Atomiserat metallpulver

Innehållsförteckning

Atomiserade metallpulver avser metalliska material som aluminium, titan, nickel, järn eller legeringar som har reducerats till fin sfärisk pulverform genom en atomiseringsprocess. De uppvisar hög renhet, konsekventa partikelstorlekar och pulvermorfologi som är idealiska för industriella applikationer som formsprutning av metall (MIM) och additiv tillverkning.

Den här guiden omfattar olika typer av finfördelade metallpulver, produktionsmetoder, viktiga egenskaper och kännetecken, tekniska specifikationer, prisuppskattningar, leverantörsuppgifter samt fördelar, nackdelar och vanliga frågor och svar när man arbetar med exakt konstruerade, finfördelade metallpulver inom 3D-printing, formsprutning och andra tillverkningsprocesser.

finfördelat metallpulver

Typer av Atomiserat metallpulver

Vanliga basmetaller och legeringar som finns tillgängliga som finfördelade sfäriska pulver inkluderar

MaterialLegeringarEgenskaper
Aluminium6061, 7075, 2024, 7050,Lättvikt, måttlig hållfasthet
TitanTi-6Al-4V, Ti 6Al-7NbOptimerat förhållande mellan styrka och vikt
NickelInconel 718, Invar 36, KovarAlternativ för värme-/korrosionsbeständighet
Rostfritt stål316L, 430F, 17-4PHRostbeständiga varianter med hög hårdhet
KopparC11000, Mässing, BronsHög termisk och elektrisk ledningsförmåga

Med hjälp av legeringsblandningar kan egenskaperna skräddarsys med avseende på korrosionsbeständighet, hårdhet, hållfasthet, duktilitet, driftstemperaturer och andra attribut.

Produktionsmetoder

MetodProcessbeskrivningPartikelstorlek och morfologiFördelarNackdelarTillämpningar
Atomisering av vattenSmält metall pressas genom ett munstycke under högt tryck och bryts upp i fina droppar av en vattenstråle med hög hastighet. Dropparna stelnar snabbt i kontakt med det kylande vattnet och bildar ett pulver.5 μm - 2 mm; oregelbunden, ofta med dendritiska strukturer- Lägst kostnad bland finfördelningsmetoder - Hög produktionshastighet - Lämplig för ett brett spektrum av metaller- Pulveregenskaperna kan vara mindre enhetliga - Grovare ytfinish på partiklarna - Potential för oxidation på grund av vattenexponering- Lågkostnadskomponenter - Lager - Kugghjul - Filter
Atomisering av gasSmält metall pressas genom ett munstycke vid högt tryck in i en miljö med inert gas (vanligtvis argon eller kväve). Gasströmmen med hög hastighet bryter metallströmmen i fina droppar som stelnar snabbt på grund av den snabba kylningen.10 μm - 1 mm; släta, sfäriska former- Producerar högkvalitativa, sfäriska pulver - Konsekvent partikelstorleksfördelning - Minimal oxidation- Högre kostnad jämfört med vattenförstoftning - Begränsat antal metaller som är lämpliga för processen- Additiv tillverkning (3D-printing) - Högpresterande komponenter - Delar till flyg- och rymdindustrin - Medicinska implantat
Centrifugal atomiseringSmält metall finns i en snabbt roterande gjutform. Centrifugalkraften kastar den smälta metallen utåt mot formens periferi, där den bryts upp i droppar på grund av de höga skjuvkrafterna. Dropparna stelnar sedan i en kontrollerad atmosfär.10 μm - 150 μm; i allmänhet sfäriska, men kan ha vissa oregelbundna former- Producerar fina pulver - Lämplig för reaktiva metaller - Minimal kontaminering- Lägre produktionshastighet jämfört med andra metoder - Kan vara en komplex process att kontrollera- Pulver för formsprutning av metall (MIM) - Elektroniska komponenter - Hårdfasningsmaterial
Process med roterande elektrod och plasma (PREP)En förbrukningselektrod (vanligtvis en stav eller skiva) roteras med hög hastighet och smälts av en plasmabrännare. Centrifugalkraften kastar de smälta metalldropparna utåt, som snabbt stelnar i en miljö med inert gas och bildar ett pulver.10 μm - 100 μm; Mycket sfärisk och ren- Producerar sfäriska pulver med hög renhet - Utmärkt för reaktiva metaller - Tät kontroll över partikelstorleksfördelningen- Mycket hög kostnad - Begränsad produktionskapacitet- Högpresterande komponenter för flyg- och rymdindustrin - Turbinblad - Medicinska implantat
Atomiserat metallpulver

Egenskaper hos atomiserade metallpulver

Fördelar med dessa exakt formade och storleksanpassade metalliska mikrosfärer:

FastighetEgenskaperFördelar
Kontrollerad partikelstorlekMerparten av pulvret i det smala intervallet 5-45 mikronOptimerat flöde och packning för jämn sintring
Hög sfäriskhetPulverkulorna har en mycket rund form med slät ytaFörbättrar den slutliga densiteten och ytfinishens kvalitet
Konsekvent kemiExakt formulerade legeringar under tillverkningenTillförlitlig materialprestanda från batch till batch
Hög renhetInert bearbetning utan kontamineringNödvändigt för biokompatibla implantat och elektronik
Modifierade ytorBeläggningar eller smörjmedel kan tillsättasFörbättrar pulverflödet och minskar risken för kakbildning

Pulvren är idealiska råmaterial som formas med hjälp av avancerade tillverkningsmetoder för att möjliggöra nya tillverkningstekniker som omformar industriproduktionen inom olika sektorer genom ökad precision.

Tillämpningar av Atomiserade metallpulver

Viktiga användningsområden för sfäriska metallpulver med hög precision:

IndustriTillämpningarFördelar
Additiv tillverkning3D-utskrivna delar för flyg- och bilindustrin samt för medicinteknikUtmärkt flytbarhet genom finpulverspridnings- och återbeläggningsmekanismer
Formsprutning av metallSerie med små komplexa delar för drönare, robotar och turbinerHög renhet och konsekvent kemi ger tillförlitlig materialprestanda
Elektroniska förpackningarKretsar, sensorer, kontakterSintrade porösa strukturer underlättar miniatyrisering samtidigt som de möjliggör infiltration av funktionella material
Termisk sprutningSkyddande korrosionsskyddande beläggningar för broar, rörledningarTäta beläggningar med optimerad partikelmorfologi för bindning
PulvermetallurgiSjälvsmörjande lager, filter, magneterTillverkning av nät och nära nätform förenklar tillverkningsstegen

Den precisa partikeltekniken bakom finfördelade pulver i kombination med specialiserad processexpertis möjliggör banbrytande produktionsinnovationer inom dessa nyckelsektorer.

Specifikationer

StandardDefinitionerGemensamma värderingar
ASTM B214Silanalys för procentandelar av övre gräns för partiklar-325 mesh = mindre än 45 mikrometer
ASTM B822Skenbar densitet g/cm3Cirka 35-50% som löst pulver
ASTM B964Flödeshastighet sekund/50g15 - 25 sekunder intervall
ASTM F3049Kemi inneslutningar innehåll max ppm gränserFe 300 ppm, O 1500 ppm, N 100 ppm

Internationella specifikationer hjälper till att fastställa konsekventa baslinjer som definierar acceptabel materialkvalitet och renhetsgränser för korrekt pulverprestanda under laddnings- och sintringsfaserna i olika tillverkningstekniker.

Atomiserat metallpulver

Leverantörer och prissättning

MetallTypiska tillämpningarVälrenommerade leverantörer (globalt)Prisintervall (USD per kilogram)Viktiga överväganden
Aluminium (Al)- Additiv tillverkning
- Termisk sprutning
- Formsprutning av metall (MIM)
- Höganäs AB (Sverige)
- AP Powder Company (USA)
- AMETEK Inc (USA)
$1 – $10- Renhet (påverkar konduktivitet och reaktivitet)
- Partikelstorlek och distribution ( влияет (vliyaniyet) på flytbarhet och packningstäthet)
- Ytmorfologi (påverkar prestanda i AM)
Titan (Ti)- Delar till flyg- och rymdindustrin (t.ex. turbinblad)
- Biomedicinska implantat
- Högpresterande sportartiklar
- ATI (Allegheny Technologies Incorporated) (USA)
- BHP (Broken Hill Proprietory) (Australien)
- POLEMA (Tyskland)
$50 – $300- Kvalitet (kommersiellt ren, legerad)
- Syrehalt (kritisk för vissa tillämpningar)
- Minsta orderkvantitet (MOQ) kan vara hög
Nickel (Ni)- Elektroniska komponenter (t.ex. kondensatorer)
- Katalysatorer
- Batterielektroder
- AMI Metals (Storbritannien)
- Sumitomo Metal Industries (Japan)
- China Nonferrous Metal Mining Group (Kina)
$10 – $200- Kemisk sammansättning (förekomst av orenheter)
- Flytbarhet (viktigt för bearbetning)
- Ursprungsland (kan påverka ledtider och bestämmelser)
Järn (Fe)- Pulvermetallurgiska komponenter (t.ex. kugghjul)
- Förbrukningsmaterial för svetsning
- Friktionsmaterial (t.ex. bromsbelägg)
- Hoeganaes AB (Sverige)
- Höganäs Belgium NV (Belgien)
- GKN Pulvermetallurgi (Tyskland)
$1 – $5- Skenbar densitet
- Kompressibilitet (påverkar den slutliga detaljens egenskaper)
- Reduktion av oxider (förbättrar prestandan)
Kobolt (Co)- Hårdpåsvetsning av legeringar
- Skärande verktyg
- Magnetiska komponenter
- Höganäs AB (Sverige)
- Hunan Shunkang Technology Co, Ltd. (Kina
- Sandvik AB (Sverige)
$150 – $300- Partikelstorleksfördelning ( влияет (vliyaniyet) på packning och sintring)
- Sfäriskhet ( влияет (vliyaniyet) på flytbarhet)
- Fukthalt (kan påverka bearbetningen)
Koppar (Cu)- Elektriska ledare
- Kylflänsar
- Hårdlödningslegeringar
- AMETEK Inc (USA)
- Carpenter Technology Corporation (USA)
- JX Nippon Mining & Metals Corporation (Japan)
$5 – $20- Syrehalt (kan påverka ledningsförmågan)
- Ytarea ( влияет (vliyaniyet) på reaktivitet)
- Morfologi ( влияет (vliyaniyet) på packningstäthet)

För- och nackdelar

ProffsNackdelar
Utmärkt morfologisk kontroll genom avancerade tillverkningsmetoderPotentiellt höga materialpriser, särskilt för mycket kundanpassade legeringar
Möjliggör banbrytande tekniker för tillverkning av detaljer som bindemedelsstrålning och additiv DED-printningBegränsad kapacitet för stora volymer jämfört med konventionell metallproduktion som gjutning och smidning
Förenklar nedströmsoperationer genom hög renhet och flytbarhetKräver kunskap om hantering och försiktighetsåtgärder för att förhindra oxidationsrisker
Utökar sortimentet av legeringar som är skräddarsydda för krävande applikationerVolatilitet i leveranskedjan när nischproducenter balanserar små partier
Möjliggör komplexa geometrier som är omöjliga med subtraktiva teknikerEfterbearbetning behövs ofta för att uppnå slutliga materialegenskaper

Den exakta kontrollen över pulverform, -storlek, -fördelning och -kemi ger enorma fördelar, men särskilda hänsyn måste tas vid hantering och bearbetning.

Atomiserat metallpulver

Begränsningar och överväganden

AspektBegränsning/övervägandePåverkanStrategier för begränsning
PartikelegenskaperFördelning av partikelstorlek: En bred storleksfördelning kan leda till ojämn packningstäthet och påverka slutproduktens egenskaper.Inkonsekvent materialprestanda, risk för defekter.Använd klassificeringstekniker för att uppnå ett smalare storleksintervall. Optimera finfördelningsparametrarna för bättre kontroll.
Partikelns morfologi: Oregelbundna eller icke-sfäriska partiklar kan hindra flytbarhet och packningseffektivitet.Minskad flytbarhet hos pulvret, svårigheter att uppnå hög packningsdensitet.Implementera formningsprocesser som gasatomisering för mer sfäriska former. Optimera atomiseringsparametrarna för att minimera partikelfragmentering.
Ytarea: Hög ytarea på grund av fina partiklar kan öka reaktiviteten och oxidationskänsligheten.Fuktabsorption, förkortad hållbarhetstid för pulver, risk för materialnedbrytning.Upprätthåll en torr, inert förvaringsmiljö. Genomför fuktkontrollåtgärder under hanteringen. Överväg att använda syreupptagare i förvaringsbehållare.
MaterialegenskaperOxidering: Snabb kylning under finfördelningen kan fånga in oxider i partiklarna eller bilda ett oxidskikt på ytan.Minskad duktilitet, förändrade mekaniska egenskaper, risk för inre defekter.Använd atomisering med inert gas för att minimera syreexponeringen. Implementera efterbehandlingstekniker som deoxidering för att avlägsna oxider.
Återstående porositet: Interna hålrum i partiklarna kan påverka hållfastheten och utmattningshållfastheten.Försämrad mekanisk prestanda, risk för sprickbildning.Optimera finfördelningsparametrarna för att minimera instängd gas. Använd konsolideringstekniker som varm isostatisk pressning (HIP) för att stänga porositeten.
Mikrostruktur: Snabb stelning kan resultera i mikrostrukturer som inte är i jämvikt med potentiellt skadliga effekter.Minskad styrka, seghet och korrosionsbeständighet.Kontrollera kylhastigheten under atomiseringen för att främja önskade mikrostrukturella egenskaper. Implementera efterbearbetningstekniker som glödgning för att förfina mikrostrukturen.
Hantering och bearbetningFlytbarhet: Dålig flytbarhet kan hindra effektiv pulvermatning i additiva tillverkningsprocesser.Inkonsekvent pulverdeponering, risk för processstörningar.Använd flytförbättrare eller smörjmedel. Optimera partikelstorlek och -form för bättre flödesegenskaper.
Säkerhet: Fina metallpulver kan vara brandfarliga eller explosiva under vissa förhållanden.Risk för brand eller explosion vid hantering och förvaring.Tillämpa korrekta hanteringsrutiner, inklusive korrekt jordning och ventilation. Förvara pulvret på en säker plats, långt från värmekällor och antändningskällor.
Miljöpåverkan: Produktion och hantering av metallpulver kan generera damm och potentiella miljöföroreningar.Bekymmer med luft- och vattenföroreningar.Implementera dammuppsamlingssystem under finfördelningen. Använd system med slutna kretslopp för pulverhantering för att minimera miljöpåverkan.
finfördelat metallpulver

VANLIGA FRÅGOR

FrågaSvar
Vad är den största fördelen jämfört med vattenatomiserat metallpulver?Mer exakt kontroll över partikelform och storleksfördelningens konsistens
Vad är den typiska bulkdensiteten?Cirka 2-4 g/cc är vanligt beroende på legering och partikelstorlek
Vad mäts flödeshastigheten i?Sec/50g ger en indikation på pulvrets morfologiska flöde genom utrustningen
Vilken typ av partikelstorlekstest används?Partikelstorleksanalysatorer med laserdiffraktion i vätskesuspensioner
Hur testas kemin?ICP-OES- eller GDMS-metoder som används för att validera grundämnessammansättningen
Har pulvret obegränsad hållbarhet?Generellt över 5 år om den förvaras förseglad från syre/fukt, omprov efter 2-3 år
Vilken försiktighet krävs vid hantering?Handskboxar för inert miljö för titan, lämplig personlig skyddsutrustning för andra reaktiva metaller
Vilka är de vanligaste tillämpningarna?MIM, Binder jetting och DED AM är ledande användningsområden för närvarande

Korrekta hanterings- och testprocesser i kombination med anpassade krav från kundernas applikationer kommer att driva på den fortsatta användningen av finfördelningstekniken vid tillverkning av metalldetaljer.

Slutsats

Den avancerade tillverkningsteknik som krävs för att massproducera exakt konstruerade metalliska mikrosfärer öppnar upp för enorma tillverkningsmöjligheter inom olika industrisektorer. Genom att utnyttja processer som gasatomisering för att kontrollera kritiska pulveregenskaper som partikelstorleksfördelning, form, renhet och kemi kan ingenjörer dra full nytta av nya tekniker som additiv tillverkning för att förenkla produktionsflödena. Och specialiserade legeringsvarianter utökar designmöjligheterna i utmanande driftsmiljöer med höga temperaturer, tryck och frätande ämnen. Kombinera detta med lägre spill jämfört med bearbetningsprocesser och förenklad logistik tack vare förbättrad hållbarhet för metallpulver, och innovativa företag har precis börjat utnyttja potentialen genom ökade FoU-investeringar som är skräddarsydda för applikationsbehov. Men korrekt hantering av och säkerhetsöverväganden kring reaktiva elementpulver är fortfarande obligatoriska. I takt med att additiv tillverkning fortsätter sin tillväxtresa mot fullskalig certifierad produktion inom flyg- och rymdindustrin, medicinska implantat och fordonsindustrin, kan man förvänta sig att exakt finfördelningsteknik kommer att spela en avgörande roll för att leverera råmaterial som differentierar ledande tillverkare genom tillgång till anpassade, kvalificerade legeringar.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

Dela på

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-post

MET3DP Technology Co, LTD är en ledande leverantör av lösningar för additiv tillverkning med huvudkontor i Qingdao, Kina. Vårt företag är specialiserat på 3D-utskriftsutrustning och högpresterande metallpulver för industriella tillämpningar.

Förfrågan för att få bästa pris och anpassad lösning för ditt företag!

Relaterade artiklar

Hämta Metal3DP:s
Produktbroschyr

Få de senaste produkterna och prislistan