Pulver aus hochschmelzenden Metallen ermöglichen die additive Herstellung von extrem hitzebeständigen Legierungen, die von anderen Materialien nicht erreicht werden. Dieser Leitfaden enthält Informationen über die Zusammensetzung von feuerfesten Pulvern, Partikelspezifikationen, Eigenschaftsdaten, Preise und Vergleiche als Grundlage für Beschaffungsentscheidungen.
Einführung in Refraktärmetall-Pulver
Zu den wichtigsten Funktionen von feuerfesten Pulvern gehören:
- Widersteht extrem hohen Temperaturen
- Beibehaltung der hohen Festigkeit bei extremen Temperaturen
- Widerstandsfähig gegen Kriechverformung und Rissbildung
Häufig verwendete Legierungen sind:
- Wolfram-Schwermetall-Legierungen wie W-Ni-Cu
- Molybdän TZM-Legierung
- Tantal-Pulver
Dieser Leitfaden enthält Überlegungen zur Auswahl von feuerfesten Pulvern:
- Legierungszusammensetzungen und Herstellungsverfahren
- Mechanische Eigenschaften Testdaten
- Empfehlungen für die Partikelgrößenverteilung
- Morphologie, Dichte und Fließeigenschaften
- Preisschätzungen auf der Grundlage des Auftragsvolumens
- Vergleiche der Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
- Vor- und Nachteile im Vergleich zu festen Formularen
- FAQs zur Optimierung von Druckparametern
Zusammensetzungen von Refraktärmetallpulvern
Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung von Refraktärmetallpulvern nach primären Elementzugaben, wobei es je nach Legierungsvariante zu Abweichungen kommt:
| Legierung | Wichtige Legierungselemente |
|---|---|
| Wolfram Schwere Legierung | W, Ni, Cu, Fe |
| Molybdän TZM | Mo, Ti, Zr |
| Tantal | Ta |
Geringe Zusätze von Kohlenstoff, Kalium, Silizium und Bor stabilisieren auch die Mikrostrukturen und Korngrößen, die je nach Betriebsbedingungen auf die Hochtemperatur-Kriechfestigkeit zugeschnitten sind.
Mechanische Eigenschaften und Prüfverfahren
Tabelle 2 zeigt typische mechanische Mindesteigenschaften von Refraktärmetall-Pulverlegierungen, wobei die tatsächlichen Werte je nach Geometrie, Nachbearbeitung und Wärmebehandlung variieren:
| Legierung | Dichte | **Zugfestigkeit ** | Prüfverfahren |
|---|---|---|---|
| Wolfram Schwere Legierung | 18 g/cc | 550 MPa | ASTM E8 |
| Molybdän TZM | 10,2 g/cc | 485 MPa | ASTM E8 |
| Tantal | 16,6 g/cc | 207 MPa | ASTM E8 |
Überprüfen Sie die Eigenschaften der gelieferten Pulverchargen sorgfältig anhand von Stichproben mit den Zertifizierungen, um die Konsistenz sicherzustellen.
Empfehlungen für die Partikelgröße von Refraktärmetallen
Tabelle 3 zeigt gängige Partikelgrößenverteilungen, die für hochwertige feuerfeste Pulver verwendet werden:
| Größenbereich | Typische Masche | Gemeinsamer Druckbereich |
|---|---|---|
| Fein | -325 Maschen | 15-45 Mikrometer |
| Standard | -100 Maschen | 149 Mikrometer |
| Grob | -60 +100 Maschen | 250 Mikrometer |
Andere wichtige Pulvereigenschaften:
- Morphologie kugelförmiger Partikel
- Gute Durchflussraten von mehr als 30s Hallentrichterzeit
- Scheinbare Dichte innerhalb von 5% der tatsächlichen Dichte
- Niedriger Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt
Gleichgewicht zwischen hoher Fließfähigkeit des Pulvers und den Anforderungen an die Druckauflösung durch Auswahl und Verteilung der Partikelgröße.
Pulvermorphologie, Dichte und Fließeigenschaften
Tabelle 4 vergleicht die Pulvereigenschaften zwischen allgemeinen Qualitätsstufen, die sich auf die Robustheit des Druckprozesses auswirken:
| Parameter | Hochwertiges Pulver | Einstiegspulver |
|---|---|---|
| Morphologie | Hochgradig kugelförmig | Gezackt, unregelmäßig |
| Durchflussmenge | Hallendurchfluss > 35s für 50g | Hall Flow < 25s für 50g |
| Scheinbare Dichte | > 90% wahre Dichte | Häufig <80% wahre Dichte |
| Feuchtigkeitsgehalt | <0,01% | >0,02% |
Schlechte Pulvereigenschaften erfordern umfangreiche Parameteranpassungen, um eine gute Druckqualität zu erreichen, was die Produktivität verringert.
Preise für Refraktärmetallpulver
Tabelle 5 skizziert die grobe Preisgestaltung für feuerfestes Pulver unter normalen Marktbedingungen:
| Auftragsvolumen | Kostenvoranschlag |
|---|---|
| 10 kg | $450+/kg |
| 100 kg | $275+/kg |
| 500+ kg | $200+/kg |
| 1000+ kg | Unterschlüssel-Rabatte |
- Premium-Legierungen erfordern einen höheren Grundpreis
- Großaufträge über 500 kg ermöglichen Preisnachlässe für >40%
- Tatsächliche Marktpreise, die an Rohstoffindizes gebunden sind
- Sorgfältige Überprüfung der tatsächlichen Erträge im Vergleich zu den verwertbaren Fraktionen der Lieferanten
Oxidations- und Korrosionsbeständigkeitseigenschaften
Pulver aus hochschmelzenden Metallen bieten extrem hohe Schmelzpunkte und Stabilität in oxidierenden Umgebungen:
Tabelle 6
| Legierung | Schmelzpunkt | Oxidationsbeständigkeit |
|---|---|---|
| Wolfram Schwere Legierung | 1400°C | Ausgezeichnet |
| Molybdän TZM | 2600°C | Ausgezeichnet |
| Tantal | 2996°C | Extrem |
Die Eigenschaften ergeben sich aus dem hohen Chrom-, Aluminium- und Siliziumgehalt, der zähe Oxidbarrieren bildet, die selbst bei extremen Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt einen Materialverlust verhindern.
Vor- und Nachteile: Pulver und feste Formen
Tabelle 7
| Vorteile | Benachteiligungen | |
|---|---|---|
| Refraktäres Metallpulver | Komplexe Geometrien | Höhere Kosten |
| Ausgezeichnete Festigkeit bei hohen Temperaturen | Nachbearbeitung | |
| Gewichtsreduzierung | Optimierung der Parameter | |
| Feuerfestes Metall Solid | Niedrigere Kosten | Grenzen der Form |
| Verfügbarkeit | Sehr schwer | |
| Bearbeitbarkeit | Materialverschwendung |
Im Allgemeinen rechtfertigen feuerfeste Pulver Prämien für komplexe Bauteile mit geringem Volumen, bei denen die Wärmebeständigkeit entscheidend ist. Standardmühlenprodukte sind für einfache Formen in großen Mengen erschwinglich.
Die strategische Kombination von Angebotsformen senkt die Gesamtkosten des Programms.
FAQs
Tabelle 8 - Allgemeine Fragen:
| FAQ | Antwort |
|---|---|
| Sollte ich Prüfberichte überprüfen? | Ja, die Validierung der Zertifizierungsdaten zeigt die Pulverqualität an |
| Welche Größe von Pulverpartikeln sollte ich verwenden? | 15-45 Mikrometer Gleichgewichtsauflösung und Durchfluss |
| Was wirkt sich auf die Kohärenz aus? | Die Produktionsmethode beeinflusst die Variabilität - vakuumgeschmolzen ist am besten |
| Wie viel sollte ich anfangs kaufen? | Beginnen Sie klein, kaufen Sie mehr, sobald der Prozess validiert ist |
Tabelle 9 - Anwendungsorientierte Beratung:
| FAQ | Antwort |
|---|---|
| Wie optimiere ich die Komponenten von Raketendüsen? | Verwenden Sie extra feine W- oder Mo-Pulver <10 Mikron, um Kanäle unter 2 mm zu drucken. |
| Welche Nachbearbeitungsmethode verringert die Porosität? | Heißisostatisches Pressen unter inerter Atmosphäre schützt vor Oxidation |
| Welche feuerfeste Legierung bietet die höchste Kriechfestigkeit? | Erwägen Sie die Zugabe von Kalium, Silizium und Bor in Wolfram-Schwerlegierungen in Abhängigkeit von den Betriebstemperaturen |
| Wie sollte ich die Parameter für eine sehr feine Auflösung der Merkmale einstellen? | Verlangsamung der Scangeschwindigkeit, Vergrößerung der Schraffurabstände, Verwendung der kleinsten maschinell möglichen Schichtdicken |