Сферический вольфрамовый порошок
Оглавление
Сферический вольфрамовый порошок относится к мелким гранулированным частицам, состоящим из чистого металлического вольфрама, сформированного в очень круглые, гладкие микросферы. Прецизионная сферическая морфология позволяет этим порошкам обеспечивать повышенную текучесть, плотность упаковки и качество спеченных деталей по сравнению с неравномерно измельченными вариантами вольфрама при использовании уникальной плотности, прочности и термических свойств вольфрама.
В этом руководстве рассматриваются различные марки сферических вольфрамовых порошков, методы производства, основные характеристики, спецификации, цены поставщиков, преимущества и недостатки, а также даются ответы на общие вопросы о включении сферического вольфрамового порошка в компоненты с помощью современных процессов изготовления.
Виды сферический вольфрамовый порошок
Недвижимость | Описание | Важность в применении |
---|---|---|
Чистота | Измеряется как процентное содержание вольфрама (W) по весу, с минимальным присутствием других элементов, таких как кислород, углерод или примеси. Распространенные сорта варьируются от 99,5% до 梛99,95% (стандарт НАТО для чистоты не менее 99,95%). | Высокая чистота обеспечивает прочность, плотность и электропроводность конечного продукта. Области применения, требующие исключительных эксплуатационных характеристик, такие как покрытие брони или теплоотводы, требуют более высокой чистоты (>99,9%). |
Сферичность | Показывает, насколько сильно частица похожа на идеальную сферу. Измеряется в процентах, при этом значения, превышающие 90%, считаются высоко сферическими. Количественно сферичность определяется такими методами, как морфологический анализ (анализ изображений). | Сферичность влияет на текучесть порошка, плотность упаковки и пригодность к 3D-печати. Сферические частицы свободно текут, обеспечивая равномерное нанесение материала в процессе аддитивного производства. |
Распределение частиц по размерам (PSD) | Относится к изменению диаметра частиц в партии порошка. Обычно характеризуется кривой статистического распределения, при этом обычно используются методы лазерной дифракции или просеивания. | Узкий PSD с минимальным количеством выбросов (крупных или мелких частиц) имеет решающее значение для равномерной упаковки и минимизации пустот в конечном продукте. Жесткий контроль над PSD необходим в таких областях применения, как термическое напыление, где стабильные свойства покрытия зависят от равномерного размера частиц. |
Кажущаяся плотность | Представляет собой массу порошка на единицу объема в неплотно упакованном виде, выраженную в г/см³. Измеряется с помощью стандартизированных методов, таких как тест на плотность с помощью крана. | Кажущаяся плотность влияет на обращение с порошком, требования к хранению и эффективность использования материала. Порошки с более высокой кажущейся плотностью требуют меньше места для хранения и потенциально снижают общий расход материала. |
Текучесть | Показывает, насколько легко порошок проходит под действием силы тяжести. Измеряется временем прохождения определенного количества порошка через стандартную воронку. Единицами измерения обычно являются секунды на грамм (с/г). | Хорошая текучесть необходима для эффективной работы с порошками в различных областях применения. Она обеспечивает равномерную подачу материала в процессе аддитивного производства и минимизирует сегрегацию (неравномерное распределение) при хранении или транспортировке. |
Морфология поверхности | Описывает текстуру поверхности и особенности частиц порошка. Такие методы, как сканирующая электронная микроскопия (SEM), визуализируют морфологию поверхности. | Характеристики поверхности могут влиять на такие факторы, как поведение при спекании (сцепление при термообработке) и взаимодействие с другими материалами. Гладкая поверхность способствует лучшей упаковке и спеканию, в то время как шероховатая поверхность может улучшить сцепление с другими материалами. |
Содержание кислорода | Измеряется в частях на миллион (ppm) и представляет собой количество кислорода, присутствующего в вольфрамовом порошке. Низкое содержание кислорода, как правило, желательно. | Избыток кислорода может привести к охрупчиванию (потере пластичности) и ухудшению характеристик конечного продукта. Применение вольфрама в высокотемпературных средах часто требует очень низкого уровня кислорода (менее 100 ppm). |
![Сферический вольфрамовый порошок 1 сферический вольфрамовый порошок](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/430L-Powder.jpg)
Методы производства
Метод | Описание | Типовые выходы |
---|---|---|
Сфероидизация плазмы | Вольфрамовые слитки распыляются на капли в плазменной горелке, затем быстро закаливаются | Высокая чистота, сферическая морфология, умеренная пропускная способность |
Радиочастотное плазменное напыление | Пары вольфрама собираются на подложках со сферической морфологией | Сверхтонкие нанопорошки размером до 20 нм, но с низкой производительностью |
Термическая плазма | Очень высокотемпературная плазменная струя расплавляет вольфрамовые стержни в гладкие расплавленные капли | Средние партии с высокой плотностью |
Вращающийся электрод | Центробежные силы распыления формируют капли, отделяющиеся от вращающегося потока вольфрамового расплава | Более дешевый процесс, но меньший контроль над распределением размеров |
Плазменные методы позволяют точно настроить формирование частиц, что приводит к получению порошков с более гладкими и округлыми профилями, предпочтительными для более высокой плотности упаковки в процессах спекания или динамики потока связующего в технологиях литья металлов под давлением.
Свойства Сферический вольфрамовый порошок
Преимущества, обусловленные сферической морфологией и чистотой, включают:
Недвижимость | Характеристики | Преимущества |
---|---|---|
Улучшенная текучесть | Порошок подается плавно, не засоряя клапаны и трубопроводы | Предотвращает застревание при дозировании в печатных процессах |
Повышенная плотность упаковки | Микросферы плотно укладываются друг к другу, оптимально заполняя пространство | Повышает плотность зеленого компакта перед спеканием до уровня, близкого к теоретическому |
Повышенная плотность спекания | Округлость способствует устранению внутренних пор и пустот | Максимально улучшает механические характеристики - твердость, прочность, тепло-/электропроводность |
Постоянная усадка | Низкая вариативность точных партий | Ужесточение контроля над процессом и стандартов качества продукции |
Увеличенная площадь поверхности | Более гладкая структура микрошариков на большей площади | Улучшает реакционную способность порошков на химических, электрических и термических границах |
Превосходные качества, придаваемые сферической морфологией, способствуют внедрению инноваций в производство и более жестким допускам.
Применение сферического вольфрамового порошка
Основные виды использования включают:
Промышленность | Общие приложения | Преимущества |
---|---|---|
Аддитивное производство | Печатные плотные вольфрамовые грузы, экранирование | Высокая плотность без пустот в напечатанной геометрии |
Литье под давлением | Радиационная защита, балансировочные компоненты | Улучшенная подача связующего позволяет создавать сложные формы |
Электроника | Теплоотводы, электроды, контакты | Улучшенное рассеивание тепла на большей площади поверхности |
Радиологическое оборудование | Компоненты коллиматора, экраны для блокировки луча | Плотный элемент с высоким Z-чиселм блокирует рентгеновские лучи |
Демпфирование вибрации | Гироскопные гири, весы для аудиоколонок | Плотность в сочетании с пластичностью уменьшает резонанс |
Грузила для рыболовных приманок | Экологически чистая нетоксичная альтернатива свинцовым грузикам | Тяжелые грузила для грузил, джигов или балласта |
Использование сферической морфологии для полного использования присущей вольфраму высокой плотности и термостойкости способствует появлению инновационных решений в широком спектре отраслей промышленности.
Технические характеристики сферического вольфрамового порошка
Недвижимость | Описание | Важность для приложений |
---|---|---|
Чистота | ≥99.9% Вольфрам (W) | Высокая степень чистоты сводит к минимуму примеси, которые могут ослабить конечный продукт и помешать его работе. Электро- и теплопроводность в значительной степени зависят от минимального количества примесей для оптимального функционирования. |
Содержание кислорода | ≤100ppm (частей на миллион) | Низкое содержание кислорода предотвращает образование оксидов вольфрама, которые могут приводить к хрупкости и препятствовать спеканию (склеиванию) в процессе обработки. |
Сферичность | ≥98% | Сферическая форма имеет ряд преимуществ: * Улучшенная текучесть: Сферические частицы свободно текут, обеспечивая равномерную упаковку и плотность в таких областях, как 3D-печать. * Эффективность упаковки: Сферические частицы упакованы более плотно, что приводит к более высокой достижимой плотности конечного продукта. * Уменьшенная площадь поверхности: Низкая площадь поверхности минимизирует взаимодействие с окружающими материалами и уменьшает окисление в процессе обработки. |
Морфология поверхности | Гладкая поверхность, не содержащая частиц-спутников | Гладкая поверхность минимизирует дефекты и способствует хорошему межчастичному сцеплению во время спекания. Частицы-сателлиты (мелкие частицы, прикрепленные к более крупным) могут выступать в качестве концентраторов напряжения и ослаблять конечный продукт. |
Распределение частиц по размерам | Обычно предлагаются в различных размерах (например, 5-25 мкм, 15-45 мкм). | Контролируемый гранулометрический состав очень важен по нескольким причинам: * Плотность упаковки: Узкий гранулометрический состав обеспечивает более плотную упаковку и минимизирует количество пустот в конечном продукте. * 3D-печать: Размер частиц должен быть совместим с конкретной используемой технологией 3D-печати. * Поведение при спекании: Размер частиц может влиять на процесс спекания: мелкие частицы обычно спекаются быстрее, чем крупные. |
Текучесть | ≤6,0 секунд для 50 г порошка | Отличная текучесть обеспечивает плавное и равномерное движение порошка в процессе обработки. Это очень важно в таких областях, как 3D-печать, где постоянный поток порошка необходим для создания точных деталей. |
Плотность | Высокая плотность сыпучих материалов (≥9,5 г/см³) и высокая плотность вибрации (≥11,5 г/см³) | Высокая плотность является ключевой характеристикой вольфрама, обуславливающей его прочность, вес и превосходные характеристики в таких областях, как радиационная защита и броня. * Плотность порошка означает плотность нерасфасованного порошка. * Вибрационная плотность - это плотность, достигаемая после вибрирования порошка для более плотной упаковки. |
Температура плавления | 3422 °C (6192 °F) | Чрезвычайно высокая температура плавления вольфрама делает его пригодным для использования при высоких температурах, например, в нагревательных элементах, ракетных соплах и футеровке печей. |
Электропроводность | Высокий (похож на медь) | Отличная электропроводность позволяет использовать вольфрам в электрических контактах, электродах и нитях накаливания в лампах накаливания. |
Теплопроводность | Высокий (один из самых высоких среди металлов) | Превосходная теплопроводность делает вольфрам идеальным для радиаторов, тепловых труб и приложений, требующих эффективного рассеивания тепла. |
Поставщики и ценообразование
Поставщик | Классы | Ценовая смета |
---|---|---|
Вольфрам Среднего Запада | 99.9% - 99.995% Чистота<br>Размеры 1-10 микрон | $50 - $150 за кг |
Буйволиный вольфрам | 99-99.9%<br>От мелких до крупных размеров | $45 - $280 за кг |
Глобальный вольфрам | 99.9%, 99.95%, 99.99%<br>Нестандартные сплавы | $55 - $250 за кг |
Лаборатории наноисследований | 99.9% чистотой менее 1 микрона | $150+ за кг |
Цены варьируются от $50/кг для обычных вариантов чистоты и размеров, подходящих для утяжеления рыболовных приманок и кинетических экспериментов, требующих только базовой плотности, до более чем $250/кг для субмикронных нанопорошков высокой чистоты, используемых в специализированном аддитивном производстве или электронике, где постоянство химического состава и размеров имеет первостепенное значение.
Плюсы и минусы
Плюсы | Cons |
---|---|
Улучшенная текучесть благодаря связующим веществам и механизмам распыления | Требует обращения в инертной атмосфере, учитывая риск водородного охрупчивания под воздействием влаги |
Повышенная плотность зеленой части перед спеканием | Хрупкий после уплотнения - требует инфильтрации ковкого металла |
Улучшает качество поверхности готовых деталей | Обращение с канцерогенной пылью создает проблемы на промышленных уровнях |
Экологически безопаснее свинца для тяжелых грузов | Конфликтные источники в цепочках поставок вольфрамового сырья |
Обеспечивает сверхтонкое разрешение деталей благодаря наночастицам | Более высокая стоимость по сравнению с дроблением неравномерного порошка из лома |
Сферическая форма в сочетании с передовыми технологиями производства расширяет сферу применения вольфрама, в то время как обязательные меры предосторожности при обращении с ним должны быть кодифицированы.
Ограничения и соображения
Ограничение/рассмотрение | Описание | Воздействие | Стратегии смягчения последствий |
---|---|---|---|
Стоимость | Сферический вольфрамовый порошок обычно стоит дороже, чем порошок неправильной формы, из-за сложных производственных процессов. | Более высокая стоимость может быть существенным фактором для некоторых областей применения, особенно для тех, где требуется большое количество порошка. | * Оцените соотношение затрат и выгод. Сферические порошок вольфрама превосходные характеристики могут оправдать стоимость в некоторых приложениях. * Изучите альтернативные методы производства, которые могут обеспечить баланс между стоимостью и желаемыми свойствами. |
Меры предосторожности при обращении | Вольфрамовый порошок представляет собой мелкую пыль и может представлять опасность для дыхательных путей при вдыхании. Кроме того, вольфрам может быть пирофорным (самовозгораться) в мелкодисперсных формах. | Неправильное обращение может представлять опасность для безопасности и здоровья. | * Применяйте строгие протоколы безопасности при работе с вольфрамовым порошком, включая надлежащую вентиляцию, средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как респираторы, и осторожные методы работы, чтобы свести к минимуму образование пыли. * Соблюдайте правила безопасного хранения для предотвращения пожаров и взрывов. Для очень мелких порошков может потребоваться заземление и хранение в инертной атмосфере. |
Чувствительность к влаге | Сферический вольфрамовый порошок подвержен окислению при воздействии влаги. Окисление может привести к образованию оксидов вольфрама, которые могут негативно повлиять на обработку и свойства конечного продукта. | Поддержание сухой среды имеет решающее значение для хранения и обработки. | * Храните сферический вольфрамовый порошок в герметичных контейнерах с влагопоглощающими пакетами для контроля влажности. * Используйте влагомеры для контроля содержания влаги во время обработки. |
Хрупкость плотных деталей | Хотя сферический вольфрамовый порошок обеспечивает хорошую плотность упаковки, конечный спеченный продукт может быть хрупким, особенно без дополнительной обработки. | Хрупкость ограничивает применение деталей из чистого вольфрама. | * Использование инфильтрации после спекания с использованием ковких металлов, таких как медь или никель, для повышения прочности и пластичности. * Изучите альтернативные материалы или композиты, которые могут обеспечить лучший баланс прочности и пластичности для конкретных применений. |
Ограниченная доступность ультратонких порошков | Сферический вольфрамовый порошок размером менее 1 микрона может быть сложным и дорогим в производстве. | Ограниченная доступность может ограничивать применение, требующее чрезвычайно тонких деталей или высокой плотности упаковки. | * Источник от специализированных производителей, которые могут производить сверхтонкий сферический вольфрамовый порошок. * Изучить альтернативные материалы или технологии производства порошков, которые могут стать подходящими альтернативами для сверхтонких приложений. |
Экологические и этические соображения | Добыча вольфрама может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, а в цепочке поставок могут возникать проблемы, связанные с конфликтными минералами. | Ответственный подход к выбору поставщиков имеет большое значение. | * Приобретайте вольфрамовый порошок у надежных поставщиков, которые уделяют первостепенное внимание устойчивой практике добычи и этичному подбору поставщиков. * Ищите сертификаты, гарантирующие ответственный подход к выбору поставщиков вольфрама, такие как Conflict-Free Smelter Initiative (CFSI). |
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос | Отвечать |
---|---|
Какой размер частиц обычно используется? | Распространены 1-20 микрон, причем все большее распространение получают наносоставы менее 1 микрона |
Какова температура плавления вольфрама? | 3422 °C, одна из самых высоких температур плавления металлических элементов |
Безопаснее ли сферический порошок, чем измельченные варианты? | Уменьшение количества пыли более безопасно, но все равно требует тщательного соблюдения мер предосторожности |
Для чего сегодня в основном используется сферический вольфрам? | Около 65% израсходовано на производство карбида вольфрама в качестве прекурсора |
Насколько тяжел вольфрам по сравнению со сталью? | Почти в 2 раза плотнее. Сталь ~8 г/куб. см, вольфрам - 19 г/куб. см. |
Где добывается природная вольфрамовая руда? | Китай обеспечивает более 80% текущего мирового предложения |
Несет ли он риски, связанные с конфликтными минералами, такими как кобальт? | Менее серьезная проблема, чем кобальт, но ответственный подход к выбору поставщиков по-прежнему важен |
Является ли порошок легковоспламеняющимся или взрывоопасным? | Невоспламеняемость, но риск сгорания/детонации мелкой пыли требует принятия мер предосторожности |
Расширение сферы применения позволяет использовать преимущества первоклассных качеств, в то время как защита цепочек поставок от сбоев имеет решающее значение.
![Сферический вольфрамовый порошок 11 сферический вольфрамовый порошок](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/GH3230-Powder.jpg)
Заключение
Прецизионное придание сферической формы позволяет улучшить результаты производства в процессах аддитивного производства металлов и литья под давлением, готовых вытеснить традиционные методы обработки с большим количеством отходов в таких растущих сегментах применения, как защита от радиации и аудиофильские колонки. Однако использование этих возможностей на устойчивой основе в условиях нехватки сырья и геополитических конфликтов заставляет производителей переходить к ответственным, локализованным цепочкам поставок, в которых все большее внимание уделяется вторичной переработке. Одновременно инновации, начиная от процедур обработки с использованием дополненной реальности и заканчивая перчаточными боксами с реактивной атмосферой, должны проникать в научно-исследовательские лаборатории, поскольку университеты и стартапы расширяют доступ к капитальному оборудованию, демократизируя наноразмерные исследования с помощью субмикронного сферического вольфрама высокой чистоты. Активно развивая опыт персонала и кодифицируя передовые методы, учитывающие опасность порошкового производства, производители могут ответственно развивать потенциал этого уникального материала.
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
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![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