Железный порошок — это металлический порошок с размером частиц обычно от 5 до 250 мкм (около 2500–60 меш).
По данным статистики, объем рынка порошков черных металлов в 6.77 году достигнет 2024 млрд долларов США.
Железный порошок имеет широкий спектр применения, например: порошковая металлургия, аддитивное производство, литье металлов под давлением, покрытие поверхностей, резка, пайка, сварка.
Содержание:
Как сделать железный порошок?
Производители металлических порошков обычно изготавливают железный порошок посредством процессов распыления, восстановления, химического разложения и электролиза.
Давайте рассмотрим характеристики и области применения этих железных порошков.
Распыленный железный порошок
Распыленные металлические порошки производятся путем распыления водой или газом. В процессе распыления расплавленный металл разбивается на металлические капли под воздействием газа или воды под высоким давлением, а затем затвердевает в порошок.
Распыленный водой железный порошок экономически эффективен, но форма частиц нерегулярна, а содержание кислорода немного выше. Распыленные водой железные порошки и стальные порошки обычно используются в обычном процессе порошковой металлургии.
Порошок карбонильного железа
Порошок карбонильного железа достаточно мелкий, поэтому он подходит для процесса литья металлов под давлением (MIM).
Этот железный порошок получают путем реакции железа с оксидом углерода с образованием Fe(CO)₅ (карбонильного железа), которое затем подвергается термическому разложению.
Диаметр частиц порошка карбонильного железа обычно составляет от 1 до 8 микрон, а внешний вид сферический. Кроме того, производители ПМ и электроники применяют порошок карбонильного железа в магнитно-мягких материалах и материалах, поглощающих микроволны.
Восстановленный железный порошок
Производители ваших материалов создают восстановленный железный порошок путем восстановления оксида железа водородом. Его пористая природа дает ему название губчатый железный порошок.
Диаметр частиц восстановленного железного порошка обычно превышает 20 мкм. Благодаря своему нерегулярному виду порошок может механически соединяться, что способствует получению высокопрочного зеленого прессованного материала. Поскольку этот железный порошок пористый, он также подходит в качестве сырья для спеченных пропитанных маслом втулок.
Производители также используют его для изготовления алмазных инструментов, сварочных электродов и литий-железо-фосфатных аккумуляторов.
Электролитический железный порошок
Электролитический железный порошок производится электрохимическим способом и имеет чрезвычайно высокую чистоту — более 99%.
В настоящее время объем рынка электролитического железного порошка невелик и используется в областях, где требуется высокая сжимаемость, высокая чистота и высокие магнитные свойства.
Для чего используется железный порошок?
Железный порошок и порошки его сплавов имеют широкий спектр применения, включая металлургию, 3D-печать, литиевые батареи и т. д.
Порошковая металлургия
Порошковая металлургия — это признанный экологичный производственный процесс, в котором металлические порошки прессуются под высоким давлением и сплавляются вместе путем спекания для образования твердых компонентов.
Железный порошок является наиболее распространенным сырьем для детали порошковой металлургии, поэтому он имеет хорошую механическую прочность, хорошую плотность в сыром виде и относительно низкую цену.
К распространенным деталям из спеченного железа относятся:
- F-0000 Кольцо датчика ABS
- фланцы водяного насоса и шкивы
- пропитанные маслом втулки
- компоненты амортизатора
- крыльчатка
- шестерни из порошкового металла
- роторы и шестерни масляного насоса
Спеченный фильтр
Железные порошки также являются сырьем для производства спеченные пористые фильтры, которые представляют собой пористые устройства, характеризующиеся взаимосвязанными порами по всей своей структуре. Благодаря высокой точности фильтрации, высокой механической прочности и длительному сроку службы спеченные фильтры обеспечивают надежные решения для фильтрации.
MIM
Литье металлов под давлением представляет собой сочетание порошковой металлургии и литья под давлением.
В отличие от традиционных деталей из порошкового металла, части МИМ может достигать высокой плотности до 99%. Ограниченный оборудованием для литья под давлением, MIM обычно производит прецизионные детали весом менее 100 г.
В МИМ используется мелкодисперсный порошок, такой как распыленный железный порошок и карбонильный железный порошок.
Покрытие поверхности
Поверхность ваших металлических деталей может быть покрыта металлическим порошком для повышения их износостойкости, коррозионной стойкости, теплоизоляции и т. д.
Производство добавок
Вы можете знатьаддитивное производство (AM), также известная как 3D-печать, представляет собой процесс создания чистой формы с высоким использованием материала. В этом процессе ваша деталь создается слой за слоем путем нанесения порошка черного металла.
Благодаря процессу аддитивного производства металлов вы можете создавать прототипы компонентов без необходимости использования пресс-формы.
Сварочные работы
Хорошо известно, что добавление железного порошка в сварочные прутки, порошковую и металлопорошковую проволоку может улучшить качество сварки.
- Улучшение характеристик сварки
Добавление восстановленного железного порошка в покрытие электрода помогает сделать сварочную дугу более гладкой и стабильной.
- Улучшение качества сварного металла
Добавление в сварочный электрод порошка железа высокой чистоты способствует улучшению качества сварки.
- повысить эффективность сварки
Производители добавляют железный порошок в покрытие электрода, чтобы не только улучшить извлечение металла, но и более эффективно использовать тепло во время сварки.
Магнитно-мягкие композиты (SMC)
Магнитомягкие композиты изготавливаются из частиц железного порошка, покрытых электроизоляционным слоем, таким как эпоксидная смола или акрил. SMC обычно используется в автомобильных тяговых двигателях, насосах и компрессорах кондиционеров.
На свойства спеченных магнитомягких материалов на основе железа влияют чистота порошка, состав сплава и плотность материала.
Обогащение пищевых продуктов
Пищевой железный порошок служит пищевой добавкой и обычно используется для обогащения зерновых продуктов. Например, такие страны, как США и Канада, требуют обогащения железом основных продуктов питания, таких как пшеничная мука.
Сравнение железных металлических порошков
В следующей таблице приведены характеристики различных железных порошков, такие как форма, диаметр частиц и применение.
| Тип | Распыленный железный порошок | Порошок карбонильного железа | Восстановленный железный порошок | Электролитический железный порошок |
|---|---|---|---|---|
| Форма | Почти сферическая, неправильная | сферический | Нерегулярный | хлопьевидный |
| Размер частиц D90 | < 150 мкм | < 10 мкм | < 150 мкм | < 10 мкм |
| чистота | Высокий | Очень высоко | Высокий | Очень высоко |
| Области применения | PM, AM, MIM | ПМ, Электроника, МИМ | ПМ, Магнитомягкие Материалы | Электромагнитные, химические катализаторы |
Производитель железного порошка
Хоганас
Компания Höganäs, базирующаяся в Швеции, является ведущим мировым производителем металлических порошков. Они предлагают широкий ассортимент металлических порошков, включая железный порошок, стальной порошок, порошок нержавеющей стали, медный порошок, порошок титанового сплава, порошок никелевого сплава и т. д.
Их металлические порошки предлагают решения для различных отраслей промышленности, таких как порошковая металлургия, MIM, AM, сварка, производство магнитомягких материалов, горячее изостатическое прессование и производство фрикционных материалов.
Металлический порошок Рио Тинто
Компания Rio Tinto Metal Powder, ранее Quebec Metal Powders, расположена в Канаде и Австралии и поставляет железный порошок, стальной порошок, предварительно легированный порошок и т. д.
Они поставляют материалы для порошковой металлургии, аддитивного производства, аккумуляторов и накопителей энергии.
Порошки GKN – Hoeganaes
GKN Hoeganaes — известный поставщик металлического порошка, предлагающий широкий ассортимент стальных порошков для аккумуляторов PM, AM, литиевых батарей и т. д.
Цена на железный порошок
Ниже приведены некоторые цены на железный порошок и стальной порошок.
| Модель материала | Цена (долл. США/тонна) | меш | Химический состав |
|---|---|---|---|
| визу F-0005. | $910 | 80 | Бал: Фе |
| 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. |
| ФЛК-4608 | $2,552 | 100 | Cu: 1-3%, Ni: 1.6-2%, Mo: 0.43-0.60%, Bal: Fe. |
Рынок железного порошка
Китай является центром производства новых энергетических транспортных средств и электронных изделий, а также вносит основной вклад в рост рынка железного порошка в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Ожидается, что быстрое развитие аддитивного производства в США будет способствовать развитию североамериканского рынка металлических порошков.
Германия является лидером в традиционном автомобилестроении, и ожидается, что спрос на снижение веса транспортных средств и детали сложной формы будет стимулировать европейский рынок металлических порошков.
BLUE — это преданный поставщик порошковой металлургии с производственным совершенством, поставляющий стандартные детали PM без платы за оснастку. Производство спеченных деталей на наших предприятиях проходит строгий контроль на каждом этапе процесса.
FAQ
1. В чем разница между железным и стальным порошком?
Основные различия между железным порошком и стальным порошком заключаются в следующем:
Железный порошок состоит из чистого элементарного железа (Fe) с очень небольшим количеством примесей и очень низким содержанием углерода, обычно менее 0.1%. Стальной порошок содержит железо, легированное углеродом и другими легирующими элементами, такими как хром, никель, молибден или марганец.
Железный порошок обладает высокими магнитными свойствами и хорошей пластичностью. По сравнению со стальным порошком, железный порошок имеет меньшую прочность на разрыв и твердость.
Стальной порошок имеет более высокую прочность, твердость и долговечность. А конкретные механические и физические свойства можно настраивать, регулируя легирующие элементы.
2. Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с железными порошками?
При обработке или транспортировке железного порошка вы можете столкнуться с летающим порошком, а мелкий порошок может попасть в легкие. Поэтому работникам необходимо носить маски, очки, перчатки и т. д. для обеспечения безопасности.
Кроме того, при работе с металлическими порошками с более мелкими частицами необходимо учитывать потенциальный риск самовозгорания, поэтому при обращении с ними и их хранении следует соблюдать особую осторожность.
3. Как преобразовать сетку в микроны?
Размер частиц металлических порошков обычно выражается в микронах или сетках. Ниже приведена таблица перевода размеров частиц порошка.
| меш | Микрон (мкм) |
|---|---|
| 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 |