ภาพรวมของ ผงโลหะอะตอม
ก๊าซผงโลหะอะตอมหมายถึงวัสดุอนุภาคเมทัลลิกที่เกิดจากการทำให้เป็นวัตถุดิบโลหะผสมหลอมเหลวที่มีไอพ่นก๊าซเฉื่อยความเร็วสูง สิ่งนี้ให้สัณฐานวิทยาทรงกลมเหมาะสำหรับการผลิตสารเติมแต่งการฉีดยาฉีดโลหะและการใช้งานอื่น ๆ
คุณสมบัติการทำให้เป็นอะตอมของก๊าซ:
- การควบคุมรูปร่างของอนุภาคการกระจายขนาดที่ยอดเยี่ยม
- ใช้ได้กับโลหะผสมปฏิกิริยารวมถึงไทเทเนียมอลูมิเนียม
- จัดหาวัสดุเริ่มต้นที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับกระบวนการขั้นสูง
- ผงที่เหมาะสำหรับการกดแบบ isostatic ร้อนการบำบัดความร้อน
- รองรับลักษณะผงที่ทำซ้ำได้อย่างแม่นยำ
อ่านต่อเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับตัวเลือกองค์ประกอบคุณภาพของอนุภาคการใช้งานการใช้งานและข้อกำหนดสำหรับผงอะตอมก๊าซ
ผงโลหะอะตอมอัลลอย
โลหะผสมต่าง ๆ เป็นก๊าซที่ทำให้เป็นผงทรงกลมได้ดี:
| หมวดหมู่โลหะผสม | วัสดุ | การแต่งเพลง |
|---|---|---|
| เหล็กกล้าไร้สนิม | 304, 316, 17-4F, 303, 410 | องค์ประกอบการติดตาม Fe/cr/ni + |
| เหล็กกล้าเครื่องมือ | H13, M2, M4 | Fe + V, Mo, W Carbides |
| โลหะผสมโคบอลต์ | COCR, COCRW, COCRMO | CO/CR + ทังสเตน/โมลิบดีนัม |
| โลหะผสมนิกเกิล | Inconel 625 & amp; 718 | ใน / cr / we / i |
| โลหะผสมไทเทเนียม | คุณ -HV-HV คุณ -6242 | t/al/f/sun/button/mo |
ตารางที่ 1: ภาพรวมของระบบโลหะผสมที่มีวางจำหน่ายทั่วไปในผงอะตอมก๊าซ
การผลิตสารเติมแต่งพิเศษและโลหะผสมเฉพาะอุตสาหกรรมสำหรับการใช้อากาศยาน/การแพทย์อาจมีปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำหรือเวลานำ
ลักษณะผง
ลักษณะอนุภาคทั่วไปที่ทำได้ผ่านการทำให้เป็นละอองของก๊าซเฉื่อย:
| ลักษณะ | รายละเอียด | ความสำคัญ |
|---|---|---|
| รูปร่างอนุภาค | เป็นทรงกลมสูง | ปรับปรุงการไหลของผงและความหนาแน่นของการบรรจุ |
| ช่วงขนาด | 10 μmถึง 150 μm | การกระจายการควบคุมที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งาน |
| องค์ประกอบ | การผสมเก็บรักษาภายใน± 0.5 wt% | รักษาคุณสมบัติเชิงกล |
| ความบริสุทธิ์ | สามารถทำได้สูงถึง 99.9% | ลดสารปนเปื้อนและการรวม |
| ออกไซด์พื้นผิว | & lt; ชั้น passivation หนา 50 นาโนเมตร | รักษาความสามารถในการรีไซเคิลผงที่ยอดเยี่ยมได้ |
ตารางที่ 2: ภาพรวมของคุณภาพของอนุภาคในผงโลหะอะตอมก๊าซ
คุณสมบัติที่แม่นยำผลิตซ้ำเพื่อตอบสนองความต้องการการรับรองในการบินและอวกาศการแพทย์ยานยนต์และอุตสาหกรรม
กระบวนการผลิต
- ขั้นตอนทั่วไปในการทำให้เป็นอะตอมก๊าซเฉื่อย:
- การเหนี่ยวนำหรือการหลอมรวมรูปแบบโลหะผสมละลายภายใต้ก๊าซฝาครอบป้องกัน
- ก๊าซเฉื่อยความบริสุทธิ์สูง (AR หรือ N2) ถูกบังคับผ่านหัวฉีดแบบพิเศษ
- กระแสหลอมเหลวจะแบ่งออกเป็นหยดน้ำเย็นลงอย่างรวดเร็วทำให้เย็นลงในผง
- ผงตั้งอยู่ในคอลเล็กชัน Hoppers ด้านล่าง
- จำแนกผ่าน Sieves เพื่อทำให้การกระจายปกติ
- บรรจุและจัดส่งให้กับลูกค้าในบรรยากาศป้องกัน
- พารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญ:
- การออกแบบหัวฉีด – ควบคุมการกระจายขนาดของอนุภาค
- แรงดันแก๊ส – ส่งผลกระทบต่อความเร็วของอนุภาคและอัตราการระบายความร้อน
- อัตราการหลั่งไหลหลอมรวม – มีอิทธิพลต่อรูปร่างการกระจายขนาด
- สิ่งแวดล้อม (สูญญากาศกับบรรยากาศที่ควบคุม) ขึ้นอยู่กับการเกิดปฏิกิริยา
แอปพลิเคชันของ ผงโลหะอะตอม
| แอปพลิเคชัน | ประโยชน์ | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| การผลิตสารเติมแต่ง | ชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นสูงจากการไหลของผงและการบรรจุที่ยอดเยี่ยม | ส่วนประกอบการบินและอวกาศการปลูกถ่ายทางการแพทย์ |
| การฉีดขึ้นรูปโลหะ | ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีสำหรับรูปร่างที่สลับซับซ้อน | ใบมีดกังหัน, ส่วนประกอบหัวฉีด |
| การเคลือบสเปรย์ความร้อน | การเคลือบหนาแน่นจากผลกระทบของอนุภาคที่เปลี่ยนรูปได้ | พื้นผิวที่ทนต่อการสึกหรอ |
| น้ำพริก | เข้าร่วมรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน | เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหน้าสัมผัสไฟฟ้า |
| กด isostatic ร้อน | ลดปัญหาการปิดด้วยอนุภาคทรงกลม | รวมใบพัดกังหันหล่อ |
| สารตั้งต้น | โครงสร้างธัญพืช | การตกตะกอนโลหะผสมแข็งตัว |
ตารางที่ 3: ภาพรวมของแอปพลิเคชันใช้ประโยชน์จากคุณภาพของก๊าซผงโลหะอะตอม
ความสม่ำเสมอและความบริสุทธิ์ที่นำเสนอโดยการทำให้เป็นอะตอมของก๊าซนั้นเหมาะสมกับกระบวนการผงโลหะขั้นสูงที่สุดซึ่งความสามารถในการทำซ้ำเป็นสิ่งสำคัญ
ข้อกำหนดของ ผงโลหะอะตอม
ผงอะตอมก๊าซได้รับการตรวจสอบกับข้อกำหนดมาตรฐานต่าง ๆ :
| มาตรฐาน | คำอธิบาย |
|---|---|
| ASTM B214 | การตรวจสอบความถูกต้องโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออพติคอลเพื่อความสม่ำเสมอและขาดดาวเทียม |
| AMS 7008 | ข้อมูลจำเพาะวัสดุการบินและอวกาศรวมถึงวิธีการทำให้เป็นละอองของก๊าซเฉื่อย |
| ASTM F3049 | คู่มือมาตรฐานสำหรับการจำแนกคุณสมบัติของผงโลหะสำหรับ AM |
| ASTM F3056 | ข้อมูลจำเพาะสำหรับผงโลหะผสมนิกเกิลการผลิตสารเติมแต่ง |
| ISO 21818 | ข้อมูลจำเพาะสำหรับ DMLS/SLM การผลิตสแตนเลสเกรดการผลิต |
ตารางที่ 4: มาตรฐานอุตสาหกรรมที่ใช้กันทั่วไปกับผงอะตอมก๊าซเฉื่อย
ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงจะให้เอกสารการรับรองเต็มรูปแบบและผลการทดสอบสำหรับล็อตผงแต่ละตัวเพื่อตรวจสอบความสอดคล้อง
ซัพพลายเออร์และราคา
| ผู้จัดหา | วัสดุ | การกำหนดราคา |
|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Ti Alloys, Ni Alloys, Tool Steels | $ 100+ ต่อกิโลกรัม |
| ช่างไม้ | สแตนเลสสตีลอัลลอยด์โคบอลต์ CU | $ 50 – $ 150 ต่อกิโลกรัม |
| แพรพ์เซอร์ | Ti Alloys, Al Alloys, Silicon Powders | $ 100+ ต่อกิโลกรัม |
| เทคโนโลยี LPW | เหล็กกล้าเครื่องมือ, สแตนเลส, Inconels | $ 50 – $ 500 ต่อกิโลกรัม |
| โซลูชั่น SLM | การพัฒนาโลหะผสมที่กำหนดเอง | $ 250+ ต่อกิโลกรัม |
ตารางที่ 5: การเลือก บริษัท ที่จัดหาก๊าซผงโลหะอะตอมด้วยราคาโดยประมาณ
ซัพพลายเออร์ส่วนใหญ่เสนอโลหะผสมมาตรฐานพร้อมเวลานำ 2-4 สัปดาห์ในปริมาณน้อย สูตรที่กำหนดเองและการเพิ่มประสิทธิภาพอนุภาคที่ไม่ซ้ำกันนั้นเป็นไปได้ที่จะทำงานโดยตรงกับผู้ขายอะตอมก๊าซ
ข้อดีและข้อเสียเทียบกับทางเลือก
| พารามิเตอร์ | การทำให้เป็นอะตอมก๊าซ | การทำให้เป็นอะตอมน้ำ | การทำให้เป็นอะตอมพลาสมา |
|---|---|---|---|
| สัณฐานวิทยาของอนุภาค | เป็นทรงกลมสูง | ทรงกลมที่ผิดปกติมากขึ้น | ส่วนใหญ่เป็นทรงกลม |
| การกระจายขนาดอนุภาค | การกระจายที่แน่นหนา | การกระจายที่กว้างขึ้น | การกระจายแน่น |
| โลหะผสมเข้ากันได้ | โลหะผสมเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ | โลหะผสมที่ จำกัด | ช่วงกว้างรวมถึงโลหะปฏิกิริยา |
| ราคาต่อกิโลกรัม | ปานกลาง $ 50-150 ต่อกิโลกรัม | ลดลง $ 20-100 ต่อกิโลกรัม | สูงกว่า $ 150-500 ต่อกิโลกรัม |
| อัตราผลผลิต | ความจุสูงสุด 10,000 กิโลกรัมต่อวัน | สูงมาก & gt; 50,000 กิโลกรัมต่อวัน | & lt; 1,000 กิโลกรัมต่อวัน |
ตารางที่ 6: การเปรียบเทียบการทำให้เป็นอะตอมของก๊าซกับวิธีการผลิตผงทางเลือก
การทำให้เป็นอะตอมก๊าซทำให้เกิดความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความสามารถและเศรษฐศาสตร์ในขณะที่ส่งปริมาณผงที่เหมาะสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์
ข้อ จำกัด
- ขนาดแบทช์ขั้นต่ำกำหนดให้ใช้วัสดุ 100 กิโลกรัม+ เพื่อปรับการตั้งค่าเครื่อง
- ความสามารถที่ จำกัด ในการทำอะตอมของโลหะผสมจุดหลอมเหลวสูงเช่นทังสเตน
- ผงไม่เป็นทรงกลมเหมือนการทำให้เป็นละอองพลาสมาและมีดาวเทียมบางตัว
- ความหนาของออกไซด์สูงกว่าทางเลือกพลาสมาสูญญากาศเล็กน้อย
- ต้นทุนเงินทุนเริ่มต้นสูงชันประมาณ 1-5 ล้านดอลลาร์สำหรับระบบแบบครบวงจร
- ต้องใช้การจัดการ/การจัดเก็บผงที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับวัสดุบริสุทธิ์
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: อะไรคือประโยชน์ของผงอะตอมของก๊าซเหนือวัสดุบริสุทธิ์สำหรับการผลิตส่วนหนึ่ง?
ตอบ: ผงอะตอมก๊าซให้ความสอดคล้องและการทำซ้ำที่เหนือกว่า วิศวกรรมสัณฐานวิทยาของผงและโครงสร้างธัญพืชตั้งแต่เริ่มต้นทำให้กระบวนการที่เป็นผู้ใหญ่ผลิตส่วนประกอบที่ได้รับการรับรองตรงตามข้อกำหนดของอุตสาหกรรมสูงสุดในภาคการบินและอวกาศและการแพทย์
ถาม: ข้อควรระวังอะไรบ้างที่จำเป็นเมื่อจัดการกับผงก๊าซที่ทำให้เป็นอะตอม?
ตอบ: เป็นวัสดุโลหะที่ดีมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันการจัดเก็บข้อมูลเฉื่อยและโปรโตคอลการจัดการ สิ่งเหล่านี้รวมถึงกล่องถุงมือที่เต็มไปด้วยความชื้นที่ควบคุมด้วยความชื้นและคนงานที่สวมใส่อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลเพื่อลดความเสี่ยงในการระเบิดการสูดดมหรือการปนเปื้อน ไม่อนุญาตให้สัมผัสกับน้ำหรือสารประกอบอินทรีย์ ไม่จำเป็นต้องมีการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกพิเศษแม้ว่าจะมีการใช้กฎระเบียบในท้องถิ่น
ถาม: ความสามารถในการทำซ้ำในระดับใดที่คาดว่าจะล็อตล็อตกับผงอะตอมก๊าซได้อย่างไร?
ตอบ: ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงรับประกันการแจกแจงผงภายใน± 10% ระหว่างแบทช์ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยยังคงรับประกันการปรับเปลี่ยนอีกครั้งเป็นการปฏิบัติมาตรฐานแม้จากซัพพลายเออร์ผงรายเดียวกันหากความคลาดเคลื่อนของส่วนประกอบที่ยอมรับได้นั้นแน่น ใบรับรองการวิเคราะห์ความสอดคล้องของเอกสาร
ถาม: ผงก๊าซที่ไม่ได้ใช้สามารถใช้งานได้นานแค่ไหนในการจัดเก็บ?
ตอบ: แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดเก็บผงในอาร์กอนป้องกันในภาชนะที่ปิดผนึกเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิสุดขั้ว หากเก็บไว้ต่ำกว่า 30 ° C และความชื้นสัมพัทธ์ 50% ที่มีออกซิเจนและความชื้นน้อยที่สุดผงจะใช้เวลาหลายเดือนก่อนที่จะต้องใช้รอบการรีเฟรชในกล่องถุงมือเพื่อรักษาคุณสมบัติการไหลและนำกลับมาใช้ใหม่
ถาม: ผู้จำหน่ายผงสนับสนุนด้านเทคนิคมีคุณสมบัติและการรับรองใดบ้าง
ตอบ: ผู้ขายที่มีชื่อเสียงมีนักวิทยาศาสตร์วัสดุและบุคลากรการตรวจสอบเพื่อให้คำแนะนำการใช้งานและอินเทอร์เฟซกับผู้ซื้อชิ้นส่วนผ่านกระบวนการทดสอบเพื่อผงใบรับรอง พวกเขาต้องการแสดงให้เห็นถึงมาตรฐานการประชุมที่มีการควบคุมการทำซ้ำเพื่อขยายการใช้วัสดุในการใช้งานที่ต้องการมากขึ้น คาดว่าจะมีเอกสารและโปรโตคอลรายละเอียดจากซัพพลายเออร์ที่จัดตั้งขึ้น