Slitiny niklu označují širokou škálu tepelně a korozně odolných materiálů, v nichž nikl tvoří více než 40% složení. Tato příručka poskytuje přehled různých prášek slitiny niklu typy, výrobní metody, klíčové aplikace, specifikace, ceny, srovnání a nejčastější dotazy k nákupu.
Složení prášku ze slitiny niklu
| Rodina slitin | Hlavní legující prvky | Společné známky |
|---|---|---|
| Superslitiny | Cr, Co, Mo, Ti, Al | Inconel 718, 625, Haynes 282 |
| Vysokoteplotní slitiny | Cr, Mo, W | Haynes 230, 188, HR-120 |
| Odolnost proti korozi | Cr, Mo | Slitina C-276, 20Cb-3, G-35-1 |
| Elektrotechnika / elektronika | Fe, Cu, Cr | Slitina 42, Kovar |
| Tvarová paměť | Ti, Hf | Nitinol (NiTi) |
Různé legující prvky, jako je chrom, kobalt, železo, měď atd., se přidávají za účelem vyladění mechanických vlastností, zlepšení výroby a zvýšení odolnosti proti korozi a opotřebení.
Klíčové charakteristiky a vlastnosti prášku
| Atribut | Typické hodnoty |
|---|---|
| Tvar částic | Sférické |
| Rozsah velikostí | 10 - 150 mikronů |
| Kyslík ppm | Pod 500 ppm |
| Hallův průtok | Přibližně 25 sekund pro 50 g |
| Zdánlivá hustota | 2 - 5 g/cc |
| Povrchový oxid | Tenká pasivovaná chromová fólie |
Vlastnosti částic přizpůsobené výrobní metodě - aditivní výroba potřebuje sférické prášky o velikosti pod 100 mikronů, zatímco studený nástřik je vhodnější pro větší částice.
Výrobní metody pro prášek ze slitiny niklu
| Metoda | Popis |
|---|---|
| Atomizace plynu | Inertní plyn rozkládá roztavený kov na kapky prášku |
| Atomizace vody | Vysokotlaká voda rozbíjí proud taveniny |
| Plazmová atomizace | Velmi čisté, malé objemy výroby |
| Karbonylový proces | Chemické srážení z karbonylu niklu |
Plynová atomizace je nejvhodnější pro reaktivní slitiny, jako jsou superslitiny, titan atd. Vodní atomizace je ekonomičtější pro velké objemy nad 30 mikronů. Plazmovou atomizací a karbonylovou cestou se vyrábějí speciální prášky.
Aplikace z Prášek ze slitiny niklu
| Průmysl | Společné součásti |
|---|---|
| Aerospace | Lopatky turbíny, disky, přechody |
| Ropa a plyn | Vybavení ústí vrtu, ventily, spojovací materiál |
| Automobilový průmysl | Díly výfukového systému, palivové články |
| Chemický proces | Výměníky tepla, reakční nádoby |
| Lékařský | Implantáty, chirurgické nástroje |
| Aditivní výroba | Bimetalové díly, mřížky, konstrukce s optimalizovanou topologií |
Slitiny niklu slouží pro kritické aplikace, které vyžadují kombinaci vysoké pevnosti a odolnosti proti korozi při zvýšených teplotách.
Specifikace pro prášek ze slitiny niklu
| Standard | Popis |
|---|---|
| ASTM B162 | Specifikace stupně niklování |
| ASTM B214 | Porézní niklový pásek |
| ASTM B351 | Formy výrobků z tepaných superslitin |
| ASTM B777 | Slitiny niklu z práškové metalurgie (PM) |
Neexistují žádné univerzální specifikace prášku. Přijímací normy určuje aplikace a zamýšlený způsob výroby.
Prášek ze slitiny niklu Dodavatelé a ceny
| Prodejce | Doba realizace | Cenové rozpětí ($/kg) |
|---|---|---|
| Sandvik Osprey | 10-16 týdnů | $25 – $500 |
| Vybavení společnosti Atlantic | 12-18 týdnů | $30 – $450 |
| Technika TLS | 16-20 týdnů | $35 – $480 |
Ceny se značně liší v závislosti na složení slitiny, množství prášku, rozsahu velikostí a stanovené úrovni kvality.
Výhody a nevýhody Prášek ze slitiny niklu
| Klady | Nevýhody |
|---|---|
| Vysoká pevnost při zvýšených teplotách | Drahé slitinové suroviny |
| Odolnost vůči drsným podmínkám | Omezení dodavatelé a dostupnost |
| Vlastní slitiny pro přizpůsobené vlastnosti | Přísné postupy kvality pro zajištění čistoty |
| Flexibilní výrobní metody | Bezpečnostní rizika u jemných kovových prášků |
| Složité tvary z technologie AM | Po sestavení AM je často nezbytné následné zpracování |
Prášky ze slitin niklu umožňují výrobu vysoce výkonných součástí, ale jejich výroba a bezpečná manipulace s nimi vyžadují značné odborné znalosti.
FAQ
Jaký je rozdíl mezi superslitinami, vysokoteplotními slitinami a nerezovými slitinami?
Superslitiny mají nejvyšší pevnost díky zpevnění gama precipitátem. Vysokoteplotní slitiny překonávají oxidaci. Nerezové slitiny se zaměřují na odolnost proti korozi.
Jaký rozsah velikosti částic je nejlepší pro tisk z pojiva?
Pro proces vázání je zapotřebí přibližně 20 až 50 mikronů. Příliš jemné prášky brání nasycení kapalinou a šíření pojiva. Zajistěte úzké rozdělení pro hustotu balení.
Co způsobuje kontaminaci při rozprašování?
Přebírání kyslíku ze vzduchu vede ke vzniku oxidových inkluzí. Je možná menší ztráta prvků vypařováním. Dalšími zdroji jsou výstelky tundry, tavicí kelímky. Používejte vysoce čistý inertní plyn a výchozí materiály.
Proč se dává přednost prášku rozprašovanému plynem před práškem rozprašovaným vodou?
Rozprašování vody vede k vyzvedávání kyslíku, což zhoršuje kvalitu prášku. Pomalejší chlazení vede ke vzniku karbidových sítí, které snižují odolnost proti korozi. Vyhněte se reaktivním slitinám.
Jaké jsou běžné vady při tisku niklových slitin?
Nedostatek fúzních defektů v důsledku nízké hustoty energie. Zbytkové praskání. Prášek zachycený uvnitř uzavřených objemů. Pórovitost způsobená zachycením plynu. Vyžadují integrovaný vývoj řešení.
Závěr
Prášky ze slitin niklu poskytují schopnost pracovat v extrémních prostředích, což je nezbytné pro kritické aplikace, a díky specializovaným výrobním procesům je možné přizpůsobit složení a vlastnosti částic. Pečlivá specifikace a testování zajišťují vhodnost pro výrobní metody, jako je aditivní výroba, tepelné stříkání nebo vstřikování prášku.
