니켈 합금은 니켈이 구성 성분의 40% 이상을 차지하는 광범위한 내열성 및 내식성 소재를 말합니다. 이 가이드에서는 다양한 니켈 합금에 대한 개요를 제공합니다. 니켈 합금 분말 유형, 제조 방법, 주요 응용 분야, 사양, 가격, 비교, 조달 관련 자주 묻는 질문 등을 확인할 수 있습니다.
니켈 합금 분말의 구성
| 합금 제품군 | 주요 합금 원소 | 공통 성적 |
|---|---|---|
| 초합금 | Cr, Co, Mo, Ti, Al | 인코넬 718, 625, 헤인즈 282 |
| 고온 합금 | Cr, Mo, W | 헤인즈 230, 188, HR-120 |
| 부식 방지 | Cr, Mo | 합금 C-276, 20Cb-3, G-35-1 |
| 전기/전자 | Fe, Cu, Cr | 합금 42, 코바르 |
| 형상 기억 | Ti, Hf | 니티놀(NiTi) |
크롬, 코발트, 철, 구리 등 다양한 합금 원소를 첨가하여 기계적 특성을 조정하고 제작을 개선하며 내식성 및 내마모성을 향상시킵니다.
주요 특성 및 파우더 속성
| 속성 | 일반적인 값 |
|---|---|
| 파티클 모양 | 구형 |
| 크기 범위 | 10 - 150 미크론 |
| 산소 ppm | 500ppm 미만 |
| 홀 유량 | 50g에 약 25초 |
| 겉보기 밀도 | 2 - 5g/cc |
| 표면 산화물 | 얇은 패시베이션 크로미아 필름 |
생산 방식에 맞는 입자 특성 - 적층 제조에는 100마이크론 이하의 구형 분말이 필요하지만 콜드 스프레이는 입자가 클수록 더 좋습니다.
니켈 합금 분말의 생산 방법
| 방법 | 설명 |
|---|---|
| 가스 분무 | 불활성 가스가 용융 금속을 액적 분말로 분해합니다. |
| 물 분무 | 고압의 물이 용융물을 분해합니다. |
| 플라즈마 원자화 | 매우 깨끗하고 소량의 생산량 |
| 카보닐 공정 | 니켈 카보닐의 화학적 침전물 |
초합금, 티타늄 등과 같은 반응성 합금에 가장 적합한 가스 분무. 물 분무는 30미크론 이상의 대량 생산에 더 경제적입니다. 플라즈마 분무 및 카보닐 경로는 특수 분말을 생산합니다.
응용 니켈 합금 분말
| 산업 | 공통 구성 요소 |
|---|---|
| 항공우주 | 터빈 블레이드, 디스크, 트랜지션 |
| 석유 및 가스 | 유정 장비, 밸브, 패스너 |
| 자동차 | 배기 시스템 부품, 연료 전지 |
| 화학 공정 | 열교환기, 반응 용기 |
| 의료 | 임플란트, 수술 도구 |
| 적층 제조 | 바이메탈 부품, 격자, 토폴로지 최적화 설계 |
니켈 합금은 고온에서 높은 강도와 내식성을 동시에 필요로 하는 중요한 응용 분야에 사용됩니다.
니켈 합금 분말 사양
| 표준 | 설명 |
|---|---|
| ASTM B162 | 니켈 도금 등급 사양 |
| ASTM B214 | 다공성 니켈 스트립 |
| ASTM B351 | 단조 초합금 제품 형태 |
| ASTM B777 | 분말 야금(PM) 니켈 합금 |
보편적인 파우더 사양은 존재하지 않습니다. 대신 용도와 의도된 생산 방식에 따라 허용 기준이 결정됩니다.
니켈 합금 분말 공급업체 및 가격
| 공급업체 | 리드 타임 | 가격 범위($/kg) |
|---|---|---|
| 샌드빅 오스프리 | 10~16주 | $25 – $500 |
| 대서양 장비 | 12~18주 | $30 – $450 |
| TLS 테크닉 | 16~20주 | $35 – $480 |
가격은 합금 구성, 파우더 양, 크기 범위, 지정된 품질 수준에 따라 크게 달라집니다.
장점과 단점 니켈 합금 분말
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 높은 온도에서 높은 강도 | 고가의 합금 원자재 |
| 열악한 환경을 견뎌내다 | 제한된 공급업체 및 가용성 |
| 맞춤형 속성을 위한 맞춤형 합금 | 순도 보장을 위한 엄격한 품질 절차 |
| 유연한 제작 방법 | 미세 금속 분말로 인한 안전 위험 |
| AM 기술을 통한 복잡한 형상 | AM 빌드 후 포스트 프로세싱이 필수인 경우가 많습니다. |
니켈 합금 분말을 사용하면 고성능 부품을 제작할 수 있지만 안전하게 제조하고 취급하려면 상당한 전문 지식이 필요합니다.
자주 묻는 질문
초합금, 고온 합금, 스테인리스 합금의 차이점은 무엇인가요?
초합금은 감마 프라임 침전물 강화 덕분에 강도가 가장 높습니다. 고온 합금은 산화를 이겨냅니다. 스테인리스 합금은 내식성에 중점을 둡니다.
바인더 제트 인쇄에 가장 적합한 입자 크기 범위는 무엇입니까?
바인딩 공정에는 약 20~50미크론이 필요합니다. 너무 미세한 분말은 액체 포화 및 바인더 확산을 억제합니다. 포장 밀도를 위해 좁은 분포를 보장합니다.
분무 중 오염의 원인은 무엇인가요?
공기 중 산소 흡착으로 인해 산화물 내포물이 발생합니다. 기화로 인한 소량의 원소 손실이 발생할 수 있습니다. 다른 공급원으로는 툰디쉬 라이너, 용융 도가니가 있습니다. 고순도 불활성 가스 및 출발 물질을 사용합니다.
기체 분무 분말이 물 분무보다 선호되는 이유는 무엇인가요?
물 분무는 산소 흡착으로 이어져 분말 품질을 저하시킵니다. 냉각 속도가 느려져 카바이드 네트워크가 형성되어 내식성이 저하됩니다. 반응성 합금의 경우 피하십시오.
니켈 합금을 인쇄할 때 흔히 발생하는 결함은 무엇입니까?
낮은 에너지 밀도로 인한 융합 결함 부족. 잔류 응력 균열. 밀폐된 부피 안에 갇힌 분말. 가스 포획으로 인한 다공성. 통합 솔루션 개발 필요.
결론
니켈 합금 분말은 특수 제조 공정을 통해 맞춤형 조성과 입자 특성으로 핵심 애플리케이션에 필수적인 극한 환경 기능을 제공합니다. 신중한 사양과 테스트를 통해 적층 제조, 용사 또는 분말 사출 성형과 같은 생산 방법에 대한 적합성을 보장합니다.
