Atomized Metal powder – A Comprehensive Guide

Overzicht

Verneveld metaal powder refers to metal powders produced through atomization, a process where molten metal is converted into fine droplets which solidify into powder particles. Atomization allows the production of metal powders with precise particle sizes, shapes and chemical compositions.

Vernevelde metaalpoeders vinden een breed scala aan toepassingen in de productie, 3D-printen, metaalspuitgieten, hardsolderen, lassen, thermisch spuiten en meer. Dit artikel biedt een gedetailleerde gids over geatomiseerde metalen apparatuur, inclusief typen, kenmerken, toepassingen, specificaties, leveranciers, installatie, bediening, onderhoud en meer.

Soorten geatomiseerde metalen apparatuur

Apparatuur	Beschrijving
Gasverstuivers	Gebruik inert gas met hoge snelheid (N2, Ar) om de gesmolten metaalstroom in fijne druppeltjes op te breken
Waterverstuivers	Gebruik waterstralen onder hoge druk om gesmolten metaal tot poeder te vernevelen
Roterende elektrodeverstuivers	Gebruik de middelpuntvliedende kracht van de roterende metalen draad of schijf om gesmolten metaal in druppels te desintegreren
Ultrasone verstuivers	Gebruik ultrasone trillingen om capillaire golven te creëren en de gesmolten metaalstroom te desintegreren
Centrifugale verstuivers	Gesmolten metaal dat op de draaiende schijf wordt gegoten, breekt in druppeltjes die door de middelpuntvliedende kracht naar buiten worden geslingerd

Characteristics of Atomized Metal Powder

Kenmerkend	Beschrijving
Deeltjesgrootte	Micron naar millimeter; gecontroleerd door vernevelingsprocesparameters
Deeltjesvorm	Bolvormig, onregelmatig of satellietvormig; hangt af van de methode en de omstandigheden
Grootteverdeling	Kan met bepaalde vernevelingstechnieken zeer smal worden gemaakt
Puurheid	Hoge zuiverheid mogelijk door gebruik van geraffineerde gesmolten metaalgrondstoffen
Dikte	Kan de theoretische dichtheid van het metaal benaderen
Vloeibaarheid	Beïnvloed door deeltjesgrootte, vorm en verdeling; belangrijk voor de bediening
Sinteractiviteit	Fijne poeders met een groot oppervlak sinteren snel tijdens het verdichten tot vast metaal

Applications of Atomized Metal Powder

Sollicitatie	Details
Metaalpoederbedfusie	Verstoven fijne poeders die worden gebruikt bij 3D-printen met laser-/elektronenbundelpoederbed
Binder spuiten	Roestvrij staal, gereedschapsstaal, aluminiumpoeders voor 3D-printen met bindmiddel
Metaal spuitgieten	Roestvrij staal, titanium, aluminiumpoeders gemengd met bindmiddel en gegoten
Thermische spuitcoatings	Fe-, Ni-, Co-, Cu- en legeringspoeders worden op oppervlakken gespoten ter bescherming tegen slijtage/corrosie
Soldeerpasta's	Ag-, Cu-, Ni-legeringspoeders in pastaformuleringen voor het verbinden van metalen
Frictie materialen	Cu- en Fe-poeders verbeteren de wrijving en slijtage van remvoeringen en koppelingsplaten
Lassen	Vernevelde Ti en Al-poeders toegevoegd tijdens het booglassen om de laseigenschappen te verbeteren
Poeder-Metallurgie	Pers en sinter vernevelde Fe-, staal- en Cu-poeders tot netvormcomponenten
Magnetisme	Geïsoleerde Fe, ferrietpoeders geperst in magneten en inductoren
Metalen katalysatoren	Breed scala aan legeringspoederkatalysatoren die worden gebruikt in de chemische industrie

Specifications of Atomized Metal powder Equipment

Parameter	Typisch bereik
Productiecapaciteit	10-100 kg/uur
Benzineverbruik	10-100 Nm3/uur argon of stikstof
Koelwaterverbruik	100-1000 l/min
Energieverbruik	50-500 kW
Vloer ruimte	100-500 vierkante meter
Controlesystemen	PLC, SCADA, gegevensbewaking
Veiligheidssystemen	Gasdetectoren, brandbestrijding, veiligheids-PBM's
Behandeling van gesmolten metaal	Wasmachines, troggen, gietsystemen
Poeder collectie	Cyclonen, zakkenfilters, schroeftransporteurs

Leveranciers en prijzen

Leverancier	Apparatuur	Prijsbereik
Gasbarre	Gasverstuivers	$500.000 – $2 miljoen
Idra	Waterverstuivers	$1 – 5 miljoen
Kessenich	Roterende elektrode	$250.000 – $1 miljoen
Sodick	Ultrasoon mondstuk	$100,000 – $500,000
AcuPoeder	Centrifugaal wiel	$50,000 – $250,000

De prijzen van geatomiseerde metalen apparatuur variëren sterk, afhankelijk van de capaciteit, automatiseringsfuncties, ondersteunende systemen, merkreputatie en andere factoren. Budgetteer minimaal $250.000 tot $1 miljoen voor een productie-eenheid op industriële schaal.

Installatie en faciliteiten

• Apparatuur voor verstoven metaal moet worden geïnstalleerd in een goed geventileerde, temperatuur- en vochtigheidsgecontroleerde productieruimte.
• Zorg voor voldoende bovenloopkranen, takels en uitrusting voor de installatie en het onderhoud van de apparatuur.
• Zorg ervoor dat er voldoende stroomvoorziening, nutsvoorzieningen en persluchtaansluitingen aanwezig zijn.
• Zorg voor gekwalificeerd personeel voor de montage, uitlijning, testen en inbedrijfstelling van de apparatuur.
• Ontwerp de juiste funderingen, ankerbouten en apparatuurplatforms voor een veilige installatie.
• Inclusief stofopvangkanalen, cyclonen en filterhuis voor het verzamelen van verneveld metaalpoeder.
• Installeer veiligheidsvoorzieningen zoals gasbewakingssensoren en brandblussystemen.
• Zorg voor voldoende vrije ruimte voor materiaalverwerking, workflows en toegang tot onderhoud.

Bediening en onderhoud

Activiteit	Details	Frequentie
Inspectie van apparatuur	Controleer vloeistofniveaus, lekkages, ongewoon geluid/trilling, veiligheidsvoorzieningen	Dagelijks
Parameterbewaking	Registreer procesgegevens zoals temperaturen, drukken, stromen en vermogen	Continu
Aanvulling van verbruiksartikelen	Koelwater, inerte gasflessen, smeermiddelen bijvullen	Zoals nodig
Huishouden	Gemorste vloeistoffen opruimen, stofafscheiders leegmaken, algemene schoonmaak	Dagelijks
Vervanging van componenten	Vervang versleten sproeiers, lagers, afdichtingen, filters	Volgens schema
Kalibratie	Kalibreer sensoren, meetapparatuur, besturingssystemen	Per kwartaal
Groot onderhoud	Inspecteer de belangrijkste onderdelen; repareren/vervangen indien nodig	jaarlijks

Een juiste bediening en preventief onderhoud volgens de richtlijnen van de fabrikant zijn van cruciaal belang voor het maximaliseren van de levensduur en prestaties van de apparatuur. Houd gedetailleerde logboeken bij van alle onderhoudswerkzaamheden.

Choosing an Atomized Metal powder Equipment Supplier

Overweging	Details
Technische expertise	Lange ervaring in vernevelingstechnologie en metaalpoederproductie
Maatwerk	Mogelijkheid om apparatuur aan te passen aan specifieke productiebehoeften
Betrouwbaarheid	Bewezen staat van dienst op het gebied van robuuste, betrouwbare apparatuur met lage uitvalpercentages
Automatisering	Geavanceerde besturingssystemen, datamonitoring voor geoptimaliseerde poedereigenschappen
Aftersales-service	Installatieondersteuning, training van operators, servicecontracten voor onderhoud
Referenties	Positieve feedback van bestaande klanten over de kwaliteit van de apparatuur en de reputatie van de leverancier
Waarde	Juiste balans tussen kwaliteit, prestaties en eerlijke prijzen
Lokale aanwezigheid	Fysieke nabijheid voor face-to-face ontmoetingen en snelle reactie

Evalueer leveranciers grondig op de bovenstaande parameters voordat u investeert in geatomiseerde metalen apparatuur. Weeg factoren als kwaliteit, betrouwbaarheid en service af tegen de laagste kosten terwijl u een keuze maakt.

Voor- en nadelen van geatomiseerde metaalprocessen

Gasverstuiving

Pluspunten

• Produceert zeer bolvormige, gladde poeders, ideaal voor AM, MIM enz.
• Smalle deeltjesgrootteverdeling mogelijk
• Werkt continu met een goede productiviteit
• Lagere kapitaalkosten vergeleken met waterverneveling

Nadelen

• Beperkt tot kleinere deeltjesgroottes, meestal minder dan 100 micron
• Vereist grote hoeveelheden duur inert gas
• Het stofniveau op de werkplek kan hoog zijn

Waterverneveling

Pluspunten

• Kan een breed scala aan poedergroottes produceren, inclusief grote diameters
• Lager gasverbruik dan gasverneveling
• Dichtere poeders vergeleken met verneveld gas

Nadelen

• Minder bolvormige deeltjes, meer satellietwerking
• Waterbehandeling nodig voor het vernevelen van water
• Oxide-insluitsels mogelijk door contact met water

Centrifugale verneveling

Pluspunten

• Eenvoudig mechanisme met minimale hulpprogramma's
• Compact ontwerp met lagere kapitaalkosten
• Werkt semi-continu met goede productiviteit

Nadelen

• Beperkte controle over de deeltjesgrootteverdeling
• Onregelmatige, niet-bolvormige deeltjesvormen
• Verontreinigingsrisico door schijfslijtage in de loop van de tijd

Beperkingen van geatomiseerde metaalprocessen

• Hoge productiekosten, vooral voor zeer fijne metaalpoeders
• Beperkingen voor deeltjesvorm en groottebereik op basis van techniek
• Vereiste van gespecialiseerde apparatuur met gecontroleerde omstandigheden
• Hoogzuivere grondstofmetalen die nodig zijn voor pure poeders
• Batchbewerking verlaagt bij sommige methoden de productiviteit
• Nabewerking zoals zeven is vaak nodig om de deeltjesgrootte onder controle te houden
• Er is hooggekwalificeerd personeel nodig om de apparatuur te bedienen

FAQ

Welke methoden worden gebruikt voor het classificeren van vernevelde metaalpoeders op deeltjesgrootte?

Gebruikelijke methoden voor het classificeren van verstoven metaalpoeders zijn onder meer:

• Zeven – Een stapel zeven met afnemende maaswijdte scheidt het poeder in fracties
• Luchtclassificatie – Centrifugaal- of cycloonafscheiders classificeren fijne deeltjes van grovere deeltjes
• Elutriatie – Tegenstroom-fluïdisatie van lucht/water zorgt ervoor dat fijne deeltjes door de zwaartekracht kunnen overstromen
• Sedimentatie – Deeltjes bezinken naar beneden in vloeistof met een snelheid die afhankelijk is van de grootte/dichtheid

Welke veiligheidsmaatregelen zijn vereist bij het hanteren van vernevelde metaalpoeders?

Belangrijkste veiligheidsmaatregelen bij het hanteren van vernevelde poeders:

• Gebruik PBM’s – handschoenen, oogbescherming, filtermaskers om huid-/oogcontact en inademing te voorkomen
• Spoelen met inert gas om poederoxidatie en stofexplosies te voorkomen
• Goede aarding van poederverwerkingsapparatuur om statische ladingen af te voeren
• Vermijd alle ontstekingsbronnen in poederverwerkingsruimtes
• Installeer apparatuur voor stofafzuiging om poeder in de lucht op te vangen
• Voer luchtmonitoring uit om te controleren op brandbare stofniveaus

Hoe worden vernevelde metaalpoeders behandeld en getransporteerd?

Typische poederbehandelingsstappen:

• Opgevangen in vaten onder cycloonafscheiders of zakfilters
• Vervoerd in afgesloten containers om contact met zuurstof te voorkomen
• Pneumatisch transport via stikstof of argon door pijpleidingen
• Vacuümzuigoverdracht naar poederopslagvaten
• Handmatig scheppen/scheppen voor kleine batches
• Geautomatiseerde mechanische transportbanden voor grote volumes

Poeders worden tot gebruik afgesloten bewaard om besmetting te voorkomen.

Welke stappen worden genomen om besmetting tijdens de productie van vernevelde metaalpoeders te voorkomen?

• Gebruik zeer zuivere grondstoffen en grondstoffen
• Handhaaf een inerte atmosfeer met behulp van argon/stikstof
• Houd zuurstof en vocht buiten door afdichting
• Vermijd contact tussen poeder en tramp metal
• Regelmatig reinigen van apparatuur die in contact komt met poeder
• Verwijder olie- en vetresten met oplosmiddelen
• Zeven/classificeren om onregelmatige deeltjes te isoleren
• Analyse om onzuiverheidsbronnen te identificeren en te elimineren

Wat zijn de meest voorkomende toepassingen voor roestvrij staalpoeders geproduceerd via verneveling?

Typische toepassingen van vernevelde roestvrijstalen poeders:

• Additieve productie – Selectief lasersmelten, bindmiddelspuiten
• Metaalspuitgieten van kleine, complexe onderdelen
• Soldeerpasta's en soldeervullers voor het verbinden
• Poedermetallurgie die in poreuze filters drukt
• Zelfsmerende lagers productie
• Productie van roestvrijstalen vezels voor textiel
• Elektrochemische bewerking/ontladingsbewerkingselektroden
• Vervaardiging van poederlakken en coatings voor roestvrij staal

Hoe kies je inerte gastoevoersystemen voor gasverneveling?

Overwegingen bij de levering van inert gas:

• Argon heeft de voorkeur boven stikstof voor reactieve metalen zoals titanium
• Gasopslagtanks met hoge capaciteit en reservecilinders
• Zuiverheidsniveaus van 99.99%+ om besmetting te voorkomen
• Drukregelaars en flowmeters voor gascontrole
• Gebruik van gasterugwinningssystemen om afval te minimaliseren
• Verwarmde gasleidingen om bevriezing van vocht te voorkomen
• Geautomatiseerde omschakeling en bewaking van gasparameters
• Goede alarmen en vergrendelingen voor gasveiligheid

Optimalisatie van de kenmerken van geatomiseerde metaalpoeders

De eigenschappen van vernevelde metaalpoeders kunnen worden geoptimaliseerd door procesparameters en vernevelingsomstandigheden te beheersen:

Deeltjesgrootteverdeling

Methode	Effect
Verhoog de stroomsnelheid van gesmolten metaal	Grotere gemiddelde deeltjesgrootte
Gebruik hogere draaisnelheden van de verstuiver	De fijnere poederfractie nam toe
Lagere giettemperatuur van gesmolten metaal	Strakkere deeltjesgrootteverdeling
Poeder classificeren via zeven/luchtscheiding	Verwijder overmaatse en ondermaatse breuken

Deeltjesvorm

Methode	Effect
Gebruik gas- of waterverneveling	Meer bolvormige deeltjes
Lagere metaalgietsnelheid	Meer bolvormige deeltjes
Verhoog de oververhittingstemperatuur van de smelt	Vermindert satellieten en onregelmatige vormen
Gloeipoeders na verneveling	Verbetert de sferische morfologie

Poederzuiverheid

Methode	Effect
Gebruik zeer zuivere metaalgrondstoffen	Vermindert metaalverontreinigingen
Voeg slakverwijderingsfase toe	Verwijdert niet-metalen insluitsels
Verhoog de zuiverheid van inert gas	Vermindert gasvormige onzuiverheden
Gebruik vernikkelde opvangvaten	Verlaagt de ijzeropname
Zeef poeder om satellieten te verwijderen	Verhoogt de zuiverheid van het poeder

Poederdichtheid

Methode	Effect
Optimaliseer vernevelingsparameters	Uniform dicht poeder
Onthard poeder na verneveling	Verwijdert interne holtes en poriën
Poeder na verneveling comprimeren	Werk verhardt en consolideert poeder
Thermomechanische verwerking	Verbetert de microstructuur van poeder

Door het vernevelingsproces en de poederbehandelingsstappen te optimaliseren, kunnen de kenmerken van vernevelde metaalpoeders worden aangepast aan de toepassingsvereisten.

Opkomende trends in de productie van geatomiseerde metaalpoeders

Enkele belangrijke opkomende trends in de productietechnologie voor geatomiseerde poeders zijn:

• Additieve productie stimuleert de vraag naar bolvormige ultrafijne poeders onder de 30 micron. Nieuwe spuitmonden en vernevelingsmethoden maken dergelijke poeders mogelijk.
• Automatisering van de poederproductie met behulp van Industrie 4.0-concepten die monitoring, controle en datagestuurde productie op afstand mogelijk maken.
• Hybride vernevelingstechnieken die aspecten van gas-, water- en centrifugale verneveling combineren voor een betere deeltjescontrole.
• Microgolfondersteunde verwarming van gesmolten metaal voor snellere, meer uniforme verwarming voorafgaand aan verneveling.
• Simulatie en modellering van de dynamiek van druppelvorming, wat leidt tot een beter begrip van de atomisatiefysica.
• Ontwikkeling van nieuwe legeringen die specifiek zijn afgestemd op toepassingen voor additieve productie.
• Verbeterde poederverwerkingssystemen met geïntegreerd zeven, classificeren en opslaan.
• Continue poederproductieprocessen in plaats van batchmethoden voor een hogere doorvoer.
• Geavanceerde besturingssystemen die gebruik maken van AI en machine learning-algoritmen voor geautomatiseerde optimalisatie van het atomiseringsproces.
• Gespecialiseerde gasvernevelingssproeiers geoptimaliseerd voor reactieve metalen zoals titanium- en aluminiumlegeringen.
• Recycling en hergebruik van schrootpoeders uit AM-processen met behulp van thermische behandelingen.
• Monitoringtechnieken tijdens het proces, zoals infraroodbeeldvorming, voor een betere controle van de poederkwaliteit.

Conclusie

Vernevelde metaalpoeders maken kritische toepassingen mogelijk in de automobiel-, ruimtevaart-, medische sector, 3D-printen en andere belangrijke industrieën. Met de toenemende vraag naar poeders van hoge kwaliteit blijft de metaalverstuivingstechnologie evolueren door nieuwe innovaties op het gebied van procesintensivering, automatisering, de ontwikkeling van legeringen en geavanceerde karakteriseringstechnieken. Door gebruik te maken van de nieuwste ontwikkelingen kunnen poederproducenten poeders op een flexibele, kosteneffectieve en duurzame manier produceren.

ken meer 3D-printprocessen