镍合金是指成分中镍含量超过 40% 的各种耐热和耐腐蚀材料。本指南概述了各种 镍合金粉 类型、制造方法、主要应用、规格、定价、比较以及采购常见问题。
镍合金粉末的成分
| 合金家族 | 主要合金元素 | 普通年级 |
|---|---|---|
| 超耐热合金 | 铬、钴、钼、钛、铝 | 铬镍铁合金 718、625、海恩 282 |
| 高温合金 | 铬、钼、钨 | 海恩斯 230、188、HR-120 |
| 耐腐蚀 | 铬、钼 | 合金 C-276、20Cb-3、G-35-1 |
| 电气/电子 | 铁、铜、铬 | 合金 42、科瓦 |
| 形状记忆 | 钛、铪 | 镍钛诺 |
添加各种合金元素，如铬、钴、铁、铜等，以调整机械性能，改善制造工艺，提高耐腐蚀性和耐磨性。
主要特征和粉末特性
| 属性 | 典型值 |
|---|---|
| 粒子形状 | 球形 |
| 尺寸范围 | 10 - 150 微米 |
| 氧气ppm | 低于 500 ppm |
| 霍尔流量 | 50 克约需 25 秒 |
| 表观密度 | 2 - 5 克/立方厘米 |
| 表面氧化物 | 钝化铬薄膜 |
根据生产方法定制颗粒特性--快速成型制造需要 100 微米以下的球形粉末，而冷喷则更适合较大的颗粒。
镍合金粉末的生产方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 气体雾化 | 惰性气体将熔融金属分解成液滴粉末 |
| 水雾化 | 高压水击碎熔流 |
| 等离子体雾化 | 非常干净，产量小 |
| 羰基工艺 | 羰基镍的化学沉淀 |
气体雾化最适合超合金、钛等活性合金。水雾化对于 30 微米以上的大量生产更为经济。等离子雾化和羰基路线可生产特种粉末。
应用 镍合金粉
| 行业 | 常见组件 |
|---|---|
| 航空航天 | 涡轮叶片、圆盘、过渡装置 |
| 石油和天然气 | 井口设备、阀门、紧固件 |
| 汽车 | 排气系统部件、燃料电池 |
| 化学工艺 | 热交换器、反应容器 |
| 医疗 | 植入物、手术工具 |
| 快速成型制造 | 双金属部件、晶格、拓扑优化设计 |
镍合金适用于需要在高温下兼具高强度和耐腐蚀性的关键应用领域。
镍合金粉的规格
| 标准 | 说明 |
|---|---|
| ASTM B162 | 镀镍等级规格 |
| ASTM B214 | 多孔镍带 |
| ASTM B351 | 锻造超级合金产品形式 |
| ASTM B777 | 粉末冶金（PM）镍合金 |
不存在通用的粉末规格。而是由应用和预定的生产方法来决定验收标准。
镍合金粉供应商和定价
| 供应商 | 准备时间 | 价格范围（$/公斤） |
|---|---|---|
| 山特维克鹗 | 10-16 周 | $25 – $500 |
| 大西洋设备公司 | 12-18 周 | $30 – $450 |
| TLS 技术 | 16-20 周 | $35 – $480 |
价格差异很大，取决于合金成分、粉末数量、尺寸范围和指定的质量等级。
的利弊 镍合金粉
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 高温下强度高 | 昂贵的合金原材料 |
| 可抵御恶劣环境 | 供应商和供应有限 |
| 定制合金，实现量身定制的性能 | 严格的质量程序确保纯度 |
| 灵活的生产方法 | 细金属粉末的安全隐患 |
| 利用 AM 技术制造复杂形状 | AM 建模后通常需要进行后期处理 |
镍合金粉末可用于制造高性能部件，但在制造和安全处理方面需要大量的专业知识。
常见问题
超级合金、高温合金和不锈钢合金之间有什么区别？
由于伽马素沉淀强化作用，超级合金具有最高的强度。高温合金具有抗氧化性。不锈钢合金注重耐腐蚀性。
什么粒度范围最适合粘合剂喷射印刷？
粘合过程需要约 20 至 50 微米。太细的粉末会影响液体饱和度和粘合剂的扩散。确保包装密度的窄分布。
雾化过程中造成污染的原因是什么？
空气中的氧气会导致氧化物夹杂。汽化可能导致少量元素损失。其他来源包括中间包衬垫、熔化坩埚。使用高纯度惰性气体和起始材料。
为什么气体雾化粉末比水雾化粉末更受欢迎？
水雾化会导致氧气析出，从而降低粉末质量。冷却速度较慢，导致碳化物网络，降低耐腐蚀性。避免用于活性合金。
印刷镍合金时常见的缺陷有哪些？
由于能量密度低，缺乏熔合缺陷。残余应力开裂粉末滞留在封闭体积内气体夹带造成的气孔。需要开发综合解决方案。
结论
镍合金粉末可提供关键应用中必不可少的极端环境性能，并可通过专门的制造工艺获得定制的成分和颗粒特性。仔细的规格说明和测试可确保产品适用于增材制造、热喷涂或粉末注射成型等生产方法。
