Genel Bakış
Plazma döner elektrot işlemi (PREP) tozu, PREP yöntemi kullanılarak yapılan bir tür küresel tozdur. PREP tozları, onları termal sprey kaplamalar, metal katkılı üretim ve metal enjeksiyon kalıplama gibi çeşitli uygulamalarda kullanıma uygun hale getiren benzersiz özelliklere sahiptir.
PREP tozunun bazı temel özellikleri şunlardır:
- Pürüzsüz yüzeyli yüksek küresel morfoloji
- İnce tane boyutu ile kontrollü mikroyapı
- Düşük gözeneklilik ve yüksek yoğunluk
- Mükemmel akışkanlık ve yayılabilirlik
- Yüksek paketleme yoğunluğu
- İyi harmanlama özellikleri
- Alaşım ve kompozit üretme kabiliyeti
PREP, partikül boyutu dağılımı, bileşim, yoğunluk, oksit içeriği ve daha fazlası gibi toz özelliklerinin özelleştirilmesini sağlar. PREP proses parametrelerini kontrol ederek, tozlar özel uygulama gereksinimleri için tasarlanabilir.
PREP Tozlarının Türleri
| Toz Malzeme | Kompozisyon | Temel Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|
| Nikel alaşımı | NiCr, NiCrAlY, NiCoCrAlY | Oksidasyon ve korozyon direnci. Termal sprey kaplamalar. |
| Kobalt alaşımı | CoCr, CoCrAlY, CoNiCrAlY | Yüksek sıcaklık dayanımı. Termal sprey kaplamalar. |
| Paslanmaz çelik | 316L, 304L | Korozyon direnci. Metal AM, MIM. |
| Takım çeliği | H13, P20 | Yüksek sertlik. Metal AM, MIM. |
| Titanyum alaşımı | Ti6Al4V, TiAl | Yüksek mukavemet/ağırlık oranı. Biyomedikal implantlar, havacılık. |
| Bakır alaşımı | CuCrZr | Yüksek ısı iletkenliği. Elektronik uygulamalar. |
| Alüminyum alaşım | AlSi12 | Hafif. Otomotiv bileşenleri. |
| Tungsten alaşım | WNiFe, WCo | Yüksek yoğunluk. Radyasyon kalkanı. |
Bileşim ve Mikroyapı
PREP, toz bileşimi ve mikroyapısal özellikler üzerinde yakın kontrol sağlar:
- Alaşım elementleri istenen özellikleri elde etmek için değiştirilebilir
- Gaz atomizasyonuna kıyasla mikrosegregasyon en aza indirilmiştir
- Düzgün faz dağılımına sahip ince taneli mikroyapı
- Gözeneklilik ve oksit içeriği çok düşük seviyelere indirilebilir
- Alaşımlama sonrasında küresel morfoloji korunur
PREP Tozunun Temel Özellikleri
| Mülkiyet | Açıklama | Avantajlar |
|---|---|---|
| Parçacık boyutu dağılımı | PREP, kontrollü d50 ile dar dağılım elde edebilir. | Düzgün erime ve tutarlı özellikler sağlar. |
| Morfoloji | Son derece küresel şekil, pürüzsüz yüzey. | Mükemmel akış ve paketleme yoğunluğu. |
| Görünür yoğunluk | Gereksinimlere göre optimize edilebilir. | Daha yüksek yoğunluk tozun yayılmasını iyileştirir. |
| Akışkanlık | Hall akış ölçer yöntemi ile ölçülmüştür. | Düzgün toz beslemesi ve yayılmasını sağlar. |
| Ambalaj yoğunluğu | 60%'ye kadar yüksek paketleme yoğunluğu. | Bileşendeki metal tozu hacim oranını en üst düzeye çıkarır. |
| Oksit içeriği | 0,2%'nin altında oksit seviyelerine ulaşıldı. | Son parçadaki oksit kalıntılarını azaltır. |
| Mikroyapı | İnce taneli ve homojen. | Son kısımda tek tip mülk dağılımı. |
| Yüzey kimyası | Kimya hassas bir şekilde kontrol edilir. | Oksit oluşumu, ıslanabilirlik ve yayılma optimize edilmiştir. |
PREP Tozu Uygulamaları
PREP tozu, özel nitelikleri nedeniyle çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır:
Termal Sprey Kaplamalar
- Mükemmel akışkanlık, homojen besleme hızı ve kaplama kalitesi ile sonuçlanır
- Kontrollü partikül boyutu dağılımı erimeyi optimize eder ve erimemiş tozu en aza indirir
- Pürüzsüz yüzey morfolojisi kaplama yoğunluğunu ve yapışma gücünü artırır
- Düşük oksit içeriği kaplamada oksit kalıntılarını önler
- Küresel şekil daha yüksek biriktirme verimliliği sağlar
Metal Katmanlı Üretim
- Yüksek paketleme yoğunluğu, katman başına daha fazla malzeme sağlayarak boşlukları azaltır
- Pürüzsüz yüzey morfolojisi, homojen erime ve eriyik havuzu akışı sağlar
- Kontrollü partikül boyutu dağılımı ayrışma sorunlarını önler
- Düşük yüzey oksidi partiküller arası iyi bağlanma sağlar
- Küresellik ve akışkanlık toz besleme sorunlarını en aza indirir
Metal Enjeksiyon Kalıplama
- Yüksek paketleme yoğunluğu sinterlenmiş yoğunluğu en üst düzeye çıkarır
- Düzgün partikül boyutu dağılımı ayrışmayı önler
- İyi akışkanlık ve uyumluluk homojen karışım sağlar
- Düşük oksit içeriği sinterleme kusurlarını önler
- Kontrollü bileşim sinterleme sonrasında istenen özellikleri sağlar
Teknik Özellikler
PREP tozu için tipik özellikler:
| Parametre | Menzil |
|---|---|
| Parçacık boyutu | 10 - 150 mikron |
| Parçacık boyutu dağılımı | D10, D50, D90 kontrol edilebilir |
| Morfoloji | Yüksek oranda küresel ≥ 0,9 |
| Görünür yoğunluk | 60%'ye kadar teorik yoğunluk |
| Salon akışkanlığı | < 30 sn/50 g |
| Oksit içeriği | < 0,2 wt% |
| Mikroyapı | İnce taneli < 10 mikron |
| Yüzey kimyası | O, C, N seviyeleri hassas bir şekilde kontrol edilir |
Tedarikçiler ve Fiyatlandırma
PREP tozlarının önde gelen bazı küresel tedarikçileri şunlardır:
| Tedarikçi | Konum |
|---|---|
| Sandvik | İsveç |
| Praxair | ABD |
| Hoganas | İsveç |
| CNPC Toz Grubu | Çin |
PREP tozu için fiyatlandırma aşağıdakilere göre değişir:
- Ana metal (Ni, Co, çelik)
- Alaşım bileşimi
- Parçacık boyutu dağılımı
- Sipariş miktarı
- Özelleştirme düzeyi
Gösterge niteliğindeki fiyatlandırma, yaygın alaşımlar için $50/kg ile $120/kg arasında değişmektedir. Özel alaşımlar ve partikül boyutu dağılımı maliyeti artırabilir.
Gaz Atomize Toz ile Karşılaştırma
| Parametre | PREP Toz | Gaz Atomize Toz |
|---|---|---|
| Parçacık şekli | Son derece küresel | Düzensiz, uydular mevcut |
| Oksit içeriği | Çok düşük <0,2% | Tipik olarak 0,5-2% |
| Gözeneklilik | Neredeyse tamamen yoğun | 10-20% gözenekliliğe sahip olabilir |
| Alaşım homojenliği | Mükemmel | Ayrıştırma eğilimli |
| Akışkanlık | Çok iyi | Uydular nedeniyle daha düşük |
| Ambalaj yoğunluğu | 60%'ye kadar | Tipik olarak 30-40% |
| Yüzey kimyası | Hassas kontrol | Sürece bağlı olarak değişken |
| Maliyet | Daha yüksek | Daha düşük sermaye maliyeti |
PREP Tozunun Avantajları
- Akışkanlık için mükemmel küresel morfoloji
- Kontrollü partikül boyutu dağılımı
- Düşük gözeneklilik ve oksit içeriği
- Alaşım homojenliği ve ince mikroyapı
- Özelleştirilebilir kompozisyon ve özellikler
- AM ve MIM için yüksek paketleme yoğunluğu
PREP Tozunun Sınırlamaları
- Gaz atomize toza kıyasla daha yüksek maliyet
- Genellikle 150 mikronun altındaki daha küçük partikül boyutlarıyla sınırlıdır
- Gelişmiş süreç kontrolü ve optimizasyonu gerektirir
- Gaz atomizasyonuna kıyasla sınırlı üretim hızı
- Ni, Co ve çelikler gibi belirli baz metallerle sınırlıdır
Sıkça Sorulan Sorular
S: Plazma döner elektrot işlemi (PREP) tozu nedir?
C: PREP tozu, istenen toz özelliklerini elde etmek için hassas kontrol altında bir plazma arkı içinde bir elektrotun döndürülmesini içeren PREP yöntemi kullanılarak üretilen oldukça küresel bir metalik tozdur.
S: Hangi malzemeler PREP tozu haline getirilebilir?
C: Yaygın malzemeler arasında nikel, kobalt, paslanmaz çelik, takım çeliği, titanyum, alüminyum ve bakır alaşımları bulunur. PREP aracılığıyla diğer alaşımlar ve kompozitler de mümkündür.
S: PREP tozunun temel avantajları nelerdir?
C: Temel avantajlar mükemmel küresellik ve akışkanlık, kontrollü partikül dağılımı, düşük gözeneklilik ve oksitler, ince ve düzgün mikro yapı, özelleştirilebilir bileşim ve yüksek paketleme yoğunluğudur.
S: PREP tozu ne için kullanılır?
C: Başlıca uygulamalar termal sprey kaplamalar, metal katkılı üretim ve özel özellikleri nedeniyle metal enjeksiyon kalıplamadır.
S: PREP tozunun gaz atomize tozdan farkı nedir?
C: PREP tozu, gaz atomize toza kıyasla daha üstün küreselliğe, daha düşük oksitlere, daha az gözenekliliğe, daha homojen bileşime ve mikro yapıya sahiptir.
S: PREP tozu gaz atomize tozdan daha mı pahalı?
C: Evet, PREP tozu daha yüksek proses karmaşıklığı ve kontrol nedeniyle tipik olarak daha maliyetlidir. Ancak gaz atomize tozlara göre önemli performans avantajları sunar.
S: PREP tozu için hangi partikül boyutu mevcuttur?
C: Normal aralık 10 ila 150 mikrondur. Hem daha küçük hem de daha büyük boyutlar mümkündür ancak daha az yaygındır. Partikül boyutu dağılımı da gereksinimlere göre kontrol edilebilir.
S: PREP tozunun sınırlı alaşım seçenekleri var mı?
C: PREP en çok nikel, kobalt ve paslanmaz çelik alaşımları için kullanılmaktadır. Ancak devam eden süreç geliştirme çalışmaları, titanyum ve alüminyum gibi reaktif malzemeler de dahil olmak üzere mümkün olan alaşım sistemlerini genişletmektedir.
S: PREP tozu belirli uygulamalar için özelleştirilebilir mi?
C: Evet, özelleştirme PREP'in önemli bir avantajıdır. Parçacık özellikleri ve alaşım bileşimi termal sprey, AM, MIM vb. gereksinimleri karşılayacak şekilde uyarlanabilir.
