Metalllegierungspulver

Inhaltsübersicht

Pulver aus Metalllegierungen ermöglichen die Herstellung von Hochleistungsteilen durch pulvermetallurgisches Pressen und Sintern oder durch additive Fertigungsverfahren in den Bereichen Verkehr, Industrie, Medizin und Energie. Dieser Leitfaden behandelt verschiedene Legierungsoptionen, Pulverherstellungsverfahren, wichtige Spezifikationen, Anwendungsfälle, Qualitätsüberlegungen und Beschaffungsempfehlungen.

Arten von Metalllegierungspulvern

Gemeinsame Kategorien:

TypBeispieleWichtige Eigenschaften
Nickel-LegierungenInconel, Monel, HastelloyKorrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit
Kobalt-LegierungenMP35N, Haynes 25, StelliteAbriebfestigkeit, Biokompatibilität
Titan-LegierungenCP-Sorte, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7NbHohe Festigkeit, geringes Gewicht
Rostfreie Stähle316, 17-4PH, 15-5PHKorrosionsbeständigkeit, Festigkeit
WerkzeugstähleH13, M2, M4, P20Abriebfestigkeit, Zähigkeit
Kupfer-LegierungenChrom-Kupfer, Messing, BronzeElektrische und thermische Leitfähigkeit

Die Abstimmung der Legierungseigenschaften auf kritische Leistungsanforderungen wie Wärmetoleranz, Härte, Ermüdungslebensdauer usw. bestimmt die Auswahl der Pulversorte.

Metalllegierungspulver

Methoden zur Herstellung von Metallpulver

Wichtige Herstellungsverfahren im kommerziellen Maßstab:

  • Gaszerstäubung - Hochdruck-Inertgas bricht den geschmolzenen Metallstrom in feine Tröpfchen auf. Erzielt kugelförmige Pulver mit guten Fließ- und Packungseigenschaften. Verschiedene Düsen erzeugen die gewünschten Größenbereiche.
  • Plasma-Zerstäubung - Ein Hochenergie-Plasmalichtbogen schmilzt das Ausgangsmaterial. Leistungsstarke Induktionsspulen erzeugen Tröpfchen, die zu kugelförmigen Pulvern mit enger Partikelverteilung erstarren.
  • Rotierende Elektrode - Die Zentrifugalkräfte, die auf eine sich drehende, geschmolzene Legierung wirken, die einem Inertgasstrahl ausgesetzt ist, bewirken eine Zersetzung in feine Tröpfchen, die zu kugelförmigen Pulvern führen.
  • Elektrolyse - Metallionen aus der Lösung scheiden sich an den Kathoden als feine Pulverpartikel ab. Wird für reaktive Materialien wie Aluminium, Magnesium und Titan verwendet.

Die Kontrolle von Prozessparametern wie Temperatur, Atmosphäre und Abkühlungsrate führt zu qualitativ hochwertigem Pulverrohstoff für die Teileherstellung durch additive Fertigung oder pulvermetallurgische Verdichtung.

Typische Spezifikationen

ParameterBeschreibungPrüfverfahren
Reinheit>99%, Verunreinigungen minimierenICP-Analyse
PartikelformKugelförmig >80%Mikroskopie
PartikelgrößenverteilungEnge Bereiche nach BedarfLaserbeugung
Dichte des GewindebohrersMaterialabhängigHall-Durchflussmesser
Scheinbare DichteMaterialabhängigPyknometrie
DurchflussmengenStandardisiert für jede NennweiteHall-Durchflussmesser
Oberflächenoxide<3000 ppm; OxiddickeSchmelzen unter Schutzgas; XRD

Überprüfen Sie die statistischen Chargendaten des Herstellers anhand dieser Metriken, die für Ihre Zielsorte spezifisch sind, um die Qualität und Konsistenz im Vergleich zu den Standards zu bestätigen.

Anwendungen

Anwendungen für Metalllegierungspulver umfassen:

Luft- und Raumfahrt - Triebwerkskomponenten wie Schaufeln, Düsen; Teile der Flugzeugzelle, Fahrwerksteile; Bordsysteme

Industriell - Erdgas-/Erdölpumpen, Ventile, Bohrkronen; Werkzeugeinsätze; Kernreaktoren; Wärmetauscher

Automobilindustrie - Motorkomponenten, Turbolader-Rotoren, Getriebe; Fahrgestell, Antriebsstrangteile

Medizinische - Implantate für Knie, Hüften, Zähne; chirurgische Werkzeuge; bildgebende Instrumente

Verbraucher - Hochwertige Uhren, Sportgeräte wie Fahrräder, Golfschläger usw., die Stärke und Ästhetik erfordern

Energie - Solarzellenkontakte, Elektroden; Generatoren; Batteriekomponenten; Windkraftanlagen

Nutzung der Vorteile variabler Materialeigenschaften bei gleichzeitiger Designfreiheit und Präzision.

Industrielle Normen

Die wichtigsten Spezifikationen gelten für Metalllegierungspulver:

StandardBeschreibung
ASTM B213Standardklassifikationssystem für Metallpulver
ISO 4490Chemische Analyse, Probenahmeverfahren
ASTM B822Messung der scheinbaren Dichte und des Durchflusses
MPIF 04Statistische Methoden für die Metallpulveranalyse

Überprüfung statistisch validierter Zertifizierungen, die die Einhaltung der Grenzwerte für die Sortenzusammensetzung und die Konsistenz der Produktionsqualität im Vergleich zu den geltenden Normen belegen.

Gängige Metallpulversorten

LegierungHandelsnamenSpezifikationen
Nickel-LegierungenInconel 718, 625; Hastelloy X; Monel K500AMS 5662, 5663 usw.
Kobalt-LegierungenMP35N, Haynes 25, Stellite 21ASTM F90, F1537 usw.
Titan-LegierungenTi-6Al-4V Grad 5; Ti-6Al-7Nb; CP Ti Grad 2AMS 4911, ASTM B348 usw.
Rostfreie StähleSS 316L; 17-4PH; 15-5 PH;ASTM A240, B945 usw.
WerkzeugstähleH13; M2; M4; P20+NiAISI-TypenASTM A681
Kupfer-LegierungenC18150, C19500, C95810UNS-Nr., ASTM B194 usw.

Anpassung der Zielsorte an die geltenden Legierungsspezifikationen, die mit den Anforderungen an die Funktionalität des Fertigteils in Bezug auf Festigkeit, Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit übereinstimmen.

Überlegungen zur Qualität

MetrischZweckPrüfverfahren
ZusammensetzungÜberprüfung der SortenreinheitICP-Analyse
PartikelgrößenverteilungAM-Kompatibilität, SinterverhaltenLaserbeugung
Hall-DurchflussmengePackungsdichte des Pulvers, Gleichmäßigkeit der SchichtenHall-Durchflussmesser
Dichte des GewindebohrersGibt die endgültige Dichte des Teils anGemessenes Volumen wiegen
Scheinbare DichteDichte des PulversystemsGaspyknometrie
PartikelformSphärizität optimiert die EigenschaftenMikroskopie
OberflächenoxideAuswirkungen auf die Wiederverwendung von PulverInertgas-Schmelzanalysegerät

Die gleichbleibende Qualität in diesen Bereichen steht in direktem Zusammenhang mit der gleichbleibenden Leistung des Endprodukts, das den Spezifikationen entspricht.

Überlegungen zur Beschaffung

ParameterBedeutung
Chargen-DatenblätterHoch
Unterstützung bei der ProbenahmeHoch
VorlaufzeitMittel
PersonalisierungNiedrig
Preis-FaktorenNiedrig

Testen Sie zunächst Pulverproben, bevor Sie größere Mengen kaufen, um das Druck- oder Kompressionsverhalten im Hinblick auf die Anwendungsanforderungen zu prüfen.

Metalllegierungspulver

FAQs

F: Was ist der Unterschied zwischen vorlegierten und gemischten elementaren Pulvern?

A: Vorlegierte Pulver haben eine einheitliche Zusammensetzung in jedem einzelnen kugelförmigen Partikel. Gemischte Elementarmischungen können leichte Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen den Partikeln aufweisen, die zu Inhomogenitäten in den fertigen Teilen führen können.

F: Müssen Metallpulver unter besonderen Bedingungen gelagert werden?

A: Mit Trockenmittel versiegelt lagern und vor Feuchtigkeit und Sauerstoff schützen, da diese den Zustand verschlechtern. Temperaturschwankungen auf 10-30°C begrenzen. Bei starker Verfärbung, Anbackungen oder signifikantem Verlust der Fließfähigkeit entsorgen. Bei ordnungsgemäßer Lagerung beträgt die Lagerfähigkeit in der Regel über ein Jahr.

F: Was sind gängige Metallpulvermischungen?

A: Kobalt-Chrom-, Edelstahl-17-4PH- und Nickellegierungs-Edelstahl-Pulvermischungen bieten die Möglichkeit, die Materialeigenschaften des Endprodukts wie Festigkeit, Verschleißfestigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu niedrigeren Kosten als bei hochreinen Sorten anzupassen.

F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind beim Umgang mit Metallpulvern erforderlich?

A: Verwenden Sie eine geeignete PSA und vermeiden Sie Hautkontakt oder Einatmen beim Umgang mit dem Pulver. Passivierte Pulver stellen im Vergleich zu zerstäubten Pulvern, die reaktiver sein können, weniger Gesundheitsgefahren dar. Lesen Sie die SDS-Blätter zu Entflammbarkeit, Reaktivität und Expositionsprotokollen.

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