ニッケル合金とは、組成の40%以上をニッケルが占める、広範な耐熱・耐食材料を指します。このガイドでは、様々な ニッケル合金粉 種類、製造方法、主な用途、仕様、価格、比較、調達に関するよくある質問。
ニッケル合金粉末の組成
| 合金ファミリー | 主な合金元素 | 共通グレード |
|---|---|---|
| 超合金 | Cr、Co、Mo、Ti、Al | インコネル718、625、ヘインズ282 |
| 高温合金 | Cr, Mo, W | ヘインズ 230、188、HR-120 |
| 耐食性 | Cr, Mo | 合金C-276、20Cb-3、G-35-1 |
| 電気/電子 | Fe、Cu、Cr | 合金42、コバール |
| 形状記憶 | Ti, Hf | ニチノール（NiTi） |
クロム、コバルト、鉄、銅などの様々な合金元素は、機械的特性を調整し、加工性を向上させ、耐食性と耐摩耗性を高めるために添加される。
主要特性と粉体特性
| 属性 | 代表値 |
|---|---|
| 粒子形状 | 球形 |
| サイズ範囲 | 10～150ミクロン |
| 酸素ppm | 500ppm以下 |
| ホール流量 | 50gで約25秒 |
| 見かけ密度 | 2 - 5 g/cc |
| 表面酸化物 | クロミア薄膜 |
付加製造では100ミクロン以下の球状パウダーが必要だが、コールドスプレーではより大きな粒子が適している。
ニッケル合金粉末の製造方法
| 方法 | 説明 |
|---|---|
| ガス噴霧 | 不活性ガスが溶融金属を液滴粉末に分解する |
| 水の霧化 | 高圧水がメルトストリームを破壊する |
| プラズマ霧化 | 非常にクリーン、少量生産 |
| カルボニルプロセス | ニッケルカルボニルからの化学沈殿 |
ガスアトマイゼーションは超合金、チタン等の反応性合金に最適。水アトマイズは、30ミクロン以上の高容量でより経済的です。プラズマアトマイズとカルボニル法は、特殊粉末の製造に適しています。
の応用 ニッケル合金粉末
| 産業 | 共通コンポーネント |
|---|---|
| 航空宇宙 | タービンブレード、ディスク、トランジション |
| 石油・ガス | 坑口設備、バルブ、ファスナー |
| 自動車 | 排気系部品、燃料電池 |
| 化学プロセス | 熱交換器、反応容器 |
| メディカル | インプラント、手術器具 |
| アディティブ・マニュファクチャリング | バイメタル部品、格子、トポロジー最適化設計 |
ニッケル合金は、高温下での高強度と耐食性の組み合わせを必要とする重要な用途に使用される。
ニッケル合金粉末の仕様
| スタンダード | 説明 |
|---|---|
| ASTM B162 | ニッケルめっきグレード仕様 |
| ASTM B214 | 多孔質ニッケルストリップ |
| ASTM B351 | 鍛造超合金の製品形態 |
| ASTM B777 | 粉末冶金（PM）ニッケル合金 |
普遍的な粉体規格は存在しない。その代わりに、用途と生産方法が受け入れ基準を決定する。
ニッケル合金粉末 供給者と価格
| ベンダー | リードタイム | 価格帯（$/kg） |
|---|---|---|
| サンドビック・オスプレイ | 10～16週間 | $25 – $500 |
| アトランティック・エクイップメント | 12～18週間 | $30 – $450 |
| TLSテクニーク | 16～20週間 | $35 – $480 |
価格は、合金の組成、粉末の量、サイズ範囲、指定された品質レベルによって大きく異なります。
の長所と短所 ニッケル合金粉末
| 長所 | 短所 |
|---|---|
| 高温での高い強度 | 高価な合金原料 |
| ののののののののののののののののののののののののののののののののののの | 限られたサプライヤーと入手可能性 |
| カスタム合金による特性の調整 | 純度を保証する厳格な品質手順 |
| 柔軟な生産方式 | 金属微粉末の安全上の危険 |
| AM技術による複雑な形状 | AMビルドの後、後処理が不可欠になることが多い |
ニッケル合金粉末は高性能部品の製造を可能にするが、製造と安全な取り扱いに多大な専門知識を必要とする。
よくあるご質問
超合金、高温合金、ステンレス合金の違いは何ですか？
超合金はガンマプライム析出強化により最高の強度を持つ。高温合金は酸化に強い。ステンレス合金は耐食性を重視。
バインダージェット印刷に最適な粒度範囲は？
結合処理には20～50ミクロン程度が必要。粉が細かすぎると、液体の飽和やバインダーの広がりを阻害する。充填密度を確保するために狭い分布を確保する。
霧化時のコンタミネーションの原因は？
空気からの酸素ピックアップにより酸化物インクルージョンが生じる。気化による軽微な元素損失の可能性。タンディッシュ・ライナー、溶融ルツボが他の原因。高純度の不活性ガスと出発原料を使用する。
なぜ水アトマイズよりもガスアトマイズのパウダーが好まれるのですか？
水噴霧は酸素のピックアップにつながり、粉末の品質を低下させる。冷却速度が遅くなり、耐食性を低下させる炭化物ネットワークにつながる。反応性合金には使用しない。
ニッケル合金の印刷でよくある欠陥とは？
エネルギー密度の低さによる融合欠陥の欠如。残留応力割れ。密閉された容積内に閉じ込められた粉末。ガス巻き込みによるポロシティ統合されたソリューション開発が必要。
結論
ニッケル合金粉末は、特殊な製造プロセスによってカスタマイズされた組成と粒子特性により、重要な用途に不可欠な極限環境性能を提供します。入念な仕様と試験により、積層造形、溶射、粉末射出成形などの製造方法への適合性が保証されます。
