Vacuum Inert Gas Atomisation

Оглавление

Обзор

In the world of advanced manufacturing, the quest for perfection in materials has led to the development of numerous sophisticated techniques. One such revolutionary method is Vacuum Inert Gas Atomisation (VIGA). This process plays a critical role in producing high-quality metal powders, essential for various applications such as additive manufacturing, powder metallurgy, and specialized coatings. In this article, we delve into the intricacies of VIGA, exploring its processes, benefits, limitations, and applications.

Overview of Vacuum Inert Gas Atomisation

Vacuum Inert Gas Atomisation (VIGA) is a state-of-the-art method used to produce fine, spherical metal powders. This process involves melting a metal under a vacuum and then introducing an inert gas to atomize the molten metal into tiny droplets, which solidify into fine powders. VIGA is renowned for its ability to produce high-purity powders with controlled particle sizes, making it indispensable in high-precision industries.

распыление инертного газа в вакууме

Как Vacuum Inert Gas Atomisation Работает

VIGA operates under a controlled environment to ensure the production of superior quality metal powders. Here’s a step-by-step breakdown of the process:

  1. Таяние: Metal or alloy is melted in a vacuum induction furnace.
  2. Распыление: The molten metal is poured through a nozzle into a chamber where it is atomized by a high-pressure stream of inert gas (such as argon or nitrogen).
  3. Застывание: The tiny metal droplets rapidly cool and solidify into fine, spherical powders.
  4. Коллекция: The powders are collected in a chamber, separated from the inert gas, and sieved to achieve the desired particle size distribution.

Key Metal Powder Models Produced by VIGA

The VIGA process can produce a wide range of metal powders, each with unique properties tailored for specific applications. Here are some notable models:

Модель металлического порошкаСоставСвойстваПриложения
Нержавеющая сталь 316LFe-16.5Cr-10Ni-2MoВысокая коррозионная стойкость, хорошая свариваемостьМедицинские имплантаты, аэрокосмические компоненты
Ti-6Al-4VTi-6Al-4VВысокое соотношение прочности и массы, биосовместимостьAerospace parts, biomedical devices
AlSi10MgAl-10Si-0.4MgЛегкий вес, хорошая теплопроводностьАвтомобильные детали, теплообменники
Инконель 718Ni-52Cr-19Fe-5Nb-3Mo-1TiВысокая термостойкость, устойчивость к коррозииTurbine blades, nuclear reactors
МедьЧистая медьОтличная электро- и теплопроводностьЭлектрические компоненты, радиаторы
Мартенситностареющая сталь (18Ni300)Fe-18Ni-9Co-5Mo-1.5TiВысокая прочность, хорошая вязкостьTooling, high-performance parts
Кобальт-хром (CoCrMo)Co-28Cr-6MoВысокая износостойкость, биосовместимостьЗубные имплантаты, ортопедические приспособления
Nickel-Based Superalloys (Hastelloy X)Ni-22Cr-18Fe-9MoExceptional oxidation and corrosion resistanceАэрокосмическая промышленность, химическая обработка
Алюминиевый сплав 7075Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6CuВысокая прочность, хорошая усталостная стойкостьAerospace frames, sporting goods
Стеллит 21Co-28Cr-4MoWear resistance, high temperature stabilityCutting tools, engine components

Applications of Vacuum Inert Gas Atomisation

The versatility of VIGA-produced powders opens up numerous applications across various industries. Here are some of the most significant uses:

ПромышленностьПриложения
Аэрокосмическая промышленностьЛопатки турбин, конструктивные элементы, крепеж
МедицинаОртопедические имплантаты, зубные протезы
Автомобильная промышленностьEngine parts, lightweight structural components
ЭлектроникаConductive inks, soldering materials
ЭнергияNuclear reactors, fuel cells
Инструментальная оснасткаРежущие инструменты, формы, штампы
Аддитивное производство3D-печать, прототипирование
ПокрытияThermal barrier coatings, wear-resistant coatings

Преимущества Vacuum Inert Gas Atomisation

VIGA offers several advantages that make it a preferred choice for metal powder production:

  • Высокая чистота: The vacuum environment minimizes contamination, ensuring high-purity powders.
  • Контролируемый размер частиц: Precise control over atomization parameters results in uniform particle sizes.
  • Сферические частицы: The process produces spherical powders, enhancing flowability and packing density.
  • Универсальность: Способна обрабатывать широкий спектр металлов и сплавов.
  • Reduced Oxidation: The inert gas environment reduces oxidation, preserving the powder’s properties.

Disadvantages of Vacuum Inert Gas Atomisation

Despite its many benefits, VIGA has some limitations:

  • Высокая стоимость: The equipment and operation costs are relatively high compared to other atomization methods.
  • Комплексность: The process requires sophisticated control systems and skilled operators.
  • Limited Production Scale: Typically, VIGA is more suited for small to medium-scale production.

Comparison of VIGA with Other Atomisation Methods

When choosing an atomization method, it’s crucial to compare VIGA with other techniques like Water Atomisation and Gas Atomisation. Here’s how they stack up:

МетодФорма частицЧистотаСтоимостьProduction ScaleПриложения
VIGAСферическаяВысокаяВысокаяСреднийHigh-precision industries, aerospace
Распыление водыНерегулярныйУмеренныйНизкийВысокаяPowder metallurgy, steel powders
Распыление газаСферическаяВысокаяУмеренныйСреднийAdditive manufacturing, special alloys
распыление инертного газа в вакууме

Технические характеристики, размеры и стандарты

To ensure consistency and quality, metal powders produced via VIGA adhere to specific standards and specifications:

Металлический порошокДиапазон размеров частиц (мкм)Стандарты
Нержавеющая сталь 316L15-45, 45-150ASTM A276, ISO 5832-1
Ti-6Al-4V15-53, 53-150ASTM F2924, ISO 5832-3
AlSi10Mg20-63, 63-125ASTM B928, ISO 209-1
Инконель 71815-45, 45-150ASTM B637, ISO 6208
Медь10-75, 75-150ASTM B216, ISO 3497
Мартенситностареющая сталь (18Ni300)15-45, 45-150ASTM A646, ISO 4955
Кобальт-хром (CoCrMo)20-53, 53-150ASTM F1537, ISO 5832-4
Nickel-Based Superalloys (Hastelloy X)15-53, 53-150ASTM B435, ISO 6208
Алюминиевый сплав 707520-63, 63-125ASTM B209, ISO 6362-2
Стеллит 2120-63, 63-150ASTM F75, ISO 5832-4

Поставщики и ценовая политика

Finding reliable suppliers and understanding pricing details is essential for procurement. Here’s a snapshot of some prominent suppliers and their pricing:

ПоставщикПредлагаемые металлические порошкиДиапазон цен (за кг)Расположение
Sandvik OspreyНержавеющая сталь, титан$150 – $300Швеция
Технология столярных работNickel Alloys, Cobalt Alloys$200 – $500США
Höganäs ABSteel Powders, Aluminum$50 – $200Швеция
Технология LPWVarious Alloys, Custom Powders$100 – $400ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
AP&C (GE Additive)Титан, алюминий$200 – $600Канада

Сравнение плюсов и минусов

Understanding the advantages and limitations of VIGA is crucial for making informed decisions:

ПлюсыCons
High purity and controlled compositionHigh cost of equipment and operation
Spherical particles with good flowabilityТребуются квалифицированные операторы
Versatility in metal and alloy typesLimited to small to medium-scale production
Reduced oxidation due to inert gasComplex process with stringent control
распыление инертного газа в вакууме

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

ВопросОтвечать
What is VIGA used for?VIGA is used to produce high-quality metal powders for applications in aerospace, medical, and additive manufacturing.
How does VIGA differ from gas atomization?VIGA uses a vacuum and inert gas to minimize contamination and oxidation, resulting in higher purity powders.
What metals can be processed using VIGA?A wide range of metals and alloys including stainless steel, titanium, aluminum, and nickel-based superalloys.
What are the particle size ranges achievable with VIGA?Typically, VIGA can produce powders with particle sizes ranging from 10 µm to 150 µm.
Is VIGA cost-effective?While VIGA offers high quality and precision, it is generally more expensive than other atomization methods.

In conclusion, Vacuum Inert Gas Atomisation stands out as a premier technique for producing high-quality metal powders, essential for various high-precision applications. Its ability to produce spherical, high-purity powders with controlled particle sizes makes it indispensable in fields ranging from aerospace to medical implants. While it comes with higher costs and complexity, the benefits often outweigh the drawbacks for applications demanding top-tier material performance. As industries continue to innovate, the role of advanced techniques like VIGA in shaping the future of manufacturing cannot be overstated.

узнать больше о процессах 3D-печати

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

Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции

Получить последние продукты и прайс-лист