铁钴镍铬粉末

铁钴镍铬粉末是指一种由铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)和铬(Cr)组成的合金。这些元素的组合产生了一系列理想特性,使其成为增材制造工艺的理想材料。这种粉末颗粒细小,配方特别,可在三维打印机中高效利用,有选择性地逐层沉积,从而制造出错综复杂的结构。

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目录

铁钴镍铬粉概述

铁钴镍铬属于高性能合金,在超过 750°C 的高温下具有良好的机械性能、微观结构稳定性和耐环境性。铁和钴提供强度。镍增强了延展性和韧性。铬具有抗氧化性和耐腐蚀性。

铁钴镍铬粉末的主要特点包括

  • 出色的高温强度和抗蠕变性
  • 良好的疲劳强度和韧性
  • 高硬度、耐磨性和耐磨性
  • 出色的耐腐蚀性和抗氧化性
  • 有各种粒度分布和形态可供选择

铁钴镍铬粉末设计用于保护涂层、热喷涂、焊接、快速成型制造和其他需要强度、硬度和耐环境性的高温应用。

铁钴镍铬粉末的成分

铁钴镍铬粉末的标称成分如下:

要素 组成
铁(Fe) 平衡
钴(Co) 35-50%
镍 (Ni) 10-30%
铬 (Cr) 8-12%
碳 (C) <0.5%
硅 (Si) <1.5%
锰 (Mn) <1%

铁钴镍铬粉末

钴、镍和铬的含量可根据要求进行调整,以优化机械性能和耐环境性。杂质降至最低。

铁钴镍铬粉末的特性

铁钴镍铬粉末的主要特性包括

物业 价值
密度 7.5-8.2 克/立方厘米
熔点 1300-1400°C
导热性 10-30 W/mK
电阻率 65-85 μΩ.cm
杨氏模量 190-220 GPa
泊松比 0.28-0.32
拉伸强度 600-1100 兆帕
屈服强度 450-800 兆帕
伸长率 15-30%
硬度 30-50 HRC

 

高温强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等特性使其适用于最苛刻的应用。

铁钴镍铬粉末的生产方法

铁钴镍铬粉末可通过以下方式生产:

  • 气体雾化 - 用于雾化熔融合金的高压惰性气体,可产生非常适合 AM 的细球形粉末。
  • 水雾化 - 高速水射流可将熔融金属破碎成细小的不规则粉末颗粒。经济实惠,但取氧率较高。
  • 机械合金化 - 球磨混合元素粉末,然后进行烧结和二次雾化。

气体雾化可对颗粒大小、形状、纯度和微观结构进行最佳控制。

铁钴镍铬粉的应用

铁钴镍铬粉末的典型应用包括

  • 热喷涂涂层 - HVOF 或等离子喷涂,用于在工具、模具、阀门、轴承等表面沉积厚厚的耐磨和耐腐蚀涂层。
  • 快速成型制造 - 选择性激光熔化,生产高温环境下的复杂部件。
  • 焊接填料 - 在焊接区提供出色的高温强度、硬度和耐腐蚀性。
  • 钎焊填料 - 用于连接在要求抗氧化性的极高温下工作的部件。
  • 玻璃加工 - 具有高温强度的粉末冶金输送辊用于玻璃熔炉。

铁钴镍铬粉的规格

铁镍铬粉末有各种尺寸范围、形状、等级和纯度级别:

  • 颗粒大小: AM 方法的最大尺寸为 15-45 μm,热喷涂工艺的最大尺寸为 150 μm。
  • 形态学: 球形、不规则形和混合形。球形粉末可提供最佳的流动性和包装效果。
  • 纯净: 根据严格的化学分析和应用要求,从商业纯度到超高纯度等级。
  • 表面积: 表面积较小,可最大限度地减少处理和储存过程中的氧化。
  • 年级 根据预期应用和加工方法定制成分和粉末冶金。

铁镍铬粉末全球供应商

铁镍铬粉末的一些主要全球供应商包括

  • 山特维克Osprey(英国)
  • 伊拉斯特尔公司(法国)
  • 泰克纳(加拿大)
  • 埃吉泰克工业公司(美国)
  • 霍加纳斯(瑞典)
  • 中石油粉末(中国)

这些公司采用气体雾化、水雾化和机械合金化工艺生产各种等级的铁钴镍铬粉末,以满足特定应用的需要。

铁钴镍铬粉的定价

镍铬铁粉的价格取决于以下因素:

  • 成分、纯度
  • 粉末尺寸和形态
  • 生产方法
  • 订单量
  • 制造商和地点
等级 价格范围
商业 每公斤 $60-120
高纯度 每公斤 $120-250
超细 每公斤 $250-450
特殊等级 $450-850 每公斤

 

气体雾化、粒度可控、高纯度粉末的价格要比商业等级的粉末高得多。

铁钴镍铬粉末的储存和处理

铁镍铬粉末的正确储存和处理程序包括

  • 在惰性气体环境下密封保存,以防氧化
  • 避免细粉末堆积,以控制爆炸风险
  • 处理时使用适当的个人防护设备、通风设备和安全措施
  • 防止粉末与不相容材料接触
  • 遵循供应商 SDS 中适用的安全指南

在处理这种活性合金粉末时,必须小心谨慎并采取保护措施。

铁钴镍铬粉末的检验和测试

对铁钴镍铬粉末进行的主要质量控制测试:

  • 使用 OES 或 XRF 进行化学分析,确保成分在规定范围内
  • 根据 ASTM B822 标准使用激光衍射法进行粒度分布
  • 通过扫描电子显微镜成像进行形态分析
  • 按照 ASTM B213 标准测量粉末流速
  • 用氦气比重法测定密度
  • 使用 ICP-MS 进行杂质测试
  • 通过 XRD 相分析确定微结构特征

彻底的测试可验证粉末质量和一致性,以满足预定的高温应用要求。

铁钴镍铬和 316L 不锈钢粉末的比较

铁镍铬和 316L 不锈钢粉末的比较:

参数 铁钴镍铬 316L SS
组成 第四纪高温合金 铁-铬-镍不锈钢合金
费用 更高 较低
高温强度 好多了 中度
耐腐蚀性 可比性 更好
导热性 更高 较低
可加工性 中度 优秀
应用 热喷涂、AM 汽车、建筑

 

铁钴镍铬的高温强度远高于 316L,而 316L 则以更低的成本提供更好的制造特性和耐腐蚀性。

铁钴镍铬粉常见问题

问:如何生产铁钴镍铬粉末?

答:商业上使用气体雾化、水雾化和机械合金化方法生产铁钴镍铬粉末,然后进行烧结。气体雾化具有最佳的粉末特性。

问:铁钴镍铬粉末的主要用途是什么?

答:主要应用包括热喷涂涂层、快速成型制造、钎焊填充材料、粉末冶金热加工工具、需要高温强度和耐高温性能的玻璃加工设备。

问:热喷涂的推荐粒度是多少?

答:对于大多数热喷涂工艺,钴铬铁粉末的粒度范围最好在 45-150 微米之间,以最大限度地提高沉积效率和涂层性能。

问:铁钴镍铬粉末是否需要任何特殊的处理预防措施?

答:是的,在处理这种反应性精细合金粉末时,必须采取适当的保护措施,包括惰性气氛、接地、通风和个人防护设备。

问:在哪里可以买到适用于快速成型制造的铁钴镍铬粉末?

答:对于需要高温强度的 AM 应用,可从山特维克、Erasteel、Tekna 和 Edgetech Industries 等领先制造商处购买铁镍铬粉末。