El polvo de hierro es un polvo metálico con un tamaño de partícula generalmente entre 5 y 250 μm (aproximadamente 2500-60 mallas).
Según las estadísticas, el tamaño del mercado de polvo de metal ferroso alcanzó los USD 6.77 mil millones en 2024.
El polvo de hierro tiene una amplia gama de aplicaciones, como: Metalurgia de polvos, fabricación aditiva, moldeo por inyección de metales, recubrimiento de superficies, corte, soldadura fuerte, soldadura.
Contenido
¿Cómo hacer polvo de hierro?
Los fabricantes de polvo metálico generalmente elaboran polvo de hierro mediante procesos de atomización, reducción, descomposición química y electrólisis.
Echemos un vistazo a las características y aplicaciones de estos polvos de hierro.
Polvo de hierro atomizado
Los polvos metálicos atomizados se producen mediante atomización con agua o gas. En este proceso, el metal fundido se fragmenta en gotitas metálicas mediante el impacto de agua o gas a alta presión, y luego se solidifica en polvo.
El polvo de hierro atomizado con agua es rentable, pero la forma de las partículas es irregular y el contenido de oxígeno es ligeramente superior. Los polvos de hierro y acero atomizados con agua se utilizan habitualmente en los procesos de pulvimetalurgia convencionales.
Polvo de hierro carbonilo
El polvo de hierro carbonílico es bastante fino, por lo que es adecuado para el proceso de moldeo por inyección de metal (MIM).
Este polvo de hierro se produce al hacer reaccionar el hierro con monóxido de carbono para formar Fe(CO)₅ (hierro carbonílico), que luego se descompone térmicamente.
El diámetro de partícula del polvo de hierro carbonílico suele estar entre 1 y 8 micras y su aspecto es esférico. Además, los fabricantes de PM y electrónica utilizan el polvo de hierro carbonílico en materiales magnéticos blandos y materiales absorbentes de microondas.
Polvo de hierro reducido
Los fabricantes de materiales crean polvo de hierro reducido mediante la reducción de óxido de hierro con hidrógeno. Su naturaleza porosa le otorga su nombre. polvo de esponja de hierro.
El diámetro de las partículas de polvo de hierro reducido suele ser superior a 20 μm. Gracias a su aspecto irregular, el polvo puede unirse mecánicamente, lo que favorece la fabricación de un compacto verde de alta resistencia. Gracias a su porosidad, este polvo de hierro también es adecuado como materia prima para casquillos sinterizados impregnados en aceite.
Los fabricantes también lo utilizan para producir herramientas de diamante, electrodos de soldadura y baterías de fosfato de hierro y litio.
Polvo de hierro electrolítico
El polvo de hierro electrolítico se produce mediante un proceso electroquímico y tiene una pureza extremadamente alta de más del 99%.
Actualmente, el tamaño del mercado del polvo de hierro electrolítico es pequeño y se utiliza en aplicaciones con alta compresibilidad, alta pureza y altas propiedades magnéticas.
¿Para qué se utiliza el polvo de hierro?
El polvo de hierro y su polvo de aleación tienen una amplia gama de aplicaciones, incluida la metalurgia, la impresión 3D, las baterías de litio, etc.
Metalurgia de polvos
La pulvimetalurgia es un reconocido proceso de fabricación ecológico en el que los polvos metálicos se compactan a alta presión y se fusionan mediante sinterización para formar componentes sólidos.
El polvo de hierro es la materia prima más común para piezas de pulvimetalurgia, por lo que tiene buena resistencia mecánica, buena densidad verde y un precio relativamente bajo.
Las piezas de hierro sinterizado más comunes incluyen:
- Anillo sensor ABS F-0000
- bridas de bomba de agua y poleas
- bujes impregnados de aceite
- componentes del amortiguador
- impulso
- engranajes de metal en polvo
- rotores y engranajes de bombas de aceite
Filtro sinterizado
Los polvos de hierro también son materias primas para la producción filtros porosos sinterizadosSon dispositivos porosos que se caracterizan por poros interconectados en toda su estructura. Con una alta precisión de filtración, alta resistencia mecánica y larga vida útil, los filtros sinterizados ofrecen soluciones de filtración confiables.
MIM
El moldeo por inyección de metal es una combinación de pulvimetalurgia y moldeo por inyección.
A diferencia de las piezas tradicionales de metal en polvo, MIM partes Puede alcanzar una alta densidad de hasta el 99 %. Limitado por el equipo de moldeo por inyección, MIM generalmente produce piezas de precisión que pesan menos de 100 g.
MIM utiliza polvo fino, como polvo de hierro atomizado y polvo de hierro carbonílico.
Revestimiento de la superficie
Sus piezas metálicas pueden recubrirse superficialmente con polvo metálico para mejorar su resistencia al desgaste, a la corrosión y al aislamiento térmico, etc.
Fabricación aditiva
Quizás conozcas a alguienfabricación aditiva (FA)La impresión 3D, también conocida como impresión XNUMXD, es un proceso de forma neta con un alto aprovechamiento del material. En este proceso, la pieza se construye capa a capa mediante la aplicación de polvo de metal ferroso.
Con el proceso de fabricación aditiva de metal, es posible crear prototipos de los componentes sin necesidad de un molde.
Soldadura
Es bien sabido que agregar polvo de hierro a las varillas de soldadura, alambres con núcleo fundente y alambres con núcleo metálico puede mejorar la calidad de la soldadura.
- Mejorar las características de la soldadura
La adición de polvo de hierro reducido al revestimiento del electrodo de cobertura ayuda a mejorar el arco de soldadura para que sea más suave y estable.
- Mejorar la calidad del metal de soldadura
Agregar polvo de hierro de alta pureza al electrodo de soldadura ayuda a mejorar la calidad de la soldadura.
- aumentar la eficiencia de la soldadura
Los fabricantes agregan polvo de hierro al revestimiento del electrodo de cobertura no solo para mejorar la recuperación del metal sino también para utilizar el calor durante la soldadura de manera más eficiente.
Compuestos magnéticos blandos (SMC)
Los compuestos magnéticos blandos están hechos de partículas de polvo de hierro recubiertas con una capa aislante eléctrica, como resina epoxi o acrílico. El SMC se utiliza comúnmente en motores de tracción, bombas y compresores de aire acondicionado de automóviles.
Las propiedades de los materiales magnéticos blandos sinterizados a base de hierro se ven afectadas por la pureza del polvo, la composición de la aleación y la densidad del material.
Fortificación de Alimentos
El hierro en polvo de grado alimenticio sirve como suplemento dietético y se usa comúnmente para enriquecer productos de cereales. Por ejemplo, países como Estados Unidos y Canadá exigen la fortificación con hierro en alimentos básicos como la harina de trigo.
Comparación de polvos metálicos de hierro
La siguiente tabla muestra las características de diferentes polvos de hierro, como forma, diámetro de partícula y aplicación.
| Tipo | Polvo de hierro atomizado | Polvo de hierro carbonilo | Polvo de hierro reducido | Polvo de hierro electrolítico |
|---|---|---|---|---|
| Forma | Casi esférico, irregular | esférico | Irregular | Escamoso |
| Tamaño de partícula D90 | <150 micras | <10 micras | <150 micras | <10 micras |
| Pureza | Alta | Muy Alta | Alta | Muy Alta |
| Solicitud | PM, AM, MIM | PM, Electrónica, MIM | PM, materiales magnéticos blandos | Catalizadores electromagnéticos y químicos |
Fabricante de polvo de hierro
Hoganas
Con sede en Suecia, Höganäs es un fabricante líder mundial de polvo metálico. Ofrece una amplia gama de polvos metálicos, como polvo de hierro, polvo de acero, polvo de acero inoxidable, polvo de cobre, polvo de aleación de titanio, polvo de aleación de níquel, etc.
Sus polvos metálicos brindan soluciones para diversas industrias como la pulvimetalurgia, MIM, AM, soldadura, materiales magnéticos blandos, prensado isostático en caliente y materiales de fricción.
Polvo metálico de Rio Tinto
Rio Tinto Metal Powder, anteriormente Quebec Metal Powders, tiene su sede en Canadá y Australia y ofrece polvo de hierro, polvo de acero, polvo prealeado, etc.
Proporcionan materiales para pulvimetalurgia, fabricación aditiva, baterías y aplicaciones de almacenamiento de energía.
Polvos GKN – Hoeganaes
GKN Hoeganaes es un conocido proveedor de polvo metálico que ofrece una gama de polvos de acero para baterías PM, AM y de litio, etc.
Precio del polvo de hierro
A continuación se muestran algunos precios de polvo de hierro y polvo de acero.
| Modelo de materiales | Precio (USD/Ton) | Malla | Composición química |
|---|---|---|---|
| La visa F-0005 | $910 | 80 | Bal: Fe |
| FC-0205 | $1,129 | 100 | Cu: 1.5-3.9%, Bal: Fe |
| FN-0205 | $2,249 | 100 | Cu: 0-2.5%, Ni: 1-3%, Bal: Fe |
| FD-0205 | $3,256 | 100 | Cu: 1.3-1.7%, Ni: 1.55-1.95%, Mo: 0.4-0.6%, Bal: Fe |
| FLC 4608 | $2,552 | 100 | Cu: 1-3%, Ni: 1.6-2%, Mo: 0.43-0.60%, Bal: Fe |
Mercado de polvo de hierro
China es un centro de fabricación de vehículos de nueva energía y productos electrónicos, y es el principal contribuyente al crecimiento del mercado de polvo de hierro en la región Asia-Pacífico.
Se espera que el rápido desarrollo de la fabricación aditiva en los Estados Unidos impulse el desarrollo del mercado de polvo metálico en América del Norte.
Alemania es líder en la fabricación de automóviles tradicionales, y se espera que la demanda de reducción del peso de los vehículos y formas complejas de las piezas impulse el mercado europeo de polvo metálico.
BLUE es un proveedor especializado en pulvimetalurgia con excelencia en fabricación, que suministra piezas de metalurgia de partículas estándar sin costes de herramientas. La fabricación de piezas sinterizadas en nuestras instalaciones se somete a rigurosos controles en cada etapa del proceso.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Cuáles son las diferencias entre el polvo de hierro y el polvo de acero?
Las principales diferencias entre el polvo de hierro y el polvo de acero son las siguientes:
El polvo de hierro consiste en hierro elemental puro (Fe) con muy pocas impurezas y un contenido de carbono muy bajo, generalmente inferior al 0.1 %. El polvo de acero contiene hierro aleado con carbono y otros elementos de aleación como cromo, níquel, molibdeno o manganeso.
El polvo de hierro posee altas propiedades magnéticas y buena ductilidad. En comparación con el polvo de acero, el polvo de hierro presenta menor resistencia a la tracción y dureza.
El polvo de acero ofrece mayor resistencia, dureza y durabilidad. Además, sus propiedades mecánicas y físicas específicas se pueden personalizar mediante el ajuste de los elementos de aleación.
2. ¿Qué precauciones de seguridad debe tomar al manipular polvos de hierro?
Al procesar o transportar polvo de hierro, puede haber polvo en suspensión y polvo fino que pueda ser inhalado hasta los pulmones. Por lo tanto, los trabajadores deben usar mascarillas, gafas protectoras, guantes, etc., para garantizar su seguridad.
Además, los polvos metálicos con partículas más pequeñas deben tenerse en cuenta debido al riesgo potencial de combustión espontánea, por lo que se debe prestar especial atención durante su manipulación y almacenamiento.
3. ¿Cómo convertir malla a micrones?
El tamaño de partícula de los polvos metálicos suele expresarse en micras o mallas. A continuación se muestra una tabla de conversión del tamaño de partícula de polvo.
| Malla | Micrón (μm) |
|---|---|
| 4 | 4760 |
| 6 | 3360 |
| 8 | 2380 |
| 12 | 1680 |
| 16 | 1190 |
| 20 | 840 |
| 30 | 590 |
| 35 | 500 |
| 40 | 420 |
| 45 | 354 |
| 50 | 297 |
| 60 | 250 |
| 70 | 210 |
| 80 | 177 |
| 100 | 149 |
| 120 | 125 |
| 140 | 105 |
| 170 | 88 |
| 200 | 74 |
| 230 | 62 |
| 270 | 53 |
| 325 | 44 |
| 400 | 37 |
| 450 | 32 |
| 500 | 25 |
| 625 | 20 |
| 1250 | 10 |
| 2500 | 5 |