Role slitinového prášku v pokročilém kovovém 3D tisku
Vzestup aditivní výroby, konkrétně selektivního laserového tavení (SLM) a tavení elektronovým paprskem (EBM), postavil slitinový prášek do centra průmyslových inovací. Na rozdíl od tradičního odlévání vyžadují tyto procesy kulovité slitinové prášky s vysokou tekutostí a vysokou hustotou plnění, aby byla zajištěna rovnoměrnost každé vrstvy. Vysoce výkonné kovové prášky, jako je titan, superslitiny na bázi niklu a kobalt-chrom, umožňují inženýrům navrhovat složité geometrie, které dříve nebylo možné vyrobit. Přesnost procesu práškové metalurgie zajišťuje, že si finální součást zachovává mechanickou integritu a zároveň výrazně snižuje plýtvání materiálem.
Klíčové vlastnosti pro úspěch 3D tisku
- Distribuce velikosti částic (PSD): Zajišťuje konzistentní tavení a povrchovou úpravu.
- Sférická morfologie: Zlepšuje tok prášku přes stavební desku.
- Chemická čistota: Zabraňuje oxidaci a zajišťuje pevnost finálního dílu.
Prodloužení životnosti součástí prostřednictvím slitinových prášků s tepelným sprejem
V drsných průmyslových prostředích je zařízení často vystaveno extrémnímu teplu, korozi a abrazivnímu opotřebení. Tepelný sprej slitinové prášky se používají k nanášení ochranného nátěru na povrch těchto součástí. Pomocí technik, jako je HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel) nebo plazmové stříkání, se specializované legované prášky roztaví a pohánějí na substrát. Vznikne tak nanášená vrstva, která dokáže prodloužit životnost dílu až pětinásobně. Průmyslová odvětví, jako je těžba ropy a zemního plynu, hornictví a letecký průmysl, spoléhají na tyto povlaky při údržbě drahých strojů a snížení prostojů způsobených mechanickým selháním.
Běžně používané tepelné sprejové kompozice
| Typ slitiny | Primární přínos | Společná aplikace |
| WC-Co (karbid wolframu) | Extrémní odolnost proti opotřebení | Vrtací korunky a hřídele čerpadel |
| NiCrBSi (na bázi niklu) | Odolnost proti korozi a oxidaci | Kotlové trubky a ventily |
| MCrAlY slitiny | Ochrana proti vysoké teplotě | Lopatky plynových turbín |
Výrobní metody a jejich vliv na kvalitu slitinového prášku
Metoda použitá k výrobě slitinového prášku přímo určuje jeho konečnou aplikaci. Plynová atomizace je nejoblíbenější technikou pro výrobu vysoce kvalitních sférických prášků požadovaných pro letecké a lékařské aplikace. Během tohoto procesu je proud roztaveného kovu dezintegrován vysokotlakými tryskami inertního plynu. Jiné metody, jako je atomizace vody, jsou nákladově efektivnější a produkují částice nepravidelného tvaru, které jsou ideální pro aplikace lisování a spékání, kde je před konečným tepelným zpracováním nezbytná „pevnost v surovém stavu“ nebo vzájemné spojení částic. Pochopení těchto výrobních nuancí pomáhá výrobcům vybrat správný materiál pro jejich specifické mechanické požadavky.
Srovnání atomizačních technik
- Atomizace plynem: Produkuje kulovité částice; nízký obsah kyslíku; ideální pro AM.
- Atomizace vody: Produkuje nepravidelné částice; nákladově efektivní; používá se na konstrukční díly.
- Plazmová atomizace: Nejvyšší čistota a sféricita; používá se pro reaktivní kovy, jako je titan.
Budoucí trendy ve vývoji zakázkových slitinových prášků
Jak se technologie vyvíjí, průmysl se posouvá směrem k "Designer Powders". Namísto použití běžně dodávaných slitin nyní společnosti vyvíjejí vlastní práškové slitinové kompozice přizpůsobené specifickým environmentálním stresorům. To zahrnuje vývoj slitin s vysokou entropií (HEA), které se skládají z pěti nebo více prvků v téměř stejných poměrech. Tyto prášky nabízejí bezprecedentní poměr pevnosti k hmotnosti a tepelnou stabilitu. Kromě toho tlak na udržitelnost pohání recyklaci kovového odpadu zpět na vysoce kvalitní prášky, což zajišťuje oběhové hospodářství v odvětví výroby kovů.
