Metalllegierungspulver

Inhaltsübersicht

Pulver aus Metalllegierungen umfassen verschiedene präzise Mischungen von Metallelementen, die durch Zerstäubung zu feinen kugelförmigen Partikeln verarbeitet werden, die sich ideal für fortschrittliche Fertigungstechniken eignen. Dieser Leitfaden bietet technischen Fachleuten ein umfassendes Nachschlagewerk über Metallpulverlegierungen, das typische Zusammensetzungen, Daten zu mechanischen Eigenschaften, Herstellungsverfahren, wichtige Anwendungen und führende globale Anbieter umfasst.

Überblick über Metalllegierungspulver

Metallpulver aus Eisen-, Nickel-, Kobalt-, Aluminium-, Titan-, Kupfer- und anderen unedlen Metallen sind vielseitige technische Werkstoffe, die aufgrund ihrer kontrollierten Zusammensetzung maßgeschneiderte Eigenschaften aufweisen.

Gängige Metallpulvertypen

System LegierungBeschreibung
Rostfreie StähleKorrosionsbeständig, hohe Festigkeit
Werkzeugstähle und niedrig legierte StähleGehärtet, temperaturbeständig
Nickel-SuperlegierungenExtreme Hitze-/Chemikalienbeständigkeit
Kobalt-SuperlegierungenBiokompatibel, verschleißfest
Titan-LegierungenLeicht, stark für die Luft- und Raumfahrt
Kupfer und BronzenElektrische/thermische Leitfähigkeit
Edelmetall-LegierungenReine, inerte, spezialisierte Anwendungen

Der Ausgleich von Bestandteilen ermöglicht die Optimierung für Schlüsselanforderungen wie Härte, Festigkeit, Haltbarkeit, Leitfähigkeit, Magnetismus oder Kostenziele.

Typische Zusammensetzungsbereiche

LegierungselementRolleWt% Bereich
Eisen, Kobalt, NickelUnedle Metallmatrix50-99%
ChromKorrosions- und Oxidationsbeständigkeit5-35%
MolybdänFestigkeit, Kriechstromfestigkeit0-30%
WolframWärmebeständigkeit, Dichte0-18%
ManganDesoxidationsmittel, Stärke0-15%
KohlenstoffHärtung, Verschleißfestigkeit0-6%
Metalllegierungspulver

Metall-Legierungspulver Spezifikationen

Größenverteilungen

MaschenweiteBügelmessgeräte
-325<45 μm
-100/+32545-150 μm
+100>150 μm

Morphologie und Fließeigenschaften

AttributTypischer Bereich
PartikelformSphärisch
Scheinbare Dichte2 - 6 g/cm3
Dichte des Gewindebohrers4 - 8 g/cm3
Hausner-Verhältnis<1.25
Durchflussmenge20-35 s/50g
Reibungskoeffizient0.4-0.9

Chemie und Verschmutzungsgrad

ElementMax ppm
Sauerstoff1000
Stickstoff150
Kohlenstoff3000
Schwefel100

Methoden zur Herstellung von Metallpulver

Wasserzerstäubung

  • Zerstäubung von hochreinem Inertgas
  • Schützt reaktive chemische Legierungen
  • Ermöglicht kleine Größenverteilungen

Gaszerstäubung

  • Luftschmelzspinnen
  • Engste Größenverteilungen
  • Sphäroidische Partikelformen

Plasma-Rotations-Elektroden-Verfahren (PREP)

  • Kundenspezifische Legierungen, Forschungsmengen
  • Kontrollierte Mikrostrukturen
  • Schnelle Erstarrungsraten

Mechanisches Legieren

  • Kugelmahlen elementarer Mischungen
  • Geringere Kosten als bei der Zerstäubung
  • Breite Größenverteilungen

Andere Methoden

  • Elektrolyse
  • Chemische Reduktion

Eigenschaften von Metalllegierungspulvern

Das Abwägen der wichtigsten Eigenschaften bestimmt die geeigneten Anwendungen:

Mechanische Eigenschaften

System LegierungStreckgrenzeZugfestigkeitDehnung
Rostfreie Stähle200-1400 MPa500-1600 MPa10-50%
Werkzeugstähle600-1900 MPa1000-2100 MPa5-15%
Nickel-Superlegierungen500-1400 MPa700-1700 MPa10-50%
Titan-Legierungen750-1100 MPa900-1200 MPa15-25%
Kupfer/Bronze70-450 MPa200-600 MPa5-60%

Thermische Eigenschaften

System LegierungSchmelzpunktWärmeleitfähigkeit
Rostfreie Stähle1400-1500°C10-30 W/m-°K
Werkzeugstähle1350-1450°C20-35 W/m-°K
Nickel-Superlegierungen1200-1400°C5-50 W/m-°K
Titan-Legierungen1600-1700°C5-20 W/m-°K
Kupfer/Bronze900-1300°C50-400 W/m-°K

Anwendungen von Metalllegierungspulvern

Additive Fertigung

  • Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
  • Medizinische Implantate
  • Hardware für die Automobilindustrie
  • Werkzeuge und Gussformen
  • Exotische Architektur

Pulvermetallurgie

  • Öl- und Gaslager
  • Buchsen für die Automobilindustrie
  • Hardware für Geräte
  • Kostengünstige Netzformen

Thermische Spritzschichten

  • Korrosionsbeständige Beschichtungen
  • Reibungsmindernde Filme
  • Dimensionale Wiederherstellung

Elektronik und Magnetik

  • Leitfähige Klebstoffe
  • Induktivitätskerne
  • Thermisches Management
  • Oberflächenmontierte Geräte

Aufkommende Anwendungen

  • Batterien und Energiespeicherung
  • 3D-gedruckte Elektronik
  • Exotische Legierungen und Prototypen
  • Komponenten im Mikromaßstab

Führend Metall-Legierungspulver Hersteller

UnternehmenStandort
Sandvik FischadlerVereinigtes Königreich
Zimmermanns PulverprodukteVereinigte Staaten
Praxair OberflächentechnologienVereinigte Staaten
HöganäsSchweden
Rio Tinto MetallpulverKanada
ATI-PulvermetalleVereinigte Staaten

Benutzerdefinierte Mautabwicklungspartner

  • Umfassende Erfahrung in der Legierungsentwicklung
  • Spezialisierung auf Produktion im Forschungsmaßstab
  • Verkürzung der Entwicklungszeiträume
  • Schutz des geistigen Eigentums

Kostenvoranschläge

Edelstahl-Pulver

LegierungssorteKosten pro kg
304, 316, 303$12-30
17-4PH, 15-5PH$40-90
Kundenspezifische Duplex-/Superaustentika$70-150

Pulver aus Werkzeugstahl und hochlegiertem Stahl

LegierungssorteKosten pro kg
H13, M2, M4$20-45
Kundenspezifischer PM-Werkzeugstahl$45-100

Nickel-Superlegierungspulver

LegierungssorteKosten pro kg
Inconel 718$90-180
Kundenspezifische Waspaloy, Rene-Legierungen$250-1000+

Pulver aus Titan und exotischen Legierungen

LegierungssorteKosten pro kg
Ti-6Al-4V$270-450
Titan nach Maß$450-1000+

Pro und Kontra

VorteileHerausforderungen
Eigenschaften, die Knetlegierungen übertreffenErfordert eine schützende Verarbeitung
Kundenspezifische Legierungen und MikrostrukturenBegrenzte Größenmöglichkeiten
Komplexe Geometrie möglichBedarf an Nachkonsolidierung
Niedrigere Buy-to-Fly-QuotenQualifikationsprüfung
Verkürzte ProduktionsvorlaufzeitenVorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung

Wägen Sie bei der Auswahl von Spezialsorten die Kompromisse sorgfältig gegen Leistungsziele und Budgets ab.

feuerfestes Pulver

FAQs

F: Was ist der Vorteil von Metalllegierungen gegenüber reinem Pulver?

A: Durch Legieren lassen sich Schlüsseleigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte, Leitfähigkeit usw. durch metallurgische Mechanismen und die Kontrolle der zweiten Phase deutlich über die intrinsischen Grenzen eines einzelnen Elements hinaus verbessern.

F: Wie klein kann Metalllegierungspulver hergestellt werden?

A: Die Inertgaszerstäubung kann Metallpulver im Nanobereich mit einer Größe von weniger als 10 Nanometern erzeugen und liegt damit an der Spitze der derzeitigen kommerziellen Möglichkeiten. Chemie und Morphologie sind nach wie vor ein intensiver F&E-Bereich, in dem neue Methoden erprobt werden.

F: Ist die Nachbearbeitung von Pulvern vor der Herstellung von Teilen obligatorisch?

A: Neben dem Sieben in präzise Größenfraktionen können zusätzliche Konditionierungsverfahren wie Desoxidation, Glühen, Beschichten und Mischen eingesetzt werden, um die Pulvereigenschaften zu verändern und so die Leistung des Herstellungsprozesses, das Verdichtungsverhalten und die angestrebten Eigenschaften des Endprodukts zu unterstützen.

F: Wodurch wird der Kostenunterschied zwischen den Klassen bestimmt?

A: Die Komplexität der Verarbeitung, die Preise für die Legierungselemente, die Investitionen in Forschung und Entwicklung, das Produktionsvolumen und die Anforderungen an die Spezifikationen bestimmen die Preisgestaltung - exotische, hochentwickelte Pulver sind weitaus teurer als gewöhnliche Arbeitspferde.

Schlussfolgerung

Dieser Leitfaden bietet einen ganzheitlichen Überblick über pulverförmige Werkstoffe aus Metalllegierungen, die durch maßgeschneiderte Chemie und optimierte Verarbeitung die Leistungsfähigkeit von Bauteilen der nächsten Generation weit über herkömmliche metallurgische Beschränkungen hinaus steigern können. Bitte setzen Sie sich mit einem Branchenexperten in Verbindung, um die einzigartigen Vorteile spezieller Sorten mit Ihren gezielten Anwendungsanforderungen zu besprechen.

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