Поставщики металлических порошков

Металлические порошки широко используются в аддитивном производстве, литье металлов под давлением и других областях порошковой металлургии. В этой статье представлен обзор различных металлических порошков, методов производства, свойств, технических характеристик, областей применения, цен, поставщик металлического порошка а также преимущества и ограничения технологий на основе порошка.

Обзор металлические порошки

Металлические порошки, переработанные в компоненты конечного использования, обладают такими преимуществами, как:

• Индивидуальные сплавы/составы, недостижимые с помощью металлургии слитков
• Сложные, легкие геометрические формы благодаря аддитивному производству
• Изготовление чистых форм с уменьшением потерь по сравнению с субтрактивными методами
• Изотропные свойства при быстром затвердевании в сравнении с литьем

Распространенные металлические порошки варьируются от нержавеющих сталей, инструментальных сталей, суперсплавов до титана, алюминия, меди и экзотических сплавов. Производство с помощью распыления в инертном газе, распыления в воде и плазменного процесса с вращающимся электродом позволяет изменять распределение частиц по размерам, морфологию и микроструктуру для различных применений.

Виды металлических порошков

Нержавеющие стали

Порошки из аустенитной и мартенситной нержавеющей стали, такой как 316L, 420 и 17-4PH, обеспечивают хорошую коррозионную стойкость и высокую твердость после термообработки:

Инструментальные стали

Воздушно-твердеющие инструментальные стали, такие как H13 и D2, обеспечивают очень высокий уровень твердости после термообработки:

Суперсплавы

Сплавы на основе никеля, железа и кобальта обеспечивают исключительную высокотемпературную прочность для работы в экстремальных условиях:

Алюминий и титан

Легкие металлы, такие как алюминий и титановые сплавы, позволяют создавать легкие конструкционные детали в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью (Ti) и высоким соотношением прочности и веса:

Медь и вольфрам

Медь обеспечивает высокую тепло- и электропроводность, а вольфрам - высокую твердость и плотность до 18 г/куб. см:

Экзотические сплавы

Передовые сорта включают драгоценные металлы, тугоплавкие металлы и редкоземельные постоянные магниты:

Они обеспечивают особые электрические, магнитные, термомеханические и биосовместимые свойства для нишевых применений.

Методы производства

Газовое распыление является основной технологией для получения определенных распределений частиц по размерам, оптимизированных для аддитивного производства, литья металлов под давлением и т. д. Водяное распыление используется в таких экономичных областях, как литье втулок и фильтров под давлением.

Газовая атомизация

Инертный газ высокого давления (обычно аргон или азот) отсекает от потока расплава мелкие капли расплавленного металла, которые быстро затвердевают, превращаясь в сферические порошки, идеальные для послойного сплавления. Желаемый химический состав и микроструктура закладываются в сплав до распыления. Это обеспечивает высокую чистоту порошка и постоянный состав, соответствующий функциональности детали.

Распыление воды

В этом процессе поток расплавленного металла распадается под действием высокоскоростных водяных струй на мелкие частицы, которые быстро охлаждаются и образуют неправильные формы. Это более дешевый процесс, полезный для больших объемов производства, где приемлемы характеристики сыпучего порошка.

Процесс с вращающимся электродом

В этом методе электрическая дуга расплавляет вращающийся пруток, подаваемый в плазменную горелку. Испарившийся металл конденсируется в атмосфере инертного газа, а вращающиеся расплавленные частицы образуют сферический порошок. Этот метод обеспечивает чрезвычайно тонкий контроль над распределением частиц по размерам для нишевых применений.

Свойства и характеристики

Ключевые характеристики порошка, такие как форма, распределение частиц по размерам, скорость потока и кажущаяся плотность, определяют эффективность последующих процессов, таких как аддитивное производство:

Отчеты об испытаниях материалов от известных поставщики металлических порошков продемонстрировать подробные данные о характеристиках, чтобы выбрать подходящий сорт для конкретного применения и процесса.

Области применения

Аддитивное производство

• Аэрокосмические компоненты - лопасти, крыльчатки, секции двигателей
• Медицинские имплантаты - ортопедические/стоматологические, хирургические инструменты
• Автомобильная промышленность - клапаны, поршни, коллекторы
• Промышленная оснастка - режущие инструменты, штампы, пресс-формы

Литье металлов под давлением

• Мелкие прецизионные детали - шестерни, насадки, крепеж
• Ортопедические винты, имплантаты колена/бедра
• Автомобильные механизмы - замки, шкивы

Термические напыляемые покрытия

• Износостойкие слои - валы насосов, ролики
• Защита от коррозии - клапаны, трубы, сосуды

Прессование и спекание порошков

• Самосмазывающиеся подшипники
• Постоянные магниты
• Конструкционные детали, изготовленные методом холодного/горячего изостатического прессования

Индивидуально подобранные характеристики порошка позволяют использовать его в различных областях применения, применяя для изготовления сетчатых или близких к сетчатым форм.

поставщик металлического порошка

Ведущие европейские, азиатские и североамериканские поставщики удовлетворяют спрос на металлические порошки в различных отраслях и географических регионах.

Эти компании предлагают широкие возможности в области процессов распыления, а также строгий внутренний контроль качества характеристик и чистоты порошка, подкрепленный сертифицированными протоколами испытаний по химическому составу, распределению частиц по размерам, микроструктуре и согласованности партий.

Эксперты по применению помогают адаптировать существующие сплавы или разработать новые марки с учетом механических свойств, геометрии и функциональных возможностей заказчика - от создания прототипов до заказа металлических порошков в промышленных масштабах.

Ценообразование на металлические порошки

Цены существенно зависят от объема заказа, класса качества (коммерческий, авиационный, медицинский и т.д.), динамики регионального спроса и степени сертификации. Крупные OEM-заказчики получают гораздо более низкие цены, даже $30-40/кг для обычных аэрокосмических суперсплавов.

Плюсы и минусы порошковой металлургии

Преимущества

• Нестандартные сплавы/составы, выходящие за рамки традиционной металлургии слитков
• Сложные геометрические формы, полученные в результате аддитивного производства, с минимальными затратами на сборку
• Изготовление почти чистой формы с меньшим расходом сырья
• Улучшенные механические свойства благодаря быстрому затвердеванию

Ограничения

• Как правило, более низкие темпы производства, чем при литье или ковке
• Для повышения плотности в AM необходимы дополнительные шаги, такие как CIP/HIP
• Повторное использование порошка может привести к изменению его характеристик
• Требуются системы обработки для извлечения/переработки неиспользованного порошка

Резюме

В целом, основные типы металлических порошков включают в себя нержавеющие, инструментальные и суперсплавы, а также алюминий/титан, используемые в аддитивном производстве, литье металлов под давлением и термическом напылении покрытий. Газовое, водяное и плазменное распыление обеспечивает индивидуальное распределение порошка по размерам, форме и микроструктуре. Ведущие мировые поставщики сертифицировали качество, соответствующее требованиям приложений с точки зрения химического состава, характеристик частиц и чистоты. При создании прототипов или серийном производстве подбор подходящего типа металлического порошка в соответствии с функциональными возможностями, технологическими процессами и характеристиками деталей способствует общему успеху производства.

Вопросы и ответы

Как изготавливают металлические порошки?

В большинстве коммерческих порошков для получения мелких сферических частиц с жестко контролируемым распределением по размерам используются процессы распыления в инертном газе или воде.

Каковы основные типы металлических порошков?

К распространенным классификациям относятся нержавеющие стали, инструментальные стали, суперсплавы, сплавы алюминия и титана, тяжелые сплавы вольфрама и драгоценные металлы, включая такие экзотические, как элгилой, нитинол и др.

Какие факторы влияют на цены на металлические порошки?

Цены существенно зависят от объема, степени сертификации, динамики регионального спроса, стоимости сырья и состава сплава - экзотические суперсплавы могут стоить в 5-10 раз дороже нержавеющей стали за килограмм.

Каковы типичные размеры металлических порошков?

Стандартное распределение для аддитивного производства лежит в диапазоне 15-45 мкм. Распыляемые водой марки могут составлять 45-150 мкм, используемые в основном для прессования и спекания.

Что определяет выбор металлических порошков?

Ключевыми факторами являются функциональность детали (рабочая температура, напряжения и т.д.), метод изготовления (литье, MIM, AM), целевая стоимость, степень последующей обработки и доступность в желаемой форме продукта.

Как характеризуются и определяются металлические порошки?

Типичные параметры, указываемые в отчетах об испытаниях материалов, включают состав порошка, распределение частиц по размерам, морфологию (сферическая/неправильная), характеристики текучести, кажущуюся плотность и уровень остаточных примесей. Эти параметры определяют пригодность материала к эксплуатации.

Существуют ли стандарты на металлические порошки?

ASTM, ASME, MPIF, ISO и аналогичные национальные/региональные стандарты помогают определить спецификации для распространенных сортов с точки зрения химического состава, производства, процедур отбора проб, методики испытаний, условий поставки и обеспечения качества.

Какие меры предосторожности необходимы при работе с металлическими порошками?

Основные риски связаны с воспламеняемостью и взрывоопасностью. Перчаточные боксы с инертным газом, закрытые конвейерные/транспортные системы, заземление, антистатические покрытия помогают безопасно работать с порошком, а также использовать средства индивидуальной защиты при извлечении и переносе.

узнать больше о процессах 3D-печати