Uloga praha legure u naprednom metalnom 3D ispisu
Porast aditivne proizvodnje, posebno selektivnog laserskog taljenja (SLM) i taljenja elektronskim snopom (EBM), smjestio je prah legure u središte industrijskih inovacija. Za razliku od tradicionalnog lijevanja, ovi procesi zahtijevaju sferične legure u prahu s velikom protočnošću i velikom gustoćom pakiranja kako bi se osiguralo da je svaki sloj građe jednolik. Metalni prahovi visokih performansi, kao što su titan, superlegure na bazi nikla i kobalt-krom, omogućuju inženjerima da dizajniraju složene geometrije koje je prije bilo nemoguće proizvesti. Preciznost procesa metalurgije praha osigurava da konačna komponenta zadrži mehaničku cjelovitost uz značajno smanjenje otpada materijala.
Ključne karakteristike za uspjeh 3D ispisa
- Raspodjela veličine čestica (PSD): Osigurava dosljedno topljenje i završnu obradu površine.
- Sferična morfologija: poboljšava protok praha preko građevne ploče.
- Kemijska čistoća: Sprječava oksidaciju i osigurava čvrstoću završnog dijela.
Povećanje dugovječnosti komponenti pomoću praha legure termičkog raspršivanja
U teškim industrijskim okruženjima oprema je često izložena ekstremnoj toplini, koroziji i abrazivnom trošenju. Termalni sprej prahovi legura koriste se za nanošenje zaštitnog premaza na površinu ovih komponenti. Korištenjem tehnika kao što je visokobrzinsko oksi-gorivo (HVOF) ili plazma raspršivanje, specijalizirani legirani prahovi se tope i potiskuju na podlogu. Time se stvara tvrdi sloj koji može produžiti životni vijek dijela do pet puta. Industrije poput nafte i plina, rudarstva i zrakoplovstva oslanjaju se na ove premaze za održavanje skupih strojeva i smanjenje zastoja uzrokovanih mehaničkim kvarom.
Uobičajeno korišteni sastavi toplinskog raspršivanja
| Vrsta legure | Primarna korist | Uobičajena primjena |
| WC-Co (volfram karbid) | Ekstremna otpornost na trošenje | Svrdla i osovine pumpi |
| NiCrBSi (na bazi nikla) | Otpornost na koroziju i oksidaciju | Cijevi i ventili za kotlove |
| MCrAlY legure | Zaštita od visokih temperatura | Lopatice plinske turbine |
Metode proizvodnje i njihov utjecaj na kvalitetu praha legura
Metoda koja se koristi za proizvodnju praha legure izravno diktira njegovu konačnu primjenu. Raspršivanje plinom najpopularnija je tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih, sferičnih prahova potrebnih za zrakoplovnu i medicinsku primjenu. Tijekom ovog procesa, tok rastaljenog metala se razgrađuje mlazovima inertnog plina pod visokim pritiskom. Druge metode, kao što je raspršivanje vodom, isplativije su i proizvode čestice nepravilnog oblika, koje su idealne za primjene prešanja i sinteriranja gdje je prije konačne toplinske obrade potrebna "zelena čvrstoća" ili međusobno spajanje čestica. Razumijevanje ovih proizvodnih nijansi pomaže proizvođačima u odabiru pravog materijala za njihove specifične mehaničke zahtjeve.
Usporedba tehnika atomizacije
- Raspršivanje plinom: proizvodi sferne čestice; nizak sadržaj kisika; idealno za AM.
- Atomizacija vode: proizvodi nepravilne čestice; isplativo; koristi se za konstrukcijske dijelove.
- Plazma atomizacija: najveća čistoća i sferičnost; koristi se za reaktivne metale poput titana.
Budući trendovi u razvoju prilagođenih legura u prahu
Kako se tehnologija razvija, industrija se kreće prema "dizajnerskim puderima". Umjesto upotrebe gotovih legura, tvrtke sada razvijaju prilagođene sastave praha legura prilagođene specifičnim stresorima iz okoliša. To uključuje razvoj legura visoke entropije (HEA), koje se sastoje od pet ili više elemenata u gotovo jednakim omjerima. Ovi prašci nude neviđene omjere čvrstoće i težine i toplinsku stabilnost. Nadalje, nastojanje za održivošću potiče recikliranje metalnog otpada natrag u visokokvalitetne prahove, osiguravajući kružno gospodarstvo unutar sektora proizvodnje metala.
