Polvo de hierro y níqueltambién conocido como polvo de níquel-hierro o polvo de Ni-Fe, se refiere a las formas pulvimetalúrgicas de una aleación que contiene hierro y níquel. Este material versátil ofrece propiedades únicas y se utiliza en muchas industrias y aplicaciones.
Esta completa guía proporciona detalles clave sobre el polvo de hierro y níquel en un formato tabular fácil de usar. Exploraremos la composición, las características, los métodos de producción, las aplicaciones, los proveedores y otras especificaciones técnicas del polvo de hierro y níquel. Tanto si es usted fabricante, comprador, ingeniero o investigador, éste es su recurso de referencia para todo lo que necesita saber sobre esta aleación en polvo multiuso.
Visión general del polvo de hierro y níquel
El polvo de hierro y níquel se compone principalmente de hierro y níquel, con pequeñas cantidades de otros elementos de aleación. Es de naturaleza metálica y magnética. Las partículas de polvo son finas y de forma esférica.
Algunas de las propiedades más destacadas de este material son su alta permeabilidad, baja coercitividad, buena maquinabilidad y excelente resistencia a la corrosión. Estas características hacen que el polvo sea ideal para su uso en blindaje electromagnético, aplicaciones magnéticas blandas, soldadura fuerte, soldadura blanda, etc.
Esta sección ofrece una breve introducción al polvo de hierro y níquel. Las tablas que figuran a continuación cubren la composición, propiedades, aplicaciones, especificaciones y otros detalles en un formato práctico.
Hierro Níquel Polvo Composición
La composición típica del polvo de hierro y níquel es:
| Elemento | Gama de composición |
|---|---|
| Hierro (Fe) | 35% – 80% |
| Níquel (Ni) | 20% – 65% |
| Molibdeno (Mo) | 0% – 5% |
| Cobre (Cu) | 0% – 2% |
La proporción de hierro y níquel puede ajustarse en función de las propiedades deseadas del material y los requisitos de rendimiento. Los grados de aleación específicos tienen composiciones normalizadas definidas por diversas sociedades y organizaciones de normalización.
El polvo también puede contener pequeñas cantidades de impurezas y oligoelementos recogidos durante el proceso de producción. La composición puede controlarse con precisión mediante el diseño del atomizador y los ajustes de los parámetros de fusión, mezcla y combinación.
Hierro Níquel Polvo Características y propiedades
El polvo de hierro y níquel posee una combinación única de propiedades químicas, eléctricas, magnéticas, mecánicas y físicas. La tabla siguiente resume las características clave:
| Propiedades | Detalles |
|---|---|
| Estado físico | Polvo sólido |
| Color | Gris metalizado |
| Estructura cristalina | Cúbico |
| Densidad | 8,0-9,2 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1400-1455°C |
| Temperatura de Curie | 280-350°C |
| Resistividad | 94-160 μΩ.cm |
| Permeabilidad | 600-20,000 μ |
| Densidad de flujo de saturación | 0.6-1.1 T |
| Remanencia | 0.7-0.95 T |
| Coercividad | 2,5-64 A/m |
| Conductividad térmica | 21-80 W/m.K |
| Resistencia a la oxidación | De regular a bueno |
| Resistencia a la corrosión | Excelente |
| Maquinabilidad | De bueno a excelente |
Las propiedades pueden ajustarse controlando la composición, el tamaño del polvo, la forma, la porosidad, el procesamiento y los parámetros de la pieza final. El material ofrece una combinación inigualable de comportamiento magnético suave, resistividad modesta, buenas características térmicas y resistencia a la corrosión.
Métodos de producción del polvo de hierro y níquel
El polvo de hierro y níquel puede producirse mediante diversos métodos. En la tabla siguiente se describen las técnicas de producción más comunes:
| Método | Detalles |
|---|---|
| Atomización de gas | Aleación fundida vertida a través de una boquilla, desintegrada por chorros de gas a alta presión en polvo fino |
| Atomización del agua | Chorro fundido roto en gotas por chorros de agua a alta velocidad |
| Proceso de electrodo giratorio | Material fundido expulsado del electrodo giratorio por la fuerza centrífuga |
| Proceso carbonílico | Descomposición térmica de carbonilos metálicos, seguida de trituración |
| Aleación mecánica | Soldadura en frío repetida y fractura de partículas de polvo en un molino de bolas |
La atomización con gas y la atomización con agua son los métodos más utilizados. El primero permite controlar mejor la distribución del tamaño de las partículas. La aleación mecánica se utiliza principalmente para grados especiales que requieren composiciones personalizadas.
Aplicaciones del polvo de hierro y níquel
El polvo de hierro y níquel se utiliza en una amplia gama de aplicaciones que abarcan múltiples industrias. Los principales usos son:
| Solicitud | Detalles |
|---|---|
| Imanes blandos | Alta permeabilidad, baja coercitividad permite una magnetización/desmagnetización eficaz |
| Blindaje electromagnético | Absorbe las interferencias EMI/RFI en una amplia gama de frecuencias |
| Soldadura | Su excelente resistencia a la oxidación facilita la unión de materiales |
| Moldeo por inyección de metales | Ideal para la fabricación de piezas complejas en forma de red |
| Impresión 3d | Imprima componentes intrincados con funcionalidad magnética |
| Actuadores electromagnéticos | Utilizado en solenoides, motores, generadores, sensores |
| Dispositivos de microondas | Núcleos, circuladores, aisladores, filtros |
| inductores/transformadores | Conexión de flujo magnético eficiente para componentes eléctricos |
| Piezas estructurales sinterizadas | Elevada dureza y resistencia tras la compactación y sinterización |
Los polvos pueden compactarse en diversas formas y sinterizarse para obtener compuestos magnéticos blandos para dispositivos de inducción, actuadores, motores eléctricos, antenas y equipos similares. La resistencia a la corrosión permite su uso en entornos agresivos.
Especificaciones del polvo de hierro y níquel
El polvo de hierro y níquel está disponible en varios rangos de tamaño, composiciones y otras especificaciones adaptadas a diferentes técnicas de producción y aplicaciones. A continuación se indican los parámetros típicos:
Hierro Níquel Polvo Tamaños
| Luz de malla | Diámetro de las partículas |
|---|---|
| -140+325 mallas | 44-105 μm |
| -325 mallas | <44 μm |
| -100+400 mallas | 20-149 μm |
| 10-50 μm | 10-50 μm |
Se dispone de rangos de tamaño más estrechos y distribuciones de partículas personalizadas. Los polvos más finos proporcionan una mayor resistencia en verde y densidad, mientras que los polvos más gruesos mejoran la fluidez.
Composiciones de polvo de hierro y níquel
| Grado | % Hierro | % Níquel | Otros elementos |
|---|---|---|---|
| FN-020 | 35-40% | Saldo | Pequeñas cantidades de Mo, Cu, Mn, Si, C |
| FN-024 | 40-45% | Saldo | ” |
| FN-027 | 45-50% | Saldo | ” |
| FN-050 | 35-40% | Saldo | 1-5% Mo |
| FN-052 | 40-45% | Saldo | 1-5% Mo |
| FN-055 | 45-50% | Saldo | 1-5% Mo |
| FN-077 | 52-57% | Saldo | ” |
| FN-080 | 57-62% | Saldo | ” |
Se fabrican otras composiciones especializadas para aplicaciones magnéticas, de soldadura fuerte, de soldadura blanda y de alta temperatura.
Hierro Níquel Polvo Normas
Normas clave del polvo de hierro y níquel:
- ASTM B833 - Especificación estándar para aleaciones magnéticas blandas a base de hierro-níquel de pulvimetalurgia (PM).
- ISO 4491 Metallic powders - Determination of oxygen content by reduction methods (Polvos metálicos - Determinación del contenido de oxígeno por métodos de reducción)
- ISO 4490 Metallic powders - Determination of hydrogen content - Inert gas fusion thermal conductivity method
- MPIF Norma 56 - Productores de materiales magnéticos Propiedades y terminología
Precios del polvo de hierro y níquel
| Polvo | Precios |
|---|---|
| -325 Malla | $7 - $11 por kg |
| -140 + 325 Malla | $8 - $12 por kg |
| 10-50 μm | $15 - $20 por kg |
| Esférica | $25 - $35 por kg |
Los precios varían en función de la composición, la forma, la gama de tamaños, la cantidad, el fabricante y la región geográfica. Las calidades especiales son más caras.
Manipulación y seguridad del polvo de hierro y níquel
Procedimientos de manipulación recomendados y prácticas de seguridad para el polvo de hierro y níquel:
- Utilice herramientas a prueba de chispas y equipos a prueba de explosiones
- Evitar la formación de polvo y las fuentes de ignición
- Garantizar una ventilación y protección respiratoria adecuadas
- Mantener alejado del calor, llamas e incompatibles como oxidantes.
- Contenedores de tierra y equipos de transferencia de polvos
- Almacenar los envases cerrados en un lugar fresco, seco y alejado de la humedad
Utilice los EPI adecuados y siga las precauciones de la ficha de datos de seguridad. La manipulación y el mantenimiento adecuados minimizan los riesgos de incendio, explosión y peligro para la salud.
Inspección y ensayo de polvo de hierro y níquel
La calidad del polvo de hierro y níquel se evalúa mediante procedimientos de ensayo normalizados:
| Método de ensayo | Parámetro Medido |
|---|---|
| Análisis granulométrico | Distribución granulométrica |
| Densidad aparente | Densidad de empaquetamiento del polvo |
| Densidad del grifo | Densidad asentada tras la toma |
| Caudalímetro Hall | Caudal de polvo |
| SEM, microscopía óptica | Morfología de las partículas |
| XRF, ICP-OES | Composición química |
| Fusión de gases inertes | Contenido de oxígeno y nitrógeno |
| Porosimetría de mercurio | Porosidad |
| Magnetómetro de muestra vibrante | Propiedades magnéticas |
Cumplir los requisitos de las especificaciones en cuanto a composición, características del polvo, microestructura y rendimiento es fundamental para el control de calidad y la aceptación de los lotes.
Ventajas y limitaciones del polvo de hierro y níquel
| Ventajas | Limitaciones |
|---|---|
| Propiedades magnéticas sintonizables | Densidad de flujo de saturación inferior a la de las ferritas o los polvos de Fe |
| Posibilidad de permeabilidades elevadas | Requiere cuidado en su manipulación y procesamiento |
| Excelente maquinabilidad y conformabilidad | Complejidad de formas limitada en el tratamiento de polvos |
| Resistente a la oxidación y la corrosión | No apto para aplicaciones de baja pérdida en el núcleo |
| Amplia gama de composiciones disponibles | Más caro que el polvo de hierro |
| Buena resistencia al desgaste | quebradizo tras la sinterización si no se controla la porosidad |
| Distribuciones y formas de partículas personalizadas |
Comprender las capacidades y restricciones del material permite aplicarlo con eficacia dentro de las limitaciones del diseño. La investigación y el desarrollo continuados amplían aún más las posibilidades y aplicaciones de este polvo multifuncional.
Preguntas más frecuentes
¿Qué es el polvo de hierro y níquel?
El polvo de hierro y níquel es un polvo metálico compuesto principalmente de hierro y níquel que se fabrica mediante atomización con gas, atomización con agua u otras técnicas de producción de polvo. Se utiliza para aplicaciones magnéticas blandas, soldadura, soldadura fuerte y otras áreas.
¿Cómo se fabrica el polvo de hierro y níquel?
Los métodos de producción habituales son la atomización con gas, la atomización con agua y la aleación mecánica. El proceso suele comenzar con la fusión por inducción de una aleación con la composición deseada, seguida de la desintegración de la corriente fundida en finas gotitas que se solidifican en partículas de polvo.
¿Qué contiene el polvo de hierro y níquel?
El polvo de hierro-níquel típico contiene 35-80% de hierro, 20-65% de níquel y pequeñas cantidades de molibdeno, cobre y otros oligoelementos. Las composiciones específicas se formulan en función de los requisitos magnéticos, mecánicos y de otras propiedades.
¿Es ferromagnético el polvo de hierro y níquel?
Sí, el polvo de hierro y níquel presenta un comportamiento ferromagnético, lo que significa que puede ser magnetizado o atraído por campos magnéticos. Tiene una permeabilidad inicial alta y una coercitividad baja. Esto lo hace idóneo para aplicaciones como blindaje electromagnético, inductores, transformadores y motores eléctricos.
¿Para qué se utiliza el polvo de hierro y níquel?
Entre sus principales usos se encuentran los imanes blandos, el blindaje electromagnético, la soldadura, la soldadura fuerte, el moldeo por inyección de metales, la impresión 3D, los actuadores, los componentes de microondas, los inductores y las piezas estructurales sinterizadas en los sectores de la automoción, aeroespacial, electrónico y otros.
¿Cuáles son las ventajas del polvo de hierro y níquel?
Entre sus principales ventajas se encuentran las propiedades magnéticas sintonizables, una excelente maquinabilidad y conformabilidad, una buena resistencia a la corrosión y la oxidación, la capacidad de adaptar la composición y las características del polvo, y la posibilidad de fabricar piezas complejas mediante prensado y sinterización.
¿Cuáles son las desventajas del polvo de hierro y níquel?
Las limitaciones incluyen una densidad de flujo de saturación inferior a la de los polvos de ferrita o hierro, una manipulación y un procesamiento más difíciles, una complejidad de formas restringida en el procesamiento de polvos, la inadecuación para usos con baja pérdida de núcleo, la fragilidad tras la sinterización si la porosidad no se controla adecuadamente y un coste superior al del polvo de hierro puro.