Ikhtisar
Serbuk proses elektroda berputar plasma (PREP) adalah jenis serbuk bulat yang dibuat dengan menggunakan metode PREP. Serbuk PREP memiliki sifat unik yang membuatnya cocok untuk digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pelapis semprotan termal, manufaktur aditif logam, dan cetakan injeksi logam.
Beberapa fitur utama bedak PREP antara lain:
- Morfologi yang sangat bulat dengan permukaan yang halus
- Struktur mikro yang terkendali dengan ukuran butiran halus
- Porositas rendah dan kepadatan tinggi
- Daya alir dan daya sebar yang sangat baik
- Kepadatan pengepakan yang tinggi
- Karakteristik pencampuran yang baik
- Kemampuan untuk memproduksi paduan dan komposit
PREP memungkinkan penyesuaian karakteristik serbuk seperti distribusi ukuran partikel, komposisi, densitas, kandungan oksida, dan banyak lagi. Dengan mengontrol parameter proses PREP, serbuk dapat direkayasa untuk kebutuhan aplikasi tertentu.
Jenis-jenis Serbuk PREP
| Bahan Bubuk | Komposisi | Properti dan Aplikasi Utama |
|---|---|---|
| Paduan nikel | NiCr, NiCrAlY, NiCoCrAlY | Ketahanan oksidasi dan korosi. Pelapis semprotan termal. |
| Paduan kobalt | CoCr, CoCrAlY, CoNiCrAlY | Kekuatan suhu tinggi. Pelapis semprotan termal. |
| Baja tahan karat | 316L, 304L | Ketahanan korosi. Logam AM, MIM. |
| Baja perkakas | H13, P20 | Kekerasan tinggi. Logam AM, MIM. |
| Paduan titanium | Ti6Al4V, TiAl | Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi. Implan biomedis, ruang angkasa. |
| Paduan tembaga | CuCrZr | Konduktivitas termal yang tinggi. Aplikasi elektronik. |
| Paduan aluminium | AlSi12 | Ringan. Komponen otomotif. |
| Paduan tungsten | WNiFe, WCo | Kepadatan tinggi. Pelindung radiasi. |
Komposisi dan Struktur Mikro
PREP memungkinkan kontrol yang dekat atas komposisi bubuk dan fitur mikrostruktur:
- Elemen paduan dapat dimodifikasi untuk mencapai sifat yang diinginkan
- Mikrosegregasi diminimalkan dibandingkan dengan atomisasi gas
- Struktur mikro berbutir halus dengan distribusi fase yang seragam
- Porositas dan kandungan oksida dapat dikurangi hingga tingkat yang sangat rendah
- Morfologi bola dipertahankan setelah paduan
Properti Utama dari Bubuk PREP
| Properti | Deskripsi | Manfaat |
|---|---|---|
| Distribusi ukuran partikel | PREP dapat mencapai distribusi yang sempit dengan d50 yang terkendali. | Memastikan peleburan yang seragam dan sifat yang konsisten. |
| Morfologi | Bentuknya sangat bulat, permukaannya halus. | Kepadatan aliran dan pengepakan yang sangat baik. |
| Kepadatan yang tampak | Dapat dioptimalkan berdasarkan kebutuhan. | Kepadatan yang lebih tinggi meningkatkan penyebaran bubuk. |
| Kemampuan mengalir | Diukur dengan metode flowmeter Hall. | Memastikan pengumpanan dan penyebaran bubuk yang seragam. |
| Kepadatan pengepakan | Kepadatan kemasan yang tinggi hingga 60%. | Memaksimalkan fraksi volume serbuk logam dalam komponen. |
| Kandungan oksida | Tingkat oksida di bawah 0,2% tercapai. | Mengurangi inklusi oksida pada bagian akhir. |
| Struktur mikro | Berbutir halus dan homogen. | Distribusi properti yang seragam di bagian akhir. |
| Kimia permukaan | Kimia yang dikontrol dengan tepat. | Pembentukan oksida, keterbasahan, dan penyebaran dioptimalkan. |
Aplikasi Bubuk PREP
Serbuk PREP digunakan di berbagai industri karena sifatnya yang khusus:
Pelapis Semprot Termal
- Kemampuan mengalir yang sangat baik menghasilkan laju umpan dan kualitas pelapisan yang seragam
- Distribusi ukuran partikel yang terkendali mengoptimalkan peleburan dan meminimalkan bubuk yang tidak meleleh
- Morfologi permukaan yang halus meningkatkan kerapatan lapisan dan kekuatan rekat
- Kandungan oksida yang rendah mencegah inklusi oksida dalam lapisan
- Bentuk bulat memberikan efisiensi deposisi yang lebih tinggi
Logam Manufaktur Aditif
- Kepadatan kemasan yang tinggi memungkinkan lebih banyak bahan per lapisan, mengurangi rongga
- Morfologi permukaan yang halus menghasilkan aliran kolam leleh dan lelehan yang seragam
- Distribusi ukuran partikel yang terkendali mencegah masalah pemisahan
- Oksida permukaan yang rendah memungkinkan ikatan antar-partikel yang baik
- Kebulatan dan kemampuan mengalir meminimalkan masalah pengumpanan bubuk
Cetakan Injeksi Logam
- Kepadatan kemasan yang tinggi memaksimalkan kepadatan sinter
- Distribusi ukuran partikel yang seragam mencegah terjadinya segregasi
- Kemampuan mengalir dan kompatibilitas yang baik menghasilkan pencampuran yang homogen
- Kandungan oksida yang rendah mencegah cacat sintering
- Komposisi terkontrol menghasilkan sifat yang diinginkan setelah sintering
Spesifikasi
Spesifikasi umum untuk bedak PREP:
| Parameter | Jangkauan |
|---|---|
| Ukuran partikel | 10 - 150 mikron |
| Distribusi ukuran partikel | D10, D50, D90 dapat dikontrol |
| Morfologi | Sangat bulat ≥ 0,9 |
| Kepadatan yang tampak | Kepadatan teoretis hingga 60% |
| Aliran aula | <30 s/50 g |
| Kandungan oksida | <0,2 wt% |
| Struktur mikro | Berbutir halus <10 mikron |
| Kimia permukaan | Kadar O, C, N dikontrol dengan tepat |
Pemasok dan Harga
Beberapa pemasok global terkemuka untuk bubuk PREP adalah:
| Pemasok | Lokasi |
|---|---|
| Sandvik | Swedia |
| Praxair | AMERIKA SERIKAT |
| Hoganas | Swedia |
| Kelompok Bubuk CNPC | Cina |
Harga bedak PREP bervariasi berdasarkan:
- Logam dasar (Ni, Co, baja)
- Komposisi paduan
- Distribusi ukuran partikel
- Jumlah pesanan
- Tingkat penyesuaian
Harga indikatif berkisar antara $50/kg hingga $120/kg untuk paduan umum. Paduan khusus dan distribusi ukuran partikel dapat meningkatkan biaya.
Perbandingan dengan Serbuk Atomisasi Gas
| Parameter | Bubuk PREP | Bubuk Atomisasi Gas |
|---|---|---|
| Bentuk partikel | Sangat bulat | Tidak teratur, ada satelit |
| Kandungan oksida | Sangat rendah <0,2% | Biasanya 0,5-2% |
| Porositas | Hampir sepenuhnya padat | Dapat memiliki porositas 10-20% |
| Homogenitas paduan | Luar biasa | Rawan pemisahan |
| Kemampuan mengalir | Sangat bagus | Lebih rendah karena satelit |
| Kepadatan pengepakan | Hingga 60% | Biasanya 30-40% |
| Kimia permukaan | Terkendali dengan tepat | Variabel berdasarkan proses |
| Biaya | Lebih tinggi | Biaya modal yang lebih rendah |
Keuntungan dari PREP Powder
- Morfologi bola yang sangat baik untuk kemampuan mengalir
- Distribusi ukuran partikel yang terkendali
- Porositas dan kandungan oksida yang rendah
- Homogenitas paduan dan struktur mikro yang halus
- Komposisi dan properti yang dapat disesuaikan
- Kepadatan kemasan yang tinggi untuk AM dan MIM
Keterbatasan Bedak PREP
- Biaya lebih tinggi dibandingkan dengan bubuk yang dikabutkan dengan gas
- Terbatas pada ukuran partikel yang lebih kecil, biasanya di bawah 150 mikron
- Membutuhkan kontrol dan pengoptimalan proses tingkat lanjut
- Laju produksi terbatas dibandingkan dengan atomisasi gas
- Dibatasi untuk memilih logam dasar seperti Ni, Co, dan baja
Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Apa yang dimaksud dengan bubuk proses elektroda berputar plasma (PREP)?
J: Serbuk PREP adalah serbuk logam yang sangat bulat yang diproduksi dengan menggunakan metode PREP yang melibatkan pemutaran elektroda dalam busur plasma di bawah kendali yang tepat untuk mencapai karakteristik serbuk yang diinginkan.
T: Bahan apa saja yang bisa dibuat menjadi bubuk PREP?
J: Bahan yang umum termasuk paduan nikel, kobalt, baja tahan karat, baja perkakas, titanium, aluminium, dan tembaga. Paduan dan komposit lainnya juga dimungkinkan melalui PREP.
T: Apa keunggulan utama bedak PREP?
J: Keunggulan utamanya adalah kebulatan dan kemampuan mengalir yang istimewa, distribusi partikel yang terkendali, porositas dan oksida yang rendah, struktur mikro yang halus dan seragam, komposisi yang dapat disesuaikan, dan densitas kemasan yang tinggi.
T: Untuk apa bedak PREP digunakan?
J: Aplikasi utama adalah pelapisan semprotan termal, manufaktur aditif logam, dan cetakan injeksi logam karena sifat khusus yang dimilikinya.
T: Apa perbedaan bubuk PREP dengan bubuk yang dikabutkan dengan gas?
J: Serbuk PREP memiliki kebulatan yang unggul, oksida yang lebih rendah, porositas yang lebih sedikit, komposisi dan struktur mikro yang lebih homogen dibandingkan dengan bubuk yang dikabutkan dengan gas.
T: Apakah bubuk PREP lebih mahal daripada bubuk yang dikabutkan dengan gas?
J: Ya, bubuk PREP biasanya lebih mahal karena kompleksitas proses dan kontrol yang lebih tinggi. Tetapi ia menawarkan keunggulan kinerja yang signifikan dibandingkan bubuk yang dikabutkan dengan gas.
T: Ukuran partikel apa yang tersedia untuk bubuk PREP?
J: Kisaran yang biasa adalah 10 hingga 150 mikron. Ukuran yang lebih kecil dan lebih besar dapat digunakan, tetapi kurang umum. Distribusi ukuran partikel juga dapat dikontrol sesuai kebutuhan.
T: Apakah bedak PREP memiliki pilihan paduan yang terbatas?
J: PREP paling mapan untuk paduan nikel, kobalt dan baja tahan karat. Tetapi pengembangan proses yang sedang berlangsung memperluas sistem paduan yang memungkinkan, termasuk bahan reaktif seperti titanium dan aluminium.
T: Dapatkah bedak PREP disesuaikan untuk aplikasi tertentu?
J: Ya, kustomisasi adalah manfaat utama PREP. Karakteristik partikel dan komposisi paduan dapat disesuaikan untuk memenuhi persyaratan untuk semprotan termal, AM, MIM, dll.