Металлический порошок из никелевых сплавов

Металлические порошки из никелевых сплавов относятся к формам порошковой металлургии различных композиций никелевых сплавов. Эти порошки могут использоваться для производства деталей и компонентов из никелевых сплавов такими методами, как литье металлов под давлением, аддитивное производство, прессование и спекание порошков.

Обзор металлических порошков из никелевых сплавов

Порошки никелевых сплавов обеспечивают такие уникальные свойства, как высокая прочность, коррозионная стойкость и высокотемпературные характеристики. Ключевые детали включают:

Преимущества

• Высокая прочность
• Устойчивость к коррозии и окислению
• Высокая температурная стабильность
• Настроенные электрические, магнитные или тепловые свойства
• Более низкая стоимость по сравнению со слитками из экзотических сплавов

Методы производства

• Распыление газа
• Распыление воды
• Карбонильный процесс
• Электролиз
• Механическое измельчение

Общие системы сплавов

• Никель-хром
• Никель-молибден
• Никель-кобальт
• Никель-железо-хром
• Никель-медь
• Никель-алюминий

Типовые применения

• Аэрокосмические компоненты
• Промышленная оснастка
• Автомобильные запчасти
• Электрические контакты
• Коррозионностойкие конструкции
• Детали высокотемпературных печей

Технические характеристики

Порошки из никелевых сплавов доступны в различных стандартных спецификациях:

• Диапазон размеров: 1 - 150 микрон
• Химия в соответствии с потребностями приложения
• Сферическая, неправильная или смешанная морфология
• Газовые или водяные распыляемые сорта
• Возможны нестандартные сплавы и размер частиц

Виды металлических порошков из никелевого сплава

Многие никелевые сплавы выпускаются в виде порошка. К распространенным системам сплавов относятся:

Тип сплава	Композиции	Основные свойства
Никель-хром	Ni-Cr, Ni-Cr-Fe-Mo	Устойчивость к окислению, прочность при высоких температурах
Никель-молибден	Ni-Mo	Устойчивость к коррозии, сохранение прочности при высоких температурах
Никель-кобальт	Ni-Co	Высокая прочность, коррозионная стойкость, регулируемая магнитная проницаемость
Никель-железо-хром	Ni-Fe-Cr, Ni-Cr-Fe-Mo-Cu	Отличная устойчивость к окислению и коррозии при высоких температурах
Никель-медь	Ni-Cu	Высокая прочность, коррозионная стойкость, регулируемое тепловое расширение
Никель-алюминий	Ni-Al	Легкий вес, высокая температурная прочность

Порошковые составы этих сплавов могут быть адаптированы для достижения специфических свойств.

Характеристики и свойства Металлический порошок из никелевых сплавов

Порошки никелевых сплавов обладают разнообразными механическими, физическими и химическими свойствами:

Механические свойства

• Высокая прочность
• Устойчивость к ползучести и усталости
• Выдерживают многократные циклы нагрева/охлаждения
• Ударная вязкость

Физические свойства

• Коэффициенты теплового расширения аналогичны стали
• Удельное электрическое сопротивление зависит от содержания хрома
• Управляемая магнитная проницаемость с помощью железа и кобальта

Химические свойства

• Устойчивость к коррозии в агрессивных средах, таких как кислоты, хлориды и т.д.
• Сохраняют свои свойства в окислительной атмосфере при температуре до 2000°F
• Сварочные характеристики аналогичны деформируемым никелевым сплавам

Эти свойства делают никелевые сплавы пригодными для применения в самых разных отраслях промышленности.

Применение и использование металлического порошка никелевого сплава

Порошки из никелевых сплавов используются в различных отраслях промышленности, где требуется сочетание свойств:

Промышленность	Приложения	Предоставляемые льготы
Аэрокосмическая промышленность	Лопатки турбин, детали двигателей, компоненты планера.	Прочность при высоких температурах, устойчивость к коррозии
Нефть и газ	Клапаны, фитинги, устьевые компоненты	Прочность, износостойкость, коррозионная стойкость при высоких температурах и давлениях
Автомобильная промышленность	Шестерни, валы, компоненты выхлопных систем, детали турбокомпрессоров	Термостойкость и износостойкость деталей трансмиссии
Промышленность	Оборудование для пищевой промышленности, детали целлюлозно-бумажных машин, радиационные экраны	Устойчивость к коррозии, прочность при высоких температурах, безопасность
Электроника	Разъемы, выводные рамки, переключатели, экраны	Проводимость, контроль намагниченности, контактная сварка
Химическая	Насосы, клапаны, трубопроводы	Коррозионная стойкость к различным химическим веществам

В этих приложениях используются сбалансированные механические и химические свойства никелевых сплавов.

Технические характеристики металлического порошка из никелевого сплава

Порошки никелевых сплавов выпускаются в различных стандартных спецификациях, подходящих для различных технологий производства:

Spec	Опции
Марка сплава	Марки никеля IN, N, CN, а также запатентованные составы
Размер частиц	1-10 мкм, 10-45 мкм, 45-100 мкм, 15-150 мкм
Морфология	Сферические, неправильные/угольные
Метод производства	Распыление газа, распыление воды, карбонил
Чистота	Никель + легирующие элементы, низкое содержание кислорода + азота, индивидуальные пределы содержания примесей
Упаковка	Банки, мешки, барабаны в инертной атмосфере

Эти характеристики позволяют выбрать оптимальный порошок для конкретного метода производства, например, литья металлов под давлением, прессования и спекания, аддитивного производства и т.д.

Поставщики и цены на металлический порошок никелевого сплава

Большинство крупных производителей металлических порошков предлагают различные составы порошков никелевых сплавов и диапазоны размеров, подходящие для промышленного производства. К числу ведущих мировых поставщиков относятся:

Компания	Бренды	Методы производства	Типичные цены
Sandvik	Osprey	Распыление газа, воды	$$$
Технология столярных работ	Разное	Распыление газа, воды	$$$
ATI Powder Metals	Разное	Распыление газа, воды	$$$
Praxair Surface Technologies	Разное	Распыление газа	$$$
Hoganas	Разное	Распыление газа, воды	$$-$$$
CNPC Powder Group	Разное	Распыление газа, воды	$-$$

Цены могут варьироваться в широких пределах в зависимости от химического состава сплава, размера порошка, уровня качества, метода производства и т.д. Типичный диапазон составляет $50-$150 за кг для распространенных сплавов и размеров.

Плюсы и минусы металлического порошка из никелевого сплава

В сравнении с коваными материалами

Порошок из никелевого сплава имеет ряд преимуществ, но также и ограничения по сравнению с коваными формами:

Преимущества

• Компоненты сложной формы легко изготавливаются
• Однородная микроструктура при быстром затвердевании
• Конструкция близкой формы снижает потребность в механической обработке
• Более низкая стоимость по сравнению с аналогичными формами из сплавов

Недостатки

• После изготовления деталей может потребоваться постобработка
• Ограничения по размеру и геометрии для некоторых методов
• Производство порошка требует больше энергии
• Вторичные операции увеличивают стоимость по сравнению с литьем
• Более низкий уровень максимальной прочности по сравнению с деформируемыми сплавами

Баланс свойств и экономичности определяет оптимальную форму материала для конкретного применения.

Вопросы и ответы

Вопрос: Какие основные легирующие элементы используются в никелевых порошках?

О: Наиболее распространенными добавками в сплавы являются хром, молибден, железо, кобальт, медь и алюминий для достижения желаемых свойств.

Вопрос: Какие методы производства порошка используются для никелевых сплавов?

О: Основными методами являются газовое распыление и распыление в воде. Некоторые никелевые сплавы также изготавливаются с помощью карбонильного порошка.

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц характерен для порошка никелевого сплава?

О: Большинство порошков находится в диапазоне от 1 до 150 микрон. Более мелкие порошки менее 45 микрон используются для спекания и литья металлов под давлением. Более грубые частицы размером 45-150 микрон подходят для прессования и экструзии или аддитивного производства.

Вопрос: Какова стоимость порошка из никелевого сплава по сравнению с коваными материалами?

A: Порошки никелевых сплавов могут обеспечить экономию затрат на 30-50% по сравнению с коваными заготовками или прутками. Однако вторичная обработка после консолидации порошка может снизить соотношение затрат и выгод.

В: Какие стандарты применяются к порошкам из никелевых сплавов?

О: ASTM, ISO и другие национальные стандарты помогают определить химический состав, пределы содержания примесей, распределение частиц по размерам и методы отбора проб для контроля качества.

Заключение

Металлические порошки никелевых сплавов представляют собой универсальный материал, сочетающий в себе высокую прочность, коррозионную стойкость, термостойкость и другие свойства. Основные системы сплавов включают никель-хром, никель-молибден, никель-железо-хром и другие. Эти усовершенствованные порошки позволяют изготавливать критически важные компоненты в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной и промышленной отраслях. С расширением использования методов порошковой металлургии никелевые сплавы продолжают быстро внедряться в производство с помощью литья металлов под давлением, аддитивных технологий и методов прессования и спекания.

узнать больше о процессах 3D-печати