Nikel bazlı tozlar nikel veya nikel alaşımlarından yapılan ve eklemeli imalat, yüzey kaplama, kaynak ve daha fazlası gibi çeşitli uygulamalarda kullanılan tozları ifade eder. Bu makale nikel bazlı tozlar, bileşimleri ve özellikleri, uygulamaları, teknik özellikleri, fiyatları, karşılaştırmaları ve SSS'leri hakkında genel bir bakış sunmaktadır.
Genel Bakış . nikel bazlı tozlar
Nikel bazlı tozlar, krom, molibden, tungsten ve diğerleri gibi alaşım elementleri ile birlikte esas olarak nikelden oluşan metalik tozlardır. Bu tozları yüksek performanslı uygulamalar için uygun kılan temel özellikler şunlardır:
- Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet ve sertlik
- Mükemmel korozyon ve oksidasyon direnci
- İyi aşınma direnci
- Yüksek termal ve elektriksel iletkenlik
- Düşük termal genleşme katsayısı
Bu tozlar çeşitli boyut ve morfolojilerde gaz veya su atomizasyonu, elektroliz, karbonil ayrışması vb. işlemlerle üretilebilir. Kullanılan yaygın nikel alaşımları Inconel, Monel, Hastelloy, Nichrome vb.
nikel bazlı tozlar Kompozisyon
Nikel bazlı tozlar diğer alaşım elementleri ile birlikte ana element olarak nikel içerir. Tipik bileşimler şunlardır:
| Alaşım | Nikel (%) | Diğer Unsurlar |
|---|---|---|
| Nikel | 99%+ | – |
| Inconel | 72% Ni, 14-17% Cr | Demir, niyobyum, bakır, alüminyum |
| Monel | 63-70% Ni, 27-34% Cu | Demir, manganez, silikon, karbon |
| Nikrom | 80% Ni, 20% Cr | Demir |
| Hastelloy | 42-62% Ni | Krom, molibden, tungsten |
Nikel ve alaşımların oranı mukavemet, korozyon direnci, oksidasyon direnci vb. gibi temel özellikleri belirler.
nikel bazlı tozlar Özellikler
Nikel alaşım tozları, nikele kıyasla olağanüstü özellikler sunar ve bu da onları zorlu ortamlar için uygun hale getirir:
| Mülkiyet | Özellikler |
|---|---|
| Yüksek sıcaklık dayanımı | 1000°C'nin üzerinde mukavemetini korur ve sürünme deformasyonuna karşı direnç gösterir |
| Korozyon direnci | Asitlere, alkalilere vb. dayanıklı koruyucu oksit tabakası oluşturur. |
| Oksidasyon direnci | Havada ~1100°C'ye kadar yavaş oksidasyon hızı |
| Aşınma direnci | Erozyona, aşınmaya ve aşınmaya karşı çelikten daha dayanıklıdır |
| Termal iletkenlik | Paslanmaz çeliklerden daha yüksek, Inconel 625 için ~20 W/m.K |
| Elektriksel direnç | Çeşitli alaşımlar ısıtma elemanları için yüksek dirence sahiptir |
| Termal genleşme katsayısı | Düşük CTE termal şok direnci sağlar |
Türleri nikel bazlı tozların
Nikel tozları, çeşitli biriktirme yöntemlerine uygun farklı tiplerde mevcuttur:
| Tip | Yaygın Alaşımlar | Boyut Aralığı | ** Morfoloji** |
|---|---|---|---|
| Gaz Atomize | Inconel 625, 718; Monel, Hastelloy | 5 - 150 μm | Yuvarlak, küresel |
| Atomize Su | Inconel 625, 718; 316L, 304L | 10 - 300 μm | Pürüzlü, düzensiz |
| Elektrolitik | Nikel, Monel, Nikrom | 1 - 150 μm | Dendritik, kristalin |
| Karbonil | Nikel | 0,5 - 12 μm | Pullar, cipsler |
- Gaz ve su atomizasyonu daha iyi paketleme yoğunluğu ve akışkanlık sağlar
- Elektrolitik, gözenekliliğe neden olan daha yüksek oksijen içeriğine sahiptir
- Karbonil nikel tozu yüksek saflığa sahiptir (>99% Ni)
nikel bazlı tozlar Uygulamalar
Nikel alaşım tozlarının başlıca uygulama alanları şunlardır:
| Endüstri | Uygulamalar |
|---|---|
| Katmanlı Üretim | Havacılık ve uzay bileşenleri, türbin kanatları, roket motorları |
| Kaynak | Türbinlerin, aletlerin, kalıpların onarımı; inconel, hastelloy birleştirilmesi |
| Yüzey Kaplama | Korozyon koruması, aşınma direnci, kaplama kaplamaları |
| Elektronik | Dirençler, ısıtma elemanları, iletkenler |
| Elmas aletler | Kesme, delme, taşlama için yapıştırma elmas kumları |
| Mıknatıslar | Manyetik özelliklerin iyileştirilmesi |
| Aküler | Ni-Cd, Ni-MH pillerdeki nikel elektrotlar |
Yüksek mukavemet ve korozyon direnci gibi benzersiz özellikler, nikel tozlarının kritik uygulamaları mümkün kılmasını sağlar.
nikel bazlı tozlar Teknik Özellikler
Nikel alaşım tozları çeşitli boyutlarda, morfolojilerde mevcuttur ve güvenilir performans için bileşim, saflık ve tutarlılık özelliklerini karşılamalıdır.
| Parametre | Aralık / Dereceler |
|---|---|
| Parçacık boyutu | 5 μm ila 300 μm |
| Parçacık şekli | Küresel, düzensiz, pullar |
| Görünür yoğunluk | 2 - 5 g/cc |
| Musluk yoğunluğu | 4 - 7 g/cc |
| Akış hızı | 15 - 25 sn/50g |
| Saflık | 98,5% ila 99,9% |
| Oksijen içeriği | <0,5% |
| Hidrojen kaybı | <0,1% |
ASTM International gibi standart kuruluşları, nikel tozları için test yöntemleri ve eşik değerlerine ilişkin spesifikasyonlar sağlar:
- ASTM B162: Nikel Levha, Sac, Şerit ve Haddelenmiş Çubuk Standardı
- ASTM B283: Gaz Atomize Nikel Tozu ve Toz Metalurjisi Ürünleri
- ISO 4499-4: Metalik tozlar - Sıcak ekstraksiyon ile oksijen ve azot içeriklerinin tayini
nikel bazlı tozlar Tedarikçiler ve Fiyatlandırma
Nikel ve nikel alaşım tozlarının önde gelen küresel tedarikçilerinden bazıları şunlardır:
| Şirket | Markalar | Alaşımlar | Fiyat Aralığı |
|---|---|---|---|
| Hoganas | Nicopowder® | Nikel, karbonil nikel | $50 - $100 kg başına |
| Sandvik Osprey | Nifco® | Nikel, bakır nikel, nikel demir | $75 - $250 kg başına |
| Marangoz Teknolojisi | Cartech® | 625, 718, 690, Monel, Hastelloy | $100 - $500 kg başına |
| AMETEK | Ultra ince nikel | Karbonil nikel | $80 - $120 kg başına |
Fiyatlandırma aşağıdakilere göre değişir:
- Alaşım sınıfı: Inconel 718 > Inconel 625 > Nikel > Monel
- Parçacık boyutu: Nano toz > Mikro toz
- Saflık seviyeleri: 99,9% Nikel > 98% Nikel
- Miktar ve toplu indirimler
Karşılaştırmalar
| Parametreler | Gaz Atomize | Atomize Su | Elektrolitik |
|---|---|---|---|
| Maliyet | Yüksek | Düşük | Orta |
| Saflık | Yüksek - 99%+ | Orta - 98-99% | Düşük - 90-98% |
| Oksijen Toplama | Düşük | Yüksek | Yüksek |
| Parçacık Şekli | Yuvarlatılmış | Jagged | Dendritik |
| Akışkanlık | Mükemmel | Orta düzeyde | Zayıf |
| Görünür Yoğunluk | Yüksek | Orta | Düşük |
| Uygulamalar | AM, kaplamalar | Kaynak, yüzey kaplamaları | Isıtma elemanları, elektronikler |
Üretim sürecindeki temel farklılıklar maliyet, kalite ve performansta ödünleşimlere yol açmaktadır.
Avantajlar . nikel bazlı tozlar
Nikel alaşımlı tozlar diğer malzemelere göre benzersiz avantajlar sağlar:
- 1000°C'yi aşan yüksek sıcaklıklara dayanıklı
- Asidik veya alkali ortamlarda korozyona karşı dayanıklıdır
- Karmaşık geometrilerin eklemeli üretimini mümkün kılar
- Elmas aletler için mükemmel yapışma gücü sağlar
- Tıbbi implantlar için biyouyumludur
- Kontrollü genleşme özelliklerine sahip
- Toz metalürjisinde geri dönüştürülebilir ve yeniden kullanılabilir
Sınırlamalar
Bu tozlarla ilgili bazı dezavantajlar şunlardır:
- Demir veya bakır tozlarına kıyasla pahalı
- Taşıma sırasında oksijen kontaminasyonuna karşı hassas
- Aşırı ısınma durumunda yüzey çatlakları oluşma eğilimi
- Soğuk sıkıştırma ve sinterleme ile işlenmesi zor
- Termal püskürtme sırasında kontrollü atmosferler gerektirir
- Bakıra kıyasla daha düşük elektrik ve ısı iletkenliği
Sınırlamaları en aza indirmek için uygun toz taşıma, depolama ve işleme yöntemleri kullanılmalıdır.
SSS
S: Nikel tozları tehlikeli midir?
C: Uzun süre solunması solunum hassaslaşmasına neden olabilir. Kullanım sırasında maske ve eldiven gibi uygun KKD'ler giyilmelidir.
S: Nikel tozlarının raf ömrü ne kadardır?
C: İnert atmosfer altında kapalı kaplarda saklanırsa, raf ömrü 5 yılı aşabilir. Oksijen ve nem emilimi zamanla kaliteyi düşürür.
S: Termal püskürtme için en iyi partikül boyutu nedir?
C: 20-45 μm daha iyi yoğunluk ve bağlanma gücü sunar. Daha ince tozlar daha düşük biriktirme verimliliğine sahiptir.
S: Bunlar manyetik mi yoksa manyetik değil mi?
C: Saf nikel hafif manyetiktir. Demir ve nikel içeren Nikrom ve MuMetal hariç çoğu nikel alaşımı manyetik değildir.
S: Nikel alaşımları 3D yazdırılabilir mi?
C: Evet, Inconel ve Hastelloy kaliteleri mükemmel özellikler sunar ancak lazer eritme/sinterleme için optimize edilmiş parametreler gerektirir.
