니켈 합금 HX 분말

자격 및 인쇄

적층 제조를 위한 니켈 합금 HX 파우더와 같은 신소재의 적격성 검증에는 광범위한 특성 분석과 공정 개발이 필요합니다:

니켈 합금 HX 분말 인증

• 화학 분석 - 습식 화학 또는 OES를 통해 성분이 사양에 적합한지 확인합니다.
• 입자 크기 분포 - 레이저 회절을 사용하여 분말 구형도 및 크기 매개변수 검증
• 겉보기 밀도 및 유량 측정 - ASTM B213 표준에 따라 홀 유량계를 사용하여 분말 확산에 대한 적합성 확인
• 내부 다공성 평가 - 마이크로CT 스캔을 사용하여 밀도 균일성 및 내부 결함 분석
• 미세 구조 특성화 - SEM 및 EDS를 사용하여 합금의 균일성, 침전 및 결함을 평가합니다.
• 공정 파라미터 개발 - 테스트 큐브를 사용하여 99.5% 이상의 밀도를 위해 레이저 출력, 속도, 해치 간격을 최적화합니다.
• 기계적 테스트 - AM 테스트 부품에서 인장, 피로, 파괴 인성, 크리프를 수행하고 가공 특성과 비교합니다.
• 비파괴 평가 - 염료 투과 테스트와 같은 기술을 사용하여 표면/표면 아래 결함을 식별합니다.
• 부식 테스트 - 침수 테스트 또는 ASTM 표준을 통해 관련 환경에서 부식 속도를 평가합니다.
• 후처리 - 열간 등방성 프레스(HIP) 및 열처리가 물성에 미치는 영향 연구
• 애플리케이션 데모 - 실제 구성 요소 프로토타입 제작 및 설계 목표 대비 기능 성능 측정

이 광범위한 테스트를 통해 합금 분말의 품질과 필요한 물성 목표를 충족하는 인쇄 애플리케이션 구성 요소에 대한 적합성을 검증합니다.

인쇄 매개변수 가이드라인

SLM 솔루션의 SLM 125HL 시스템에서 니켈 합금 HX 파우더를 인쇄하기 위한 일반적인 파라미터입니다:

파라미터는 원하는 속성, 표면 마감, 제작 속도 우선순위, 적층 제조 시스템 기능 등의 요소에 따라 달라집니다. 파라미터 세트는 엄격한 DOE 접근 방식을 통해 지속적으로 개선되어 프린팅 가능한 지오메트리와 속성 범위를 확장합니다.

포스트 프로세싱

적층 제조된 니켈 합금 HX 부품의 일반적인 후처리 단계는 다음과 같습니다:

• 빌드 플레이트에서 제거 - 플레이트에서 부품을 제거하기 위한 와이어 EDM 또는 밴드 톱 절단
• 지원 제거 - 자동 생성된 서포트를 기계적으로 또는 EDM을 사용하여 조심스럽게 제거합니다.
• 스트레스 해소 - 1~2시간 동안 620°C로 균일하게 가열하여 잔류 응력을 완화합니다.
• 열간 등방성 프레스 - 내부 다공성 제거를 위해 1160°C/100-200MPa에서 4시간 동안 HIP로 98% 밀도 이상 유지
• 표면 처리 - 연마 흐름 가공 및 미디어 블라스팅으로 표면 마감 향상
• 치수 측정 - CMM 검사를 통해 중요 치수를 확인하고 기하학적 정확도를 스캔합니다.
• 염료 침투성 테스트 - 형광 또는 가시 염료 침투제를 사용하여 수리가 필요한 표면 파손 결함을 확인합니다.
• 열처리 - 용액 처리 1120°C, 급속 공랭 + 720°C/16시간 숙성하여 원하는 물성을 얻습니다.

니켈 합금 HX 파우더를 사용하여 적층 제조된 부품의 기하학적 복잡성을 고려할 때 후처리 작업의 자동화는 매우 중요합니다.

다운스트림 효율성을 개선하기 위해서는 사전 처리 과정에서 신중한 설계 및 지원 전략도 중요합니다. 정기적인 검사를 통해 모든 설계 및 인증 요건이 충족되고 있는지 확인해야 합니다.

애플리케이션 및 사례 연구

니켈 합금 HX는 까다로운 응용 분야 전반에 걸쳐 적용되고 있습니다:

항공우주

• 연소기 캔 - 40% 무게 감소, 100°C 더 높은 온도 처리 가능
• 상업용 제트 블리드 밸브 하우징 - 통합 냉각 채널, 최적화된 유체 흐름
• 위성 추진기 챔버 - 높은 중량 대비 강도, 재사용 가능

석유 및 가스

• 사워 가스 밸브 본체 - 부식 방지 니켈 합금으로 H2S 환경을 견뎌냅니다.
• 다운홀 안전 밸브 구성품 - 150°C의 온도와 침식을 견뎌냅니다.
• 해양 펌프 임펠러 - 바닷물 속에서 가볍고 효율적으로 유체를 처리합니다.

자동차

• 터보차저 컴프레서 휠 - 110,000rpm에 이르는 고속 성능
• 배기 제어 밸브 - 최대 1050°C의 배기가스 온도를 처리합니다.
• 피스톤 크라운 - 컨포멀 냉각 채널로 더 높은 출력 밀도의 엔진 구현

산업

• 연속 주조 노즐 - 고온 유체 흐름 장치로 제철소 생산성 향상
• 압출 프레스 툴링 - 내구성 향상 및 수명 2배 증가
• 인쇄기 발열체 - 통합 니켈 합금 회로가 700°C 온도를 처리합니다.

이러한 적용 사례는 적층 기술을 통해 산업 전반의 성능 한계를 뛰어넘을 수 있는 니켈 합금 HX의 잠재력을 보여줍니다. 파라미터 데이터와 데모가 더 광범위하게 제공되면 채택이 더욱 확대될 것입니다.

자주 묻는 질문

Q: 기존 소재에 비해 니켈 합금 HX가 제공하는 주요 장점은 무엇인가요?

니켈 합금 HX는 최대 1095°C의 고강도와 일반적인 합금으로는 달성할 수 없는 인성 및 내식성의 탁월한 조합을 제공합니다. 적층 제조가 가능하기 때문에 감산 기술로는 불가능한 설계가 가능합니다.

Q: 니켈 합금 HX AM 부품에는 어떤 열처리가 사용되나요?

1120°C에서 용액 처리한 후 720°C에서 16시간 동안 숙성하여 강도(>150 ksi UTS)와 연성(>16% El.)의 탁월한 균형을 이룹니다. HIP는 제작 후 열처리 전에 적용됩니다.

Q: 니켈 합금 HX 분말에 이상적인 AM 공정은 무엇인가요?

열 응력과 균열을 더 잘 제어하기 위해 니켈 합금 HX에는 전자빔 용융보다 선택적 레이저 용융(SLM)이 선호됩니다. SLM은 방향성을 제어하면서 밀도를 높일 수 있습니다.

Q: 니켈 합금 HX AM을 도입하기에 가장 좋은 기회를 제공하는 산업은 무엇인가요?

항공우주, 석유 및 가스, 자동차 및 산업용 열처리 산업에서는 열 안정성, 강도 및 부식 성능이 요구되는 부품에 니켈 합금 HX를 채택하고 있습니다.

Q: 니켈 합금 HX는 특별한 파우더 취급 또는 보관 주의 사항이 필요한가요?

니켈 합금 분말은 다른 미세 금속 분말과 마찬가지로 호흡기 및 폭발 예방에 주의해야 하지만 위험하지는 않습니다. 습기 제어 기능이 있는 아르곤 불활성 보관은 장기적인 재사용성을 보존합니다.