개요
플라즈마 회전 전극 공정(PREP) 분말은 PREP 공법을 사용하여 만든 구형 분말의 일종입니다. PREP 분말은 열 스프레이 코팅, 금속 첨가제 제조, 금속 사출 성형과 같은 다양한 응용 분야에 사용하기에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다.
PREP 파우더의 주요 특징은 다음과 같습니다:
- 매끄러운 표면을 가진 고도로 구형화된 형태
- 미세한 입자 크기로 제어된 미세 구조
- 낮은 다공성 및 고밀도
- 뛰어난 유동성 및 확산성
- 높은 포장 밀도
- 우수한 블렌딩 특성
- 합금 및 복합재 제조 역량
PREP을 사용하면 입자 크기 분포, 조성, 밀도, 산화물 함량 등과 같은 분말 특성을 맞춤화할 수 있습니다. PREP 공정 파라미터를 제어하여 특정 응용 분야 요구 사항에 맞게 파우더를 설계할 수 있습니다.
프렙 파우더의 종류
| 파우더 소재 | 구성 | 주요 속성 및 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 니켈 합금 | NiCr, NiCrAlY, NiCoCrAlY | 산화 및 부식 방지. 용사 코팅. |
| 코발트 합금 | CoCr, CoCrAlY, CoNiCrAlY | 고온 강도. 용사 코팅. |
| 스테인리스 스틸 | 316L, 304L | 내식성. 금속 AM, MIM. |
| 공구강 | H13, P20 | 높은 경도. 금속 AM, MIM. |
| 티타늄 합금 | Ti6Al4V, TiAl | 높은 중량 대비 강도 비율. 생체 의학 임플란트, 항공 우주. |
| 구리 합금 | CuCrZr | 높은 열 전도성. 전자 애플리케이션. |
| 알루미늄 합금 | AlSi12 | 경량. 자동차 부품. |
| 텅스텐 합금 | WNiFe, WCo | 고밀도. 방사선 차폐. |
구성 및 미세 구조
PREP을 사용하면 파우더 구성과 미세 구조적 특징을 면밀히 제어할 수 있습니다:
- 원하는 특성을 얻기 위해 합금 원소를 수정할 수 있습니다.
- 가스 분무에 비해 미세 분리가 최소화됩니다.
- 위상 분포가 균일한 미세한 미세 구조
- 다공성 및 산화물 함량을 매우 낮은 수준으로 줄일 수 있습니다.
- 합금 후에도 구형 형태가 유지됩니다.
PREP 파우더의 주요 특성
| 속성 | 설명 | 혜택 |
|---|---|---|
| 입자 크기 분포 | PREP은 제어된 d50으로 좁은 분포를 달성할 수 있습니다. | 균일한 용융과 일관된 특성을 보장합니다. |
| 형태학 | 고도로 구형이며 표면이 매끈합니다. | 뛰어난 흐름과 포장 밀도. |
| 겉보기 밀도 | 요구 사항에 따라 최적화할 수 있습니다. | 밀도가 높을수록 파우더가 더 잘 퍼집니다. |
| 유동성 | 홀 유량계 방식으로 측정합니다. | 균일한 파우더 공급 및 확산을 보장합니다. |
| 포장 밀도 | 최대 60%의 높은 포장 밀도. | 구성 요소에서 금속 분말의 부피 비율을 최대화합니다. |
| 산화물 함량 | 0.2% 미만의 산화물 수준 달성. | 최종 부품의 산화물 내포물을 줄입니다. |
| 마이크로 구조 | 입자가 곱고 균일합니다. | 최종 부분의 균일한 프로퍼티 분포. |
| 표면 화학 | 정밀하게 제어되는 화학. | 산화물 형성, 습윤성 및 확산이 최적화되었습니다. |
프렙 파우더의 활용
PREP 파우더는 특수한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 사용됩니다:
용사 코팅
- 우수한 유동성으로 균일한 이송 속도와 코팅 품질 제공
- 제어된 입자 크기 분포로 용융을 최적화하고 미용융 분말을 최소화합니다.
- 매끄러운 표면 형상으로 코팅 밀도 및 접착 강도 향상
- 낮은 산화물 함량으로 코팅에 산화물 내포물 방지
- 구형으로 증착 효율을 높입니다.
금속 적층 제조
- 높은 포장 밀도로 레이어당 더 많은 재료를 사용하여 공극을 줄입니다.
- 매끄러운 표면 형상으로 균일한 용융 및 용융 풀 흐름 제공
- 제어된 입자 크기 분포로 분리 문제 방지
- 낮은 표면 산화물로 우수한 입자 간 결합 가능
- 구형성 및 유동성으로 분말 공급 문제 최소화
금속 사출 성형
- 높은 패킹 밀도로 소결 밀도 극대화
- 균일한 입자 크기 분포로 분리 방지
- 우수한 유동성과 호환성으로 균일한 혼합이 가능합니다.
- 낮은 산화물 함량으로 소결 결함 방지
- 제어된 조성으로 소결 후 원하는 물성을 얻을 수 있습니다.
사양
PREP 파우더의 일반적인 사양:
| 매개변수 | 범위 |
|---|---|
| 입자 크기 | 10 - 150 미크론 |
| 입자 크기 분포 | D10, D50, D90 제어 가능 |
| 형태학 | 고구면 ≥ 0.9 |
| 겉보기 밀도 | 최대 60%의 이론적 밀도 |
| 홀 유동성 | < 30초/50g |
| 산화물 함량 | < 0.2 wt% |
| 마이크로 구조 | 10미크론 미만의 미세 입자 |
| 표면 화학 | 정밀하게 제어되는 O, C, N 레벨 |
공급업체 및 가격
대표적인 글로벌 PREP 파우더 공급업체는 다음과 같습니다:
| 공급업체 | 위치 |
|---|---|
| 샌드빅 | 스웨덴 |
| 프렉스에어 | 미국 |
| 호가나스 | 스웨덴 |
| CNPC 파우더 그룹 | 중국 |
PREP 파우더의 가격은 다음에 따라 다릅니다:
- 비금속(Ni, Co, 강철)
- 합금 구성
- 입자 크기 분포
- 주문 수량
- 사용자 지정 수준
표시 가격은 일반 합금의 경우 $50/kg에서 $120/kg까지 다양합니다. 맞춤형 합금 및 입자 크기 분포는 비용을 증가시킬 수 있습니다.
가스 분무 분말과 비교
| 매개변수 | 프렙 파우더 | 가스 분무 분말 |
|---|---|---|
| 파티클 모양 | 고도로 구형 | 불규칙, 위성 존재 |
| 산화물 함량 | 매우 낮음 <0.2% | 일반적으로 0.5-2% |
| 다공성 | 완전 밀집에 가까운 | 10-20% 다공성 가능 |
| 합금 균질성 | 우수 | 분리 경향 |
| 유동성 | 매우 좋음 | 위성으로 인해 낮음 |
| 포장 밀도 | 최대 60% | 일반적으로 30-40% |
| 표면 화학 | 정밀한 제어 | 프로세스에 따라 가변적 |
| 비용 | 더 높음 | 자본 비용 절감 |
프렙 파우더의 장점
- 유동성을 위한 뛰어난 구형 형태
- 제어된 입자 크기 분포
- 낮은 다공성 및 산화물 함량
- 합금 균질성 및 미세한 미세 구조
- 사용자 정의 가능한 구성 및 속성
- AM 및 MIM을 위한 높은 패킹 밀도
프렙 파우더의 한계
- 가스 분무 분말에 비해 높은 비용
- 일반적으로 150미크론 미만의 작은 입자 크기로 제한됩니다.
- 고급 프로세스 제어 및 최적화 필요
- 가스 분무에 비해 제한된 생산 속도
- Ni, Co 및 강철과 같은 일부 기본 금속으로 제한됨
자주 묻는 질문
Q: 플라즈마 회전 전극 공정(PREP) 파우더란 무엇인가요?
A: PREP 파우더는 원하는 파우더 특성을 얻기 위해 플라즈마 아크에서 전극을 정밀하게 제어하여 회전시키는 PREP 공법을 사용하여 생산되는 고구형 금속 파우더입니다.
Q: PREP 파우더로 만들 수 있는 재료에는 어떤 것이 있나요?
A: 일반적인 재료로는 니켈, 코발트, 스테인리스 스틸, 공구강, 티타늄, 알루미늄 및 구리 합금이 있습니다. 다른 합금과 복합재도 PREP을 통해 가능합니다.
Q: 프렙 파우더의 주요 장점은 무엇인가요?
A: 주요 장점은 우수한 구형성 및 유동성, 제어된 입자 분포, 낮은 다공성 및 산화물, 미세하고 균일한 미세 구조, 맞춤형 구성 및 높은 포장 밀도입니다.
Q: 프렙 파우더는 어떤 용도로 사용되나요?
A: 주요 응용 분야는 특수한 특성으로 인해 열 스프레이 코팅, 금속 첨가제 제조 및 금속 사출 성형입니다.
Q: PREP 파우더는 가스 분무 파우더와 어떻게 다른가요?
A: PREP 분말은 가스 분무 분말에 비해 구형성이 우수하고 산화물이 적으며 다공성이 적고 조성이 균일하고 미세 구조가 균일합니다.
Q: PREP 파우더는 가스 분무 파우더보다 비쌉니까?
A: 예, PREP 파우더는 일반적으로 공정 복잡성과 제어가 더 복잡하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 하지만 가스 분무 분말에 비해 상당한 성능 이점을 제공합니다.
Q: PREP 파우더에는 어떤 입자 크기를 사용할 수 있나요?
A: 일반적인 범위는 10~150미크론입니다. 더 작은 크기와 더 큰 크기 모두 가능하지만 덜 일반적입니다. 입자 크기 분포도 요구 사항에 따라 제어할 수 있습니다.
Q: PREP 파우더는 합금 옵션이 제한되어 있나요?
A: 니켈, 코발트 및 스테인리스강 합금에 가장 많이 사용되는 공정은 PREP입니다. 그러나 지속적인 공정 개발로 티타늄 및 알루미늄과 같은 반응성 소재를 포함하여 가능한 합금 시스템이 확대되고 있습니다.
Q: 특정 용도에 맞게 PREP 파우더를 맞춤 제작할 수 있나요?
A: 예, 커스터마이징은 PREP의 주요 이점입니다. 입자 특성과 합금 조성은 용사, AM, MIM 등에 대한 요구 사항을 충족하도록 맞춤화할 수 있습니다.