Порошок никелевого сплава для 3d-печати
Все, что нужно знать о порошке никелевого сплава для 3d-печати
Категория продукта
![Порошок никелевого сплава для 3d-печати 1 440C для MIM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/CPTi-Powder.jpg)
Обзор порошка никелевого сплава для 3D-печати
3D-печать, также известная как аддитивное производство3D-печать произвела революцию в проектировании и производстве изделий в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, медицинская и производство потребительских товаров. В отличие от традиционного субтрактивного производства, при котором материал удаляется, при 3D-печати компоненты создаются послойно на основе цифровой 3D-модели.
Одной из наиболее популярных технологий 3D-печати металлов является технология порошкового наплавления, при которой источник тепловой энергии выборочно сплавляет участки порошкового слоя. Непревзойденная свобода проектирования, соотношение "цена-качество" и экономичность производства сложных деталей обусловили широкое распространение технологий с порошковым слоем, таких как селективное лазерное плавление (SLM), прямое лазерное спекание металлов (DMLS) и электронно-лучевое плавление (ЭЛП).
Никелевые сплавы - это универсальный класс материалов, обладающих такими свойствами, как высокая прочность, коррозионная стойкость и жаропрочность, что делает их идеальными кандидатами для 3D-печати. Наиболее распространенные порошки никелевых сплавов, используемые при порошковом наплавлении, включают суперсплавы Inconel, нержавеющие стали, Hastelloys, Nimonics, Kovar, Invar, Monel, никель-титановые сплавы и суперсплавы на основе никеля.
Состав порошков никелевых сплавов
Свойства никелевых сплавов определяются их элементным составом и микроструктурой. Содержание никеля в различных сплавах варьируется от 2% до 99%. Никель придает сплавам такие свойства, как коррозионная стойкость, стойкость к окислению и высокотемпературная прочность. Легирующие элементы добавляются для улучшения конкретных характеристик в зависимости от области применения.
Порошковые композиции на основе никелевых сплавов
Семейство сплавов | Содержание никеля | Легирующие элементы |
---|---|---|
Inconel | 30-80% | Cr, Mo, Nb, Ta, Al, Ti, Fe |
Нержавеющая сталь | 2-20% | Cr, Mo, Mn, Si, C |
Хастеллой | 35-60% | Mo, Cr, W, Fe, Co |
Nimonic | Более 50% | Cr, Ti, Al, Mo |
Ковар | 17% | Fe, Co, Mn, Si |
Invar | 36% | Fe |
Monel | Более 67% | Cu, Fe, Mn, Si, C |
Никель-титан | 55% Ni, 45% Ti | – |
Никелевые суперсплавы | Более 50% | Cr, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Nb |
Содержание хрома в нержавеющих сталях и никелевых суперсплавах повышает стойкость к окислению и коррозии. Молибден, вольфрам и тантал повышают прочность при ползучести и механические свойства при высоких температурах. Железо в таких сплавах, как ковар и инвар, регулирует тепловое расширение. Алюминий, титан и ниобий добавляются для упрочнения осаждением. Марганец улучшает пластичность в горячем состоянии, а углерод повышает прочность и твердость. Кремний улучшает текучесть и свариваемость.
Понимание того, как легирование влияет на формирование микроструктуры и свойства, помогает выбрать оптимальный материал для конкретной задачи. Правильная характеризация и квалификация состава и качества порошка имеет решающее значение перед печатью критически важных компонентов.
Свойства порошков никелевых сплавов
Уникальные свойства никелевых сплавов, полученных из оптимизированных порошков, позволяют использовать их в различных областях применения и в экстремальных условиях. В таблице ниже приведены общие свойства для распространенных семейств сплавов.
Свойства семейств порошковых никелевых сплавов
Семейство сплавов | Плотность | Температура плавления | Прочность на разрыв | Теплопроводность | Тепловое расширение | Устойчивость к окислению | Коррозионная стойкость |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Inconel | 8,2-8,4 г/куб. см | 1300-1450°C | 750-1380 МПа | 11-16 Вт/мК | 12-16 мкм/м°С | Отличный | Отличный |
Нержавеющая сталь | 7,5-8,1 г/куб. см | 1375-1500°C | 450-1100 МПа | 15-30 Вт/мК | 10-18 мкм/м°С | Хороший | Хорошо-отлично |
Хастеллой | 8,1-9,2 г/куб. см | 1260-1350°C | 550-1000 МПа | 6-22 Вт/мК | 12-16 мкм/м°С | Хорошо-отлично | Отличный |
Nimonic | 8,1-8,7 г/куб. см | 1260-1400°C | 500-1200 МПа | 10-30 Вт/мК | 12-17 мкм/м°С | Хороший | Хороший |
Ковар | 8,2 г/куб. см | 1450°C | 550 МПа | 17 Вт/мК | 5,9 мкм/м°С | Бедный | Бедный |
Invar | 8 г/куб. см | 1427°C | 200-450 МПа | 10,5 Вт/мК | 1,2 мкм/м°С | Ярмарка | Ярмарка |
Monel | 8,8 г/куб. см | 1350-1370°C | 550-950 МПа | 21-48 Вт/мК | 13-17 мкм/м°С | Ярмарка | Отличный |
Никель-титан | 6,4 г/куб. см | 1240-1310°C | 600-900 МПа | 8-18 Вт/мК | 11 мкм/м°С | Ярмарка | Отличный |
Никелевые суперсплавы | 8-9 г/куб. см | 1260-1350°C | 750-1400 МПа | 11-61 Вт/мК | 12,5-17 мкм/м°С | Хорошо-отлично | Fair-Good |
Высокая температура плавления никелевых сплавов предотвращает деформацию деталей в процессе обработки. Прочность в широком диапазоне температур позволяет использовать их в несущих конструкциях. Контролируемое тепловое расширение позволяет изготавливать прецизионные детали с жесткими допусками. Отличная стойкость к коррозии и окислению позволяет использовать детали в жестких условиях, например в морской, химической, нефтегазовой промышленности.
Путем подбора состава порошка и параметров процесса можно оптимизировать свойства материала в соответствии с требованиями проекта. Однако анизотропная природа аддитивного производства может привести к тому, что свойства будут зависеть от направления. Правильное проектирование и контроль качества являются ключевыми факторами для достижения требуемых характеристик.
Области применения порошков никелевых сплавов
Универсальность никелевых сплавов позволяет использовать их в различных областях аэрокосмической, оборонной, автомобильной, морской, нефтегазовой, химической, энергетической, медицинской, инструментальной и других областях общего машиностроения.
Промышленность Области применения порошка никелевого сплава Семьи
Семейство сплавов | Отраслевые применения |
---|---|
Inconel | Аэрокосмическая, оборонная, автомобильная, химическая промышленность, нефтегазовая, энергетическая, ракетная, ракетно-ядерная |
Нержавеющая сталь | Аэрокосмическая, оборонная, автомобильная, медицинская, морская, архитектурная, химическая, пищевая промышленность, оснастка, пресс-формы |
Хастеллой | Аэрокосмическая, оборонная, химическая промышленность, борьба с загрязнениями, энергетика, нефть и газ |
Nimonic | Аэрокосмическая, оборонная промышленность, энергетика, химическая обработка, инструментальная оснастка |
Ковар | Электроника, полупроводники, интегральные схемы, упаковка |
Invar | Электроника, оптика, точные приборы, аэрокосмическая промышленность |
Monel | Морская, нефтегазовая, химическая промышленность, энергетика, целлюлозно-бумажная промышленность |
Никель-титан | Медицинские приборы, приводы, датчики, аэрокосмическая промышленность, нефть и газ |
Никелевые суперсплавы | Аэрокосмическая промышленность, оборонная промышленность, энергетика, нефтегазовая промышленность, автомобилестроение, инструментальная промышленность |
Примерами деталей из никелевых сплавов, изготовленных методом 3D-печати, являются:
- Аэрокосмическая промышленность: Лопатки турбин, сопла, камеры сгорания, клапаны, кронштейны, термогидрокомпоненты
- Автомобили: Роторы турбокомпрессоров, коллекторы, клапаны, детали трансмиссии
- Медицина: имплантаты, протезы, хирургические инструменты, устройства, специфичные для пациента
- Нефть и газ: Скважинный инструмент, арматура, устьевые компоненты, трубопроводная арматура
- Инструментальная оснастка: Пресс-формы для литья под давлением, экструзионные штампы, оснастка и приспособления, пресс-инструмент
- Общие сведения: Теплообменники, детали для обработки жидкостей, крепеж, корпуса, кожухи
Превосходные свойства материалов, сложные геометрические формы, сокращение сроков изготовления, снижение стоимости и гибкость конструкции, обеспечиваемые 3D-печатью никелевых сплавов, делают их весьма привлекательным вариантом для многих ответственных применений.
Технические характеристики порошка никелевого сплава
В продаже имеются порошки никелевых сплавов с различным распределением по размерам, морфологией и уровнем качества, соответствующим требованиям 3D-печати. Общие характеристики приведены ниже:
Типовые характеристики порошка никелевого сплава
Недвижимость | Типовые значения |
---|---|
Состав сплава | Нестандартные сплавы, марки согласно ASTM/ASME |
Форма частиц | Сферические, близкие к сферическим |
Размер частиц | 10-45 мкм |
Распределение частиц по размерам | D10: 15-25 мкм, D50: 25-35 мкм, D90: 35-45 мкм |
Кажущаяся плотность | 2,5-5,5 г/куб. см |
Плотность отвода | 4-8 г/куб. см |
Текучесть | Превосходное исполнение по расходомеру Холла |
Остаточный кислород | 100-400 стр. |
Остаточный азот | 50-150 стр. |
Остаточный углерод | 100-300 стр. |
Сферическая морфология и узкий гранулометрический состав со значениями D10, D50 и D90 в идеальных диапазонах для конкретного процесса печати позволяют достичь хорошей плотности и механических свойств. Высокая текучесть предотвращает агломерацию порошка и проблемы с его распределением при повторном нанесении. Низкое содержание остаточного кислорода, азота и углерода минимизирует загрязнение и пористость.
Качество порошка, его размер и другие характеристики существенно влияют на свойства конечной детали и должны соответствовать требованиям принтера и области применения. Большинство поставщиков предлагают индивидуальные составы сплавов и оптимизацию частиц для удовлетворения спецификаций пользователя.
Методы 3D-печати с использованием порошка никелевого сплава
Наиболее распространенные методы аддитивного производства, используемые для обработки порошков никелевых сплавов, включают в себя:
Процессы порошковой печати на никелевых сплавах
Метод | Описание |
---|---|
Селективное лазерное плавление (SLM) | Сплавление порошкового слоя сфокусированным лазерным лучом |
Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) | Аналогично SLM, но лазер меньшей мощности |
Электронно-лучевое плавление (ЭЛП) | Порошковый слой, оплавленный электронным пучком в вакууме |
Лазерное осаждение металлов (LMD) | Порошок впрыскивается в расплавленный бассейн, созданный лазером |
Направленное энергетическое осаждение (DED) | Аналогично LMD с подачей порошка или проволоки |
Струйная обработка вяжущего | Жидкое связующее вещество, избирательно наносимое на слой порошка |
В SLM и DMLS используется лазер с высокой плотностью мощности для полного послойного расплавления металлического порошка в плотные детали. В EBM в качестве источника энергии используется электронный луч, позволяющий создавать детали в вакууме. При ЛМД с проволочной подачей металлическая проволока расплавляется с помощью сфокусированного лазера. При струйной печати жидким связующим для формирования детали с последующим спеканием.
Выбор конкретной технологии зависит от таких факторов, как размер детали, сложность геометрии, качество обработки поверхности, разрешение, скорость производства и стоимость. Каждый процесс требует оптимизации настроек и параметров принтера в соответствии с составом порошкового сплава.
Технологические параметры порошка никелевого сплава
К критическим параметрам принтера для никелевых сплавов, требующим оптимизации с точки зрения плотности, прочности, точности и качества поверхности, относятся:
Типовые параметры процесса SLM/DMLS
Параметр | Типовой диапазон |
---|---|
Толщина слоя | 20-60 мкм |
Мощность лазера | 100-400 W |
Скорость сканирования | 400-1200 мм/с |
Расстояние между люками | 80-200 мкм |
Размер балки | 50-200 мкм |
Стратегия сканирования | Шахматка, полоска, контур |
Структура поддержки | Регулярные, фрагментированные, гибридные |
Типовые параметры процесса EBM
Параметр | Типовой диапазон |
---|---|
Толщина слоя | 50-200 мкм |
Мощность электронного пучка | 3-15 кВт |
Функция скорости | 20-200 мм/с |
Смещение линии | 0,1-0,3 мм |
Смещение фокуса | 15-35 мА |
Стратегия сканирования | Однонаправленные, двунаправленные |
Структура поддержки | Обычные, тяжелые |
Меньшая толщина слоя и размер луча в сочетании с более высокой скоростью сканирования повышают разрешение, точность и качество обработки поверхности. Обычно используются шахматные или полосовые схемы сканирования. Контуры по периметру улучшают качество кромок. Оптимизированные опорные конструкции предотвращают деформацию, но легче удаляются. Предварительный нагрев и рециркуляция порошка позволяют повысить плотность и качество материала.
Преимущества 3D-печати никелевых сплавов
Аддитивное производство с использованием оптимизированных порошков никелевых сплавов имеет много преимуществ по сравнению с традиционным производством:
- Свобода проектирования: Сложные геометрические формы, невозможные при механической обработке
- Снижение веса: Облегчение компонентов за счет оптимизации топологии
- Объединение частей: Уменьшение объема сборки за счет печати сложных форм
- Персонализация: Соответствующие пациенту медицинские изделия, оснастка
- Сокращение отходов: Используется только необходимый объем материала
- Сокращение времени выполнения заказа: Недели против месяцев для изготовления производственной оснастки
- Гибкость процесса: Простота итераций и оптимизации конструкции
- Преимущества производительности: Анизотропная прочность, встроенные функции
- Снижение затрат: Исключение затрат на оснастку, малосерийное производство
- Соотношение покупки и полета: Печать только конечной детали по сравнению с обработкой из блока
3D-печать расширяет возможности проектирования и позволяет создавать новые детали из никелевых сплавов, которые невозможно или экономически нецелесообразно изготавливать традиционными методами. Это революционизирует производство в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и других отраслях промышленности.
Поставщики порошков никелевых сплавов
В настоящее время большинство крупных производителей металлических порошков предлагают ряд порошков никелевых сплавов, оптимизированных для аддитивного производства. К числу ведущих поставщиков относятся:
Основные поставщики порошков никелевых сплавов
Поставщик | Основные марки сплавов |
---|---|
Met3DP | Инконель 625, 718, Хастеллой X, нержавеющие стали |
Sandvik | Нержавеющие стали, суперсплавы, титановые сплавы |
Praxair | Инконель 718, 625, Хастеллой X, нержавеющие стали |
AP&C | Инконель 718, 625, нержавеющие стали |
Технология LPW | Инконель 718, нержавеющие стали, никелевые суперсплавы |
Решения SLM | Нержавеющая сталь 316L, 17-4PH, никелевые суперсплавы |
GE Additive | Нержавеющая сталь 316L, Inconel 718, 625, Hastelloy |
Поставщики предлагают различные распределения по размерам, отличную текучесть порошка, низкое содержание кислорода и влаги, возможность отслеживания партии, а также индивидуальные сплавы, соответствующие технологическим и прикладным требованиям. Большинство из них предоставляют специализированную характеристику для обеспечения стабильно высокого качества порошка.
Стоимость порошка никелевого сплава
Ниже приведена средняя стоимость порошков распространенных никелевых сплавов:
Стоимость порошка никелевого сплава
Материал | Стоимость за кг |
---|---|
Инконель 718 | $75-150 |
Инконель 625 | $60-120 |
Нержавеющая сталь 316L | $35-70 |
Нержавеющая сталь 17-4PH | $45-90 |
Хастеллой X | $85-170 |
Никелевые суперсплавы | $90-200 |
Высокоэффективные сплавы, такие как Inconel 718 и Hastelloy X, стоят дороже, в то время как нержавеющие стали, как правило, являются самым дешевым вариантом. Однако стоимость материала - это лишь один из компонентов общей стоимости детали. Дополнительные преимущества, связанные с гибкостью конструкции, эксплуатационными характеристиками и сокращением времени изготовления, часто компенсируют более высокие цены на порошок при небольших объемах производства.
Покупка порошка в оптовых количествах позволяет снизить затраты. Многие поставщики также предлагают услуги по повторному использованию и переработке порошка. В целом при выборе подходящего порошка никелевого сплава покупатель должен оценить общие затраты, включая трудозатраты, последующую обработку, использование материала, механические свойства и другие факторы.
Оптовая цена: $20/кг-$200/кг
Часто задаваемые вопросы о металлических порошках для 3D-печати
Как можно связаться со службой поддержки клиентов Metal3DP?
Мы обеспечиваем круглосуточную поддержку клиентов. На странице "Контакты" можно найти контактную информацию, включая телефон, электронную почту и онлайн-чат.
Какие металлические порошковые материалы предлагает компания Metal3DP?
Мы предлагаем различные высококачественные металлические порошки, включая нержавеющую сталь, высокотемпературные сплавы, пригодные для таких процессов, как лазерная и электронно-лучевая плавка в порошковом слое.
Как Metal3DP обеспечивает качество металлического порошка для 3D-печати?
Обладая обширным опытом аддитивного производства металлов, мы используем передовые технологии и строгий контроль качества для обеспечения механических свойств и качества поверхности деталей.
В каких отраслях применяются устройства 3D-печати Metal3DP?
Наши устройства находят широкое применение в таких отраслях, как аэрокосмическая, медицинская, автомобильная и другие, обеспечивая решения для изготовления высокопроизводительных металлических компонентов.
Предлагает ли Metal3DP варианты сплавов на заказ?
Да, мы предоставляем услуги по легированию под заказ для удовлетворения специфических требований клиентов к материалам.
В чем преимущества систем SEBM компании Metal3DP?
Наши системы SEBM позволяют изготавливать сложные металлические детали с исключительными механическими свойствами. К основным характеристикам относятся лучшие в отрасли объем сборки, точность и надежность.
Можно ли найти примеры применения на сайте Metal3DP?
Да, на нашем сайте представлен широкий спектр прикладных примеров, демонстрирующих успешные внедрения технологии Metal3DP в различных отраслях промышленности.
Как начать сотрудничество с Metal3DP?
Свяжитесь с нами, и наши специалисты предложат Вам индивидуальные решения и планы совместной работы в соответствии с Вашими потребностями.
Каков срок выполнения заказных услуг Metal3DP?
Сроки выполнения заказных услуг зависят от сложности проекта. Мы предоставим точные сроки поставки в соответствии с вашими требованиями.
Какие технологии 3D-печати предлагает Metal3DP?
Мы специализируемся на селективном лазерном спекании (SLS), селективном лазерном плавлении (SLM), селективном электронно-лучевом плавлении (SEBM) и других технологиях 3D-печати.
ОТПРАВИТЬ НАМ
Задать другой вопрос?
Если Вы не нашли ответа на свой вопрос в нашем FAQ, Вы всегда можете оставить нам сообщение. Мы ответим Вам в ближайшее время.
ПОДОЖДИТЕ НАС
Следующий шаг
01. Мы подготовим предложение
Необходимый объем, сроки и АПР. Цена будет указана, если вы предоставите нам подробную информацию о проекте.
02. Обсудить вместе
Давайте познакомимся и обсудим все возможные варианты и опции
03. Начнем строить
Когда контракт подписан и все цели определены, можно начинать первый спринт.
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731