Dostawcy proszków metali

Proszki metali są szeroko stosowane w produkcji addytywnej, formowaniu wtryskowym metali i innych zastosowaniach metalurgii proszków. Niniejszy artykuł zawiera przegląd różnych proszków metali, metod produkcji, właściwości, specyfikacji, zastosowań i cen, dostawca proszku metalowego a także zalety i ograniczenia technologii proszkowych.

Przegląd proszków metali

Proszki metali przetwarzane na komponenty końcowe oferują takie korzyści jak

• Niestandardowe stopy/składy nieosiągalne za pomocą metalurgii wlewków
• Skomplikowane, lekkie geometrie dzięki produkcji addytywnej
• Wytwarzanie kształtu netto zmniejszające straty w porównaniu z metodami subtraktywnymi
• Właściwości izotropowe z szybkiego krzepnięcia a odlewanie

Popularne proszki metali obejmują stale nierdzewne, stale narzędziowe, nadstopy, tytan, aluminium, miedź i stopy egzotyczne. Produkcja poprzez atomizację w gazie obojętnym, atomizację wodną i proces plazmowej elektrody rotacyjnej umożliwia dostosowanie rozkładu wielkości cząstek, morfologii i mikrostruktury do różnych zastosowań.

Rodzaje proszków metali

Stale nierdzewne

Proszki z austenitycznej i martenzytycznej stali nierdzewnej, takie jak 316L, 420 i 17-4PH oferują dobrą odporność na korozję i wysoką twardość po obróbce cieplnej:

Stale narzędziowe

Stale narzędziowe utwardzane powietrzem, takie jak H13 i D2, zapewniają bardzo wysoki poziom twardości po obróbce cieplnej:

Nadstopy

Stopy na bazie niklu, żelaza i kobaltu oferują wyjątkową wytrzymałość na wysokie temperatury w ekstremalnych warunkach:

Aluminium i tytan

Lekkie metale, takie jak aluminium i stopy tytanu, umożliwiają tworzenie lekkich części konstrukcyjnych w połączeniu z dobrą odpornością na korozję (Ti) i wysokim stosunkiem wytrzymałości do masy:

Miedź i wolfram

Miedź oferuje wysoką przewodność cieplną i elektryczną, podczas gdy gatunki wolframu zapewniają ekstremalną twardość i gęstość do 18 g/cc:

Stopy egzotyczne

Zaawansowane gatunki obejmują metale szlachetne, metale ogniotrwałe i magnesy trwałe z metali ziem rzadkich:

Umożliwiają one wyspecjalizowane właściwości elektryczne, magnetyczne, termomechaniczne i biokompatybilne dla niszowych zastosowań.

Metody produkcji

Atomizacja gazowa jest podstawową techniką wytwarzania określonych rozkładów wielkości cząstek zoptymalizowanych pod kątem produkcji dodatków, formowania wtryskowego metali itp. Atomizacja wodna służy do zastosowań opartych na kosztach, takich jak formowanie wtryskowe tulei i filtrów.

Atomizacja gazu

Gaz obojętny pod wysokim ciśnieniem (zwykle argon lub azot) odcina drobne kropelki stopionego metalu ze strumienia stopionego metalu, które szybko zestalają się w kuliste proszki idealne do stapiania warstwa po warstwie. Pożądany skład chemiczny i mikrostruktura są wbudowane w stop przed atomizacją. Zapewnia to wysoką czystość proszku i spójny skład dostosowany do funkcjonalności części.

Atomizacja wody

W tym procesie strumień stopionego metalu jest rozbijany przez strumienie wody o dużej prędkości na drobne cząstki, które szybko schładzają się, tworząc nieregularne kształty. Jest to tańszy proces przydatny w zastosowaniach o dużej objętości, w których dopuszczalne są luźne właściwości proszku.

Proces elektrody rotacyjnej

W tej metodzie łuk elektryczny topi obracający się pręt wprowadzany do palnika plazmowego. Odparowany metal skrapla się w atmosferze gazu obojętnego, a wirujące stopione cząstki tworzą kulisty proszek. Oferuje ona niezwykle precyzyjną kontrolę nad rozkładem wielkości cząstek w zastosowaniach niszowych.

Właściwości i specyfikacja

Kluczowe właściwości proszku, takie jak kształt cząstek, rozkład wielkości, szybkość przepływu i gęstość pozorna, wpływają na wydajność w dalszych procesach, takich jak produkcja addytywna:

Raporty z testów materiałów od renomowanych firm dostawcy proszków metalowych prezentują szczegółowe dane dotyczące charakterystyki, aby wybrać odpowiedni gatunek do zamierzonego zastosowania i procesu.

Obszary zastosowań

Wytwarzanie przyrostowe

• Komponenty lotnicze - łopatki, wirniki, sekcje silnika
• Implanty medyczne - ortopedyczne/dentystyczne, narzędzia chirurgiczne
• Motoryzacja - zawory, tłoki, kolektory
• Oprzyrządowanie przemysłowe - narzędzia skrawające, matryce, formy

Formowanie wtryskowe metali

• Małe części precyzyjne - koła zębate, dysze, elementy złączne
• Śruby ortopedyczne, implanty kolan/bioder
• Mechanizmy samochodowe - zamki, koła pasowe

Powłoki natryskiwane cieplnie

• Warstwy odporne na zużycie - wały pomp, rolki
• Ochrona przed korozją - zawory, rury, zbiorniki

Prasa do proszków i spieków

• Łożyska samosmarujące
• Magnesy stałe
• Części konstrukcyjne poprzez prasowanie izostatyczne na zimno/gorąco

Dopasowana charakterystyka proszku umożliwia różnorodne zastosowania wykorzystujące produkcję w kształcie siatki lub zbliżonym do siatki.

dostawca proszku metalowego

Wiodący europejscy, azjatyccy i północnoamerykańscy dostawcy zaspokajają popyt na proszki metali w różnych branżach i regionach geograficznych.

Firmy te oferują szerokie możliwości w zakresie procesów atomizacji w połączeniu z rygorystyczną wewnętrzną kontrolą jakości w zakresie właściwości i czystości proszku, popartą certyfikowanymi raportami z testów dotyczących składu chemicznego, rozkładu wielkości cząstek, mikrostruktury i spójności partii.

Eksperci ds. zastosowań pomagają dostosować istniejące stopy lub zaprojektować nowe gatunki dostosowane do potrzeb klienta w zakresie właściwości mechanicznych, geometrii i funkcjonalności, od prototypowania po zamówienia proszków metali na skalę komercyjną.

Ceny proszków metali

Ceny zależą w znacznym stopniu od wielkości zamówienia, klasy jakości (komercyjna, lotnicza, medyczna itp.), regionalnej dynamiki popytu i zakresu certyfikacji. Duzi klienci zatwierdzeni przez OEM otrzymują znacznie niższe ceny, nawet $30-40/kg dla popularnych nadstopów lotniczych.

Plusy i minusy metalurgii proszków

Zalety

• Niestandardowe stopy/składy poza konwencjonalnym zakresem metalurgii wlewków
• Złożone geometrie z produkcji addytywnej z ograniczonym montażem
• Produkcja w kształcie zbliżonym do siatki przy niższych stratach surowca
• Lepsze właściwości mechaniczne dzięki szybkiemu krzepnięciu

Ograniczenia

• Generalnie wolniejsze tempo produkcji niż w przypadku odlewania lub kucia
• Dodatkowe kroki, takie jak CIP / HIP, potrzebne w AM w celu poprawy gęstości
• Ponowne użycie proszku może spowodować zmianę jego właściwości
• Wymaga systemów obsługi do odzyskiwania/recyklingu niewykorzystanego proszku

Podsumowanie

Podsumowując, kluczowe rodzaje proszków metalowych obejmują stopy nierdzewne, narzędziowe i superstopy oraz aluminium/tytan stosowane w produkcji addytywnej, formowaniu wtryskowym metali i powłokach natryskiwanych termicznie. Atomizacja gazowa, wodna i plazmowa umożliwiają dostosowanie rozkładu wielkości, kształtu i mikrostruktury proszku. Wiodący światowi dostawcy posiadają certyfikaty jakości dopasowane do wymagań aplikacji pod względem składu chemicznego, charakterystyki cząstek i czystości. W przypadku prototypowania lub produkcji seryjnej, dopasowanie odpowiedniego rodzaju proszku metalowego do potrzeb związanych z funkcjonalnością, procesem i wydajnością części zapewnia ogólny sukces produkcji.

Najczęściej zadawane pytania

Jak powstają proszki metali?

Większość komercyjnych proszków opiera się na procesach atomizacji w gazie obojętnym lub atomizacji wodnej w celu wytworzenia drobnych kulistych cząstek o ściśle kontrolowanym rozkładzie wielkości.

Jakie są główne rodzaje proszków metali?

Typowe klasyfikacje obejmują stale nierdzewne, stale narzędziowe, superstopy, stopy aluminium/tytanu, ciężkie stopy wolframu i metale szlachetne, w tym egzotyczne, takie jak Elgiloy, Nitinol itp.

Jakie czynniki wpływają na ceny proszków metali?

Ceny zależą w znacznym stopniu od ilości, zakresu certyfikacji, regionalnej dynamiki popytu, kosztów surowców i składu stopu - egzotyczne superstopy mogą kosztować 5-10 razy więcej niż gatunki stali nierdzewnej za kilogram.

Jakie są typowe rozmiary proszków metali?

Standardowy rozkład dla produkcji addytywnej mieści się w przedziale 15-45 mikronów. Gatunki rozpylane wodą mogą mieścić się w zakresie 45-150 μm, stosowane głównie do prasowania i spiekania.

Co decyduje o wyborze proszków metali?

Kluczowymi czynnikami są funkcjonalność części (temperatura pracy, naprężenia itp.), metoda produkcji (odlewanie, MIM, AM), docelowe koszty, zakres przetwarzania końcowego i dostępność w pożądanej formie produktu.

Jak charakteryzowane i określane są proszki metali?

Typowe parametry podawane w raportach z testów materiałów obejmują skład proszku, rozkład wielkości cząstek, morfologię (kulisty/nieregularny), charakterystykę przepływu, gęstość pozorną i poziomy zanieczyszczeń resztkowych. Decydują one o przydatności do użytku.

Czy istnieją normy dla proszków metali?

ASTM, ASME, MPIF, ISO i równoważne normy krajowe/regionalne pomagają zdefiniować specyfikacje dla popularnych gatunków w zakresie chemii, produkcji, procedur pobierania próbek, metodologii testowania, warunków dostaw i zapewnienia jakości.

Jakie środki ostrożności są konieczne podczas pracy z proszkami metali?

Główne zagrożenia związane są z łatwopalnością i wybuchem. Komory rękawicowe z gazem obojętnym, zamknięte systemy przenośników/transportu, uziemienie, powłoki antystatyczne pomagają w bezpiecznym obchodzeniu się z proszkiem, a także w stosowaniu środków ochrony osobistej podczas ekstrakcji i przenoszenia.

poznaj więcej procesów druku 3D