Zerstäubtes Metallpulver

Zerstäubtes Metallpulver ist eine Form von Metall, die durch Zerstäubung hergestellt wird, ein Verfahren, das geschmolzenes Metall in sehr feines Pulver verwandelt. Dieses Pulver hat einzigartige Eigenschaften, die es in verschiedenen Branchen und Anwendungen nützlich machen.

Überblick über zerstäubtes Metallpulver

Zerstäubtes Metallpulver ist gekennzeichnet durch:

• Sehr feine Partikelgröße, in der Regel unter 100 Mikrometer
• Große Oberfläche
• Fließfähigkeit
• Fähigkeit, zu Teilen mit hoher Dichte verdichtet zu werden
• Kohärenz in der Zusammensetzung
• Sphäroidische Partikelform

Aufgrund dieser Eigenschaften können zerstäubte Pulver in verschiedenen Metallverfahren wie Metallspritzguss, additive Fertigung, Pressen und Sintern eingesetzt werden. Die feine Größe und Form tragen zu einer verbesserten Leistung bei.

Zerstäubte Metallpulver gibt es in einer Vielzahl von Legierungen, darunter:

• Stahl
• Aluminium
• Kupfer
• Nickel
• Titan
• Edelmetalle

Sie werden häufig für Kfz-Teile, Schneidewerkzeuge, Strukturbauteile, elektrische Kontakte, Magnete, Schmuck und vieles mehr verwendet.

Zerstäubte Metallpulverarten

Typ	Beschreibung	Zusammensetzung	Partikelgröße	Form
Eisenhaltig	Hergestellt aus Eisen, Stahllegierungen	Rostfreier Stahl, legierter Stahl, Werkzeugstahl	10-150 μm	Sphärisch
Nichteisenmetalle	Hergestellt aus eisenfreien Metallen	Kupfer-, Aluminium- und Titan-Legierungen	5-250 μm	Abgerundet
Wertvoll	Hergestellt aus Edelmetallen	Silber, Gold, Platin	1-100 μm	Sphärisch

Wichtige Eigenschaften

Zerstäubte Metallpulver haben einzigartige Eigenschaften, die sie für die Herstellung vorteilhaft machen:

• Hohe Reinheit: Kontrollierte Zusammensetzung ohne Verunreinigungen
• Konsistenz: Enge Partikelgrößenverteilung
• Form: Meistens kugelförmig für gute Fließfähigkeit und Packung
• Dichte: Kann sich beim Pressen auf nahezu volle Dichte verdichten
• Reaktivität: Große Oberfläche ermöglicht verbesserte Sinterung

Gemeinsame Anwendungen

Zerstäubtes Metallpulver wird in vielen Branchen eingesetzt:

• Automobilindustrie: Motorteile, Zahnräder, Lager
• Luft- und Raumfahrt: Turbinenschaufeln, Flugzeugbeschläge
• Medizinische: Zahnimplantate, Prothetik
• Additive Fertigung: 3D-Druck-Pulver
• Schmuck: Edelmetallpulver für die Schmuckherstellung

Zusammensetzung der Zerstäubtes Metallpulver

Zerstäubte Pulver gibt es in einer Vielzahl von Metalllegierungen mit maßgeschneiderten Zusammensetzungen, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen. Einige gängige Zusammensetzungen sind:

Zerstäubte Stahlpulver

Typ	Hauptlegierungselemente	Beispielkompositionen
Rostfreier Stahl	Fe, Cr, Ni	304, 316, 420
Werkzeugstahl	Fe, Cr, V, Mo	H13, M2
Legierter Stahl	Fe, Mn, C, Cr, Ni	4140, 4340

Nichteisenmetall-Pulver

Typ	Hauptlegierungselemente	Beispielkompositionen
Aluminium	Al, Cu, Mg, Si	6061, 7075
Kupfer	Cu, Sn, P	C11000, C17200
Nickel	Ni, Cr, Fe, Mo	Inconel 625, Monel 400
Titan	Ti, Al, V, Sn	Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo

Die Hersteller können die Zusammensetzungen je nach den gewünschten Eigenschaften anpassen. Die Pulver enthalten auch Spurenzusätze (<1%) wie Bor, Zirkonium und Kohlenstoff zur Verbesserung der Sinterung, Festigkeit oder anderer Eigenschaften.

Spezifikationen für die Zusammensetzung von zerstäubten Metallpulvern

Parameter	Beschreibung	Bereich
Wichtigste Elemente	Wichtige Legierungselemente	Variiert je nach Legierungstyp
Geringfügige Elemente	Zugesetzte Spurenelemente	< 1% nach Gewicht
Sauerstoffgehalt	Bei der Zerstäubung aufgenommener Sauerstoff	<0,5% nach Gewicht
Feuchtigkeitsgehalt	Restfeuchte nach der Produktion	<0,1% nach Gewicht
Scheinbare Dichte	Packungsdichte des Pulvers	40-65% der Materialdichte

Die Zusammensetzungen werden durch spektrografische Analysen und andere Methoden überprüft. Kundenspezifische Mischungen möglich.

Eigenschaften von atomisierten Metallpulvern

Die einzigartigen Eigenschaften von zerstäubtem Metallpulver machen es für industrielle Anwendungen besonders geeignet:

Physikalische Eigenschaften

Eigentum	Beschreibung	Bedeutung
Partikelform	Meistens kugelförmig	Verbessert Pulverfluss und Verpackung
Partikelgröße	10 - 150 μm typischerweise	Beeinflusst Reaktivität, Dichte, Oberflächenbeschaffenheit
Partikelgrößenverteilung	Enge Verteilung	Ermöglicht homogenes Mischen und Verdichten
Scheinbare Dichte	Dichte von losem Pulver	Auswirkungen der Mengenmessung
Dichte des Gewindebohrers	Dichte des abgesetzten Pulvers	Zeigt die Kompressibilität an
Durchflussmenge	Fließfähigkeit des Pulvers	Wichtig für die automatisierte Verarbeitung
Spezifische Oberfläche	Partikeloberfläche pro Gewichtseinheit	Bestimmt Reaktivität und Sinterverhalten

Mechanische Eigenschaften

Eigentum	Beschreibung	Bedeutung
Härte	Widerstandsfähigkeit gegen Verformung	Erforderlich für die Verschleißfestigkeit
Stärke	Zugfestigkeit und Streckgrenze	Erforderlich für tragende Anwendungen
Duktilität	Fähigkeit zur Verformung vor dem Brechen	Auswirkungen auf Haltbarkeit und Zähigkeit
Porosität	Winzige Löcher in verdichteten Teilen	Reduziert sich mit zunehmender Pressdichte

Die Eigenschaften werden durch strenge Zusammensetzungsstandards und Herstellungsprotokolle kontrolliert.

Merkmale von zerstäubtem Metallpulver

Zerstäubte Pulver haben einzigartige Eigenschaften, die die Leistung bestimmen:

Partikelgröße

• Typischer Bereich: 10-150 Mikrometer
• Enge Verteilung gewährleistet Gleichmäßigkeit
• Feinere Körnungen verbessern Dichte und Oberflächengüte
• Gröbere Größen verbessern den Durchfluss und die Durchlässigkeit

Partikelform

• Überwiegend kugelförmige Morphologie
• Verbessert den Pulverfluss und die Verdichtung
• Erzeugt durch Zerstörungskräfte bei der Zerstäubung

Morphologie der Oberfläche

• Relativ glatte Partikeloberfläche
• Hat einen satinierten Metallglanz
• Oberflächenmängel nehmen bei größeren Größen zu
• Einige Satelliten möglich

Interne Struktur

• Homogene Phasen
• Durchgängige Chemie
• Zusammensetzung durch Probenahme überprüft
• Fehlen von Porosität oder Hohlräumen

Durch die Kontrolle dieser Partikeleigenschaften kann das Verhalten des Pulvers individuell angepasst werden.

Eigenschaften von zerstäubtem Metallpulver Spezifikationen

Parameter	Beschreibung	Typischer Bereich
Partikelgröße	Durchmesser der Pulverteilchen	10 - 150 μm
Größenverteilung	Spanne der Partikelgrößen	±40 μm vom Durchschnitt
Partikelform	Geometrie des Pulvers	Sphärizität >90%
Oberflächenbeschaffenheit	Glatte oder raue Oberfläche	Mäßig glänzend
Scheinbare Dichte	Wie lockeres Pulver verpackt	40-65% der tatsächlichen Dichte
Dichte des Gewindebohrers	Beruhigte Dichte nach Vibration	55-72% der tatsächlichen Dichte
Durchflussmenge	Fließgeschwindigkeit des Pulvers	25-35 s/50 g
Oxidgehalt	Oberflächenoxide aus der Produktion	<1% nach Gewicht

Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von atomisiertem Metallpulver

Dank seiner einzigartigen Eigenschaften kann zerstäubtes Metallpulver in vielen Branchen eingesetzt werden:

Automobilindustrie

• Zahnräder
• Lager
• Pleuelstangen
• Turbolader-Rotoren

Luft- und Raumfahrt

• Turbinenschaufeln
• Strukturelle Teile
• Luftfahrzeugzubehör

Additive Fertigung

• 3D-Druck-Pulver
• Binder-Jet-Druck
• Selektives Laser-Sintern

Industriell

• Schneidewerkzeuge
• Bohrer
• Schweißdrähte
• Dauermagnete

Medizinisch und zahnmedizinisch

• Zahnimplantate
• Medizinische Implantate
• Chirurgische Instrumente

Elektronik

• Leitfähige Kontakte
• Widerstände
• Adern und Abschlüsse

Luxusgüter

• Schmuck
• Dekorative Hardware
• Luxus-Stifte
• Münzen

Zerstäubtes Metallpulver bietet die Leistung, Konsistenz und Präzision, die in der fortschrittlichen Fertigung in allen Industriezweigen benötigt wird.

Lieferanten und Preisgestaltung für zerstäubtes Metallpulver

Es gibt viele Anbieter, die verschiedene Metallpulversorten anbieten:

Wichtige Unternehmen für atomisiertes Metallpulver

Unternehmen	Standort	Angebotene Materialien	Beschreibung
Höganäs	Schweden	Eisen, Edelstahl, Legierungen	Weltweit führend bei Metallpulvern
Sandvik	Schweden	Rostfrei, Superlegierungen, Titan	Führende Zerstäubungstechnologie
Rio Tinto Metall-Pulver	Kanada	Aluminium, Nickel, Eisen	Zerstäubung verschiedener Legierungen
CRS-Beteiligungen	USA	Kupfer und Kupferlegierungen	Spezialisiert auf Kupferpulver
Moderne Pulver und Beschichtungen	USA	Refraktärmetalle, Superlegierungen	Hochwertige Legierungen

Die Preisgestaltung hängt von der Legierungszusammensetzung, den Qualitätsstandards, der Partikelgröße und dem Auftragsvolumen ab:

Preise für zerstäubtes Metallpulver

Material	Legierung Typ	Partikelgröße	Preis pro kg
Rostfreier Stahl	316L	15-45 μm	$12-18
Werkzeugstahl	H13	10-100 μm	$15-25
Aluminiumlegierung	6061	45-150 μm	$8-15
Nickel-Legierung	Inconel 718	10-45 μm	$50-150
Titan-Legierung	Ti-6Al-4V	15-45 μm	$80-220

Die Preise sinken erheblich mit der Bestellmenge. Kundenspezifische Legierungen sind ebenfalls erhältlich.

Vor- und Nachteile von atomisiertem Metallpulver

Zerstäubtes Pulver hat einige klare Vorteile, aber auch Einschränkungen:

Vorteile

• Konsistenz in Zusammensetzung und Eigenschaften
• Nahezu volle Dichte erzielbar
• Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften
• Hohe Produktionsrate durch Zerstäubung
• Einsatz in fortschrittlichen Fertigungsverfahren

Benachteiligungen

• Höhere Kosten als bei konventioneller Fertigung
• Begrenzt auf kleinere Teilegrößen
• Nachbearbeitung oft erforderlich
• Gewisse Porosität in fertigen Stücken möglich
• Begrenzte Anzahl von Legierungen und Mengen

In Branchen, die Präzision, Leistung und modernste Materialien verlangen, wiegen die Vorteile oft die Nachteile auf.

Wie atomisiertes Metallpulver hergestellt wird

Metallpulver werden durch Zerstäubungstechnik hergestellt. Die Prozesse umfassen:

Schritte bei der Herstellung von atomisierten Metallpulvern

Schmelzen

• Die Metalle werden in einen inerten Ofen (Vakuum oder mit Schutzgas) eingebracht.
• Erhitzen über die Liquidustemperatur, um die Metalle zu schmelzen
• Präzise Steuerung von Temperatur, Zeitzyklen

Legieren

• Zusätzliche Elemente wie Kohlenstoff oder Bor werden im Schmelzbad aufgelöst.
• Erreicht die angestrebte chemische Zusammensetzung der Legierung

Grobfilterung

• Keramische Schaumstofffilter entfernen Einschlüsse und große Verunreinigungen
• Reduziert Defekte im fertig zerstäubten Pulver

Zerstäubung

• Unter Druck stehendes Inertgas zersetzt geschmolzenes Metall in feine Tröpfchen
• Verschiedene Düsenausführungen für spezielle Zerstäubung
• Verschiedene Gase ergeben unterschiedliche Pulvereigenschaften

Puder-Kollektion

• Inertes Gas transportiert das Pulver zum Sammelsystem
• Zyklonabscheider halten feine Pulverpartikel zurück
• Verhinderung von Oxidation durch Lufteinwirkung

Screening

• Mehrstufiges Klassifizierungssystem trennt Partikelgrößen
• Erzielt eine enge Verteilung der Pulverfraktionen

Konditionierung

• Entgasung, Trocknung oder Schmierstoffmischung, falls erforderlich
• Entfernt adsorbierte Gase oder Feuchtigkeit vor der Weiterverarbeitung

Die inerte Umgebung, die spezielle Ausrüstung und die umfassenden Kontrollen führen zu hochreinen, kugelförmigen, präzisen Metallpulvern, die für kommerzielle Anwendungen bereit sind.

Methoden zur Zerstäubung von Metallpulvern

Es gibt verschiedene technische Varianten, um geschmolzene Metalllegierungen zu Pulvern zu zerstäuben:

Zerstäubungsmethoden

Methode	Einzelheiten	Partikelgröße	Form
Gaszerstäubung	Verwendet Hochdruck-Inertgas	5-250 μm	Meistens kugelförmig
Wasserzerstäubung	Aufbrechen mit Wasserstrahlen	50-1000 μm	Unregelmäßig zerklüftet
Vakuum-Zerstäubung	Schmelzestrom in die Vakuumkammer	50-150 μm	Grob kugelförmig
Zentrifugalzerstäubung	Schleuderscheibe zerstreut Metall	50-1000 μm	Mehr Unregelmäßigkeiten

Die Gaszerstäubung ist heute wegen ihrer feinen Größe und kugelförmigen Partikelmorphologie weit verbreitet. Andere Varianten dienen jedoch speziellen Anwendungen wie Edelmetallen oder bestimmten Legierungen und Bedingungen. Die Zerstäubungstechnik hat erhebliche Auswirkungen auf die Pulvereigenschaften.

Normen für Zerstäubtes Metallpulver

Für zerstäubte Metallpulver gelten verschiedene Normen:

Qualitätsstandards für Pulver

Standard	Zweck	Schlüsselkriterien
MPIF-Norm 35	Spezifikationen für Eisenpulver	Chemie, Partikelgrößenverteilung, scheinbare Dichte
MPIF-Norm 45	Nichteisenmetallpulver-Normen	Partikeleigenschaften, Verunreinigungsgrenzen
ISO 4490-1	Klassifizierung von Nickel- und Eisenpulvern	Methodik zur Quantifizierung von Pulvereigenschaften
ASTM B602	Tests zur Charakterisierung von Metallpulver	Zapfstellendichte, Durchflussmenge, Kompressibilitätsmethoden
ASTM B215	Probenahmeverfahren	Techniken zur Entnahme von Pulvern

Diese helfen bei der Festlegung von Produktspezifikationen, Prüfprotokollen, Klassifizierungssystemen, Qualitätskontrolle und mehr. Es gelten sowohl globale als auch materialspezifische Normen.

Normen für die Pulverproduktion

Standard	Zweck	Schlüsselkriterien
ISO 9001	Qualitätsmanagement	Verwaltung, Lieferantenstandards, Rückverfolgbarkeit
ISO 14000	Umweltmanagement	Energienutzung, Abfallverringerung, Umweltschutz
OHSAS 18001	Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz	Expositionsbegrenzung, Sicherheitsausrüstung und Schulung
ISO 17025	Praktiken im Labor	Methoden, Testverfahren, Kalibrierungsprotokolle

Pulver unterliegen außerdem verschiedenen unternehmensspezifischen Qualitätszertifizierungen. Prüfen Sie alle Spezifikationen, bevor Sie ein Produkt beschaffen.

FAQ

Was sind die Vorteile von zerstäubtem Metallpulver?

Zerstäubtes Pulver bietet eine extrem konsistente Zusammensetzung, Partikeleigenschaften, hohe Reinheit und Leistungseigenschaften, die für moderne Fertigungstechniken erforderlich sind.

Welche Präzision kann mit zerstäubten Metallteilen erreicht werden?

Bei Kleinserien von weniger als 100 Teilen ist eine Genauigkeit von 0,1 mm möglich. Ab 250 Teilen nimmt die Präzision jedoch ab, und Toleranzen über ±0,5 mm sind realistischer.

Welche Auswirkungen hat die Zerstäubung auf das Metallgefüge?

Die schnelle Erstarrung während der Zerstäubung erzeugt feinere Körner und erweitert die Grenzen der Feststofflöslichkeit. Dies ermöglicht einzigartige Legierungen und Eigenschaften. Aber es verursacht auch höhere innere Spannungen.

Welche Legierungen gibt es mit zerstäubtem Pulver?

Hunderte von Stahl-, Aluminium-, Kupfer-, Nickel-, Titan- und Edelmetall-Legierungen werden heute als zerstäubtes Pulver hergestellt. Erhältlich sind sowohl handelsübliche Legierungen als auch Hochleistungslegierungen für die Luft- und Raumfahrt, den Energiesektor, die Elektroindustrie und andere Bereiche. Auf Anfrage können auch kundenspezifische Legierungen zerstäubt werden.

Wie sieht die typische Lieferkette für zerstäubtes Metallpulver aus?

Die meisten großen Metallpulverhersteller stellen das Pulver direkt in ihren vertikal integrierten Werken her, bevor sie es über Händler an Endverbraucher wie Teilehersteller oder 3D-Druck-Servicebüros weitergeben. Einige Distributoren haben ausgewählte Standardqualitäten auf Lager, aber kundenspezifische Bestellungen können Monate dauern. Planen Sie die Beschaffungszyklen entsprechend auf der Grundlage interner Verbrauchsprognosen.

Ist recyceltes Metallpulver erhältlich?

Ja, für viele gängige Legierungen und Laser Powder Bed Druckpulver werden Recyclingprogramme angeboten. Das gebrauchte Pulver wird wiederaufbereitet, um Verunreinigungen zu entfernen, bevor es neu atomisiert und weiterverkauft wird. Die Eigenschaften entsprechen jedoch nicht denen von Neuware. Recyceltes Pulver ist billiger, eignet sich aber besser für die Entwicklung von Prototypen als für die Produktion.

mehr über 3D-Druckverfahren erfahren