금속 합금 분말 은 원자화 공정을 통해 생산된 금속 원소의 다양한 정밀 혼합물을 고급 제조 기술에 이상적인 미세한 구형 입자로 구성합니다. 이 가이드는 기술 전문가에게 일반적인 구성, 기계적 특성 데이터, 제조 방법, 주요 응용 분야 및 주요 글로벌 공급업체를 아우르는 금속 분말 합금 등급에 대한 포괄적인 참고자료를 제공합니다.
금속 합금 분말 개요
철, 니켈, 코발트, 알루미늄, 티타늄, 구리 및 기타 비금속의 합금으로 생산되는 금속 분말은 조성을 제어하여 맞춤형 특성을 부여하는 다목적 엔지니어링 소재입니다.
일반적인 금속 분말 유형
| 합금 시스템 | 설명 |
|---|---|
| 스테인리스 스틸 | 내식성, 고강도 |
| 공구 및 저합금강 | 강화, 내열성 |
| 니켈 초합금 | 극한의 내열성/내화학성 |
| 코발트 초합금 | 생체 적합성, 내마모성 |
| 티타늄 합금 | 항공 우주를 위한 가볍고 강력한 경량 |
| 구리 및 청동 | 전기/열 전도성 |
| 귀금속 합금 | 순수, 비활성, 특수 애플리케이션 |
구성 성분의 균형을 맞추면 경도, 강도, 내구성, 전도도, 자성 또는 비용 목표와 같은 주요 요구 사항에 맞게 최적화할 수 있습니다.
일반적인 구성 범위
| 합금 원소 | 역할 | Wt% 범위 |
|---|---|---|
| 철, 코발트, 니켈 | 베이스 메탈 매트릭스 | 50-99% |
| 크롬 | 내식성 + 내산화성 | 5-35% |
| 몰리브덴 | 강도, 크리프 저항 | 0-30% |
| 텅스텐 | 내열성, 밀도 | 0-18% |
| 망간 | 탈산제, 강도 | 0-15% |
| 탄소 | 경화, 내마모성 | 0-6% |
금속 합금 분말 사양
크기 분포
| 메시 크기 | 마이크로미터 |
|---|---|
| -325 | <45 μm |
| -100/+325 | 45-150 μm |
| +100 | >150μm |
형태 및 흐름 특성
| 속성 | 일반적인 범위 |
|---|---|
| 파티클 모양 | 구형 |
| 겉보기 밀도 | 2 - 6g/cm3 |
| 탭 밀도 | 4 - 8g/cm3 |
| 하우스너 비율 | <1.25 |
| 유량 | 20-35초/50g |
| 마찰 계수 | 0.4-0.9 |
화학 및 오염 수준
| 요소 | 최대 ppm |
|---|---|
| 산소 | 1000 |
| 질소 | 150 |
| 탄소 | 3000 |
| 황 | 100 |
금속분말 생산방법
물 분무
- 고순도 불활성 가스 분무
- 반응성 합금 화학 물질 보호
- 소규모 배포 지원
가스 분무
- 에어 멜트 스피닝
- 가장 좁은 크기 분포
- 구형 파티클 모양
플라즈마 회전 전극 공정(PREP)
- 맞춤형 합금, 연구 수량
- 제어된 마이크로 구조
- 빠른 응고 속도
기계적 합금
- 볼 밀링 원소 블렌드
- 분무보다 저렴한 비용
- 광범위한 크기 분포
기타 방법
- 전기 분해
- 화학 물질 감소
금속 합금 분말의 특성
주요 속성의 균형에 따라 적합한 애플리케이션이 결정됩니다:
기계적 특성
| 합금 시스템 | 수율 강도 | 인장 강도 | 신장 |
|---|---|---|---|
| 스테인리스 스틸 | 200-1400 MPa | 500-1600 MPa | 10-50% |
| 공구강 | 600-1900 MPa | 1000-2100 MPa | 5-15% |
| 니켈 초합금 | 500-1400 MPa | 700-1700 MPa | 10-50% |
| 티타늄 합금 | 750-1100 MPa | 900-1200 MPa | 15-25% |
| 구리/청동 | 70-450 MPa | 200-600 MPa | 5-60% |
열 속성
| 합금 시스템 | 융점 | 열 전도성 |
|---|---|---|
| 스테인리스 스틸 | 1400-1500°C | 10-30 W/m-°K |
| 공구강 | 1350-1450°C | 20-35 W/m-°K |
| 니켈 초합금 | 1200-1400°C | 5-50 W/m-°K |
| 티타늄 합금 | 1600-1700°C | 5-20 W/m-°K |
| 구리/청동 | 900-1300°C | 50-400 W/m-°K |
금속 합금 분말 응용 분야
적층 제조
- 항공우주 부품
- 의료용 임플란트
- 자동차 하드웨어
- 툴링 및 금형
- 이국적인 건축
분말 야금
- 오일 및 가스 베어링
- 자동차 부싱
- 어플라이언스 하드웨어
- 비용 효율적인 그물 모양
용사 코팅
- 부식 방지 오버레이
- 마찰 감소 필름
- 차원 복원
전자 및 자기학
- 전도성 접착제
- 인덕터 코어
- 열 관리
- 표면 실장 장치
새로운 애플리케이션
- 배터리 및 에너지 저장
- 3D 인쇄 전자 제품
- 이색 합금 및 프로토타입
- 마이크로 스케일 구성 요소
선도적인 금속 합금 분말 제조업체
| 회사 | 위치 |
|---|---|
| 샌드빅 오스프리 | 영국 |
| 카펜터 파우더 제품 | 미국 |
| 프렉스에어 표면 기술 | 미국 |
| 회가나스 | 스웨덴 |
| 리오 틴토 메탈 파우더 | 캐나다 |
| ATI 파우더 메탈 | 미국 |
맞춤형 통행료 처리 파트너
- 광범위한 합금 개발 전문성
- 연구 규모 생산에 특화
- 개발 일정 단축
- 지적 재산 보호
비용 견적
스테인리스 스틸 파우더
| 합금 등급 | Kg당 비용 |
|---|---|
| 304, 316, 303 | $12-30 |
| 17-4PH, 15-5PH | $40-90 |
| 사용자 지정 양면/초고감도 | $70-150 |
공구 및 고합금강 분말
| 합금 등급 | Kg당 비용 |
|---|---|
| H13, M2, M4 | $20-45 |
| 맞춤형 PM 공구강 | $45-100 |
니켈 초합금 분말
| 합금 등급 | Kg당 비용 |
|---|---|
| 인코넬 718 | $90-180 |
| 맞춤형 와스팔로이, 르네 합금 | $250-1000+ |
티타늄 및 이색 합금 분말
| 합금 등급 | Kg당 비용 |
|---|---|
| Ti-6Al-4V | $270-450 |
| 맞춤형 티타늄 | $450-1000+ |
장점과 단점
| 장점 | 도전 과제 |
|---|---|
| 단조 합금을 능가하는 특성 | 보호 처리 필요 |
| 맞춤형 합금 및 미세 구조 | 제한된 크기 기능 |
| 복잡한 지오메트리 활성화 | 사후 통합 필요 |
| 낮은 구매 대 비행 비율 | 자격 테스트 |
| 생산 리드 타임 단축 | 취급 및 보관 시 주의사항 |
전문 등급을 선택할 때는 성과 목표 및 예산과 비교하여 장단점을 면밀히 검토하세요.
자주 묻는 질문
Q: 순수 원소 분말에 비해 금속 합금의 장점은 무엇인가요?
A: 합금은 야금 메커니즘과 2상 제어를 통해 단일 원소의 내재적 한계를 넘어 강도, 내식성, 경도, 전도성 등과 같은 주요 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
Q: 금속 합금 분말 크기를 얼마나 작게 생산할 수 있나요?
A: 불활성 가스 분무는 현재 상업적 능력의 최첨단을 통해 10나노미터 이하의 나노 크기의 금속 분말을 생성할 수 있습니다. 화학 및 형태는 새로운 방법이 개척됨에 따라 여전히 집중적인 R&D 분야로 남아 있습니다.
Q: 부품 제작 전에 분말 후처리가 필수인가요?
A: 정밀한 크기 분율로 체질하는 것 외에도 탈산, 어닐링, 코팅 및 혼합과 같은 추가 컨디셔닝을 활용하여 제조 공정 성능, 치밀화 거동 및 최종 부품 속성 목표를 지원하는 분말 특성을 수정할 수 있습니다.
질문: 등급 간 비용 차이는 어떻게 결정되나요?
A: 가공의 복잡성, 합금 원소 가격, R&D 투자, 생산량 및 사양 요구 사항이 가격을 결정합니다. 고도로 엔지니어링된 이국적인 분말은 일반적인 주력 품종보다 훨씬 더 비싼 것으로 나타났습니다.
결론
이 가이드는 맞춤형 화학 및 최적화된 공정을 통해 기존의 야금학적 제약을 훨씬 뛰어넘는 차세대 부품 성능을 실현할 수 있는 금속 합금 분말 엔지니어링 소재에 대한 전체적인 개요를 제시합니다. 업계 전문가와 상담하여 특수 등급의 고유한 장점을 목표 응용 분야 요구 사항에 맞게 조정하는 방법에 대해 논의해 보세요.
