Tổng quan
Bột hình cầu Đề cập đến bột kim loại hoặc gốm với hình thái tròn được sản xuất bởi các quá trình nguyên tử hóa chuyên dụng. So với các hạt bột không đều, bột hình cầu mang lại lợi ích như khả năng lưu chuyển tuyệt vời, mật độ đóng gói cao hơn và giảm ma sát hạt bên trong. Điều này làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi sử dụng luyện kim bột, phun nhiệt, sản xuất phụ gia kim loại và chế biến gốm.
Hướng dẫn toàn diện này bao gồm các loại bột hình cầu khác nhau, tính chất của chúng, phương pháp sản xuất, ứng dụng chính, thông số kỹ thuật, nhà cung cấp, quy trình xử lý, bảo trì thiết bị, tiêu chí lựa chọn cho nhà cung cấp, ưu và nhược điểm, và trả lời các câu hỏi thường gặp.
Các loại Bột hình cầu
Các loại bột chính dựa trên phương pháp vật liệu và sản xuất bao gồm:
Vật liệu
- Bột kim loại – Thép không gỉ, Thép công cụ, Superalloys, Titanium, Nhôm, v.v.
- Bột gốm – Alumina, Zirconia, Silica, Carbide, Nitrides, v.v.
- Bột tổng hợp/hợp kim – dựa trên niken, dựa trên coban, dựa trên Fe, v.v.
Phương pháp sản xuât
- Gas nguyên tử hóa bột
- Bột nguyên tử plasma
- Nguyên tử hóa khí cảm ứng điện cực (EIGA)
- Quy trình điện cực xoay (Rep)
- Quá trình điện cực xoay plasma (PREP)
- Bột xịt nhiệt
Nguyên tử hóa khí là quá trình được sử dụng rộng rãi nhất nhưng các phương pháp như chuẩn bị mang lại tính hình cầu vượt trội và hình thái bề mặt mịn. Phương pháp sản xuất kiểm soát các đặc tính bột cuối cùng.
Thuộc tính và ứng dụng
Tính chất và các ứng dụng điển hình của các loại bột hình cầu chính:
Thép không gỉ
- Độ cứng và khả năng chống ăn mòn cao
- Van, máy bơm, thiết bị y tế
Thép công cụ
- Kháng mặc tuyệt vời
- Công cụ cắt, chết, đấm
Superalloys
- Chịu được nhiệt độ cao và căng thẳng
- Lưỡi tuabin, linh kiện hàng không vũ trụ
Titan
- Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao
- Chốt không gian vũ trụ, cấy ghép y sinh
Nhôm
- Độ dẫn nhiệt nhẹ, tuyệt vời
- Các bộ phận ô tô, tản nhiệt
Gốm sứ
- Độ cứng cao, hao mòn và chống ăn mòn
- Vòng bi, hải cẩu, áo giáp
Hình thái hình cầu cải thiện mật độ đóng gói bột và dòng chảy ngoài các tính chất vốn có của vật liệu cơ bản.
Phương pháp sản xuất
Các phương pháp phổ biến để sản xuất bột hình cầu:
nguyên tử hóa khí
- Hợp kim kim loại tan chảy và nguyên tử hóa bởi các máy bay phản lực khí trơ
- Chi phí đầu tư thấp hơn
- 10 – Phạm vi kích thước 150 μm
Nguyên tử plasma
- Sử dụng năng lượng plasma để tan chảy và nguyên tử hóa
- Bột mịn hơn xuống 5 μm
- Độ tinh khiết cao hơn, hình cầu hơn
Giữ
- Điện cực tan chảy trong buồng nguyên tử hóa
- Sự hóa rắn nhanh chóng của các giọt tốt
- Kiểm soát kích thước, hình thái học
Chuẩn bị
- Điện cực xoay tan chảy bởi những ngọn đuốc plasma
- Sự tan rã ly tâm thành bột mịn
- Hình dạng hình cầu mịn
Xịt nhiệt
- Dây/thanh nguyên liệu được nguyên tử hóa bởi khí nóng
- Phân tán oxit tăng cường hợp kim
- Bề mặt thô hơn các phương pháp khác
Thông số kỹ thuật
Thông số kỹ thuật điển hình cho bột hình cầu bao gồm:
| Tham số | Sự chỉ rõ |
|---|---|
| Kích thước hạt | 10 – 150 μm |
| Hình dạng hạt | Hình cầu |
| Lưu lượng dòng chảy | 25 – 35 s/50g |
| Mật độ rõ ràng | 40 – 60% |
| Chạm vào mật độ | Lý thuyết lên đến 90% |
| Oxit bề mặt | & lt; 1% theo trọng lượng |
| Khí dư | Giảm thiểu |
Phân phối kích thước cuộc họp, tính hình cầu cao, bề mặt mịn và yêu cầu thành phần là rất quan trọng. Kích thước nhỏ hơn cải thiện mật độ trong khi kích thước lớn hơn làm giảm chi phí.
Cân nhắc thiết kế
Các yếu tố thiết kế chính cho các thành phần sử dụng Bột hình cầu:
- Dung sai kích thước - Kế toán cho sự co rút thiêu kết
- Yêu cầu hoàn thiện bề mặt -xử lý hậu kỳ tối thiểu
- Tính chất cơ học - Kết hợp vật liệu và quy trình với các thuộc tính cần thiết
- Chi phí sản xuất - Tối ưu hóa thiết kế phần để cân bằng hiệu suất và chi phí
- Hoạt động thứ cấp - Tránh các phụ cấp gia công lớn
- Yêu cầu lắp ráp - Thiết kế các bề mặt tham gia, các tính năng lồng vào nhau
- Tuân thủ tiêu chuẩn - cho hàng không vũ trụ, y sinh, v.v.
Sự tự do thiết kế được kích hoạt bởi các quy trình sản xuất tiên tiến như sản xuất phụ gia cho phép các thiết kế được tối ưu hóa hơn với kim loại rèn.
Quá trình hợp nhất
Các quy trình hợp nhất bột phổ biến phù hợp cho bột hình cầu:
- sản xuất phụ gia -
- Đúc kim loại - Sản xuất khối lượng lớn của các bộ phận nhỏ, phức tạp
- Lạnh/nóng isostatic nhấn -Sản xuất hình dạng mạng hoặc các bộ phận hình dạng gần lưới
- Nhấn và thiêu kết - Quá trình luyện kim bột thông thường kết hợp định hình và thiêu kết
- Xịt nhiệt - Tiền gửi bột nóng chảy lên chất nền đã chuẩn bị
- Phương pháp dựa trên bùn - Đúc trượt, đúc băng, lắng đọng điện di, vv cho gốm sứ
Hình dạng hình cầu cải thiện đóng gói và dòng chảy trong quá trình xử lý, cho phép mật độ cao và cấu trúc vi mô đồng nhất.
Nhà cung cấp và giá cả
Các nhà cung cấp hàng đầu toàn cầu của bột hình cầu bao gồm:
| Nhà cung cấp | Nguyên vật liệu | Phạm vi giá |
|---|---|---|
| Sandvik | Thép hợp kim, thép không gỉ | $ 50-200/kg |
| Phụ gia thợ mộc | Thép công cụ, Superalloys | $ 70-250/kg |
| Höganäs | Thép không rỉ | $ 45-180/kg |
| HOÀN TOÀN | Titanium, Superalloys | $ 100-350/kg |
| Công nghệ LPW | Hợp kim nhôm, vật liệu tổng hợp | $ 60-220/kg |
Giá cả phụ thuộc vào thành phần hợp kim, chất lượng, kích thước lô và số lượng mua. Số lượng R & amp; D nhỏ đắt hơn khối lượng sản xuất số lượng lớn.
Xử lý và bảo quản
Hướng dẫn xử lý và lưu trữ an toàn Bột hình cầu:
- Lưu trữ các thùng chứa kín trong bầu không khí trơ mát, khô, trơ để ngăn chặn quá trình oxy hóa và ô nhiễm
- Hạn chế tiếp xúc với độ ẩm để tránh tích tụ bột
- Sử dụng các hộp đựng bằng thép hoặc nhựa nhẹ thay vì nhôm để ngăn chặn phản ứng
- Đảm bảo các thùng chứa được nối đất đúng cách để tránh tích lũy điện tích tĩnh
-Handle container và bột nhẹ nhàng để ngăn ngừa thiệt hại hạt trong quá trình vận chuyển và chuyển giao
- Tránh tia lửa, ngọn lửa, nguồn đánh lửa gần khu vực lưu trữ và xử lý
- Lắp đặt thiết bị thông gió và bộ sưu tập bụi thích hợp
- Sử dụng PPE thích hợp để xử lý bột tốt – găng tay, mặt nạ phòng độc, bảo vệ mắt
Các thủ tục thích hợp ngăn chặn sự thay đổi thuộc tính bột có thể tác động tiêu cực đến sự hợp nhất và các thuộc tính phần cuối cùng.
Bảo trì thiết bị
Mẹo bảo trì cho hệ thống xử lý bột khóa:
Sief:
- Thay thế màn hình lưới bị hỏng để tránh nước mắt và lỗ mở
- Những sàng lọc sạch thường xuyên để ngăn chặn sự tắc nghẽn có thể dẫn đến thiệt hại hạt
- Kiểm tra biên độ rung và cài đặt thời gian để ngăn chặn công việc làm cứng
Hoppers và Feeder:
- Kiểm tra các cổng đầu ra để tích tụ và loại bỏ bất kỳ luồng chặn vật liệu nào
- Xác minh cài đặt bộ nạp phù hợp với các thuộc tính bột để đảm bảo lưu lượng đáng tin cậy
- Kiểm tra lớp lót phễu để mòn và thay thế nếu suy giảm
Trộn tàu:
- Thay thế các vách ngăn và tăng cường để trộn đồng nhất mà không cần phân tách
- Kiểm tra điều kiện lưỡi và sửa chữa/thay thế các mặt hàng bị hư hỏng
- Xác minh các miếng đệm và hải cẩu để ngăn ngừa rò rỉ bột trong quá trình hoạt động
Dụng cụ:
- Giám sát độ chính xác về chiều và sửa chữa/thay thế khi cần thiết
- Áp dụng chất bôi trơn lên máy ép và chết mỗi lịch trình để đảm bảo giải phóng dễ dàng
- Xác minh các yếu tố sưởi ấm và điều khiển nhiệt độ trên lò
Chọn Bột hình cầu Các nhà cung cấp
Các yếu tố chính trong việc lựa chọn nhà cung cấp:
- Chuyên môn kỹ thuật trong vật liệu, quy trình sản xuất, thiết kế một phần, vv để hỗ trợ khách hàng
- Phạm vi của các tùy chọn bột bao gồm các vật liệu khác nhau, kích thước, hình thái và lớp phủ
- Đảm bảo chất lượng nghiêm ngặt Bao gồm phân tích hóa học, kiểm tra kính hiển vi, kiểm soát quá trình, v.v.
- Khả năng sản xuất để đáp ứng nhu cầu một cách kịp thời
- Dịch vụ được cung cấp Giống như lấy mẫu, tạo mẫu, thử nghiệm, phân tích, v.v.
- Danh tiếng ngành công nghiệp để liên tục cung cấp bột chất lượng cao
- Chứng nhận chẳng hạn như ISO 9001, AS9100, ISO 13485, v.v.
- Giá cả cạnh tranh kết hợp với các dịch vụ giá trị gia tăng và hỗ trợ khách hàng
- Khả năng vận chuyển và hậu cần để giao hàng kịp thời với thời gian dẫn tối thiểu
Đối tác phù hợp cung cấp cả bột hình cầu phù hợp với nhu cầu cũng như chuyên môn kỹ thuật để thành công.
Ưu điểm so với giới hạn
Thuận lợi
- Dòng bột tuyệt vời và mật độ đóng gói
- Cải thiện mật độ thiêu kết và cấu trúc vi mô
- Giảm ứng suất bên trong trong quá trình nén
- Cho phép hình học phức tạp được sản xuất
- Tính chất luyện kim nhất quán
- Hoàn thiện bề mặt tốt trên các bộ phận thiêu kết
Giới hạn
- Đắt hơn bột không đều
- Yêu cầu các kỹ thuật sản xuất nâng cao
- Kích thước hạn chế có sẵn cho bột rất tốt
- Kiểm soát phân phối kích thước hạt có thể khó khăn
- Một số vật liệu là thách thức để nguyên tử hóa thành bột hình cầu
Câu hỏi thường gặp
Những lợi thế chính của việc sử dụng bột hình cầu là gì?
Những lợi ích chính là khả năng lưu chuyển tuyệt vời để dễ xử lý, mật độ đóng gói cao để cải thiện quá trình nén, ma sát liên kết thấp hơn cho phép hình học phức tạp và các đặc tính luyện kim nhất quán.
Những vật liệu thường có sẵn dưới dạng bột hình cầu?
Các vật liệu phổ biến bao gồm thép không gỉ, thép dụng cụ, siêu hợp, hợp kim titan, hợp kim nhôm, hợp kim dựa trên niken và bột gốm.
Những ngành công nghiệp thường sử dụng bột hình cầu?
Các ngành công nghiệp chính bao gồm hàng không vũ trụ, y tế, ô tô, quốc phòng, năng lượng, điện tử và sản xuất thiết bị công nghiệp.
Phạm vi kích thước điển hình cho bột hình cầu là gì?
Các loại bột hình cầu nguyên tử thông thường dao động từ khoảng 10-150 micron. Các kỹ thuật chuyên dụng có thể tạo ra Subicron cho các loại bột hình cầu quy mô nano.
Bột hình cầu đắt hơn bao nhiêu so với bột không đều?
Phí bảo hiểm cho hình dạng hình cầu thường là 20-50% so với các loại bột không đều. Tuy nhiên, lợi ích thường biện minh cho chi phí cao hơn cho các ứng dụng quan trọng.
Phần kết luận
Với hình dạng tròn đặc trưng của chúng và bề mặt mịn, Bột hình cầu Cho phép mật độ cao hơn và dòng chảy vượt trội so với bột không đều. Các đặc điểm hạt nhất quán của chúng truyền đạt khả năng nén tuyệt vời, khả năng nén và khả năng thiêu kết trên một loạt các kim loại và gốm sứ. Tiếp tục phát triển các quá trình nguyên tử hóa làm cho các loại bột hình cầu có sẵn trong một lựa chọn rộng hơn các vật liệu và kích thước hơn bao giờ hết. Thiết kế một phần và tối ưu hóa quy trình để tận dụng tối đa lợi ích của việc bắt đầu với bột hình cầu có thể mang lại các phần hiệu suất cao hiệu quả.