Gambaran umum tentang Bubuk logam teratomisasi gas
Serbuk logam yang dikabutkan dengan gas mengacu pada bahan partikulat logam yang dihasilkan dengan mengatomisasi bahan baku paduan cair dengan semburan gas inert berkecepatan tinggi. Hal ini memberikan morfologi bulat yang ideal untuk manufaktur aditif, cetakan injeksi logam, dan aplikasi lainnya.
Fitur atomisasi gas:
- Kontrol yang sangat baik atas bentuk partikel, distribusi ukuran
- Berlaku untuk paduan reaktif termasuk titanium, aluminium
- Menyediakan bahan awal dengan kemurnian tinggi untuk proses lanjutan
- Serbuk yang disesuaikan untuk pengepresan isostatik panas, perlakuan panas
- Mendukung karakteristik bubuk yang dapat diulang secara presisi
Lanjutkan membaca untuk mempelajari tentang opsi komposisi, kualitas partikel, aplikasi penggunaan, dan spesifikasi untuk serbuk yang dikabutkan dengan gas.
Jenis paduan bubuk logam yang dikabutkan dengan gas
Berbagai paduan dapat dikabutkan dengan gas menjadi serbuk bulat halus:
| Kategori Paduan | Bahan | Komposisi |
|---|---|---|
| Baja tahan karat | 304, 316, 17-4PH, 303, 410 | Fe / Cr / Ni + elemen jejak |
| Baja perkakas | H13, M2, M4 | Karbida Fe + V, Mo, W |
| Paduan kobalt | CoCr, CoCrW, CoCrMo | Co / Cr + tungsten / molibdenum |
| Paduan nikel | Inconel 625 & 718 | Ni / Cr / Fe / Mo |
| Paduan Titanium | Ti-6Al-4V, Ti-6242 | Ti / Al / V / Sn / Zr / Mo |
Tabel 1: Ikhtisar sistem paduan yang tersedia secara komersial dalam bubuk yang dikabutkan dengan gas
Manufaktur aditif khusus dan paduan khusus industri untuk penggunaan kedirgantaraan/biomedis mungkin memiliki jumlah pesanan minimum atau waktu tunggu.
Karakteristik Serbuk
Karakteristik partikel yang khas dicapai melalui atomisasi gas inert:
| Karakteristik | Detail | Signifikansi |
|---|---|---|
| Bentuk partikel | Sangat bulat | Meningkatkan aliran serbuk dan kepadatan kemasan |
| Kisaran ukuran | 10 μm hingga 150 μm | Distribusi terkendali yang dioptimalkan untuk penggunaan akhir |
| Komposisi | Paduan dipertahankan dalam ± 0,5 wt% | Mempertahankan sifat mekanik |
| Kemurnian | Dapat dicapai hingga 99,9% | Mengurangi kontaminan dan inklusi |
| Oksida Permukaan | Lapisan pasif setebal <50 nm | Mempertahankan daur ulang bubuk yang sangat baik |
Tabel 2: Gambaran umum kualitas partikel dalam serbuk logam yang dikabutkan dengan gas
Properti yang tepat diproduksi berulang kali untuk memenuhi kebutuhan sertifikasi di seluruh kategori kedirgantaraan, medis, otomotif, dan industri.
Proses Pembuatan
- Langkah-langkah umum dalam atomisasi gas inert:
- Induksi atau peleburan busur membentuk paduan yang meleleh di bawah gas penutup pelindung
- Gas inert dengan kemurnian tinggi (Ar atau N2) yang dipaksa melalui nozel khusus
- Aliran cair pecah menjadi tetesan halus yang dengan cepat mendingin menjadi bubuk
- Serbuk mengendap ke dalam hopper pengumpul di bawah ini
- Diklasifikasikan melalui saringan untuk menormalkan distribusi
- Dikemas dan dikirim ke klien dalam atmosfer pelindung
- Parameter proses yang penting:
- Desain nosel - mengatur distribusi ukuran partikel
- Tekanan gas - mempengaruhi kecepatan partikel dan laju pendinginan
- Laju penuangan leleh - mempengaruhi bentuk distribusi ukuran
- Lingkungan (ruang hampa udara vs atmosfer terkendali) tergantung pada reaktivitas
Aplikasi dari Bubuk logam teratomisasi gas
| Aplikasi | Manfaat | Contoh |
|---|---|---|
| Manufaktur aditif | Bagian dengan kepadatan tinggi dari aliran dan pengemasan bubuk yang sangat baik | Komponen kedirgantaraan, implan medis |
| Cetakan Injeksi Logam | Kemampuan cetakan yang baik untuk bentuk kecil yang rumit | Bilah turbin, komponen nosel |
| Lapisan semprotan termal | Lapisan padat dari benturan partikel yang dapat berubah bentuk | Permukaan yang tahan aus |
| Pasta pengikat | Bergabunglah dengan geometri yang kompleks | Penukar panas, kontak listrik |
| Pengepresan Isostatik Panas | Meminimalkan masalah penutupan dengan partikel bulat | Mengkonsolidasikan bilah turbin cor |
| Prekursor perlakuan panas | Struktur butiran yang dapat disesuaikan | Paduan pengerasan presipitasi |
Tabel 3: Ikhtisar aplikasi yang memanfaatkan kualitas serbuk logam yang dikabutkan dengan gas
Konsistensi dan kemurnian yang ditawarkan oleh atomisasi gas sesuai dengan sebagian besar proses serbuk logam canggih di mana pengulangan sangat penting.
Spesifikasi dari Bubuk logam teratomisasi gas
Serbuk yang dikabutkan dengan gas divalidasi terhadap berbagai spesifikasi standar:
| Standar | Deskripsi |
|---|---|
| ASTM B214 | Validasi menggunakan mikroskop optik untuk keseragaman dan kurangnya satelit |
| AMS 7008 | Spesifikasi bahan kedirgantaraan termasuk metode atomisasi gas inert |
| ASTM F3049 | Panduan standar untuk mengkarakterisasi sifat serbuk logam untuk AM |
| ASTM F3056 | Spesifikasi untuk pembuatan bubuk paduan nikel aditif |
| ISO 21818 | Spesifikasi untuk baja tahan karat kelas produksi DMLS / SLM |
Tabel 4: Standar industri yang biasa diterapkan pada serbuk yang dikabutkan dengan gas inert
Produsen yang memiliki reputasi baik akan memberikan dokumen sertifikasi lengkap dan hasil pengujian untuk setiap lot bubuk untuk memvalidasi kepatuhan.
Pemasok dan Harga
| Pemasok | Bahan | Harga Indikatif |
|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Paduan Ti, paduan Ni, baja perkakas | $100+ per kg |
| Aditif Tukang Kayu | Baja tahan karat, paduan kobalt, Cu | $50 - $150 per kg |
| Praxair | Paduan Ti, paduan Al, serbuk silikon | $100+ per kg |
| Teknologi LPW | Baja perkakas, baja tahan karat, Inconels | $50 - $500 per kg |
| Solusi SLM | Pengembangan paduan khusus | $250+ per kg |
Tabel 5: Pemilihan perusahaan yang memasok serbuk logam yang dikabutkan dengan gas dengan perkiraan harga
Sebagian besar pemasok menawarkan paduan standar dengan waktu tunggu 2-4 minggu dalam jumlah kecil. Formulasi khusus dan pengoptimalan partikel yang unik juga dapat dilakukan dengan bekerja sama langsung dengan vendor atomisasi gas.
Pro dan Kontra vs Alternatif
| Parameter | Atomisasi Gas | Atomisasi Air | Atomisasi Plasma |
|---|---|---|---|
| Morfologi partikel | Sangat bulat | Spheroid yang lebih tidak teratur | Sebagian besar berbentuk bulat |
| Distribusi ukuran partikel | Distribusi yang ketat, dapat disesuaikan | Distribusi yang lebih luas | Distribusi yang ketat |
| Kompatibel dengan paduan | Sebagian besar paduan komersial | Paduan terbatas | Jangkauan yang luas termasuk logam reaktif |
| Biaya per kg | Sedang $50-150 per kg | Turunkan $20-100 per kg | Lebih tinggi $150-500 per kg |
| Tingkat produktivitas | Kapasitas hingga 10.000 kg per hari | Sangat tinggi >50.000 kg per hari | <1.000 kg per hari |
Tabel 6: Perbandingan atomisasi gas terhadap metode produksi bubuk alternatif
Atomisasi gas menghasilkan keseimbangan optimal antara kemampuan dan keekonomisan sekaligus menghasilkan volume serbuk yang sesuai untuk produksi komersial.
Keterbatasan
- Ukuran batch minimum menentukan penggunaan material 100kg+ untuk membenarkan pengaturan mesin
- Kemampuan terbatas untuk mengatomisasi paduan titik leleh tinggi secara ekonomis seperti tungsten
- Serbuk tidak bulat seperti atomisasi plasma dan mengandung beberapa satelit
- Ketebalan oksida sedikit lebih tinggi daripada alternatif plasma vakum
- Biaya modal awal yang tinggi sekitar $1-5 juta untuk sistem siap pakai
- Membutuhkan penanganan/penyimpanan bubuk yang lebih baik dibandingkan dengan bahan murni
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
T: Apa manfaat bubuk yang dikabutkan dengan gas dibandingkan bahan murni untuk produksi komponen?
J: Serbuk yang dikabutkan dengan gas menawarkan konsistensi dan pengulangan yang unggul. Rekayasa morfologi serbuk dan struktur butiran sejak awal memungkinkan proses yang matang menghasilkan komponen bersertifikat yang memenuhi persyaratan industri tertinggi di sektor kedirgantaraan dan medis.
T: Tindakan pencegahan apa yang diperlukan saat menangani serbuk yang dikabutkan dengan gas?
J: Karena bahan logam halus rentan terhadap oksidasi, maka disarankan untuk melakukan penyimpanan inert dan protokol penanganan. Ini termasuk kotak sarung tangan berisi argon yang dikontrol kelembabannya dan pekerja yang mengenakan alat pelindung diri untuk meminimalkan risiko ledakan, penghirupan, atau kontaminasi. Jangan biarkan kontak dengan air atau senyawa organik. Konstruksi fasilitas khusus tidak selalu diperlukan meskipun peraturan setempat mungkin berlaku.
T: Berapa tingkat pengulangan yang dapat diharapkan dari lot-ke-lot dengan serbuk yang dikabutkan dengan gas?
J: Produsen terkemuka menjamin distribusi bubuk dalam ±10% di antara batch. Variasi kecil masih memerlukan pengoptimalan ulang sebagai praktik standar bahkan dari pemasok bubuk yang sama jika toleransi komponen yang dapat diterima sangat ketat. Sertifikat konsistensi dokumen analisis.
T: Berapa lama serbuk yang dikabutkan dengan gas yang tidak terpakai dapat bertahan dalam penyimpanan?
J: Praktik terbaik adalah menyimpan bubuk dalam argon pelindung dalam wadah tertutup untuk menghindari suhu yang ekstrem. Jika disimpan di bawah suhu 30°C dan kelembapan relatif 50% dengan oksigen dan kelembapan minimal, serbuk dapat bertahan berbulan-bulan sebelum memerlukan siklus penyegaran di dalam kotak sarung tangan untuk mempertahankan aliran dan penggunaan kembali.
T: Dukungan teknis apa yang disediakan vendor bubuk untuk kualifikasi dan sertifikasi suku cadang?
J: Vendor yang memiliki reputasi baik memiliki ilmuwan material dan personel validasi untuk memberikan panduan aplikasi dan berinteraksi dengan pembeli suku cadang melalui proses pengujian hingga sertifikasi serbuk. Mereka ingin pengulangan yang ditunjukkan memenuhi standar yang diatur untuk memperluas penggunaan bahan dalam aplikasi yang lebih menuntut. Harapkan dokumen dan protokol terperinci dari pemasok yang sudah mapan.
