Metallpulver aus Nickellegierungen beziehen sich auf pulvermetallurgische Formen verschiedener Zusammensetzungen von Nickellegierungen. Diese Pulver können zur Herstellung von Teilen und Komponenten aus Nickellegierungen durch Verfahren wie Metallspritzguss, additive Fertigung, Pulverpressen und Sintern verwendet werden.
Überblick über Nickellegierungen Metallpulver
Nickellegierungspulver bieten einzigartige Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturleistung. Wichtige Details umfassen:
Vorteile
- Hohe Festigkeit
- Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
- Hohe Temperaturstabilität
- Maßgeschneiderte elektrische, magnetische oder thermische Eigenschaften
- Niedrigere Kosten als Barren aus exotischen Legierungen
Herstellungsmethoden
- Gaszerstäubung
- Wasserzerstäubung
- Carbonyl-Verfahren
- Elektrolyse
- Mechanisches Schleifen
Gemeinsame Legierungssysteme
- Nickel-Chrom
- Nickel-Molybdän
- Nickel-Kobalt
- Nickel-Eisen-Chrom
- Nickel-Kupfer
- Nickel-Aluminium
Typische Anwendungen
- Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
- Industrielle Werkzeuge
- Automobilteile
- Elektrische Kontakte
- Korrosionsbeständige Strukturen
- Teile für Hochtemperaturöfen
Spezifikationen
Pulver aus Nickellegierungen sind in verschiedenen Standardspezifikationen erhältlich:
- Größenbereich: 1 - 150 Mikrometer
- Chemie nach Anwendungsbedarf
- Sphärische, unregelmäßige oder gemischte Morphologie
- Gas- oder wasserzerstäubte Sorten
- Kundenspezifische Legierungen und Partikelgrößen möglich
Arten von Nickellegierungsmetallpulvern
Viele Nickellegierungen sind in Pulverform erhältlich. Zu den gängigen Legierungssystemen gehören:
| Legierung Typ | Kompositionen | Wichtige Eigenschaften |
|---|---|---|
| Nickel-Chrom | Ni-Cr, Ni-Cr-Fe-Mo | Oxidationsbeständigkeit, Festigkeit bei hohen Temperaturen |
| Nickel-Molybdän | Ni-Mo | Korrosionsbeständigkeit, Beibehaltung der Festigkeit bei hohen Temperaturen |
| Nickel-Kobalt | Ni-Co | Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, einstellbare magnetische Permeabilität |
| Nickel-Eisen-Chrom | Ni-Fe-Cr, Ni-Cr-Fe-Mo-Cu | Ausgezeichnete Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen |
| Nickel-Kupfer | Ni-Cu | Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, anpassbare Wärmeausdehnung |
| Nickel-Aluminium | Ni-Al | Leichtes Gewicht, hohe Temperaturbeständigkeit |
Diese Legierungspulverzusammensetzungen können individuell angepasst werden, um anwendungsspezifische Eigenschaften zu erzielen.
Merkmale und Eigenschaften von Nickellegierungen Metallpulver
Pulver aus Nickellegierungen bieten ein vielseitiges Spektrum an mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften:
Mechanische Eigenschaften
- Hohe Festigkeit
- Widerstandsfähigkeit gegen Kriechen und Ermüdung
- Widersteht wiederholten Heiz-/Kühlzyklen
- Schlagzähigkeit
Physikalische Eigenschaften
- Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich wie bei Stahl
- Elektrischer Widerstand zugeschnitten auf den Chromgehalt
- Kontrollierte magnetische Permeabilität mit Eisen und Kobalt
Chemische Eigenschaften
- Widerstandsfähig gegen Korrosion in rauen Umgebungen wie Säuren, Chloride usw.
- Behält seine Eigenschaften in oxidierenden Atmosphären bis zu 2000°F bei
- Schweißeigenschaften ähnlich wie bei Nickel-Knetlegierungen
Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Nickellegierungen für anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Anwendungen und Verwendungszwecke von Metallpulver aus Nickellegierungen
Pulver aus Nickellegierungen werden in allen Branchen eingesetzt, in denen eine Kombination von Eigenschaften erforderlich ist:
| Industrie | Anwendungen | Angebotene Leistungen |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Turbinenschaufeln, Triebwerksteile, Komponenten der Flugzeugzelle | Festigkeit bei hohen Temperaturen, Korrosionsbeständigkeit |
| Öl und Gas | Ventile, Armaturen, Brunnenkopfkomponenten | Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und Drücken |
| Automobilindustrie | Getriebe, Wellen, Auspuffkomponenten, Turboladerteile | Hitze- und Verschleißbeständigkeit für Teile des Antriebsstrangs |
| Industriell | Lebensmittelverarbeitungsanlagen, Zellstoff- und Papiermaschinenteile, Strahlenschutzschilde | Korrosionsbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Sicherheit |
| Elektronik | Steckverbinder, Leiterrahmen, Schalter, Abschirmungen | Leitfähigkeit, Magnetismuskontrolle, Widerstandsschweißen |
| Chemisch | Pumpen, Ventile, Rohrleitungen | Korrosionsbeständigkeit gegen verschiedene Chemikalien |
Diese Anwendungen nutzen die ausgewogenen mechanischen und chemischen Eigenschaften von Nickellegierungen.
Spezifikationen von Nickellegierungsmetallpulver
Pulver aus Nickellegierungen werden in verschiedenen Standardspezifikationen hergestellt, die für unterschiedliche Herstellungsverfahren geeignet sind:
| Spezifikation | Optionen |
|---|---|
| Legierungssorte | IN-, N-, CN-Nickelsorten sowie proprietäre Zusammensetzungen |
| Partikelgröße | 1-10 μm, 10-45 μm, 45-100 μm, 15-150 μm |
| Morphologie | Kugelförmig, unregelmäßig/eckig |
| Produktionsverfahren | Gas zerstäubt, Wasser zerstäubt, Carbonyl |
| Reinheit | Nickel + Legierungselemente, sauerstoff- und stickstoffarm, kundenspezifische Verunreinigungsgrenzen |
| Verpackung | Gläser, Säcke, Fässer unter inerter Atmosphäre |
Diese Spezifikationen ermöglichen die Auswahl des optimalen Pulvers für ein bestimmtes Produktionsverfahren wie Metallspritzguss, Pressen und Sintern, additive Fertigung usw.
Lieferanten und Preise für Metallpulver aus Nickellegierungen
Die meisten großen Metallpulverhersteller bieten verschiedene Zusammensetzungen und Größenordnungen von Nickellegierungspulver an, die für die industrielle Produktion geeignet sind. Einige der weltweit führenden Anbieter sind:
| Unternehmen | Marken | Produktionsmethoden | Typische Preisgestaltung |
|---|---|---|---|
| Sandvik | Fischadler | Gas-, Wasserzerstäubung | $$$ |
| Tischlertechnik | Verschiedene | Gas-, Wasserzerstäubung | $$$ |
| ATI-Pulvermetalle | Verschiedene | Gas-, Wasserzerstäubung | $$$ |
| Praxair Oberflächentechnologien | Verschiedene | Gaszerstäubung | $$$ |
| Hoganas | Verschiedene | Gas-, Wasserzerstäubung | $$-$$$ |
| CNPC-Pulver-Gruppe | Verschiedene | Gas-, Wasserzerstäubung | $-$$ |
Die Preise können je nach Legierungschemie, Pulvergröße, Qualitätsstufen, Produktionsverfahren usw. stark schwanken. Die typische Spanne liegt bei $50-$150 pro kg für gängige Legierungen und Größen.
Vor- und Nachteile von Metallpulver aus Nickellegierungen
vs Geschmiedete Materialien
Pulver aus Nickellegierungen bietet einige deutliche Vorteile, aber auch Einschränkungen im Vergleich zu geschmiedeten Formen:
Vorteile
- Komponenten mit komplexen Formen leicht gemacht
- Homogenes Gefüge durch schnelle Erstarrung
- Formnahe Konstruktion senkt den Bearbeitungsbedarf
- Niedrigere Kosten als gleichwertige legierte Walzprofile
Benachteiligungen
- Nach der Herstellung der Teile kann eine Nachbearbeitung erforderlich sein
- Größen- und Geometriebeschränkungen für einige Methoden
- Die Pulverproduktion hat einen höheren Energiebedarf
- Sekundäre Operationen verursachen zusätzliche Kosten gegenüber Gussteilen
- Geringere maximale Festigkeit als Knetlegierungen
Das Gleichgewicht von Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit bestimmt die optimale Materialform für eine bestimmte Anwendung.
FAQs
F: Welches sind die wichtigsten Legierungselemente, die in Nickelpulvern verwendet werden?
A: Die häufigsten Legierungszusätze sind Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt, Kupfer und Aluminium, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.
F: Welche Pulverherstellungsmethoden werden für Nickellegierungen verwendet?
A: Gasverdüsung und Wasserverdüsung sind die wichtigsten Techniken. Einige Nickellegierungen werden auch durch Carbonylpulverherstellung hergestellt.
F: Welcher Partikelgrößenbereich ist typisch für Nickellegierungspulver?
A: Die meisten Pulver liegen zwischen 1 Mikrometer und 150 Mikrometer. Feinere Pulver unter 45 Mikron werden für das Sintern und das Metallspritzgießen verwendet. Gröbere Partikel von 45-150 Mikron eignen sich für das Pressen und Strangpressen oder die additive Fertigung.
F: Wie hoch sind die Kosten für Nickellegierungspulver im Vergleich zu Knetwerkstoffen?
A: Pulver aus Nickellegierungen können 30-50% Kosteneinsparungen gegenüber geschmiedeten Knüppeln oder Stangen bieten. Aber sekundäre Verarbeitung nach Pulver Konsolidierung kann das Kosten-Nutzen-Verhältnis zu senken.
F: Welche Normen gelten für Pulver aus Nickellegierungen?
A: ASTM-, ISO- und andere nationale Normen helfen bei der Definition von Chemie, Verunreinigungsgrenzen, Partikelgrößenverteilung und Probenahmeverfahren für die Qualitätskontrolle.
Schlussfolgerung
Metallpulver aus Nickellegierungen stellen eine vielseitige Werkstoffoption dar, die hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, thermische Stabilität und andere maßgeschneiderte Eigenschaften vereint. Zu den wichtigsten Legierungssystemen gehören unter anderem Nickel-Chrom, Nickel-Molybdän und Nickel-Eisen-Chrom. Diese fortschrittlichen Pulver ermöglichen die Herstellung kritischer Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, in der Öl- und Gasindustrie, in der Automobilindustrie und in anderen Industriezweigen. Mit dem zunehmenden Einsatz von pulvermetallurgischen Verfahren werden Nickellegierungen weiterhin schnell durch Metallspritzguss, additive Verfahren und Press- und Sinterverfahren eingesetzt.
