Poeders van metaallegeringen bestaan uit diverse nauwkeurige mengsels van metaalelementen die door middel van verneveling worden geproduceerd tot fijne bolvormige deeltjes die ideaal zijn voor geavanceerde fabricagetechnieken. Deze gids biedt technische professionals een uitgebreide referentie over metaalpoederlegeringskwaliteiten met typische samenstellingen, gegevens over mechanische eigenschappen, productiemethoden, belangrijke toepassingen en toonaangevende wereldwijde leveranciers.
Overzicht van poeders voor metaallegeringen
Metaalpoeders gemaakt van legeringen van ijzer, nikkel, kobalt, aluminium, titanium, koper en andere basismetalen zijn veelzijdige technische materialen die op maat gemaakte eigenschappen verlenen door hun gecontroleerde samenstellingen.
Veel voorkomende metaalpoedertypen
| Legering systeem | Beschrijving |
|---|---|
| Roestvrij staal | Corrosiebestendig, hoge sterkte |
| Gereedschapsstaal en laaggelegeerd staal | Gehard, temperatuurbestendig |
| Nikkel-superlegeringen | Extreme hitte/chemische bestendigheid |
| Kobalt superlegeringen | Biocompatibel, slijtvast |
| Titanium legeringen | Lichtgewicht, sterk voor ruimtevaart |
| Koper en bronzen | Elektrische/thermische geleidbaarheid |
| Edelmetaallegeringen | Zuiver, inert, gespecialiseerde toepassingen |
Door de bestanddelen in balans te brengen, kan worden geoptimaliseerd voor belangrijke vereisten zoals hardheid, sterkte, duurzaamheid, geleidbaarheid, magnetisme of kostendoelstellingen.
Typische samenstellingsbereiken
| Legeringselement | Rol | Wt% Bereik |
|---|---|---|
| IJzer, kobalt, nikkel | Basismetaal matrix | 50-99% |
| Chroom | Corrosie- en oxidatiebestendigheid | 5-35% |
| Molybdeen | Sterkte, kruipweerstand | 0-30% |
| Wolfraam | Hittebestendigheid, dichtheid | 0-18% |
| Mangaan | Deoxidatiemiddel, sterkte | 0-15% |
| Koolstof | Verharding, slijtvastheid | 0-6% |
Metaallegering poeder Specificaties
Grootteverdeling
| Maaswijdte | Micrometers |
|---|---|
| -325 | <45 μm |
| -100/+325 | 45-150 µm |
| +100 | >150 μm |
Morfologie en stromingskenmerken
| Attribuut | Typisch bereik |
|---|---|
| Deeltjesvorm | Bolvormig |
| Schijnbare dichtheid | 2 - 6 g/cm3 |
| Tik op dichtheid | 4 - 8 g/cm3 |
| Hausner verhouding | <1.25 |
| Stroomsnelheid | 20-35 s/50g |
| Wrijvingscoëfficiënt | 0.4-0.9 |
Chemie en verontreinigingsniveaus
| Element | Max ppm |
|---|---|
| Zuurstof | 1000 |
| Stikstof | 150 |
| Koolstof | 3000 |
| Zwavel | 100 |
Productiemethoden voor metaalpoeder
Waterverneveling
- Verneveling met inert gas van hoge zuiverheid
- Beschermt reactieve legeringen
- Maakt kleine maatverdelingen mogelijk
Gasverstuiving
- Luchtsmelten spinnen
- Smalste grootteverdelingen
- Sferoïdale deeltjesvormen
Plasma-roterend elektrodeproces (PREP)
- Aangepaste legeringen, onderzoekshoeveelheden
- Gecontroleerde microstructuren
- Snelle stollingssnelheden
Mechanisch legeren
- Elementaire mengsels kogelmalen
- Lagere kosten dan verneveling
- Brede maatverdelingen
Andere methoden
- Elektrolyse
- Chemische reductie
Eigenschappen van poeders van metaallegeringen
Het afwegen van belangrijke eigenschappen bepaalt geschikte toepassingen:
Mechanische eigenschappen
| Legering systeem | Opbrengststerkte | Treksterkte | Verlenging |
|---|---|---|---|
| Roestvrij staal | 200-1400 MPa | 500-1600 MPa | 10-50% |
| Gereedschapsstaal | 600-1900 MPa | 1000-2100 MPa | 5-15% |
| Nikkel-superlegeringen | 500-1400 MPa | 700-1700 MPa | 10-50% |
| Titanium legeringen | 750-1100 MPa | 900-1200 MPa | 15-25% |
| Koper/Brons | 70-450 MPa | 200-600 MPa | 5-60% |
Thermische eigenschappen
| Legering systeem | Smeltpunt | Warmtegeleiding |
|---|---|---|
| Roestvrij staal | 1400-1500°C | 10-30 W/m-°K |
| Gereedschapsstaal | 1350-1450°C | 20-35 W/m-°K |
| Nikkel-superlegeringen | 1200-1400°C | 5-50 W/m-°K |
| Titanium legeringen | 1600-1700°C | 5-20 W/m-°K |
| Koper/Brons | 900-1300°C | 50-400 W/m-°K |
Toepassingen voor metaallegeringspoeder
Additieve productie
- Lucht- en ruimtevaartcomponenten
- Medische implantaten
- Hardware voor auto's
- Gereedschap en mallen
- Exotische architectuur
Poeder-Metallurgie
- Olie- en gaslagers
- Automotive bussen
- Apparaathardware
- Kosteneffectieve netvormen
Thermische spuitcoatings
- Corrosiebestendige overlays
- Wrijvingsreducerende films
- Dimensionale restauratie
Elektronica en magnetisme
- Geleidende lijmen
- Inductorkernen
- Thermisch beheer
- Apparaten voor opbouwmontage
Opkomende toepassingen
- Batterijen en energieopslag
- 3D-geprinte elektronica
- Exotische legeringen en prototypes
- Componenten op microschaal
Toonaangevend Metaallegering poeder Fabrikanten
| Bedrijf | Plaats |
|---|---|
| Sandvik Visarend | Verenigd Koninkrijk |
| Timmerman poederproducten | Verenigde Staten |
| Praxair Oppervlaktetechnologieën | Verenigde Staten |
| Hogenäs | Zweden |
| Rio Tinto metaalpoeders | Canada |
| ATI-poedermetalen | Verenigde Staten |
Aangepaste tolverwerkingspartners
- Uitgebreide expertise in de ontwikkeling van legeringen
- Gespecialiseerd in productie op onderzoeksschaal
- Verkort de ontwikkelingstijdlijnen
- Intellectueel eigendom beschermen
Kostenramingen
Roestvrij staalpoeders
| Legering kwaliteit | Kosten per kg |
|---|---|
| 304, 316, 303 | $12-30 |
| 17-4PH, 15-5PH | $40-90 |
| Custom duplex/superaustentics | $70-150 |
Poeders van gereedschapsstaal en hooggelegeerd staal
| Legering kwaliteit | Kosten per kg |
|---|---|
| H13, M2, M4 | $20-45 |
| Gereedschapsstaal PM op maat | $45-100 |
Nikkel superlegering poeders
| Legering kwaliteit | Kosten per kg |
|---|---|
| Inconel 718 | $90-180 |
| Aangepaste waspaloy, Rene legeringen | $250-1000+ |
Poeders voor titanium en exotische legeringen
| Legering kwaliteit | Kosten per kg |
|---|---|
| Ti-6Al-4V | $270-450 |
| Titanium op maat | $450-1000+ |
Voors vs. Tegens
| Voordelen | Uitdagingen |
|---|---|
| Eigenschappen die smeedlegeringen overtreffen | Vereist beschermende verwerking |
| Aangepaste legeringen en microstructuren | Beperkte afmetingen |
| Complexe geometrie ingeschakeld | Behoefte aan post-consolidatie |
| Lagere buy-to-fly ratio's | Kwalificatietesten |
| Kortere productietijden | Voorzorgsmaatregelen voor hantering en opslag |
Weeg afwegingen zorgvuldig af tegen prestatiedoelen en budgetten bij het selecteren van gespecialiseerde kwaliteiten.
Veelgestelde vragen
V: Wat is het voordeel van een metaallegering ten opzichte van pure elementaire poeders?
A: Legeren maakt het mogelijk om belangrijke eigenschappen zoals sterkte, corrosiebestendigheid, hardheid, geleidbaarheid enz. aanzienlijk te verbeteren ten opzichte van de intrinsieke beperkingen van een enkel element door middel van metallurgische mechanismen en controle van de tweede fase.
V: Hoe klein kan poeder van metaallegeringen worden geproduceerd?
A: Atomisatie met inert gas kan metaalpoeders met een nanoschaal van minder dan 10 nanometer genereren, op het grensvlak van de huidige commerciële mogelijkheden. Chemie en morfologie blijven een intensief O&O-gebied naarmate nieuwe methoden worden ontwikkeld.
V: Is nabewerking van poeders verplicht voor de fabricage van onderdelen?
A: Naast het zeven in precieze groottefracties kunnen extra conditioneringen zoals deoxidatie, gloeien, coaten en mengen worden gebruikt om de poederkenmerken te wijzigen ter ondersteuning van de prestaties van het fabricageproces, het verdichtingsgedrag en de uiteindelijke materiaaleigenschappen.
V: Wat bepaalt het verschil in kosten tussen de verschillende kwaliteiten?
A: De complexiteit van de verwerking, de prijs van legeringselementen, R&D-investeringen, productievolume en specificatie-eisen bepalen de prijs - exotische hoogontwikkelde poeders blijken veel duurder dan gewone werksoorten.
Conclusie
Deze gids biedt een holistisch overzicht van poedermaterialen voor metaallegeringen die in staat zijn om de volgende generatie componentprestaties te leveren die de conventionele metallurgische beperkingen ruimschoots overtreffen door middel van chemie op maat en geoptimaliseerde verwerking. Neem contact op met een industrie-expert om de unieke voordelen van gespecialiseerde kwaliteiten af te stemmen op uw specifieke toepassingseisen.
