Hej där! Om du någonsin har sysslat med 3D-utskrift av metall, termisk sprayning eller avancerade tillverkningsdelar, har du förmodligen hört termen "legeringspulver" slängas runt mycket. Men det här är det som gör många människor upprörda – särskilt nya människor som bara börjar spela: vad egentligenärpartikelstorleken på legeringspulver? Jag förstår det, det är inte den mest glamorösa delen av processen, men tro mig, det är helt enkelt hur din slutprodukt blir. Som någon som har varit i legeringspulverspelet i över ett decennium nu, har jag svarat på den här frågan hundra gånger, så låt oss dela upp det som jag skulle göra för en ny kund som går in på mitt kontor.
Först och främst, låt oss inte överkomplicera det. Legeringspulverpartikelstorleken är bara ett mått på hur stora (eller små) de små metallpartiklarna i din batch är - enkelt är det. Men det är inte ett nummer som passar alla. Det är en räckvidd, eller hur? Som, du har inte varje partikel exakt 20 mikron; du har en distribution, och den distributionen är det viktigaste. För sammanhanget är en mikron en miljondels meter - så ett sandkorn är vanligtvis 90 mikron eller större, medan ett människohår är cirka 50 mikron tjockt. Har du det? Så när vi pratar om puderstorlekar är vi i den där lilla, lilla världen.
Låt mig uttrycka detta i verkliga termer, eftersom jag säljer olika typer av legeringspulver för alla typer av jobb. Ta titanlegeringspulver, till exempel - om du använder det för pulverbäddfusion 3D-utskrift (det är den tjusiga typen där du smälter lager av pulver för att göra en del), vill du ha ett storleksintervall på 15 till 45 mikron. Om den är för stor kan skrivaren inte lägga ner ett tillräckligt tunt lager, så din del kan ha luckor eller vara svag. Om det är för litet blir pulvret helt klumpigt och svårt att flyta – plus att det kan orsaka dammproblem, som vi måste hantera väldigt försiktigt med titan eftersom det är reaktivt. Jag bör notera att olika applikationer behöver olika intervall, så kontrollera alltid specifikationerna för din process. Och hej, om du behöver fler deets, kolla in vår Titanium Alloy Powder-sida för exakta intervall som vi erbjuder för olika användningsfall.
Vänta, låt oss prata om varför storleken till och med spelar roll utöver att bara "flyta" eller "skriva ut". Låt oss säga att du använder ferrolegeringspulver för att belägga delar för att göra dem rostbeständiga eller superhårda. Om partiklarna är för grova blir beläggningen ojämn – du får tjocka fläckar och tunna fläckar och de tunna slits snabbt ut. Men om de är för fina, kanske pulvret inte "stänker" direkt när det sprayas, så du får en grov, porös päls som inte skyddar bra. För ferrolegeringspulver arbetar vi vanligtvis med ett intervall på 45 till 150 mikron för termiska sprayapplikationer, och det testas om och om igen för att säkerställa att det fungerar. Det är därför vi inte bara säljer slumpmässigt puder – vi spikar storleksfördelningen eftersom det direkt påverkar ditt slutresultat.
En annan stor: volframkarbidkoboltpulver. Det där används för skärverktyg, borr och delar som måste ta stryk. Partikelstorleken här ärkritiskför hårdhet och seghet. Om du har finare volframkarbidpartiklar (som 1 till 10 mikron) får du ett hårdare verktyg som kan hålla en kant längre, men det är lite skörare. Om du använder grövre partiklar (10 till 30 mikron) är verktyget segare men slits snabbare. Så vår mix här handlar om att balansera det – beroende på vad kunden behöver. Vi har haft kunder som kommit till oss med en dålig batch tidigare eftersom de använde pulver med fel storlek för sina skärblad, och det fungerade helt enkelt inte. Gör inte det misstaget – storleken är allt här.
Låt oss växla till något lite mer bekant: aluminiumbronspulver. Det är den guldfärgade legeringen som ofta används för dekorativa delar, lager och ventilkomponenter. För delar som behöver en slät finish, som de där dekorativa bitarna, väljer vi en mindre partikelstorlek – som 10 till 50 mikron – eftersom den lägger sig jämnt och ger ett snyggt, enhetligt utseende. För lager kan vi dock använda ett något grövre område (50 till 100 mikron) eftersom de lite större partiklarna hjälper till med smörjigheten när lagret rör sig. Jag har låtit en kund göra skräddarsydda metallsmycken med vårt bronspulver i aluminium, och de svor vid den fina storleken eftersom det fick deras gjutna delar att se ut precis som äkta brons – inga grova kanter. Det är den typ av detaljstorlek som ger bordet.
Och nickellegeringspulver – åh man, det är en arbetshäst för högtemperaturapplikationer, som jetmotordelar eller industriugnar. De delarna måste hantera galen värme, så pulvret måste smälta jämnt och binda starkt. Om partikelstorleken är för ojämn kommer vissa partiklar att smälta före andra, vilket leder till svaga punkter eller inkonsekvenser i den sista delen. För nickellegeringspulver som används i laserpulverbäddfusion håller vi oss till 15 till 53 mikron, och för termiska spraybeläggningar för komponenter med hög värme använder vi lite grövre (45 till 150 mikron). Vi har testat det här i ugnar som går vid 1 000°C, och pulvret av rätt storlek spricker inte eller flagnar – fel storlek och det misslyckas snabbt. Det är den typen av tillförlitlighet våra kunder räknar med, och det börjar med att få rätt storlek.
Nu, hur mäter vi egentligen denna storlek? Det är inte som att använda en linjal, uppenbarligen. Vi använder något som kallas laserdiffraktion – du skjuter en laser genom ett pulverprov, och hur ljuset sprids berättar hur stora partiklarna är. Det är snabbt och exakt, vilket är anledningen till att alla bra pulverleverantörer använder det. Vi siktar också pulver genom olika maskstorlekar för att separera partiklar i specifika intervall – som att om du bara vill ha 15-45 mikron så siktar vi ut allt som är mindre än 15 och större än 45. Ibland gör vi både laserdiffraktion och siktanalys för att dubbelkolla, eftersom du inte vill ha några överraskningar när pulvret når ditt verkstadsgolv.
Här är en vanlig fråga jag får: betyder "finare" "bättre"? Kort svar: nej. Om du använder puder för en del som måste vara seg, kan grövre vara bättre. Om du behöver en slät finish eller snäva toleranser, är finare vägen att gå. Allt beror på din process och vad delen kommer att göra. Jag hade en gång en kund som beställde superfint titanpulver eftersom han trodde att det skulle göra en starkare 3D-utskriven del, men det slutade med att det orsakade flödesproblem i hans skrivare och gjorde delar med mer porositet. Vi justerade honom till ett intervall på 20-63 mikron, och hans delar var mycket bättre. Det är därför det att prata om storlek inte bara handlar om siffror – det handlar om att matcha dessa siffror efter dina specifika behov.
En annan sak att tänka på: partikelformen kan också kopplas till storleken, men det är en helt annan konversation. Runda partiklar flyter bättre, vilket är anledningen till att mycket pulver finfördelas (sprutas till små droppar som stelnar till sfärer). Oregelbundna partiklar kan ha olika storleksfördelning men fungerar för vissa applikationer, som metallformsprutning. Men även med formen är storleken fortfarande basen för allt. Du kan ha runt puder som är fel storlek, och det fungerar fortfarande inte rätt.
Så om du letar efter legeringspulver, fråga inte bara efter "legeringspulver" – fråga om partikelstorleksintervallet. Oavsett om du behöver titan för 3D-utskrift, ferrolegering för beläggningar, volframkarbidkobolt för skärverktyg, aluminiumbrons för dekorativa delar eller nickellegering för jobb med hög värme, kommer storleken att göra eller bryta ditt projekt. Vi har förresten också anpassade serier – om du behöver något som inte är färdigt kan vi samarbeta med dig för att ange den exakta storleken du behöver.
I slutändan har jag gjort det här tillräckligt länge för att veta att folk bara vill ha pulver som de kan lita på. De vill inte ta itu med delar som misslyckas på grund av att pulvret hade fel storlek, eller att behöva omarbeta en hel batch för att de valde fel sortiment. Det är därför vi är stora på transparens här – vi berättar exakt vilken storlek du får, hur den mäts och varför det intervallet fungerar för din applikation. Om du är trött på att hantera leverantörer som bara säljer "pulver" utan detaljerna, kontakta oss. Vi går gärna igenom ditt projekt, svarar på alla dina frågor om partikelstorlek och kopplar upp dig med rätt legeringspulver för ditt jobb. Låt inte en liten detalj som partikelstorlek förstöra ditt nästa stora projekt – kontakta oss så ser vi till att du har precis det du behöver.
Referenser:
- ASTM B821-21, standardtestmetod för partikelstorleksfördelning av metallpulver och relaterade föreningar genom laserdiffraktion
- Powell, GL, & Edington, JW (1980). Effekten av pulverpartikelstorlek på egenskaperna hos sintrade legeringar. Journal of Materials Science, 15(10), 2570-2578.
- Thermal Spray Society. (2020). Handbook of Thermal Spray Technology (2:a upplagan). ASM International.
- Kruth, JP, Levy, G., Klocke, F., & Childs, THC (2007). Konsolideringsfenomen inom laser- och pulverbäddsbaserad tillverkning i lager. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 56(2), 730-759.