Сферический порошок:обзор,типы,цена

Обзор

Сферический порошок относится к металлическим или керамическим порошкам округлой морфологии, полученным с помощью специализированных процессов распыления. По сравнению с частицами порошков неправильной формы сферические порошки обладают такими преимуществами, как отличная сыпучесть, более высокая плотность упаковки и снижение внутреннего трения частиц. Это делает их идеальными для требовательных промышленных применений, таких как порошковая металлургия, термическое напыление, аддитивное производство металлов и обработка керамики.

В этом подробном руководстве рассматриваются различные типы сферических порошков, их свойства, методы производства, ключевые области применения, спецификации, поставщики, процедуры обращения, техническое обслуживание оборудования, критерии выбора поставщиков, плюсы и минусы, а также ответы на часто задаваемые вопросы.

Виды Сферический порошок

К основным типам сферического порошка в зависимости от материала и способа производства относятся:

Материал

• Металлические порошки – нержавеющая сталь, инструментальная сталь, суперсплавы, титан, алюминий и т. д.
• Керамические порошки – оксид алюминия, цирконий, кремнезем, карбиды, нитриды и т. д.
• Композитные/сплавные порошки – на основе никеля, кобальта, железа и т. д.

Метод производства

• Газораспыленные порошки
• Плазменно распыленные порошки
• Электродная индукционно-плавильная газовая атомизация (EIGA)
• Процесс с вращающимся электродом (REP)
• Плазменный вращающийся электродный процесс (PREP)
• Порошки для термического распыления

Газовое распыление является наиболее широко используемым процессом, но такие методы, как PREP, обеспечивают превосходную сферичность и гладкую морфологию поверхности. Метод производства определяет конечные характеристики порошка.

Свойства и приложения

Свойства и типичное применение основных типов сферических порошков:

Нержавеющая сталь

• Высокая твердость и устойчивость к коррозии
• Клапаны, насосы, медицинское оборудование

Инструментальная сталь

• Отличная износостойкость
• Режущие инструменты, штампы, пуансоны

Суперсплавы

• Выдерживать высокие температуры и нагрузки
• Лопатки турбин, аэрокосмические компоненты

Титан

• Высокое соотношение прочности и массы
• Аэрокосмический крепеж, биомедицинские имплантаты

Алюминий

• Легкий, отличная теплопроводность.
• Автомобильные детали, радиаторы

Керамика

• Высокая твердость, износостойкость и коррозионная стойкость
• Подшипники, уплотнения, броневые покрытия

Сферическая морфология улучшает плотность упаковки и текучесть порошка в дополнение к свойствам, присущим основному материалу.

Методы производства

Распространенные методы получения сферических порошков:

Газовая атомизация

• Металлический сплав расплавляется и распыляется струями инертного газа.
• Более низкие инвестиционные затраты
• Диапазон размеров 10–150 мкм

Плазменное распыление

• Использование энергии плазмы для плавления и распыления.
• Более мелкий порошок до 5 мкм
• Более высокая чистота, более сферическая форма

ЕИГА

• Электроды индуктивно плавятся в камере распыления
• Быстрое затвердевание мелких капель
• Контроль над размером, морфологией

PREP

• Вращающийся электрод, расплавленный плазменными горелками
• Центробежное измельчение в мелкий порошок
• Гладкая сферическая форма.

Термическое напыление

• Сырьевые проволоки/стержни распыляются горячим газом
• Сплавы, упрочненные оксидной дисперсией
• Более грубые поверхности, чем другие методы

Технические характеристики

Типичные характеристики сферического порошка включают:

Параметр	Спецификация
Размер частиц	10 - 150 мкм
Форма частиц	Сферическая
Расход	25 - 35 с/50 г
Кажущаяся плотность	40 – 60%
Плотность отвода	До 90% теоретически
Поверхностный оксид	< 1% по весу
Остаточные газы	Минимизированный

Соблюдение требований к распределению размеров, высокой сферичности, гладкой поверхности и составу имеет решающее значение. Меньшие размеры улучшают уплотнение, а большие размеры снижают затраты.

Рекомендации по проектированию

Ключевые факторы проектирования для использования компонентов сферический порошок:

• Допуски на размеры – Учет усадки при спекании
• Требования к отделке поверхности – Минимальная постобработка
• Механические свойства – Согласование материала и процесса с необходимыми свойствами
• Затраты на производство – Оптимизация конструкции деталей для достижения баланса между производительностью и стоимостью.
• Вторичные операции – Избегание больших припусков на обработку.
• Требования к сборке – Проектирование соединяемых поверхностей, элементов блокировки.
• Соответствие стандартам – Для аэрокосмического, биомедицинского и т. д. применения.

Свобода проектирования, обеспечиваемая передовыми производственными процессами, такими как аддитивное производство, позволяет создавать более оптимизированные конструкции, недоступные для кованого металла.

Процессы консолидации

Общие процессы консолидации порошков, подходящие для сферических порошков:

• Аддитивное производство – Селективное лазерное плавление, электронно-лучевое плавление и т. д. обеспечивают максимальную гибкость
• Литье металлов под давлением – Высокосерийное производство мелких и сложных деталей.
• Холодное/горячее изостатическое прессование. – Производит детали чистой или почти чистой формы.
• Прессование и спекание – Традиционный процесс порошковой металлургии, сочетающий формование и спекание.
• Термальный спрей – Наносит расплавленный порошок на подготовленную основу.
• Методы на основе суспензии – Шликерное литье, ленточное литье, электрофоретическое осаждение и т. д. для керамики.

Сферическая форма улучшает упаковку и текучесть порошка во время обработки, обеспечивая высокую плотность и однородную микроструктуру.

Поставщики и ценообразование

Ведущие мировые поставщики сферических порошков:

Поставщик	Материалы	Диапазон цен
Sandvik	Легированные стали, нержавеющие стали	1ТП4Т50-200/кг
Столярная присадка	Инструментальные стали, суперсплавы	1ТП4Т70-250/кг
Höganäs	Нержавеющие стали	1ТП4Т45-180/кг
Praxair	Титан, суперсплавы	1ТП4Т100-350/кг
Технология LPW	Алюминиевые сплавы, композиты	1ТП4Т60-220/кг

Цены зависят от состава сплава, качества, размера партии и количества закупок. Небольшие объемы НИОКР обходятся дороже, чем объемы массового производства.

Обращение и хранение

Рекомендации по безопасному обращению и хранению сферические порошки:

• Храните герметичные контейнеры в прохладной, сухой, инертной атмосфере во избежание окисления и загрязнения.
• Ограничьте воздействие влаги, чтобы избежать агломерации порошка.
• Используйте контейнеры из мягкой стали или пластика вместо алюминия, чтобы предотвратить реакцию.
• Убедитесь, что контейнеры правильно заземлены, чтобы избежать накопления статического заряда.

-Осторожно обращайтесь с контейнерами и порошками, чтобы предотвратить повреждение частиц во время транспортировки и перемещения.

• Избегайте искр, пламени и источников возгорания вблизи мест хранения и обработки.
• Установите соответствующее оборудование для вентиляции и пылеулавливания.
• Для работы с мелкодисперсными порошками используйте соответствующие средства индивидуальной защиты – перчатки, респираторы, средства защиты глаз.

Правильные процедуры предотвращают изменения свойств порошка, которые могут отрицательно повлиять на консолидацию и конечные свойства детали.

Обслуживание оборудования

Советы по техническому обслуживанию основных систем подачи порошка:

Сита:

• Замените поврежденные сетчатые сетки, чтобы избежать разрывов и отверстий.
• Регулярно очищайте сита, чтобы предотвратить засорение, которое может привести к повреждению частиц.
• Проверьте настройки амплитуды и времени вибрации, чтобы предотвратить упрочнение.

Хопперы и питатели:

• Осмотрите выпускные отверстия на предмет отложений и удалите весь материал, блокирующий поток.
• Убедитесь, что настройки питателя соответствуют свойствам порошка, чтобы обеспечить надежную подачу.
• Проверьте облицовку бункера на предмет износа и замените, если она изношена.

Сосуды для смешивания:

• Замените изношенные перегородки и усилители для обеспечения однородного смешивания без сегрегации.
• Проверьте состояние лезвия и отремонтируйте/замените поврежденные детали.
• Проверьте прокладки и уплотнения, чтобы предотвратить утечку порошка во время работы.

Оснастка:

• Контролируйте точность размеров и при необходимости ремонтируйте/заменяйте.
• Наносите смазку на прессы и штампы согласно графику, чтобы обеспечить легкое освобождение.
• Проверка нагревательных элементов и средств контроля температуры в печах.

Выбор Сферический порошок Поставщики

Ключевые факторы при выборе поставщиков:

• Техническая экспертиза в материалах, производственных процессах, дизайне деталей и т. д. для поддержки клиентов
• Выбор вариантов порошка включая различные материалы, размеры, морфологию и покрытия
• Строгая гарантия качества охватывающий химический анализ, микроскопический контроль, контроль процесса и т. д.
• Производственные мощности своевременно удовлетворять требования
• Предлагаемые услуги такие как выборка, прототипирование, тестирование, анализ и т. д.
• Репутация в отрасли для стабильной поставки высококачественных порошков
• Сертификаты такие как ISO 9001, AS9100, ISO 13485 и т. д.
• Конкурентное ценообразование в сочетании с дополнительными услугами и поддержкой клиентов
• Возможности доставки и логистики для своевременной доставки с минимальными сроками выполнения

Правильный партнер предоставит как сферические порошки, адаптированные к потребностям, так и технический опыт для достижения успеха.

Преимущества против ограничений

Преимущества

• Отличная текучесть порошка и плотность упаковки
• Улучшенная плотность и микроструктура спеченного материала
• Снижение внутренних напряжений при уплотнении.
• Позволяет изготавливать изделия сложной геометрии.
• Стабильные металлургические свойства
• Хорошее качество поверхности спеченных деталей.

Ограничения

• Дороже, чем нерегулярный порошок
• Требуются передовые технологии производства.
• Доступны ограниченные размеры для очень мелких порошков.
• Контролировать распределение частиц по размерам может быть сложно
• Некоторые материалы сложно распылить в сферический порошок.

Вопросы и ответы

Каковы основные преимущества использования сферического порошка?

Основными преимуществами являются превосходная сыпучесть, обеспечивающая простоту обращения, высокая плотность упаковки для улучшения уплотнения, более низкое трение между частицами, позволяющее создавать сложную геометрию, и стабильные металлургические свойства.

Какие материалы обычно доступны в виде сферического порошка?

Обычные материалы включают нержавеющие стали, инструментальные стали, суперсплавы, титановые сплавы, алюминиевые сплавы, сплавы на основе никеля и керамические порошки.

В каких отраслях обычно используется сферический порошок?

Ключевые отрасли включают аэрокосмическую, медицинскую, автомобильную, оборонную, энергетическую, электронную и производство промышленного оборудования.

Каков типичный диапазон размеров сферических порошков?

Обычные сферические порошки, распыленные газом, имеют размер примерно 10-150 микрон. Специализированные методы позволяют производить сферические порошки субмикронного и наноразмера.

Насколько дороже сферический порошок по сравнению с порошком неправильной формы?

Надбавка за сферическую форму обычно составляет 20-50% по сравнению с порошками неправильной формы. Однако преимущества часто оправдывают более высокую стоимость для критически важных приложений.

Заключение

Характерная округлая форма и гладкая поверхность. сферические порошки обеспечивают более высокую плотность и превосходную текучесть по сравнению с порошками неравномерной формы. Их постоянные характеристики частиц обеспечивают превосходную сжимаемость, компактность и способность к спеканию с различными металлами и керамикой. Продолжающееся развитие процессов распыления делает сферические порошки доступными в более широком выборе материалов и размеров, чем когда-либо прежде. Проектирование деталей и оптимизация процесса, позволяющая в полной мере воспользоваться преимуществами использования сферического порошка, могут обеспечить получение высокопроизводительных деталей с минимальными затратами.

узнать больше о процессах 3D-печати