Az ötvözetpor szerepe a fejlett fém 3D nyomtatásban
Az additív gyártás, különösen a szelektív lézerolvasztás (SLM) és az elektronsugaras olvasztás (EBM) térnyerése az ötvözetport az ipari innováció középpontjába helyezte. A hagyományos öntéssel ellentétben ezekhez az eljárásokhoz nagy folyóképességű és nagy tömítési sűrűségű gömbötvözet porokra van szükség, hogy a szerkezet minden rétege egységes legyen. A nagy teljesítményű fémporok, például a titán, a nikkel alapú szuperötvözetek és a kobalt-króm lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy olyan összetett geometriákat tervezzenek, amelyeket korábban lehetetlen volt gyártani. A porkohászati eljárás pontossága biztosítja, hogy a végső alkatrész megőrizze mechanikai integritását, miközben jelentősen csökkenti az anyagpazarlást.
A 3D nyomtatás sikerének főbb jellemzői
- Részecskeméret-eloszlás (PSD): Egyenletes olvadást és felületi minőséget biztosít.
- Gömb alakú morfológia: Javítja a por áramlását az építőlemezen keresztül.
- Kémiai tisztaság: Megakadályozza az oxidációt és biztosítja az utolsó alkatrész szilárdságát.
Az összetevők élettartamának növelése a termikus permetezett ötvözetporokkal
Kíméletlen ipari környezetben a berendezések gyakran extrém hőhatásnak, korróziónak és kopásnak vannak kitéve. Termikus spray ötvözetporok védőbevonatot alkalmaznak ezen alkatrészek felületére. Olyan technikák alkalmazásával, mint a nagy sebességű oxi-üzemanyag (HVOF) vagy a plazmapermetezés, a speciális ötvözött porokat megolvasztják, és egy hordozóra hajtják. Ez egy kemény felületű réteget hoz létre, amely akár ötszörösére is meghosszabbíthatja az alkatrész élettartamát. Az olyan iparágak, mint az olaj- és gázipar, a bányászat és az űrhajózás, ezekre a bevonatokra támaszkodnak a drága gépek karbantartása és a mechanikai meghibásodások által okozott leállások csökkentése érdekében.
Általánosan használt termikus spray kompozíciók
| Ötvözet típusa | Elsődleges előny | Közös alkalmazás |
| WC-Co (volfrámkarbid) | Extrém kopásállóság | Fúrószárak és szivattyútengelyek |
| NiCrBSi (nikkel alapú) | Korrózióval és oxidációval szembeni ellenállás | Kazáncsövek és szelepek |
| MCrAlY ötvözetek | Magas hőmérsékletű védelem | Gázturbina lapátok |
Előállítási módszerek és hatásuk az ötvözetpor minőségére
Az ötvözetpor előállítására használt módszer közvetlenül meghatározza annak végső alkalmazását. A gázporlasztás a legnépszerűbb technika a repülési és orvosi alkalmazásokhoz szükséges jó minőségű, gömb alakú porok előállítására. A folyamat során az olvadt fémáramot nagynyomású inert gázsugarak szétesik. Más módszerek, mint például a vízporlasztás, költséghatékonyabbak, és szabálytalan alakú részecskéket állítanak elő, amelyek ideálisak préselési és szinterezési alkalmazásokhoz, ahol a végső hőkezelés előtt "zöldszilárdság" vagy a részecskék összekapcsolása szükséges. Ezeknek a gyártási árnyalatoknak a megértése segít a gyártóknak kiválasztani a sajátos mechanikai követelményeiknek megfelelő anyagot.
A porlasztási technikák összehasonlítása
- Gázporlasztás: gömb alakú részecskéket állít elő; alacsony oxigéntartalom; ideális AM számára.
- Vízporlasztás: Szabálytalan részecskéket termel; költséghatékony; szerkezeti részekhez használják.
- Plazmaporlasztás: Legnagyobb tisztaság és gömbszerűség; reaktív fémekhez, például titánhoz használják.
A személyre szabott ötvözetporok fejlesztésének jövőbeli trendjei
A technológia fejlődésével az iparág a "designer porok" felé halad. A kész ötvözetek használata helyett a vállalatok most egyedi, speciális környezeti stresszhatásokra szabott ötvözetpor-összetételeket fejlesztenek. Ez magában foglalja a nagy entrópiájú ötvözetek (HEA) kifejlesztését, amelyek öt vagy több elemből állnak, közel egyenlő arányban. Ezek a porok soha nem látott szilárdság/tömeg arányt és hőstabilitást kínálnak. Ezen túlmenően a fenntarthatóságra irányuló törekvés a fémhulladék újrahasznosítását is visszavezeti kiváló minőségű porokká, biztosítva a körkörös gazdaságot a fémgyártási szektorban.
