概述
金属粉末是各制造行业用于通过金属注射成型（MIM）、快速成型制造（AM）、粉末冶金（PM）压制和烧结等工艺生产精密部件的关键原材料。选择合适的金属粉末供应商是获得针对特定制造工艺进行优化的高质量粉末原料的关键。
本指南概述了主要金属粉末类型、生产方法、应用以及服务于北美、欧洲、亚洲及其他地区的全球领先供应商。内容包括关键粉末特性、测试注意事项、质量体系以及采购粉末时应考虑的采购因素。其中还包括有用的对照表，用于总结各种合金系统的供应商能力。
与经验丰富的金属粉末供应商建立联系可简化原材料鉴定和采购流程。供应商的专业知识有助于确保制造商选择最佳的粉末成分、粒度、形状、密度和其他特性，从而最大限度地提高生产流程效率和最终零件质量。
金属粉末的种类
生产的金属粉末有多种合金系列，包括
金属粉末的主要类型
- 不锈钢
- 工具钢和高速钢
- 低合金钢和碳钢
- 铬镍铁合金、哈氏合金等超级合金
- 钛和钛合金
- 钨重合金
- 钴合金
- 铜和铜合金
- 铝合金
- 金、银、铂等贵金属
- 耐火金属粉末
标准合金和定制合金都能满足特定应用所需的耐腐蚀性、硬度、导电性、磁性或生物相容性等特性。
金属粉末生产方法
制造金属粉末的典型技术包括
金属粉末生产方法
- 气体雾化
- 水雾化
- 化学沉淀
- 电解
- 羰基分解
- 机械铣削
- 金属水合
- 热等离子体球化
- 造粒和还原
雾化可产生粒度分布紧密的细球形粉末。研磨可产生形状不规则、分布较广的粉末。专门的方法针对纳米级或无定形粉末。
金属粉末特性
金属粉末的主要特征：
典型金属粉末特性
- 合金成分和化学性质
- 颗粒形状和形态
- 粒径分布
- 表观密度和敲击密度
- 通过标准漏斗的流速
- 湿气引起的点火损失
- 氧气和氮气含量
- 粉末微观结构和相位
- 卫星或聚集体的存在
- 发火性和易燃性
这些特性会极大地影响粉末制造行为，包括流动性、可压缩性、烧结反应、可达到的密度等。
金属粉末的应用
金属粉末主要应用于以下领域
金属粉末终端应用
- 粉末冶金（PM）
- 结构部件、轴承、连杆
- 金属注射成型 (MIM)
- 公差要求严格的小型复杂部件
- 快速成型制造（AM）
- 3D 打印航空航天、医疗和汽车组件
- 热喷雾
- 耐磨和耐腐蚀涂层
- 电子产品
- 导电膏、磁铁、电池
- 金刚石工具
- 切割和钻孔工具
- 化学催化剂
- 催化剂支架、燃料电池电极
- 军械
- 用于压载的致密钨合金
调整粉末特性可满足特定的生产工艺要求和最终用途需求。
金属粉末规格
国际标准有助于确定
- 允许的粉末化学范围
- 最高氧气/氮气含量
- 允许的相位和微观结构
- 粒度分布的筛分范围
- 表观密度和流速
- 取样程序
- 测试方法
以确保材料质量的可靠性。
常见金属粉末标准
| 标准 | 范围 | 参数 | 方法 |
|---|---|---|---|
| ISO 4490 | 用于 PM 的金属粉末 | 化学、大小、形状、密度 | X 射线荧光、显微镜 |
| ASTM B823 | 工具钢粉末规格 | 表观密度、流速 | 霍尔流量计，攻丝密度 |
| AMS 7759 | 用于 AM 的镍合金粉末 | 粉末成分、大小和形状 | 扫描电子显微镜，图像分析 |
| MPIF 35 | 铁粉等级 | 化学、粒度分布、密度 | 光谱分析 |
| ASTM B213 | 耐火金属粉末测试方法 | 取样、粒度分析、密度、大厅流量 | 比重计、霍尔流量计 |
根据已公布的标准制造的粉末可简化鉴定过程并确保性能的可重复性。
全球的 金属粉末供应商
各种金属粉末的主要国际供应商包括
知名金属粉末制造商和供应商
| 公司名称 | 材料 | 能力 | 地点 |
|---|---|---|---|
| 山特维克 | 不锈钢、工具钢、镍合金 | MIM、AM、热喷涂 | 欧洲、亚洲、美洲 |
| 普莱克斯 | 钛、超级合金、不锈钢 | 快速输送，气体雾化 | 全球的 |
| 赫加纳斯 | 铁、不锈钢、工具钢 | 定制合金、增材制造 | 欧洲、亚洲 |
| 凯美拉 | 钴、镍、铜 | 高纯度球形粉末 | 美洲、欧洲 |
| ATI 粉末金属公司 | 镍、钛、工具钢 | 钛合金专家 | 全球的 |
| JFE 钢铁公司 | 不锈钢、碳钢 | 粉末定制服务 | 亚洲 |
大型企业和较小的地区性供应商都根据行业需求提供特殊合金。
购买金属粉末的注意事项
与供应商接触时需要讨论的关键问题：
- 所需的粉末数量 - 公斤至吨
- 合金化学和成分
- 目标粒度分布
- 形状和形态规格
- 表观密度和敲击密度范围
- 允许的氧气/氮气含量
- 取样程序和测试
- 质量认证和系统
- 安全程序和监管合规
- 技术专长和客户服务
- 物流、交货时间、条款和定价
对多家合格供应商进行评估，确保建立起质量与成本效益相匹配的牢固伙伴关系。
专业的利与弊 金属粉末供应商
领先金属粉末公司的优势比较
| 供应商 | 优势 | 局限性 |
|---|---|---|
| 山特维克 | 广泛的合金范围和材料专业知识 | 最低订购量高 |
| 普莱克斯 | 快速交付，可减少数量 | 合金选择有限 |
| 赫加纳斯 | 强有力的技术伙伴关系 | 主要是铁质焦点 |
| 凯美拉 | 高纯粉末专家 | 供应商规模较小，库存有限 |
| ATI 粉末金属公司 | 钛合金焦点，定制能力 | 需要较长的准备时间 |
| JFE 钢铁公司 | 以亚洲为基地的成本竞争力 | 语言和时区障碍 |
根据您的应用需求和采购偏好，充分利用供应商的优势。没有一家供应商能在所有因素方面都表现出色。
常见问题
我应该向潜在的金属粉末供应商提出哪些问题？
- 你们能满足哪些数量范围的需求？
- 你们能以多快的速度提供用于原型制作的小样品？
- 你们符合哪些质量认证？
- 如何确保每个批次的一致性？
- 在资格审查期间，您能提供哪些专业技术知识？
- 你们提供产品定制服务吗？
- 处理过程中有哪些安全程序？
供应商如何测试金属粉末特性？
标准方法包括激光衍射法测定粒度分布、霍尔流量计测定粉末流速、氦气比重测定真实密度，以及使用 ICP-OES 或燃烧分析法进行化学分析。
处理金属粉末时需要采取哪些预防措施？
使用接地、惰性气体环境、导电设备和个人防护设备，将点火风险降至最低。避免产生火花或静电放电。通过通风和污染控制防止接触。
我应该购买混合元素粉末还是预合金粉末？
预合金化粉末可确保化学成分的均匀性，并在固结后提供最稳定的最终零件性能。建议用于关键应用领域。
影响金属粉末定价的因素有哪些？
主要驱动因素包括合金成分、粉末大小和形状、生产方法、质量要求、订单量和运输成本。高级合金和雾化成本较高。
结论
采购与生产工艺需求相匹配的高质量金属粉末原料对于生产稳定的高性能部件至关重要。与知识渊博的粉末供应商建立联系可简化认证工作，并提供专用合金，同时确保正确的材料表征、处理和质量。粉末生产商和最终用户之间紧密的技术合作关系能够为创新材料提供认证，从而提高各行业的性能。
