Overzicht
Zirkonium-nikkellegering poeder is een soort metaallegeringspoeder dat voornamelijk bestaat uit zirkonium en nikkel. Het vertoont eigenschappen van beide metalen, waaronder hoge sterkte, goede corrosiebestendigheid, hittebestendigheid en ductiliteit.
Enkele belangrijke eigenschappen en details van zirkoniumnikkellegering poeder zijn:
Samenstelling:
- Voornamelijk een combinatie van zirkonium en nikkel
- Kan ook kleine hoeveelheden van andere elementen bevatten zoals titanium, koper, chroom, ijzer of koolstof
- Het nikkelgehalte varieert gewoonlijk van 10-50%
Productieproces:
- Meestal geproduceerd via gasverstuiving
- Kan ook worden gemaakt met andere methoden zoals plasma roterende elektrodeverwerking (PREP).
Deeltjesgrootte:
- Bereiken van 10-150 micron
- Aangepaste deeltjesgrootte beschikbaar
- Sferische poedermorfologie
Algemene toepassingen:
- 3D-printpoeder
- Thermische spuitcoatings
- Lasproducten
- Kernreactor
- Chemische apparatuur
Types van Poeders van zirkoniumnikkellegering
Er zijn een paar gangbare types en systemen van zirkoniumnikkellegeringpoeders, die enigszins verschillende eigenschappen en kenmerken hebben.
| Legeringstype | Samenstelling | Sleuteleigenschappen |
|---|---|---|
| Zirkonium-rijke legeringen | Zr-2Ni, Zr-3Ni, Zr-4Ni | Hoge sterkte en hardheid, gemiddelde vervormbaarheid |
| Uitgebalanceerde legeringen | Zr-20Ni, Zr-25Ni | Uitstekende combinatie van hoge sterkte en goede vervormbaarheid |
| Nikkelrijke legeringen | Zr-35Ni, Zr-40Ni | Verhoogde taaiheid en taaiheid in vergelijking met zirkoniumrijke legeringen |
Eigenschappen van het poeder van de zirkoniumnikkellegering
Zirkoniumnikkellegering poeder biedt een unieke balans van eigenschappen waardoor het geschikt is voor toepassingen met hoge prestaties:
Fysische eigenschappen:
- Hoge dichtheid (6-9 g/cm3)
- Smeltpunt van 1300-1600°C
- Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
- Goede thermische en elektrische geleidbaarheid
Mechanische eigenschappen:
- Grote sterkte
- Goede breuktaaiheid en vervormbaarheid
- Uitstekende kruipweerstand
- Hardheid variërend van 300-500 HV
Chemische eigenschappen:
- Weerstand tegen corrosie en oxidatie
- Compatibiliteit met hoge temperaturen en ruwe omgevingen
Andere kenmerken:
- Biocompatibel en niet-magnetisch
- Recyclebaar en milieuvriendelijk
- Aanpasbaarheid van samenstelling en eigenschappen
Toepassingen van Zirkonium nikkel legering poeder
Dankzij de uitgebalanceerde eigenschappen heeft zirkoniumnikkellegeringpoeder diverse toepassingen in veel grote industrieën:
| Industrie | Toepassingen |
|---|---|
| Additieve productie | 3D-printen van onderdelen voor eindgebruik in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de auto-industrie |
| Coatings | Thermische spuitcoatings voor slijtage- en corrosiebescherming |
| Nucleair | Bekledingen van splijtstofstaven, inwendige delen van reactoren |
| Chemische verwerking | Pompen, kleppen, leidingen voor corrosieve omgevingen |
| Biomedisch | Chirurgische instrumenten, implantaten, protheses |
| Elektronica | Behuizingen en aansluitingen van onderdelen |
| Verdediging | Ballistische pantserplaten |
Veel van deze toepassingen profiteren van de hittebestendigheid, sterkte en corrosiebestendigheid van zirkoniumnikkel onder veeleisende omstandigheden. Het poeder van de legering kan worden verwerkt tot volledig dichte componenten met heet isostatisch persen om betere mechanische eigenschappen te verkrijgen.
Specificaties van het Poeder van de Zirkoniumnikkellegering
Poeders van zirkoniumnikkellegering zijn verkrijgbaar in diverse standaard- en klantspecifieke specificaties voor verschillende toepassingen:
Deeltjesgrootte:
| Maatbereik | Typische toepassingen |
|---|---|
| 10-45 micron | 3D printen, thermische spuitcoatings |
| 45-106 micron | Pers- en sintertoepassingen |
| 10-150 micron | Heet isostatisch persen |
Chemische samenstelling (gewicht %):
| Legering | Zr (% min) | Ni (% min) | O (% max) |
|---|---|---|---|
| Zr-2Ni | Bal. | 1 | 0.14 |
| Zr-25Ni | Bal. | 24 | 0.14 |
| Zr-35Ni | Bal. | 34 | 0.14 |
Internationale specificaties zoals ASTM B392 en ISO 6475 helpen bij het standaardiseren van de poedersamenstelling, kwaliteit en testen van zirkoniumnikkellegering.
Wereldwijde leveranciers en prijzen
Enkele belangrijke wereldwijde leveranciers die verschillende zirkonium-nikkellegering poederproducten aanbieden, zijn:
| Bedrijf | Productkwaliteiten | Prijsschatting |
|---|---|---|
| AMETEK | Zr-2Ni, Zr-20Ni, Zr-35Ni | $200-500/kg |
| Stanford Materialen | Zr-702 (Zr-1Ni), Zr-705 (Zr-25Ni) | $250-750/kg |
| Micron metalen | Zr-2Ni, Zr-702, Zr-705 | $100-800/kg |
| Hoganas | Zr-25Ni, Zr-702, Zr-705 | $300-900/kg |
Prijzen kunnen variëren op basis van:
- Legering en samenstelling
- Zuiverheidsniveaus
- Kwantum- en bulkkorting
- Deeltjesgrootteverdeling
De totale prijs van zirkoniumnikkellegering poeder varieert van ongeveer $100-900 per kg, afhankelijk van de productspecificaties.
Voor- versus nadelen van Zirkonium nikkel legering poeder
Voordelen
- Hoge sterkte-gewichtsverhouding
- Uitstekende corrosieweerstand
- Goede eigenschappen bij hoge temperaturen
- Aanpasbare samenstelling
- Geschikt voor additieve productie
Nadelen
- Duurder dan staallegeringen
- Uitdaging om volledig te verdichten zonder HIP
- Beperkte vervormbaarheid bij hoge reksnelheid
- Voorzorgsmaatregelen voor hantering vereist vanwege reactiviteit
Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen zirkonium en poeder van een zirkoniumlegering?
Zuiver zirkoniumpoeder bestaat alleen uit zirkoniummetaal, terwijl zirkoniumlegeringspoeder zirkonium combineert met andere legeringselementen zoals nikkel om de eigenschappen te verbeteren.
Welke deeltjesgrootte is het beste voor 3D printen van zirkoniumnikkellegering poeder?
Een deeltjesgroottebereik van 10-45 micron is typisch voor poederbedfusie 3D printen met zirkoniumnikkellegeringen.
Is zirkoniumnikkellegering poeder radioactief?
Nee, het poeder van de zirkoniumnikkellegering bevat stabiele isotopen en is niet radioactief, in tegenstelling tot sommige zirkoniumproducten die in nucleaire toepassingen worden gebruikt.
Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het werken met zirkoniumnikkellegeringpoeder?
Vermijd contact met huid en ogen. Draag persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE) waaronder handschoenen, veiligheidsbrillen en maskers om blootstelling en inademing tijdens het werken te minimaliseren. Gebruik vonkvrije gereedschappen en apparatuur. Poeder kan ontvlambaar zijn.
Kun je onderdelen van zirkoniumnikkellegering 3D-printen zonder heet isostatisch persen?
Ja, maar de eigenschappen worden verbeterd met nabewerking via HIP om eventuele interne porositeit volledig te verdichten en de mechanische prestaties te verbeteren.
