Введение в металлические порошки

Оглавление

Металлические порошки - это мелкие металлические частицы, используемые в различных производственных процессах для создания металлических деталей и изделий. В этой статье представлен подробный справочник по металлическим порошкам, в котором описаны их основные свойства, методы производства, области применения, поставщики, стоимость и многое другое.

Обзор Металлические порошки

Металлические порошки состоят из мелких частиц металлических материалов, которые могут быть использованы для производства плотных и сложных деталей в различных отраслях промышленности. Вот краткий обзор:

Свойства металлических порошков

  • Диапазон размеров частиц: 1 микрон - 1000 микрон
  • Морфология: Сферические, неправильные, хлопья, волокна
  • Распространенные материалы: Железо, медь, алюминий, титан, никель, кобальт
  • Ключевые характеристики: Текучесть, уплотняемость, спекаемость

Методы производства

  • Распыление
  • Электролиз
  • Разложение карбонилов
  • Фрезерование

Основные приложения

  • Порошковая металлургия
  • Литье металлов под давлением
  • Аддитивное производство
  • Сварка
  • Пайка и пайка

Поставщики и затраты

  • Крупнейшие мировые поставщики
  • Стоимость зависит от материала, чистоты, способа производства
  • Диапазон от $5/кг до $500/кг

Преимущества перед кованым металлом

  • Замысловатые и сложные формы
  • Высокая точность размеров
  • Изготовление сетчатой формы
  • Новые свойства материалов
металлический порошок

Виды металлических порошков

Существуют различные способы классификации металлических порошков по составу, способу производства, морфологии и размеру частиц.

Таблица 1: Виды металлических порошков

ТипХарактеристикиОбщие материалыТиповой диапазон размеров
ЭлементарныйОдин металл, высокая чистотаЖелезо, медь, никель, кобальт1-150 микрон
СплавыСмеси металловНержавеющие стали, инструментальные стали, суперсплавы10-1000 микрон
КомпозитыСмеси с другими порошкамиWC-Co, Cu-Diamond1-500 микрон
По способу производстваУникальный размер и морфология в зависимости от производственного процессаСм. следующий разделЗависит от процесса
СферическаяГладкие, округлые частицыРаспыление газа или воды5-150 микрон
НерегулярныйЗазубренные, неровные формыМеханическое измельчение1-1000 микрон

Выбор типа металлического порошка зависит от конкретной области применения и желаемых конечных свойств. Процесс порошковой металлургии допускает широкий диапазон комбинаций.

Методы производства металлических порошков

Существует несколько хорошо зарекомендовавших себя методов производства, каждый из которых позволяет получить порошки с уникальными характеристиками, оптимизированными для определенных областей применения:

Таблица 2: Методы производства металлического порошка

МетодОписание процессаМорфология частицТиповой диапазон размеров
Газовая атомизацияСтруя расплавленного металла, разрушенная струями газа высокого давленияВысокая сферичность5-150 микрон
Распыление водыИспользует водяной поток вместо газаНеправильные формы10-300 микрон
ЭлектролизИоны металлов в растворе, осажденные на катодеДендритные, шиповидные1-100 микрон
Разложение карбониловТермическое разложение летучих карбонилов металловСферическая, гладкая1-10 микрон
Механическое фрезерованиеШаровые мельницы или аттриторы, используемые для измельчения металлических частицПриплюснутый, неровный1-300 микрон

Каждый процесс позволяет получить порошки, подходящие для определенных областей применения в зависимости от их характеристик. Например, порошки, полученные газовой атомизацией, с гладкими сферическими частицами обеспечивают отличную плотность упаковки и спекаемость. В то время как механически измельченные частицы обеспечивают более высокую прочность зеленой массы.

Применение металлических порошков

Основные области применения, использующие уникальные свойства металлических порошков, включают:

Таблица 3: Применение металлических порошков

ПриложениеОписаниеТипичные используемые материалы
Порошковая металлургияПроцесс прессования и спекания для создания деталей сетчатой формыЖелезо, сталь, медь, алюминий
Литье металлов под давлениемСмешивание порошков со связующими, введение в формыНержавеющие стали, инструментальные стали, тяжелые сплавы с вольфрамом
Аддитивное производство3D-печать сложных деталей из металлических порошковТитановые сплавы, кобальт-хром, никелевые суперсплавы
СваркаОсаждение металлических порошков в зоне сваркиНержавеющая сталь, никель, кобальтовые сплавы
Пайка и припойСклеивание металлических соединений с помощью порошковых прослоекСеребро, медь, алюминиевые сплавы

Гибкость свойств, достигаемых за счет различных составов порошка и последующей обработки, позволяет адаптировать металлические порошки к этим важнейшим отраслям производства.

Мировые поставщики Металлические порошки

Существует ряд крупных глобальных поставщиков, а также более мелкие региональные производители порошка:

Таблица 4: Крупнейшие компании по производству металлических порошков

КомпанияШтаб-квартираПредлагаемые материалы
HöganäsШвецияЖелезо, сталь, легированные стали
GKNВЕЛИКОБРИТАНИЯНержавеющие стали, инструментальные стали, суперсплавы
SandvikШвецияНержавеющие стали, высоколегированные стали, титановые сплавы
Praxair (порошок карпентера)СШАИнструментальные стали, нержавеющие стали, суперсплавы
Металлические порошки Rio TintoКанадаАлюминий, алюминиевые сплавы, железо

Кроме того, существует множество других небольших компаний, разбросанных по всему миру, которые предлагают специальные металлические порошки. При выборе поставщика важно учитывать такие факторы, как:

  • Состав порошка и характеристики частиц
  • Стандарты качества и последовательность
  • Производственные мощности и сроки изготовления
  • Ценообразование
  • Техническая поддержка

Анализ затрат на производство металлических порошков

Стоимость металлических порошков в значительной степени зависит от исходного материала, чистоты, размера частиц и формы порошка:

Таблица 5: Обзор стоимости металлических порошков

МатериалДиапазон цен
Железо и сталь$2-10 за кг
Медь и алюминий$5-30 за кг
Никелевые сплавы$10-50 за кг
Кобальтовые сплавы$50-150 за кг
Титановые сплавы$100-500 за кг

Как правило, более высокая чистота, мелкие размеры и способность к плотной упаковке приводят к увеличению стоимости. Кроме того, увеличиваются расходы на распыление и специальную обработку реактивных порошков.

При составлении бюджета проекта по производству металлических порошков важно тесно сотрудничать с поставщиками, чтобы понять, как выбор материала, соотношение закупок и продаж, варианты переработки и управление запасами влияют на общие расходы.

Монтаж и эксплуатация оборудования для производства металлических порошков

Для компаний, желающих организовать производство металлических порошков собственными силами, важно учесть особенности установки и эксплуатации оборудования:

Таблица 6: Установка для производства металлических порошков

ПараметрПодробности
Схема расположения и движение оборудования- Логическое разделение процессов; транспортировка материалов и обработка порошков
Услуги и коммунальные услуги- Электроэнергия, охлаждающая вода, газоснабжение
Ввод в эксплуатацию и обучение- Проверьте правильность установки и функциональность; обучите сотрудников процедурам эксплуатации
Безопасность- Предотвращение взрыва и локализация; надежная вентиляция; протоколы СИЗ
Мониторинг процессов- Сбор и анализ данных по таким ключевым параметрам, как размер, форма, чистота
Обслуживание и уход- Регулярные осмотры, замена изнашивающихся компонентов
Контроль качества- Методы отбора образцов и испытаний; статистический контроль; требования заказчика

Настоятельно рекомендуется привлекать технических специалистов для контроля во время наращивания производства и специальный персонал для производства. Наиболее важные характеристики порошка должны постоянно измеряться для обеспечения постоянства.

Выбор между аутсорсингом и собственным производством

Компаниям необходимо взвесить все плюсы и минусы аутсорсинга производства металлических порошков по сравнению с созданием собственных производственных мощностей:

Таблица 7: Сравнение аутсорсинга и собственного производства

СоображенияАутсорсингВ доме
Первоначальные капитальные затратыНизкийОчень высокие затраты на приобретение оборудования и строительство завода
Операционные расходыБолее высокие цены на единицу продукцииБолее низкая стоимость единицы продукции, но необходимо учитывать расходы на оплату труда, коммунальные услуги, техническое обслуживание
Контроль и настройкаОграниченное влияние; зависит от возможностей поставщикаПолный контроль над материалами, параметрами, графиком, количеством
Качество и последовательностьСильно варьируется; зависит от поставщикаВозможность внедрения строгих стандартов и контроля
Техническая экспертизаПредоставлено поставщикомНеобходимость найма и обучения специализированного персонала
Запасы и сроки выполнения заказаНеобходимость иметь буферные запасы; более длительное время выполнения заказаУлучшенное планирование и гибкость; минимизация запасов

В целом, аутсорсинг выгоден меньшими инвестициями, но более высокими текущими расходами, в то время как собственное производство требует больших первоначальных капитальных затрат, но обеспечивает большую гибкость и контроль в ходе ежедневной работы.

Преимущества Металлические порошки против кованых металлов

Несмотря на более высокую стоимость, металлические порошки имеют определенные преимущества перед традиционной обработкой кованого металла:

Таблица 8: Сравнение металлического порошка и кованого металла

ПараметрМеталлические порошкиКованые металлы
Сложность формыС помощью порошковых технологий можно создавать сложные формы.Ограниченные возможности изготовления форм и характеристик
Точность размеровПоследовательные допуски до ±0,1% с использованием возможностей порошка чистой формыБольше разновидностей; требуется дополнительная обработка
Варианты материаловНестандартные сплавы и микроструктуры в соответствии с требованиями приложенийОграничено доступными листами, плитами, экструдированными профилями
Механические свойстваБлагоприятные сочетания прочности, твердости, пластичностиВарьируется в зависимости от механической работы и тепловой истории
Консолидация сборкиУпрощение сборки за счет сокращения количества деталейТребуется дополнительная сборка

Порошковое состояние обладает уникальными преимуществами, которые заслуживают внимания в тех случаях, когда существующие технологии производства оказываются неэффективными. Непрерывное развитие передовых порошковых процессов повышает конкурентоспособность.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вот несколько часто задаваемых вопросов о металлических порошках:

Таблица 9: Часто задаваемые вопросы о металлических порошках

ВопросОтвечать
Как изготавливают металлические порошки?Основные методы включают распыление газа/воды, электролиз, измельчение - расплавленный металл или сыпучие металлы измельчаются в мелкий порошок с помощью механических и химических процессов
Каков типичный размерный ряд?Чаще всего это от 1 до 1000 микрон, но некоторые специальные нанопорошки и крупные частицы, используемые в термическом напылении, выходят за пределы этого диапазона.
Что такое морфология порошка и почему она важна?Морфология относится к форме/текстуре порошка - гладкие, сферические порошки обеспечивают лучшую плотность упаковки и текучесть, в то время как неправильные, дендритные формы улучшают прочность зелени
Как используются металлические порошки?Основные области применения: прессование и спекание порошковой металлургии, литье металлов под давлением, аддитивное производство, сварка, пайка/паяние
Сколько стоят металлические порошки?Цена в значительной степени зависит от основного материала, чистоты, характеристик частиц и колеблется от $5/кг до $500/кг.
Почему стоит использовать металлические порошки, а не кованые металлы?Преимущества включают в себя сложность формы, точность размеров, индивидуальные композиции, новые свойства, консолидированные сборки
На что следует обратить внимание при выборе поставщика металлических порошков?Ключевые характеристики поставщиков включают в себя постоянное качество, строгие испытания, индивидуальные предложения, оперативные сроки выполнения заказа, технический опыт в производстве порошков и их применении.

узнать больше о процессах 3D-печати

Поделиться

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта

MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.

Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!

Похожие статьи

Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции

Получить последние продукты и прайс-лист