Specialiserade metallpulver avser metaller som har bearbetats till fin partikelform för användning i avancerad tillverkningsteknik. De har unika egenskaper som gör dem lämpliga för specialiserade tillämpningar inom branscher som flyg- och rymdindustrin, medicinteknik, elektronik med mera.

Den här artikeln ger en omfattande översikt över olika typer av specialmetallpulver, deras sammansättning och egenskaper, tillämpningar, specifikationer och kvaliteter, leverantörer, prissättning samt fördelar och begränsningar.

Olika typer av specialmetallpulver

Det finns många kategorier och varianter av specialmetallpulver som används inom olika tekniker. Några viktiga typer inkluderar:

Fördelar med pulvermetallurgi

Sammansättning och egenskaper

Specialiserade metallpulver kan innehålla en mängd olika legeringselement för att uppnå önskade egenskaper. Några typiska sammansättningar och egenskaper beskrivs nedan:

De specifika procentandelarna av varje grundämne kan varieras för att producera pulver med något olika egenskaper för avsedda applikationer. Mer exotiska speciallegeringar är också möjliga genom att blanda flera metaller.

Partikelegenskaper

Förutom sammansättningen påverkar pulveregenskaper som partikelform, storleksfördelning, flytbarhet och renhet också prestandan.

• Partikelns form - Sfärisk, oregelbunden, blandad. Bestämmer packningstäthet och sintringsbeteende.
• Storleksfördelning - Utbud och fördelning av storlekar. Påverkar förtätning och egenskaper.
• Flytbarhet - Avgörande för doseringsprecisionen i AM. Förbättras av sfäriskhet och storleksuniformitet.
• Renhet - Syre- och kvävehalten påverkar kvaliteten. Högre är bättre.

Tillverkarna kontrollerar noga dessa pulveregenskaper för att garantera enhetlighet mellan olika partier.

Användningsområden för specialmetallpulver

De unika fördelarna med specialmetallpulver gör dem lämpliga för nischapplikationer där traditionella metallprodukter inte räcker till. Några exempel är:

Andra vanliga tillämpningar är utrustning för kemisk bearbetning, sportartiklar, komponenter för klocktillverkning etc. Användningen fortsätter att öka i takt med att additiv tillverkning blir allt vanligare.

Betyg och specifikationer

Precis som konventionella metaller standardiseras pulvermetallurgiska kvaliteter av professionella organisationer för att möjliggöra konsekvent kvalitet och prestanda. Några viktiga standarder inkluderar:

Inom varje standard tilldelas materialen unika koder för identifiering. Dessutom finns specifikationer för gränsvärden för sammansättning, pulveregenskaper, provtagning, provning etc. för att reglera kvaliteten.

Certifikat för kemikalieöverensstämmelse och testrapporter tillhandahålls av välrenommerade tillverkare för att validera överensstämmelse med den inköpta specifikationen. Anpassade kvaliteter utanför standarder är också möjliga för egenutvecklade applikationer.

Leverantörer och prissättning

Det finns ett antal ledande globala leverantörer som tillhandahåller specialmetallpulver för kommersiellt bruk:

Priserna varierar avsevärt beroende på legeringens komplexitet, ordervolym, pulveregenskaper och kvalitetsstandarder. Generellt sfäriska pulver med kontrollerad storleksfördelning ger premiumpriser.

Jämförelse mellan olika material

Det finns ingen universellt bästa speciallegering - det finns specifika avvägningar mellan olika pulvermetallalternativ:

Viktiga slutsatser:

• Nickellegeringar ger de bästa allroundegenskaperna men är dyra
• Titanlegeringar har ett enastående förhållande mellan styrka och vikt, men kan sakna duktilitet
• Eldfasta metaller tål extrema temperaturer men är mindre korrosionsbeständiga
• Rätt val beror på kritiska prestandabehov för applikationen

Fördelar med pulvermetallurgi

Några anmärkningsvärda fördelar med specialmetallpulver:

Högre renhet - Snabb stelning vid atomisering ger högre uppnåelig renhet jämfört med konventionella gjutna/smidda metaller. Detta utökar användningsområdena och driftsmöjligheterna.

Attribut för precision - Konsekventa pulveregenskaper möjliggör repeterbar produktion, snävare toleranser och kvalitetskontroll för kritiska komponenter som flygplansturbiner och medicinska implantat.

Komplexa geometrier - Specialpulver gör det möjligt att tillverka topologiskt optimerade, lätta eller porösa komponenter som inte kan tillverkas med subtraktiva tekniker.

Anpassningsbarhet - Legeringskemi och pulveregenskaper kan skräddarsys för att uppfylla specifika behov av mekaniska, fysiska eller biologiska egenskaper.

Hållbarhet - Additiv teknik har lägre inköp-till-flyg-förhållande och använder mindre material än maskinbearbetning från bulklager. Detta bidrar till en grönare tillverkning.

Utmaningar med pulvermetallurgi

VANLIGA FRÅGOR

Detta avsnitt med vanliga frågor ger svar på vanliga frågor om pulvermetallurgi som referens:

Vilka är de mest använda specialmetallpulvren idag?

Titanlegeringar, nickelbaserade superlegeringar, kobolt-kromlegeringar och verktygsstål svarar för merparten av efterfrågan. De huvudsakliga användningsområdena är flygmotorer, implantat för ledproteser, verktyg för fordonsindustrin och industrin samt verktygsstål för formar och matriser.

Vilka metoder kan användas för att producera specialmetallpulver?

Vanliga kommersiella produktionstekniker är gasatomisering, plasmaatomisering, elektrolys och karbonylnedbrytning. Alla har sina relativa fördelar - gasatomisering ger den bästa kombinationen av kostnad och konsekvent pulverstorlek/form.

Hur karakteriseras metallpulver?

Typiska egenskaper som undersöks är partikelstorleksfördelning, morfologi, flödeshastighet, tappdensitet, kemisk sammansättning, mikrostruktur och föroreningsnivåer. Dessa egenskaper påverkar lämpligheten för AM-processer och de slutliga egenskaperna hos detaljen.

I vilket storleksintervall ligger specialpulver för AM?

De allra flesta pulver är mellan 10 mikrometer och 100 mikrometer. Finare partiklar kan förbrännas eller vara farliga att hantera medan större partiklar påverkar upplösning, densitet och ytfinish negativt.

Vad är en inertgasatomiserad speciallegering?

Det avser ett högpresterande pulver som framställs genom atomisering av den smälta metallströmmen med hjälp av en inert gas som argon eller kväve för att undvika kontaminering. Detta är den föredragna produktionsmetoden för reaktiva legeringar.

Hur efterbehandlas detaljerna efter AM?

Vanlig efterbearbetning omfattar HIP (het isostatisk pressning), värmebehandling, het isostatisk pressning (HIP), ytbehandling, beläggning och slutkontroll/testning för att uppfylla applikationskraven.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser