金属合金粉 在交通运输、工业、医疗和能源行业中，使用粉末冶金压制和烧结或快速成型方法制造高性能零件。本指南涵盖各种合金选项、粉末生产工艺、关键规格、使用案例、质量注意事项和采购建议。
金属合金粉的种类
常见类别：
| 类型 | 实例 | 主要特性 |
|---|---|---|
| 镍合金 | 铬镍铁合金、蒙乃尔合金、哈氏合金 | 耐腐蚀、耐热 |
| 钴合金 | MP35N、Haynes 25、Stellite | 耐磨性、生物相容性 |
| 钛合金 | CP 级、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb | 强度高、重量轻 |
| 不锈钢 | 316、17-4ph、15-5ph | 耐腐蚀性、强度 |
| 工具钢 | H13、M2、M4、P20 | 耐磨性、韧性 |
| 铜合金 | 铬铜、黄铜、青铜 | 导电性和导热性 |
将合金材料的特性与关键零件的性能要求（如耐热性、硬度、疲劳寿命等）相匹配，从而推动粉末牌号的选择。
金属粉末生产方法
关键的商业规模生产工艺：
- 气体雾化 - 高压惰性气体将熔融金属流分解成细小的液滴。获得具有良好流动性和包装性能的球形粉末。不同的喷嘴可产生所需的尺寸范围。
- 等离子体雾化 - 高能等离子弧熔化原料。强大的感应线圈产生液滴，凝固成颗粒分布紧密的球形粉末。
- 旋转电极 - 在惰性气体喷射下，旋转的熔融合金受到离心力作用，分解成细小的液滴，形成球形粉末。
- 电解 - 溶液中的金属离子在阴极上形成细小的粉末颗粒。用于处理铝、镁、钛等活性材料。
通过控制温度、气氛和冷却速率等工艺参数，可获得高质量的粉末原料，从而利用快速成型技术或粉末冶金压制技术制造零件。
典型规格
| 参数 | 说明 | 测试方法 |
|---|---|---|
| 纯净 | >99%，尽量减少杂质 | ICP 分析 |
| 粒子形状 | 球形 >80% | 显微镜 |
| 粒径分布 | 必要的严格范围 | 激光衍射 |
| 水龙头密度 | 取决于材料 | 霍尔流量计 |
| 表观密度 | 取决于材料 | Pycnometry |
| 流速 | 每个公称尺寸的标准化 | 霍尔流量计 |
| 表面氧化物 | <3000 ppm；氧化物厚度 | 惰性气体聚变；XRD |
根据目标等级的具体指标，审查制造商提供的统计批次数据，确认质量和一致性是否符合标准。
应用
金属合金粉末的应用范围很广：
航空航天 - 发动机部件，如叶片、喷嘴；机身配件、起落架部件；机载系统
工业 - 天然气/石油泵、阀门、钻头；工具插件；核反应堆；热交换器
汽车 - 发动机部件、涡轮增压器转子、齿轮；底盘、传动系统部件
医疗 - 膝关节、髋关节、牙科植入物；手术工具；成像仪器
消费者 - 高档手表、自行车、高尔夫球杆等运动器材，要求强度和美观
能源 - 太阳能电池触点、电极；发电机；电池组件；风力涡轮机
利用可定制的材料特性，实现设计自由度和精确度。
工业标准
主要规格适用于 金属合金粉末:
| 标准 | 说明 |
|---|---|
| ASTM B213 | 金属粉末标准分类系统 |
| ISO 4490 | 化学分析、取样程序 |
| ASTM B822 | 表观密度和流速测量 |
| MPIF 04 | 金属粉末分析统计方法 |
审查经统计验证的证书，显示符合等级成分限制和生产质量一致性的适用标准。
常见金属粉末等级
| 合金 | 商品名称 | 规格 | |
|---|---|---|---|
| 镍合金 | 铬镍铁合金 718、625；哈氏合金 X；蒙乃尔 K500 | AMS 5662、5663 等。 | |
| 钴合金 | MP35N、Haynes 25、Stellite 21 | ASTM F90、F1537 等。 | |
| 钛合金 | Ti-6Al-4V 5 级；Ti-6Al-7Nb；CP Ti 2 级 | AMS 4911、ASTM B348 等。 | |
| 不锈钢 | SS 316L；17-4PH；15-5 PH； | ASTM A240、B945 等。 | |
| 工具钢 | H13；M2；M4；P20+镍 | AISI 类型 | ASTM A681 |
| 铜合金 | C18150、C19500、C95810 | UNS 编号、ASTM B194 等。 |
将目标牌号与适用的合金规格相匹配，以满足成品部件在强度、导电性和耐腐蚀性参数方面的功能需求。
质量考虑因素
| 公制 | 目的 | 测试方法 |
|---|---|---|
| 组成 | 验证等级纯度 | ICP 分析 |
| 粒径分布 | AM 相容性、烧结响应 | 激光衍射 |
| 霍尔流量 | 粉末堆积密度、层均匀性 | 霍尔流量计 |
| 水龙头密度 | 表示最终部件密度 | 称量测量体积 |
| 表观密度 | 粉末系统密度 | 气体温度计 |
| 粒子形状 | 球形优化特性 | 显微镜 |
| 表面氧化物 | 粉末再利用的影响 | 惰性气体熔融分析仪 |
这些指标质量的一致性与最终零件性能是否符合规格直接相关。
采购考虑因素
| 参数 | 重要性 |
|---|---|
| 批次数据表 | 高 |
| 采样支持 | 高 |
| 准备时间 | 中型 |
| 定制 | 低 |
| 价格因素 | 低 |
在大量采购之前，请先试用粉末样品，以确定印刷或压缩反应是否符合应用需求。
常见问题
问：预合金化粉末和混合元素粉末有什么区别？
答：预合金粉末的每个球形颗粒的成分都是均匀的。混合元素混合物的颗粒之间可能会有轻微的成分差异，从而导致最终部件的不均匀性。
问：金属粉末是否应在特殊条件下储存？
答：用防潮剂密封保存，远离导致变质的湿气和氧气。将温度变化限制在 10-30°C 内。如果出现严重变色、结块或流动性明显降低，则应丢弃。如果储存得当，保质期一般超过一年。
问：常见的金属粉末混合物有哪些？
答：钴铬合金、不锈钢-17-4PH 和镍合金-不锈钢粉末混合物可提供定制最终零件材料性能的方法，如强度、耐磨性或耐腐蚀性，而且成本低于高纯度牌号。
问：处理金属粉末时需要采取哪些预防措施？
答：在处理粉末时，应使用适当的个人防护设备，避免皮肤接触或吸入。与雾化粉末相比，钝化粉末对健康的危害较小，因为雾化粉末的反应性更强。查看有关易燃性、反应性和接触规程的 SDS 表。
