Sferyczny proszek aluminiowy to specjalistyczny proszek aluminiowy z cząstkami o kulistym kształcie. Proszek ten ma kilka korzystnych właściwości i zastosowań w porównaniu do standardowych proszków aluminiowych.
Przegląd sferycznego proszku aluminiowego
Sferyczny proszek aluminiowy oferuje doskonałą płynność, gęstość upakowania i inne cechy, które sprawiają, że dobrze nadaje się do różnych zastosowań przemysłowych. Kilka kluczowych szczegółów:
- Składa się z małych cząstek aluminium o kulistym kształcie, a nie z nieregularnych płatków.
- Rozmiary cząstek zazwyczaj mieszczą się w zakresie od 1 μm do 150 μm
- Wytwarzany w procesie atomizacji stopionego aluminium
- Właściwości można dostosować w oparciu o parametry atomizacji
- Stosowane w materiałach wybuchowych, pirotechnice, spawalnictwie, druku 3D z metalu i nie tylko.
Korzyści: doskonała płynność, wyższa gęstość nasypowa, mniejsza powierzchnia, jednolity rozkład wielkości cząstek, niska porowatość, zmniejszona zawartość tlenków, kontrolowana chemia.
Wady: droższe niż standardowe proszki aluminiowe.
Rodzaje sferycznego proszku aluminiowego
Istnieje kilka kluczowych rodzajów sferycznego proszku aluminiowego podzielonych na kategorie według metody produkcji i właściwości:
| Typ | Opis |
| Rozpylony | Wytwarzany przez atomizację gazem obojętnym lub wodą; najpopularniejszy typ o ścisłej dystrybucji. Stosowany w celu zmniejszenia wrażliwości na materiały wybuchowe, poprawy przepływu proszku i pakowania. |
| Sferoida | Nieregularny proszek aluminiowy przekształcany w kule przy użyciu procesów takich jak prasowanie izostatyczne na gorąco. Niższy koszt, ale szersza dystrybucja. |
| Rozpylanie plazmowe | Produkcja przy użyciu plazmy zamiast gazu/wody. Bardzo mały, jednolity proszek do 1 μm do zaawansowanych zastosowań. |
| Aluminium Shot | Niska porowatość i precyzyjne średnice. Używane do piaskowania/profilowania powierzchni. Zazwyczaj większe niż proszki. |
Te różne rodzaje sferycznego proszku aluminiowego mają określony skład, rozmiary, metody produkcji i zastosowania, do których są najbardziej odpowiednie.
Skład sferycznego proszku aluminiowego
Sferyczny proszek aluminiowy może składać się z czystego aluminium lub różnych stopów aluminium dostosowanych do nadawania określonych właściwości. Kilka przykładów:
| Typ | Elementy stopowe | Charakterystyka |
| Czysty Al | – | Miękkie, o niższej wytrzymałości; łatwe do formowania i spawania. |
| 6061 | Mg, Si | Średnia wytrzymałość; umiarkowana odporność na korozję. |
| 7075 | Zn, Mg, Cu | Wysoka wytrzymałość; często stosowany w przemyśle lotniczym. |
Określone limity zanieczyszczeń w chemii i wąskie rozkłady cząstek są utrzymywane w celu osiągnięcia niezawodnej wydajności. Możliwe jest stosowanie niestandardowych stopów o specjalnych właściwościach mechanicznych, termicznych lub chemicznych.
Właściwości sferycznego proszku aluminiowego
Oprócz składu, sferyczny proszek aluminiowy wykazuje kilka charakterystycznych właściwości fizycznych i chemicznych:
Fizyczny
- Kulisty kształt
- Gładka powierzchnia
- Gęstość pozorna: 0,85 - 2,0 g/cm3
- Gęstość kranu: do 75% ciała stałego
- Gęstość nasypowa: 0,4-1,2 g/cm3
- Szybkość przepływu: 25-35 s/50 g
- Przewodność cieplna: Wysoka
- Temperatura topnienia: ~660°C
- Temperatura Solidus
- Pojemność cieplna właściwa
- Współczynnik rozszerzalności cieplnej
Chemiczny
- Formatowanie pasywującej warstwy tlenku aluminium na powierzchni
- Reaktywność wzrasta wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru cząstek
- Możliwe gatunki piroforyczne
- Utlenianie w wysokich temperaturach
Właściwości te zależą od dokładnego składu stopu i metody produkcji. Niestandardowa inżynieria cząstek jest możliwa w celu uzyskania właściwości specyficznych dla danego zastosowania.
Charakterystyka sferycznego proszku aluminiowego
Aby optymalnie funkcjonować w aplikacjach, sferyczne proszki aluminiowe mają ścisłe standardy dotyczące takich cech jak
| Charakterystyka | Typowy zakres |
| Kształt cząsteczki | Sferyczny; Minimalna liczba satelitów |
| Wielkość cząstek | 1 - 150 μm |
| Rozkład wielkości | D10: stosunek D50 > 0,7 |
| Zawartość tlenków | < 3,0% wagowo |
| Gęstość pozorna | 0,85 - 2,0 g/cm3 |
| Gęstość kranu | > 75% gęstość ciała stałego |
| Współczynnik Hausnera | 1,25 maksimum |
| Natężenie przepływu | 25-35 s, próbka 50 g |
Utrzymanie tej spójności umożliwia niezawodne i powtarzalne działanie. Specyfikacje można dostosować do wymagań aplikacji.
Zastosowania sferycznego proszku aluminiowego
Niektóre z typowych zastosowań sferycznego proszku aluminiowego obejmują:
Pirotechnika
- Proszek błyskowy
- Fajerwerki
- Sparklers
- Elementy opóźniające/śledzące
Służy do modyfikowania czułości, dostosowywania prędkości spalania, zmniejszania zapylenia i poprawy bezpieczeństwa obsługi.
Natrysk termiczny
- Przewody/pręt
- Wtrysk proszku
- Powłoki o wysokiej gęstości i niższej porowatości
Zapewnia gładkie wykończenie powierzchni, wysoką wydajność osadzania i jednolite powłoki.
Druk 3D
- Selektywne topienie laserowe (SLM)
- Topienie wiązką elektronów (EBM)
- Rozpylanie spoiwa
- Wyższa gęstość upakowania
Osiąga złożone geometrie z cieńszymi ściankami, lepszą rozdzielczością i większą elastycznością stopu w porównaniu do proszków metali.
Spawanie
- Lepsza płynność i wykończenie powierzchni
- Niższa porowatość
- Zmniejszenie strat utleniania
Doskonała wydajność spawania w zastosowaniach lotniczych i zbrojeniowych.
Materiały wybuchowe
- Kompozycje pirotechniczne
- Moc pistoletu
- Mieszanki zapłonowe
- Reakcje termitowe
Dostosowuje czułość, szybkość reakcji i parametry wydajności poprzez ścisłą kontrolę rozkładu wielkości wraz z dodatkami stopowymi.
Inne
- Szlifowanie/polerowanie
- Obróbka wstępna
- Folie przewodzące
- Preformy do lutowania twardego
Kulisty kształt, gładka powierzchnia i ulepszony przepływ zapewniają korzyści w różnych innych zastosowaniach, takich jak wykańczanie powierzchni.
Specyfikacje sferycznego proszku aluminiowego
Sferyczny proszek aluminiowy jest dostępny w różnych standardowych oznaczeniach i specyfikacjach w zależności od branży, wymagań procesowych i zastosowań końcowych:
| Standard | Stopnie | Wielkość cząstek | Typowe zastosowania |
| ASTM B801 | Atomizowane aluminium; klasa A | 10-150 μm | Powłoki natryskiwane cieplnie; druty drukarskie |
| AMS 4376 | Klasa 1A; Klasa 3 | 10-53 μm; 38-106 μm | Stałe paliwa rakietowe; materiały wybuchowe |
| AMS 4377 | Klasa 1-3 | 5-15 μm | Materiały pirotechniczne; mieszanki zapłonowe |
| Alcan MD-202 | MD-202SD; MD-202HD | 20-180 μm | Proszki do natryskiwania termicznego |
Etykiety wyraźnie identyfikują odpowiedni gatunek, zakres rozmiarów, numer partii, datę produkcji i inne szczegóły.
sferyczny proszek aluminiowy Dostawcy
Do wiodących globalnych dostawców sferycznego proszku aluminiowego należą:
| Firma | Lokalizacja |
| Atlantic Equipment Engineers | Bergen, NJ; USA |
| Luxfer Magtech | Manchester; Wielka Brytania |
| Nippon Atomized Metal Powders Corp | Japonia |
| Hoganas | Szwecja |
| Wytwarzanie proszków metali | WIELKA BRYTANIA |
Logistyka łańcucha dostaw, minimalna ilość zamówienia (MOQ) i ceny różnią się między dostawcami w zależności od regionu geograficznego, zdolności produkcyjnych, opcji dostosowywania i innych czynników.
Sferyczny proszek aluminiowy Wycena
Cena sferycznego proszku aluminiowego zależy w dużej mierze od:
- Czystość: Wzrost cen wyższych klas czystości
- Rozmiar cząstek: Mniejsze rozmiary są droższe w produkcji
- Rozkład wielkości: Węższe dystrybucje kosztują więcej
- Ilość: Ceny znacznie spadają w przypadku zamówień hurtowych
- Geografia: Zależy od lokalnego zaopatrzenia, kosztów utrzymania
Niektóre typowe ceny proszku aluminiowego:
| Typ | Czystość | Wielkość cząstek | Zakres cen |
|---|---|---|---|
| Rozpylony | 99.9% | 15-45 μm | $20-30/lb |
| Plazma | 99.95% | 45-106 μm | $35-45/lb |
| Sferoida | 99.7% | 150-250 μm | $10-15/lb |
| Aluminium Shot | 99% | Średnica 1-4 mm | $5-8/lb |
Specjalistyczne gatunki o surowych wymaganiach chemicznych mogą kosztować ponad $100 za funt. Bezpośrednia rozmowa z dostawcami pozwala uzyskać dokładniejsze ceny.
Plusy i minusy sferycznego proszku aluminiowego
Niektóre z głównych korzyści, jak również ograniczeń sferyczny proszek aluminiowy obejmują:
Zalety
- Doskonała płynność
- Wyższa gęstość pozorna i wydajność upakowania
- Mniejsza powierzchnia na jednostkę masy
- Bardziej równomierny rozkład cząstek
- Zmniejszona porowatość gotowych produktów
- Odporność na utlenianie; Niższa reaktywność
- Konfigurowalne właściwości dzięki stopom
- Lepsze wykończenie powierzchni; mniej ścierniwa
Wady
- Wyższy koszt niż w przypadku standardowych proszków aluminiowych
- Specjalna obsługa i przechowywanie wymagane dla gatunków piroforycznych
- Ograniczona produkcja i dostępność mniejszych rozmiarów
- Wymaga wysokiej precyzji produkcji
Rozważania
- Równoważenie ścisłej dystrybucji i skalowalnej produkcji
- Osiąganie stabilnych, spójnych partii
- Zapobieganie zgrzewaniu na zimno podczas przechowywania i transportu
- Kontrolowanie utleniania powierzchni poprzez produkcję i ekspozycję na atmosferę
Sferyczny kształt zapewnia doskonałe właściwości proszku, ale pozostaje droższy i wymaga zaawansowanych procesów produkcyjnych.
Najczęściej zadawane pytania
P: Jaka jest różnica między sferycznym a rozpylonym proszkiem aluminiowym?
Atomizowany proszek aluminiowy może mieć nieco nieregularne kształty, choć rozkład wielkości cząstek jest nadal ściśle kontrolowany. Sferyczne cząstki proszku aluminiowego mają precyzyjny kulisty kształt uzyskany dzięki specjalistycznym procesom atomizacji.
P: Czy sferyczny proszek aluminiowy jest niebezpieczny?
O: Niektóre rodzaje mogą być piroforyczne, co wymaga specjalnego obchodzenia się z nimi w atmosferze obojętnej. W przeciwnym razie jest ogólnie bezpieczny, z zagrożeniami dla zdrowia podobnymi do innych proszków aluminiowych wymagających masek zapobiegających wdychaniu. Zawsze należy sprawdzać karty charakterystyki.
P: Jaka jest typowa gęstość nasypowa sferycznego proszku aluminiowego?
O: Gęstość nasypowa waha się między 0,4-1,2 g/cm3 w zależności od dokładnego składu i właściwości proszku. Wartości przekraczające 1 g/cm3 są powszechne dla wielu specyfikacji sferycznego proszku aluminiowego.
P: Jak wybrać odpowiedni rozmiar sferycznego proszku aluminiowego?
O: Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak: ograniczenia metody produkcji, wymagania dotyczące gęstości, potrzeby w zakresie wykończenia powierzchni, reaktywność, końcowe właściwości części i dostępne opcje stopów. Omówienie szczegółów aplikacji z dostawcami daje najlepszą rekomendację.
P: Czy te sferyczne proszki mogą być stosowane w przemyśle spożywczym/medycznym?
Sferyczne aluminium generalnie nie jest używane w żywności lub zastosowaniach medycznych, chociaż stopy aluminium zgodne z surowymi normami dotyczącymi zanieczyszczeń i przetwarzania mogą być dostosowane do wybranych scenariuszy wymagających nietoksyczności. Wymagane byłyby specjalne względy zgodności.
Wnioski
Sferyczny proszek aluminiowy zapewnia doskonałą płynność proszku, gęstość, kontrolę reaktywności, wykończenie powierzchni i inne właściwości w porównaniu do standardowych proszków aluminiowych. Personalizacja poprzez wyspecjalizowane procesy atomizacji umożliwia dostosowanie do wymagających zastosowań w przemyśle lotniczym, obronnym, produkcji dodatków i zaawansowanej ceramiki. Współpraca z doświadczonymi dostawcami umożliwia dobranie odpowiednich specyfikacji. Pomimo wyższych kosztów, zwiększona spójność i wydajność komponentów wykazuje doskonałą wartość dla krytycznych zastosowań. Bieżące prace rozwojowe koncentrują się na ulepszonych rozkładach wielkości, niższej zawartości tlenków i lepszej kontroli dodatków stopowych.
