FeCoNiCr-Pulver

Unter FeCoNiCr-Pulver versteht man eine Legierung aus Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Chrom (Cr). Die Kombination dieser Elemente bringt eine Vielzahl wünschenswerter Eigenschaften mit sich und macht es zu einem idealen Material für additive Fertigungsprozesse. Das Pulver ist fein granuliert und speziell formuliert, um eine effiziente Verwendung in 3D-Druckern zu ermöglichen, wo es selektiv Schicht für Schicht aufgetragen werden kann, um komplizierte und komplexe Strukturen zu erzeugen.

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Übersicht über FeCoNiCr-Pulver

FeCoNiCr gehört zu einer Klasse von Hochleistungslegierungen, die bei erhöhten Temperaturen über 750 °C gute mechanische Eigenschaften, mikrostrukturelle Stabilität und Umweltbeständigkeit aufweisen. Eisen und Kobalt sorgen für Festigkeit. Nickel verbessert die Duktilität und Zähigkeit. Chrom sorgt für Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit.

Zu den Hauptmerkmalen von FeCoNiCr-Pulver gehören:

  • Hervorragende Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit
  • Gute Dauerfestigkeit und Zähigkeit
  • Hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Abriebfestigkeit
  • Hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
  • Erhältlich in verschiedenen Partikelgrößenverteilungen und Morphologien

FeCoNiCr-Pulver ist für Schutzbeschichtungen, thermisches Spritzen, Schweißen, additive Fertigung und andere Hochtemperaturanwendungen konzipiert, die Festigkeit, Härte und Umweltbeständigkeit erfordern.

Zusammensetzung von FeCoNiCr-Pulver

FeCoNiCr-Pulver hat die folgende nominelle Zusammensetzung:

Element Komposition
Eisen (Fe) Gleichgewicht
Kobalt (Co) 35-50 %
Nickel (Ni) 10-30 %
Chrom (Cr) 8-12 %
Kohlenstoff (C) <0,5 %
Silizium (Si) <1,5 %
Mangan (Mn) <1 %

 

Die Gehalte an Kobalt, Nickel und Chrom können je nach Bedarf angepasst werden, um die mechanischen Eigenschaften und die Umweltbeständigkeit zu optimieren. Verunreinigungen werden minimiert.

Eigenschaften von FeCoNiCr-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von FeCoNiCr-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 7,5-8,2 g/cm3
Schmelzpunkt 1300-1400°C
Wärmeleitfähigkeit 10-30 W/mK
Elektrischer widerstand 65-85 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 190–220 GPa
Poissonzahl 0,28-0,32
Zugfestigkeit 600-1100 MPa
Streckgrenze 450-800 MPa
Verlängerung 15-30 %
Härte 30-50 HRC

 

Die Eigenschaften wie Hochtemperaturfestigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit machen es für die anspruchsvollsten Anwendungen geeignet.

Herstellungsverfahren für FeCoNiCr-Pulver

FeCoNiCr-Pulver kann hergestellt werden durch:

  • Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgas, das zum Zerstäuben geschmolzener Legierungen verwendet wird, wodurch ein feines kugelförmiges Pulver entsteht, das sich ideal für AM eignet.
  • Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit bricht geschmolzenes Metall in feine, unregelmäßige Pulverpartikel auf. Sparsam, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen gemischter Elementarpulver, gefolgt von Sintern und sekundärer Zerstäubung.

Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Partikelgröße, Form, Reinheit und Mikrostruktur.

Anwendungen von FeCoNiCr-Pulver

Zu den typischen Anwendungen von FeCoNiCr-Pulver gehören:

  • Thermische Spritzbeschichtungen – HVOF- oder Plasmaspritzen zum Auftragen dicker, verschleiß- und korrosionsbeständiger Beschichtungen auf Werkzeuge, Formen, Ventile, Lager usw.
  • Additive Fertigung – Selektives Laserschmelzen zur Herstellung komplexer Komponenten für Hochtemperaturumgebungen.
  • Schweißzusatzstoff – Bietet hervorragende Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen in der Schweißzone.
  • Hartlötfüller – Wird zum Verbinden von Bauteilen verwendet, die bei sehr hohen Temperaturen betrieben werden und Oxidationsbeständigkeit erfordern.
  • Glasverarbeitung – Förderrollen für die Pulvermetallurgie mit hoher Temperaturfestigkeit, die in Glasschmelzöfen eingesetzt werden.

Spezifikationen von FeCoNiCr-Pulver

FeCoNiCr-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen, Qualitäten und Reinheitsgraden erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 15–45 μm für AM-Methoden, bis zu 150 μm für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Formen. Kugelförmiges Pulver sorgt für optimale Fließfähigkeit und Packung.
  • Reinheit: Von kommerzieller Reinheit bis hin zu ultrahohen Reinheitsgraden basierend auf strengen chemischen Analyse- und Anwendungsanforderungen.
  • Oberfläche: Bevorzugt wird eine geringe Oberfläche, um die Oxidation während der Handhabung und Lagerung zu minimieren.
  • Sorten: Kundenspezifische Zusammensetzung und Pulvermetallurgie, abgestimmt auf die beabsichtigte Anwendung und Verarbeitungsmethode.

Globale Lieferanten von FeCoNiCr-Pulver

Zu den weltweit wichtigsten Lieferanten von FeCoNiCr-Pulver gehören:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Erasteel (Frankreich)
  • Tekna (Kanada)
  • Edgetech Industries (USA)
  • Hoganas (Schweden)
  • CNPC-Pulver (China)

Diese Unternehmen produzieren verschiedene Qualitäten von FeCoNiCr-Pulver mithilfe von Gaszerstäubungs-, Wasserzerstäubungs- und mechanischen Legierungsprozessen, die auf spezifische Anwendungen zugeschnitten sind.

Preise für FeCoNiCr-Pulver

Die Preise für FeCoNiCr-Pulver hängen von folgenden Faktoren ab:

  • Zusammensetzung, Reinheitsgrade
  • Pulvergröße und Morphologie
  • Produktionsmethode
  • Auftragsvolumen
  • Hersteller und Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 60-120 $ pro kg
Hohe Reinheit 120-250 $ pro kg
Ultrafein 250-450 $ pro kg
Sonderklasse 450-850 $ pro kg

 

Gaszerstäubte Pulver mit kontrollierter Partikelgröße und hoher Reinheit sind im Vergleich zu handelsüblichen Qualitäten deutlich teurer.

Lagerung und Handhabung von FeCoNiCr-Pulver

Zu den ordnungsgemäßen Lagerungs- und Handhabungsverfahren für FeCoNiCr-Pulver gehören:

  • In verschlossenen Behältern unter Inertgas lagern, um Oxidation zu verhindern
  • Vermeiden Sie die Ansammlung von feinem Pulver, um Explosionsrisiken vorzubeugen
  • Verwenden Sie bei der Handhabung geeignete PSA, Belüftung und Sicherheitspraktiken
  • Kontakt zwischen Pulver und unverträglichen Materialien vermeiden
  • Befolgen Sie die geltenden Sicherheitsrichtlinien des Sicherheitsdatenblatts des Lieferanten

Vorsicht und Schutzmaßnahmen sind beim Umgang mit diesem reaktiven Legierungspulver unerlässlich.

Inspektion und Prüfung von FeCoNiCr-Pulver

Wichtige Qualitätskontrolltests, die an FeCoNiCr-Pulver durchgeführt wurden:

  • Chemische Analyse mit OES oder RFA, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung innerhalb der angegebenen Grenzen liegt
  • Partikelgrößenverteilung mittels Laserbeugung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM-Bildgebung
  • Messung der Pulverdurchflussrate gemäß ASTM B213-Standard
  • Dichtebestimmung mittels Heliumpyknometrie
  • Verunreinigungsprüfung mittels ICP-MS
  • Mikrostrukturelle Charakterisierung durch XRD-Phasenanalyse

Durch gründliche Tests wird die Pulverqualität und -konsistenz für die beabsichtigte Hochtemperaturanwendung überprüft.

Vergleich zwischen FeCoNiCr- und 316L-Edelstahlpulvern

FeCoNiCr- und 316L-Edelstahlpulver im Vergleich:

Parameter FeCoNiCr 316L SS
Komposition Quartäre Hochtemperaturlegierung Rostfreie Fe-Cr-Ni-Legierung
Kosten Höher Untere
Hochtemperaturfestigkeit Viel besser Mäßig
Korrosionsbeständigkeit Vergleichbar Besser
Wärmeleitfähigkeit Höher Untere
Bearbeitbarkeit Mäßig Exzellent
Anwendungen Thermisches Spritzen, AM Automobil, Bau

 

FeCoNiCr bietet eine weitaus bessere Hochtemperaturfestigkeit, während 316L bessere Fertigungseigenschaften und Korrosionsbeständigkeit bei geringeren Kosten bietet.

Häufig gestellte Fragen zu FeCoNiCr-Pulver

Q: Wie wird FeCoNiCr-Pulver hergestellt?

A: FeCoNiCr-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und mechanisches Legieren mit anschließendem Sintern hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die besten Pulvereigenschaften.

Q: Was sind die Hauptanwendungen für FeCoNiCr-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen gehören thermische Spritzbeschichtungen, additive Fertigung, Hartlötfüllstoffe, Heißarbeitswerkzeuge für die Pulvermetallurgie und Glasverarbeitungsgeräte, bei denen hohe Temperaturfestigkeit und -beständigkeit erforderlich sind.

Q: Welche Partikelgröße wird beim thermischen Spritzen empfohlen?

A: Für die meisten thermischen Spritzverfahren wird für FeCoNiCr-Pulver ein Partikelgrößenbereich von 45–150 Mikrometern bevorzugt, um die Abscheidungseffizienz und Beschichtungseigenschaften zu maximieren.

Q: Erfordert FeCoNiCr-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, beim Umgang mit diesem reaktiven feinen Legierungspulver sind geeignete Schutzmaßnahmen unerlässlich, einschließlich inerter Atmosphäre, Erdung, Belüftung und persönlicher Schutzausrüstung.

Q: Wo kann ich FeCoNiCr-Pulver kaufen, das für die additive Fertigung geeignet ist?

A: Für AM-Anwendungen, die eine hohe Temperaturfestigkeit erfordern, kann feines FeCoNiCr-Pulver von führenden Herstellern wie Sandvik, Erasteel, Tekna und Edgetech Industries erworben werden.

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