸化を防ぐことができます。
Q.洋白は3Dプリントできますか?
A.はい。粒径が制御され、球状の形態を持つニッケル銀合金粉末は、バインダージェッティング、レーザー粉末床融合、溶融析出造形技術を用いた3Dプリンティングに非常に適しています。微細で薄い壁の部品も簡単に製造できます。
Q.洋白は抗菌性がありますか?
A.はい。科学的な研究では、洋白粉末をプラスチックやコーティング剤に配合した場合、99.9%のバクテリアの減少が確認されています。銅を多く含むことによるオリゴダイナミック効果で、幅広い微生物に対して効果的な抗菌性を発揮します。
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