Pulver auf Nickelbasis beziehen sich auf Pulver aus Nickel oder Nickellegierungen, die in verschiedenen Anwendungen wie der additiven Fertigung, der Oberflächenbeschichtung, dem Schweißen und mehr eingesetzt werden. Dieser Artikel bietet einen Überblick über nickelbasierte Pulver, ihre Zusammensetzung und Eigenschaften, Anwendungen, Spezifikationen, Preise, Vergleiche und FAQs.
Übersicht von Pulver auf Nickelbasis
Pulver auf Nickelbasis sind Metallpulver, die hauptsächlich aus Nickel und Legierungselementen wie Chrom, Molybdän, Wolfram und anderen bestehen. Die wichtigsten Eigenschaften, die diese Pulver für Hochleistungsanwendungen geeignet machen, sind:
- Hohe Festigkeit und Härte bei erhöhten Temperaturen
- Ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
- Gute Verschleißfestigkeit
- Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
- Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
Diese Pulver können durch Verfahren wie Gas- oder Wasserverdüsung, Elektrolyse, Carbonylzersetzung usw. in verschiedenen Größen und Morphologien hergestellt werden. Häufig verwendete Nickellegierungen sind Inconel, Monel, Hastelloy, Nichrome usw.
Pulver auf Nickelbasis Zusammensetzung
Pulver auf Nickelbasis enthalten Nickel als Hauptelement zusammen mit anderen Legierungselementen. Typische Zusammensetzungen sind:
| Legierung | Nickel (%) | Andere Elemente |
|---|---|---|
| Nickel | 99%+ | – |
| Inconel | 72% Ni, 14-17% Cr | Eisen, Niob, Kupfer, Aluminium |
| Monel | 63-70% Ni, 27-34% Cu | Eisen, Mangan, Silizium, Kohlenstoff |
| Nichrom | 80% Ni, 20% Cr | Eisen |
| Hastelloy | 42-62% Ni | Chrom, Molybdän, Wolfram |
Das Verhältnis von Nickel und Legierungen bestimmt die wichtigsten Eigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit usw.
Pulver auf Nickelbasis Eigenschaften
Pulver aus Nickellegierungen bieten im Vergleich zu Nickel außergewöhnliche Eigenschaften und sind daher für raue Umgebungen geeignet:
| Eigentum | Merkmale |
|---|---|
| Hohe Temperaturbeständigkeit | Beibehaltung der Festigkeit und Beständigkeit gegen Kriechverformung bei über 1000°C |
| Korrosionsbeständigkeit | Bildung einer schützenden Oxidschicht, beständig gegen Säuren, Laugen usw. |
| Oxidationsbeständigkeit | Langsame Oxidation an der Luft bis zu ~1100°C |
| Abriebfestigkeit | Besserer Widerstand gegen Erosion, Abrieb und Abrieb als Stahl |
| Wärmeleitfähigkeit | Höher als bei nichtrostenden Stählen, ~20 W/m.K für Inconel 625 |
| Elektrischer Widerstand | Eine Reihe von Legierungen haben einen hohen Widerstand für Heizelemente |
| Koeffizient der thermischen Ausdehnung | Niedriger WAK bietet Temperaturwechselbeständigkeit |
Typen von Pulvern auf Nickelbasis
Nickelpulver gibt es in verschiedenen Ausführungen, die für unterschiedliche Abscheidungsverfahren geeignet sind:
| Typ | Gängige Legierungen | Größenbereich | ** Morphologie** |
|---|---|---|---|
| Zerstäubtes Gas | Inconel 625, 718; Monel, Hastelloy | 5 - 150 μm | Abgerundet, kugelförmig |
| Wasser zerstäubt | Inconel 625, 718; 316L, 304L | 10 - 300 μm | Gezackt, unregelmäßig |
| Elektrolytische | Nickel, Monel, Nichrom | 1 – 150 μm | Dendritisch, kristallin |
| Carbonyl | Nickel | 0,5 - 12 μm | Flocken, Chips |
- Gas- und Wasserzerstäubung ermöglichen eine bessere Packungsdichte und Fließfähigkeit
- Elektrolytische Verfahren haben einen höheren Sauerstoffgehalt, der zu Porosität führt.
- Carbonylnickelpulver hat einen hohen Reinheitsgrad (>99% Ni)
Pulver auf Nickelbasis Anwendungen
Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen von Nickellegierungspulvern gehören:
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Additive Fertigung | Luft- und Raumfahrtkomponenten, Turbinenschaufeln, Raketentriebwerke |
| Schweißen | Reparatur von Turbinen, Werkzeugen, Formen; Fügen von Inconel, Hastelloy |
| Oberflächenbeschichtung | Korrosionsschutz, Verschleißfestigkeit, Overlay-Beschichtungen |
| Elektronik | Widerstände, Heizelemente, Leiterbahnen |
| Diamantwerkzeuge | Bindung von Diamantkörnern zum Schneiden, Bohren, Schleifen |
| Magnete | Verbesserung der magnetischen Eigenschaften |
| Batterien | Nickelelektroden in Ni-Cd- und Ni-MH-Batterien |
Dank einzigartiger Eigenschaften wie hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit können Nickelpulver für kritische Anwendungen eingesetzt werden.
Pulver auf Nickelbasis Spezifikationen
Pulver aus Nickellegierungen sind in verschiedenen Größen und Morphologien erhältlich und müssen für eine zuverlässige Leistung den Spezifikationen für Zusammensetzung, Reinheit und Konsistenz entsprechen.
| Parameter | Bereich/Grade |
|---|---|
| Partikelgröße | 5 μm bis 300 μm |
| Partikelform | Kugelförmig, unregelmäßig, Flocken |
| Scheinbare Dichte | 2 - 5 g/cc |
| Dichte des Gewindebohrers | 4 - 7 g/cc |
| Durchflussmenge | 15 - 25 s/50g |
| Reinheit | 98,5% bis 99,9% |
| Sauerstoffgehalt | <0,5% |
| Wasserstoffverlust | <0,1% |
Normungsorganisationen wie ASTM International bieten Spezifikationen für Prüfverfahren und Grenzwerte für Nickelpulver:
- ASTM B162: Norm für Nickelplatten, -bleche, -bänder und gewalzte Stäbe
- ASTM B283: Gasverdüstes Nickel-Pulver und pulvermetallurgische Produkte
- ISO 4499-4: Metallische Pulver - Bestimmung des Sauerstoff- und Stickstoffgehalts durch Heißextraktion
Pulver auf Nickelbasis Lieferanten und Preisgestaltung
Einige der weltweit führenden Anbieter von Nickel- und Nickellegierungspulvern sind:
| Unternehmen | Marken | Legierungen | Preisspanne |
|---|---|---|---|
| Hoganas | Nikopulver® | Nickel, Carbonylnickel | $50 - $100 pro kg |
| Sandvik Fischadler | Nifco®. | Nickel, Kupfer-Nickel, Nickel-Eisen | $75 - $250 pro kg |
| Tischlertechnik | Cartech®. | 625, 718, 690, Monel, Hastelloy | $100 - $500 pro kg |
| AMETEK | Ultrafeines Nickel | Carbonyl-Nickel | $80 - $120 pro kg |
Der Preis variiert je nach:
- Legierungsgrad: Inconel 718 > Inconel 625 > Nickel > Monel
- Partikelgröße: Nanopulver > Mikropulver
- Reinheitsgrade: 99,9% Nickel > 98% Nickel
- Mengen- und Mengenrabatte
Vergleiche
| Parameter | Zerstäubtes Gas | Wasser zerstäubt | Elektrolytische |
|---|---|---|---|
| Kosten | Hoch | Niedrig | Mittel |
| Reinheit | Hoch - 99%+ | Mittel - 98-99% | Niedrig - 90-98% |
| Sauerstoffaufnahme | Niedrig | Hoch | Hoch |
| Partikelform | Abgerundet | Gezackt | Dendritisch |
| Fließfähigkeit | Ausgezeichnet | Mäßig | Schlecht |
| Scheinbare Dichte | Hoch | Mittel | Niedrig |
| Anwendungen | AM, Beschichtungen | Schweißen, Oberflächenbeschichtungen | Heizelemente, Elektronik |
Wichtige Unterschiede im Produktionsprozess führen zu Kompromissen bei Kosten, Qualität und Leistung.
Vorteile von Pulver auf Nickelbasis
Pulver aus Nickellegierungen bieten einzigartige Vorteile gegenüber anderen Materialien:
- Widersteht hohen Temperaturen von über 1000°C
- Beständigkeit gegen Korrosion in sauren oder alkalischen Umgebungen
- Ermöglicht die additive Fertigung komplexer Geometrien
- Hervorragende Bindungsstärke für Diamantwerkzeuge
- sind biokompatibel für medizinische Implantate
- Sie haben kontrollierte Ausdehnungseigenschaften
- Kann recycelt und in der Pulvermetallurgie wiederverwendet werden
Beschränkungen
Einige Nachteile, die mit diesen Pulvern verbunden sind, sind:
- Teuer im Vergleich zu Eisen- oder Kupferpulvern
- Empfindlich gegen Sauerstoffkontamination bei der Handhabung
- Neigung zur Bildung von Oberflächenrissen bei Überhitzung
- Schwierig zu verarbeiten durch Kaltverdichtung und Sintern
- Erfordern kontrollierte Atmosphären beim thermischen Spritzen
- Geringere elektrische und thermische Leitfähigkeit als Kupfer
Die Handhabung, Lagerung und Verarbeitung des Pulvers muss ordnungsgemäß erfolgen, um Einschränkungen zu minimieren.
FAQs
F: Sind Nickelpuder gefährlich?
A: Das Einatmen über einen längeren Zeitraum kann zu einer Sensibilisierung der Atemwege führen. Geeignete PSA wie Masken und Handschuhe sollten bei der Handhabung getragen werden.
F: Wie lange ist die Haltbarkeit von Nickelpulver?
A: Wenn sie unter inerter Atmosphäre in versiegelten Behältern gelagert werden, kann die Haltbarkeit 5 Jahre überschreiten. Die Absorption von Sauerstoff und Feuchtigkeit verschlechtert die Qualität mit der Zeit.
F: Welche Partikelgröße ist für das thermische Spritzen am besten geeignet?
A: 20-45 μm bieten eine bessere Dichte und Haftfestigkeit. Feinere Pulver haben eine geringere Abscheidungseffizienz.
F: Sind sie magnetisch oder nicht magnetisch?
A: Reines Nickel ist leicht magnetisch. Die meisten Nickellegierungen sind nicht magnetisch, außer Nichrom und MuMetall, die Eisen und Nickel enthalten.
F: Können Nickellegierungen in 3D gedruckt werden?
A: Ja, Inconel- und Hastelloy-Sorten bieten hervorragende Eigenschaften, erfordern aber optimierte Parameter für das Laserschmelzen/-sintern.
