Газовый распыляемый порошок

Газовое распыление - это специализированный производственный процесс для получения мелкодисперсных металлических порошков с точным составом и постоянным размером частиц. Эти порошки находят применение в автомобильной, аэрокосмической, медицинской и промышленной отраслях.

Обзор порошок, распыляемый газом

Таблица 1: Краткое описание процесса газовой атомизации

Параметр	Подробности
Сырьевые материалы	Металлы, такие как титан, алюминий, сталь, никелевые сплавы в виде слитков, электродов или проволоки
Принцип процесса	Расплавление сырья и разделение потока расплавленного металла на мелкие капли с помощью газовых струй высокого давления
Атомизирующие газы	Воздух, азот, аргон
Скорость застывания	10^3 - 10^5 °C/с
Готовые продукты	Сферические металлические порошки с контролируемым размером от 10 микрон до 500 микрон

Контролируемый расход газа, точные распылительные сопла и специализированные системы охлаждения позволяют получать тонкие сферические порошки.

Применение Порошки, распыляемые газом

Таблица 2: Основные области применения порошка, распыляемого газом

Промышленность	Примеры применения
Аддитивное производство	3D-печать аэрокосмических и медицинских компонентов
Порошковое литье под давлением	Производство небольших сложных металлических деталей с улучшенными механическими свойствами
Термические напыляемые покрытия	Исходный порошок для износо- и коррозионностойких покрытий
Литье металлов под давлением	Мелкие прецизионные детали, такие как зубчатые колеса и наконечники режущих инструментов
Паяльные пасты	Порошки присадочных металлов для пайки на основе никеля и алюминия

Благодаря стабильным характеристикам порошка, таким как гранулометрический состав, чистота и морфология, порошки, полученные методом газового распыления, являются предпочтительным сырьем для процессов порошковой металлургии.

Преимущества перед альтернативами

Таблица 3: Преимущества порошка, распыляемого газом, перед другими типами

Параметр	Выгода
Форма частиц	Высокая сферическая морфология обеспечивает отличную текучесть
Контроль размера частиц	Постоянная микроструктура, сводящая к минимуму дефекты в готовых деталях
Согласованность состава	Точный контроль над легирующими элементами обеспечивает надежные механические свойства
Эффективность затрат	Более высокая производительность по сравнению с распылением воды при более легком извлечении порошка
Персонализация продукции	Гибкость в выборе состава порошка и размера частиц в зависимости от области применения

Сочетание точности, стабильности и гибкости делает газовое распыление универсальной технологией производства порошков в промышленных масштабах.

Типовые технические характеристики

Таблица 4: Типичный диапазон технических характеристик для Порошки, распыляемые газом

Параметр	Диапазон
Материалы	Титан, алюминий, стали, никель, медные сплавы
Размер частиц	от 10 до 500 мкм
Распределение частиц по размерам	Плотное распределение с SG > 0,9
Содержание кислорода	Диапазон 100 - 1000 ppm
Содержание азота	< 100 ppm
Форма	Высокосферические > 80%
Кажущаяся плотность	До 65% чистого металла

Свойства могут быть изменены в широком диапазоне в соответствии с предполагаемым использованием в различных отраслях промышленности.

Плюсы и минусы

Таблица 5: Преимущества и ограничения газовой атомизации

Плюсы	Cons
Постоянство характеристик частиц	Ограничения на легирующие добавки, такие как реактивные элементы
Экономичность при больших объемах	Первоначальные капитальные затраты на оборудование относительно высоки
Широкий выбор семейств сплавов	Обращение с мелкими пирофорными порошками требует осторожности
Возможно масштабирование до тоннажных объемов	Для удаления спутников и мелких деталей часто требуется постобработка

Несмотря на растущий мировой опыт, порошок, распыляемый газом, по-прежнему требует от конечных пользователей значительных усилий по разработке технологического процесса и квалификации для успешного применения в нишевых областях.

Вопросы и ответы

Вопрос: Позволяет ли газовая атомизация производить монокристаллический порошок?

A: Очень сложная задача - быстрые скорости затвердевания создают мелкозернистые микроструктуры. Специализированные варианты, такие как электродная индукционная плавка с газовым распылением (EIGA), позволяют получить некоторую долю монокристаллических частиц.

Вопрос: Каков типичный диапазон содержания азота для титанового порошка, распыляемого газом?

A: При оптимальных методах распыления титанового порошка в газовой атомизации можно достичь уровня N2 100-500 ppm. Это расширяет возможности AM по сравнению с другими вариантами с более высоким содержанием кислорода/азота, что негативно сказывается на механических характеристиках.

Вопрос: В чем ключевое различие между металлическими порошками, распыляемыми газом и водой?

A: Газовое распыление позволяет лучше контролировать форму и размер частиц. Водяное распыление обеспечивает более высокую скорость охлаждения, но при этом возникает больше проблем с окислением и частицами-спутниками в процессе производства и восстановления порошка.

узнать больше о процессах 3D-печати