Здравейте! Ако някога сте се занимавали с метален 3D печат, термично пръскане или усъвършенствани производствени части, вероятно сте чували термина „сплав на прах“ да се използва често. Но ето нещото, което спъва много хора - особено новите хора, които тепърва навлизат в играта: какво всъщностеразмера на частиците на прах от сплав? Разбирам, това не е най-бляскавата част от процеса, но повярвайте ми, това е решаващо за това как ще се получи крайният ви продукт. Като човек, който е в играта със сплави на прах повече от десетилетие, съм отговарял на този въпрос сто пъти, така че нека го разбием, както бих направил за нов клиент, влизащ в офиса ми.
Първо, нека не го усложняваме. Размерът на частиците на сплавта на прах е просто мярка за това колко големи (или малки) са малките метални частици във вашата партида - просто като това. Но това не е универсално число. Това е диапазон, нали? Например, нямате всяка частица точно 20 микрона; имате разпределение и това разпределение е най-важното. За контекст, микронът е милионна част от метъра - така че песъчинката обикновено е 90 микрона или по-голяма, докато човешкият косъм е с дебелина около 50 микрона. Разбра ли? Така че, когато говорим за размери пудра, ние сме в този малък, малък свят.
Позволете ми да кажа това в реални условия, тъй като продавам различни видове сплави на прах за всякакви задачи. Вземете прах от титаниева сплав, например – ако го използвате за 3D принтиране чрез сливане на прахово легло (това е фантастичният вид, при който разтопявате слоеве прах, за да направите част), искате диапазон от размери от 15 до 45 микрона. Ако е твърде голям, принтерът не може да постави достатъчно тънък слой, така че вашата част може да има празнини или да е слаба. Ако е твърде малък, прахът става на бучки и трудно тече - освен това може да причини проблеми с праха, с които трябва да се справяме много внимателно с титана, защото е реактивен. Трябва да отбележа, че различните приложения се нуждаят от различни диапазони, така че винаги проверявайте спецификациите за вашия процес. И хей, ако имате нужда от повече подробности, вижте нашата страница с титанова сплав на прах за точните диапазони, които предлагаме за различни случаи на употреба.
Чакайте, нека поговорим защо размерът има значение отвъд просто „течащо“ или „отпечатване“. Да приемем, че използвате прах от феросплави за покриване на части, за да ги направите устойчиви на ръжда или супер твърди. Ако частиците са твърде груби, покритието ще бъде неравномерно - ще получите дебели петна и тънки петна, а тънките ще се износят бързо. Но ако те са твърде фини, прахът може да не се „пръсне“ точно при напръскване, така че ще получите груб, порест слой, който не защитава добре. За прах от феросплави обикновено работим с диапазон от 45 до 150 микрона за приложения с термично пръскане и това се тества отново и отново, за да се уверим, че работи. Ето защо ние не продаваме само произволен прах - ние определяме разпределението на размера, защото то пряко влияе върху крайния ви резултат.
Друг голям: волфрамов карбид кобалтов прах. Тези неща се използват за режещи инструменти, свредла и части, които трябва да бъдат бити. Размерът на частиците тук екритиченза твърдост и издръжливост. Ако имате по-фини частици от волфрамов карбид (като 1 до 10 микрона), получавате по-твърд инструмент, който може да задържи ръба по-дълго, но е малко по-крехък. Ако използвате по-едри частици (10 до 30 микрона), инструментът е по-здрав, но се износва по-бързо. Така че нашият микс тук е свързан с балансирането на това - в зависимост от това от какво се нуждае клиентът. И преди сме имали клиенти да идват при нас с лоша партида, защото са използвали прах с грешен размер за своите режещи остриета и той просто не се представя. Не правете тази грешка – размерът е всичко тук.
Нека превключим на нещо малко по-познато: алуминиев бронз на прах. Това е златисто оцветената сплав, която често се използва за декоративни части, лагери и компоненти на клапани. За части, които се нуждаят от гладко покритие, като тези декоративни накрайници, ние използваме по-малък размер на частиците - като 10 до 50 микрона - защото ляга равномерно и придава хубав, равномерен вид. За лагери обаче може да използваме малко по-груб диапазон (50 до 100 микрона), тъй като малко по-големите частици спомагат за смазването, когато лагерът се движи. Имах клиент, който изработваше персонализирани метални бижута с нашия алуминиев бронзов прах и те се кълняха във финия размер, защото правеше отливките им да изглеждат точно като истински бронз – без груби ръбове. Това е вид размер на детайла, който носи на масата.
И прах от никелова сплав - о, човече, това е работен кон за високотемпературни приложения, като части за реактивни двигатели или промишлени пещи. Тези части трябва да издържат на безумна топлина, така че прахът трябва да се стопи равномерно и да се свърже здраво. Ако размерът на частиците е твърде неравномерен, някои частици ще се стопят преди други, което води до слаби места или несъответствия в крайната част. За прах от никелова сплав, използван при лазерно сливане на прахово легло, ние се придържаме към 15 до 53 микрона, а за покрития с термично пръскане за компоненти с висока температура, ние използваме малко по-груби (45 до 150 микрона). Тествахме тези неща в пещи, които работят при 1000°C, и прахът с правилния размер не се напуква или лющи — грешен размер и се поврежда бързо. Това е видът надеждност, на която нашите клиенти разчитат и тя започва с определянето на правилния размер.
Сега, как всъщност измерваме този размер? Не е като да използваш линийка, очевидно. Използваме нещо, наречено лазерна дифракция – изстрелвате лазер през проба от прах и начинът, по който се разпръсква светлината, ни казва колко големи са частиците. Той е бърз и точен, поради което всички добри доставчици на пудра го използват. Ние също така пресяваме праха през различни размери на мрежата, за да разделим частиците в специфични диапазони – например, ако искате само 15-45 микрона, ние отсяваме всичко, което е по-малко от 15 и по-голямо от 45. Понякога правим както лазерна дифракция, така и ситов анализ за двойна проверка, защото не искате никакви изненади, когато прахът попадне на пода на цеха ви.
Ето един често срещан въпрос, който получавам: „по-фин“ означава ли „по-добър“? Кратък отговор: не. Ако използвате прах за част, която трябва да е жилава, по-грубият може да е по-добър. Ако имате нужда от гладко покритие или тесни допуски, по-финият е начинът. Всичко зависи от вашия процес и какво ще прави частта. Веднъж имах клиент, който поръча супер фин титанов прах, защото смяташе, че ще направи по-здрава 3D отпечатана част, но в крайна сметка причини проблеми с потока в неговия принтер и направи части с повече порьозност. Настроихме го в диапазон от 20-63 микрона и частите му бяха много по-добри. Ето защо говоренето за размер не е само за числа – става въпрос за съпоставяне на тези числа с вашите конкретни нужди.
Друго нещо, което трябва да имате предвид: формата на частиците също може да се свърже с размера, но това е съвсем друг разговор. Кръглите частици текат по-добре, поради което много прах се пулверизира (разпръсква се в малки капчици, които се втвърдяват в сфери). Неправилните частици може да имат различно разпределение по размер, но работят за определени приложения, като например леене под налягане на метал. Но дори и с формата, размерът все още е в основата на всичко. Можете да имате кръгла пудра, която е с грешен размер, и пак няма да работи както трябва.
Така че, ако търсите сплав на прах, не просто питайте за „сплав на прах“ – попитайте за диапазона на размера на частиците. Независимо дали имате нужда от титан за 3D печат, феросплав за покрития, волфрамов карбид кобалт за режещи инструменти, алуминиев бронз за декоративни части или никелова сплав за работа при висока температура, размерът ще направи или провали вашия проект. Между другото, имаме и персонализирани гами – ако имате нужда от нещо, което не е готово, можем да работим с вас, за да наберем точния размер, от който се нуждаете.
В крайна сметка, правя това достатъчно дълго, за да знам, че хората просто искат пудра, на която могат да разчитат. Те не искат да се занимават с части, които се провалят, защото прахът е с грешен размер, или трябва да преработват цяла партида, защото са избрали грешен диапазон. Ето защо ние държим на прозрачността тук – казваме ви точно какъв размер получавате, как се измерва и защо този диапазон работи за вашето приложение. Ако ви е писнало да се занимавате с доставчици, които просто продават „прах“ без подробности, свържете се с нас. Щастливи сме да разгледаме вашия проект, да отговорим на всичките ви въпроси относно размера на частиците и да ви свържем с правилната сплав на прах за вашата работа. Не позволявайте на малък детайл като размера на частиците да обърка следващия ви голям проект – свържете се с нас и ние ще се погрижим да имате точно това, от което се нуждаете.
препратки:
- ASTM B821-21, Стандартен метод за изпитване за разпределение на размера на частиците на метални прахове и сродни съединения чрез лазерна дифракция
- Powell, GL, & Edington, JW (1980). Ефектът на размера на частиците на праха върху свойствата на синтерованите сплави. Journal of Materials Science, 15 (10), 2570-2578.
- Общество за термичен спрей. (2020 г.). Наръчник по технология на термично пръскане (2-ро издание). ASM International.
- Kruth, JP, Levy, G., Klocke, F., & Childs, THC (2007). Феномен на консолидация в лазерно и наслоено производство на основата на прах. CIRP Annals - Технология на производството, 56 (2), 730-759.