System för metallförstoftning
Innehållsförteckning
Metallatomisering är en tillverkningsprocess där metall omvandlas till pulverform genom att smält metall bryts upp i små droppar. Detta pulver kan sedan användas för att tillverka delar genom metoder som formsprutning av metall, het isostatisk pressning, additiv tillverkning med mera. System för metallatomisering är den utrustning som används för att utföra denna process.
Översikt över system för metallförstoftning
System för finfördelning av metall består av mekanismer för att smälta metall, leverera den smälta metallen till ett finfördelningsområde, bryta upp metallen i fina droppar och samla upp det stelnade pulvret. Viktiga komponenter är ugnar, fördelare, leveransmekanismer, finfördelare, kylkammare, cyklonavskiljare, påsfilter och pulveruppsamlingssystem.
Det finns två huvudtyper av finfördelningssystem:
- Gasatomisering - använder högtrycksgas för att bryta upp den smälta metallströmmen
- Vattenatomisering - använder högtrycksvatten för att bryta upp den smälta metallen
Gasatomisering ger i genomsnitt finare pulver medan vattenatomisering ger högre produktionstakt. Båda metoderna kan uppnå relativt höga utbyten beroende på design och driftsparametrar.
system för atomisering av metall Sammansättning
Komponent | Beskrivning |
---|---|
Värmepanna | Smälter metallmaterial till flytande tillstånd genom induktion, förbränning etc. Vanliga typer är induktionsugnar och elektriska ljusbågsugnar. |
Tundish | Fungerar som en reservoar för att hålla kvar den smälta metallen efter att den lämnat ugnen. Ger ett kontinuerligt flöde av metall till leveranssystemet. |
Leveranssystem | Förflyttar smält metall från bunken till finfördelaren. Använder ofta hälltratt, uppvärmd tvätt eller munstycke under tryck. |
Atomiserare | Bryter upp smält metall i droppar med hjälp av gas- eller vattenstrålar. Olika utföranden och antal jetstrålar. |
Kylsektion | Låter pulvret stelna efter finfördelningen innan det samlas in. Luft eller inert gas används som kylmedium. |
Separationssystem | Fångar upp fina pulverpartiklar samtidigt som kylmediet kan recirkuleras. Använder cykloner och påsfilter. |
Puderkollektion | Samlar upp finfördelat pulver för hämtning. Ofta trum- eller lådbehållare, handskboxar eller transportband som leder till behållare. |
system för atomisering av metall Typer
Det finns några vanliga utformningar av finfördelare som används vid kommersiell produktion av metallpulver:
Gasatomiserare
- Supersonic Gas Atomizer - Laval-munstycken accelererar inert gas upp till ultraljudshastigheter.
- Close-Coupled Gas Atomizer - Flera gasstrålar som träffar en ström av smält metall.
- Gasatomiserare med fritt fall - smält metallström faller fritt genom inert gas med hög hastighet.
Vattenförångare
- Pressure Water Atomizer - Högtrycksvattenstrålar träffar smält metallström.
- Roterande vattenatomiserare - Smält metallström kommer i kontakt med snurrande vattenstrålar.
- Submerged Water Atomizer - Vattenstrålar placerade under ytan på en smält metallström.
Metall Atomizer Attribut
Attribut | Beskrivning |
---|---|
Typ av gas | Inerta gaser som kväve och argon används för att förhindra oxidation. Kväve är mest ekonomiskt. |
Vattentryck | 30-150 MPa tryck krävs för att atomisera metaller på rätt sätt. |
Antal jetstrålar | Fler jetstrålar ökar metalluppbrytningen men kan minska utbytet. Cirka 4-8 är vanligt. |
Jet-arrangemang | Runda eller rektangulära jetmönster som täcker metallströmmen. Rektangulärt mer enhetligt pulver. |
Jet-hastighet | Snabbare hastigheter för inerta gaser ger finare pulver. Den optimala gashastigheten varierar för varje metall. |
Fallhöjd | Höjd som den smälta metallströmmen faller innan den träffar jetstrålarna. Påverkar partikelstorleksfördelningen. |
Flödesdesign | Jämnt, laminärt metallflöde föredras för att förhindra stänk i dropparna i ett tidigt skede. |
Munstyckets utformning | Exakt bearbetade munstycken i gasförstärkare är avgörande för prestandan. |
Kylningshastighet | Snabbare kylning ger finare pulver. Beror på gas/vattentemperatur och kammare. |
Separationseffektivitet | Högre avskiljningsgrad ökar utbytet. Självinsprutande cykloner fungerar bra. |
Metod för insamling | Slutna system förhindrar oxidation av pulver. Automatiserade trumtransportörer är vanliga. |
Egenskaper för metallpulver
Egenskaperna hos det metallpulver som produceras beror i hög grad på parametrarna och förhållandena i finfördelningsprocessen.
Pulver Egenskaper
Attribut | Typiskt intervall |
---|---|
Partikelns form | Oregelbundna, sfäriska, satellitstrukturer |
Partikelstorlek | 1 mikrometer till 1000 mikrometer |
Fördelning av partikelstorlek | Gaussisk, log-normal vanlig |
Skenbar densitet | Generellt 30-80% av verklig densitet |
Tappdensitet | Cirka 60-95% av verklig densitet |
Flödeshastighet | Varierar kraftigt med form, storleksfördelning |
Renhet | 93-99,5% målområde |
Syrehalt | 300-3000 ppm-intervall |
Kväveinnehåll | 75-1500 ppm intervall |
Påverkan på delens egenskaper
Pulver Attribut | Effekt på sintrade/tryckta delar |
---|---|
Partikelstorlek | Finare pulver ökar densiteten och minskar porerna |
Storleksfördelning | Bredare distribution ger bättre packningstäthet |
Partikelns form | Sfäriska partiklar har bättre flöde och packning |
Skenbar densitet | Högre densitet ökar den gröna styrkan för hantering |
Tappdensitet | Högre densitet ger färre krympningshål efter sintring |
Renhet | Högre renhet minskar defekter som inneslutningar |
Syrehalt | Över 3000 ppm kan orsaka porositetsproblem |
metallatomiseringssystem Tillämpningar
De fina metallpulver som tillverkas genom atomisering används inom många branscher för att tillverka högpresterande delar.
Industri | Exempel på tillämpningar |
---|---|
Fordon | Motorkomponenter, växlar, fästelement |
Flyg- och rymdindustrin | Turbinblad, komponenter till flygprofiler |
Biomedicinsk | Ortopediska implantat, kirurgiska verktyg |
Elektronik | Skärmning, anslutningar, kontakter |
Energi | Kärnkrafts- och turbindelar som utsätts för extrema miljöer |
Additiv tillverkning | 3D-printade slutdelar inom alla branscher |
Populära metallförstoftningssystem Används
Många legeringar finfördelas till pulverform för tillverkning av detaljer. Här är några vanliga metaller och legeringar som finfördelas:
Material | Viktiga egenskaper |
---|---|
Titanlegeringar | Hög hållfasthet, lågt viktförhållande. Biokompatibilitet. |
Nickellegeringar | Behåller sina egenskaper vid höga temperaturer. Motståndskraft mot korrosion. |
Koboltlegeringar | Biokompatibilitet. Slitstarka egenskaper. |
Verktygsstål | Höga hårdhetsnivåer efter värmebehandling. |
Rostfria stål | Utmärkt korrosionsbeständighet. |
Aluminiumlegeringar | Låg vikt. God värmeledningsförmåga. |
Kopparlegeringar | Hög termisk och elektrisk ledningsförmåga. |
Magnetiska legeringar | Hög permeabilitet för magnetiska tillämpningar. |
Leverantörer och priser för metallpulver
Det finns ett antal välrenommerade leverantörer som tillverkar och distribuerar metallpulver över hela världen. Priserna beror på legering, partikelstorleksintervall och beställd kvantitet.
Leverantör | Prisintervall |
---|---|
AP&C | $50 - $1500 per kg |
Sandvik Osprey | $100 - $2000 per kg |
Carpenter Pulverprodukter | $75 - $1800 per kg |
Praxair Ytteknologi | $250 - $2500 per kg |
Höganäs | $45 - $1600 per kg |
ECKA Granulat | $80 - $1200 per kg |
Legeringar med högre prestanda eller finare kontroll över pulverstorleksfördelningen kräver högre priser, medan mer vanliga metaller och legeringar är mer ekonomiska vid produktionsvolymer.
Metallförstoftning jämfört med andra metoder
Metod | Fördelar | Begränsningar |
---|---|---|
Atomisering av metall | - Finare pulver - Högre renhet - Utbud av legeringar | - Höga kapitalkostnader - Kräver betydande bearbetningsexpertis |
Elektrolytisk process | - Mycket fina och rena pulver | - Begränsad till ledande legeringar - Dyrt |
Mekanisk utmattning | - Enkelt och billigt - Brett utbud av metaller | - Lägre uppnåelig finhet - Högre oxidation |
Kemisk utfällning | - Rena elementära och legerade pulver | - Problem med agglomerering av pulver - Potentiell förorening |
Termisk sprutning | - Kan producera sfäriskt pulver | - Oxidinneslutningar - bred storleksfördelning |
Atomisering ger relativt fina och rena pulver i ett brett spektrum av legeringar med bra produktionsvolymer. Säkerhetsåtgärder är nödvändiga vid hantering av fina metallpulver.
Viktiga överväganden för urval
Viktiga faktorer som styr valet av metallförstoftningssystem är bl.a:
Faktor | Beskrivning |
---|---|
Produktionstakt | Önskad pulverproduktion i kg/timme. Definierar kapacitet. |
Målpartikelstorlek | Behöver definieras finhet, distribution. Påverkar avkastning och kostnad. |
Legeringens sammansättning | De flesta system hanterar en rad olika legeringar. Kan påverka valet av smältmetod, finfördelare, gas-/vattentryck. |
Produktens kvalitet | Parametrarna styrs av renhetsnivåer, gränser för syreupptagning och krav på storlekskonsistens. |
Överväganden om hantering | Sluten pulverhantering är att föredra. Vissa metaller utgör hälsorisker. |
Slutanvändning för pulver | Krav på delens egenskaper - densitet/porositet, flytbarhet, formfaktorer. |
Rörelsekostnader | Insatsvaror för smältning, gaser, vatten. Kostnader för arbete och underhåll. |
Säkerhet | Tryckkärl för vätskor/gaser kräver att särskilda regler följs. |
Påverkan på miljön | Gasutsläpp, vattenanvändning/avfallshantering gäller. |
Det är nödvändigt att noggrant fastställa genomströmningskrav, kvalitetsmått, driftsförhållanden, säkerhetsparametrar och kostnader utifrån kraven på slutprodukten.
system för atomisering av metall Underhåll
Korrekt underhåll krävs för att finfördelningsutrustningen ska fungera optimalt.
Komponent | Underhållsaktiviteter | Frekvens |
---|---|---|
Värmepanna | Inspektera eldfasta och värmeelement. Byt ut vid behov. | 6-12 månader |
Munstycken | Inspektera munstycksöppningarna för slitage och igensättning. | Månadsvis |
Vattenfilter & ledningar | Spola ledningar och byt filter regelbundet. | 2-4 veckor |
Gasledningar & ventiler | Kontrollera om det finns läckor eller blockeringar. Bekräfta tryck. | 2-4 veckor |
Separatorer | Inspektera filtermediets skick och tätningar. | 4-6 månader |
Kontroller & sensorer | Kontrollera kalibreringen. Testa förreglingar och svar. | 6-12 månader |
Pulveruppsamlare | Inspektera behållarens skick och tätningar. Bekräfta nivåerna för inert gas i slutna system. | Månadsvis |
Systemets interiör | Rent uppbyggt metalldamm överallt. Mer frekvent närmare metallflödesvägar. | Månadsvis |
Detaljerad övervakning av utrustningen samt förebyggande och förutsägbart underhåll minimerar oväntade avbrott i produktionen.
Vanliga frågor
F: Vad är en lämplig nivå av automatisering och kontroll för metallförstoftningssystem?
S: En hög grad av automatisering av materialmatning, processövervakning och styrning rekommenderas för jämn pulverproduktion och säkerhet. Viktiga processvariabler som temperaturer, tryck och gasflöden bör ha automatisk återkopplingskontroll. Systemövervakning, parameterjustering och manuellt driftläge är fortfarande klokt.
Q: Hur avgör man om gas- eller vattenatomisering är att föredra för en applikation?
S: Vattenatomisering ger mycket högre metallgenomströmningshastigheter jämfört med gasatomisering. Men gasatomisering kan uppnå finare genomsnittliga pulverstorlekar som är lämpliga för mikrostrukturerade delar. För typiska MIM-pulver över 15 mikrometer är vattenatomisering att föredra av ekonomiska skäl.
F: Vilka säkerhetsåtgärder rekommenderas för användning av finfördelningssystem?
S: Korrekt skyddsutrustning för hantering av högtryckssystem och fina pulver är obligatoriskt. Vattenförstoftningssystem bör ha stänkskydd. Sluten pulverhantering med handskboxar med inert gas och automatiska pulveruppsamlare förbättrar säkerheten. Låsningar, åtkomstbegränsningar och nödstopp är avgörande.
F: Vad orsakar vanliga problem med pulverproduktion vid finfördelning?
S: Oregelbundna pulverstorlekar och satellitpartiklar härrör ofta från okontrollerade metallflöden. Kontaminering kan bero på munstycksslitage, försämrad filtermedia eller läckage. Nedsmutsning av kammare och separatorer från överflöden minskar utbytet över tid. Övervakning och optimering av flödesparametrar är nyckeln.
F: Vilken kompetens krävs för att effektivt driva finfördelningssystem?
S: Automatiserade kontroller minskar den manuella bördan, men utbildade ingenjörer inom metallurgi eller materialvetenskap som är bekanta med pulverproduktion är idealiska för att övervaka utrustningen. Mekanik- och elektroingenjörer behövs för underhåll och felsökning. Operatörerna bör få utbildning i korrekt hantering av metallpulver.
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
december 18, 2024
Inga kommentarer
december 17, 2024
Inga kommentarer
Om Met3DP
Senaste uppdateringen
Vår produkt
KONTAKTA OSS
Har du några frågor? Skicka oss meddelande nu! Vi kommer att betjäna din begäran med ett helt team efter att ha fått ditt meddelande.
Metallpulver för 3D-printing och additiv tillverkning
FÖRETAG
PRODUKT
cONTACT INFO
- Qingdao City, Shandong, Kina
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731