Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

Demir tozu manyetik özellikleri, yüksek mukavemeti, sünekliği ve mevcut toz boyutları yelpazesi sayesinde çeşitli endüstriyel ve ticari uygulamalara sahip çok yönlü bir demirli malzemedir. Bu kılavuzda demir tozu ile ilgili farklı türler, özellikler, üretim yöntemleri, uygulamalar, fiyatlandırma, karşılaştırmalar ve sıkça sorulan sorular yer almaktadır.

Demir Tozuna Genel Bakış

Demir tozu, genellikle 500 mikronun altında olan ince demir metal granüllerini ifade eder. Yüksek geçirgenlik gösterir ve genellikle manyetik veya yapısal özellikleri değiştirmek için az miktarda silikon, nikel, molibden veya bakır gibi alaşım elementleri içerir.

Demir tozlarını tüm sektörlerde kullanışlı kılan temel özellikler:

  • Yüksek saflıkta demir içeriği (>)
  • Kontrollü toz morfolojisi ve tane boyutu
  • Elektriksel direnç değerleri aralığı
  • Ayarlanabilir manyetik özellikler
  • İyi işlenebilirlik ve sıkıştırılabilirlik
  • Mekanik mukavemeti uyarlama yeteneği
  • Büyük ticari miktarlarda bulunabilirlik
  • Katı demire göre daha düşük üretim maliyetleri
  • Hurda/atık tozun geri dönüştürülebilirliği

Yıllık 800 kilo tona ulaşacağı öngörülen küresel taleple birlikte demir tozu üretimi ve çeşitliliği otomotiv, elektrik ve lehimleme endüstrisi uygulamaları sayesinde artmaya devam ediyor.

Demir Tozu Bileşimlerinin Türleri

Demir tozu genellikle bileşim, üretim süreci, parçacık şekli, toz boyutu ve toz yoğunluğuna göre kategorize edilir:

Tablo 1: Ana demir tozu bileşimi türleri

TipAçıklama
Karbonil demirDemir pentakarbonil ayrışması yoluyla üretilen ultra ince yüksek saflıkta toz
Atomize suNozuldan pompalanan erimiş demirin atomizasyonu ile yapılır; düzensiz şekiller
ElektrolitikSulu demir tuzu çözeltilerinden katotlar üzerine biriktirilir
İndirgenmiş demir400-700°C'de H2/CO indirgemesi yoluyla değirmen tufalinden üretilir
TavlanmışElektrolitik/su atomize tozun tavlanmasıyla üretilen yumuşak toz
AlaşımlıToz özelliklerini değiştirmek için küçük Si, Al, Cu, Mo ilaveleri
Yalıtımlı demirİnorganik yalıtım tabakası ile kaplanmış her bir parçacık
Kum demiriDökme demirin ezilmesi/öğütülmesi ile elde edilen düzensiz parçalar

Şekil: Ağırlıklı olarak küresel, dendritik, granüler ve düzensiz tıknaz partiküller görülür.

Boyut: 10 mikron ila 1 milimetre arasında; daha küçüğü daha pahalıdır.

Görünür yoğunluk: 2 gr/cc hafif paketlenmiş, presle sıkıştırılmış toz için 4 gr/cc'ye kadar.

Bileşimin yanı sıra, özellikler toz üretim yöntemleri ve tavlama, kaplama veya yağlayıcı ilavesi gibi son işlemlerle belirlenir.

Temel Karakteristikleri ve Özellikleri Demir Tozu

Piyasada bulunan demir tozu geniş bir fiziksel, kimyasal, elektriksel ve manyetik özellikler yelpazesi sergiler:

Tablo 2: Demir tozu özellikleri ve test ölçüm yöntemleri

MülkiyetTipik DeğerlerTest Yöntemleri
Kimyasal bileşim> Fe, <%0,8 O2, <%0,1 N2, <%0,1 CYanma analizi, XRF
Görünür yoğunluk2-4 gr/ccHall akış ölçer
Musluk yoğunluğu6,5 gr/cc'ye kadarbağlayıcı fraksiyon
Akış hızlarıKohezyon, yerçekimi altında toz akışını etkilerHall akış ölçer
SıkıştırılabilirlikTipik -65 yeşil sıkıştırmaPres aleti testleri
Hidrojen kaybıTavlamadan sonra 150 ppm'in altındaİnert gaz füzyon yöntemi
Geçirgenliktavlanmış demir için 70-150Histerezisgraf testi
Dirençlilik10-18 μOhm-cm; alaşımlama azaltırDört prob yöntemi
Kayıp faktörü10 kHz'de 15 kW/m3'ün altındaHisterezisgrafiği
SertlikSinterleme sonrası 90 HRB'ye kadarRockwell sertliği

Endüstriyel kullanım için uygunluğu belirleyen temel faktörler:

  • Akış özellikleri
  • Yoğunluk tutarlılığı
  • Manyetik potansiyel
  • Fabrikasyon uygunluğu
  • Saflık seviyesi
  • Parçacık boyutu dağılımı
demir tozu
Demir Tozu Malzemesi 3

Demir Tozu Üretim Prosesleri

Farklı kalitelerde demir tozu üretmek için başlıca üretim yolları şunlardır:

Tablo 3: Temel demir tozu üretim süreçlerine genel bakış

YöntemAçıklamaTipik Çıktı
Gaz atomizasyonuAzot/argon jetleri tarafından parçalanan erimiş demir akışıİnce küresel toz
Su atomizasyonuYüksek basınçlı su demir eriyiğini granüller halinde parçalarDüzensiz dendritik toz
ElektrolizSulu çözeltiden katot üzerine kaplanan demir iyonlarıHafif süngerimsi birikintiler
Karbonil ayrışmasıDemir pentakarbonilin termal parçalanmasıUltra ince yüksek saflıkta toz
Görünür yoğunluk – Daha yüksek yoğunluk, mekanik özellikleri iyileştirirDökme / domuz demiri kırma ve öğütmeBüyük tane boyutlu toz
Hidrojen indirgemeHidrojen atmosferinde indirgenmiş demir oksit tozuGözenekli az yoğun toz
Elektro-depozisyonÇözünebilir anotlardan katotlar üzerine elektrokaplama demirYoğun yapışkan toz

Tavlama, kırma, sınıflandırma, kaplama ve yağlama gibi üretim sonrası ikincil işlemler, tane boyutu, şekil, yoğunluk ve akış özellikleri gibi toz özelliklerini daha da değiştirebilir.

Tablo 4: Demir tozu üretim ekipmanları ve sistemlerinin endüstri sağlayıcıları

ŞirketTeklifler
BASFGaz atomizasyon ekipmanı
Sandvik OspreyAnahtar teslim su atomizasyon sistemleri
ItalprocessHidrojen azaltma üniteleri
ECKA GranülleriTavlama, kırma, sınıflandırma
HöganäsKomple toz üretim çözümleri
KastwelToz işleme ekipmanları

gaz, su ve hidrojen bazlı indirgeme tesisleri için 200-2000 kg/saat üretim kapasiteleri tipiktir.

Demir Tozu Uygulamaları ve Kullanım Alanları

Demir tozunun başlıca endüstriyel uygulamaları ve ticari kullanımları şunlardır:

Tablo 5: Demir tozu için başlıca uygulama alanları

EndüstriUygulamalar
OtomotivToz metal dişliler, motor yatakları, yağ pompası bileşenleri, fren balataları, sürtünme parçaları
ElektrikFerritler, indüktörler, elektromanyetik kalkanlar, kontaklar
İnşaatMetal yüzeyler üzerindeki yüzeyler için toz boya hammaddesi
ÜretimKarmaşık net şekilli parçaların toz enjeksiyonla kalıplanması
FiltrasyonArsenik ve krom kirleticilerinin giderimi için demir ortam kullanılarak su arıtımı
BaskıFotokopi makineleri, lazer yazıcılar için toner tozları
KaynakIsı üreten ekzotermik kaynak akısı karışımlarında bağlayıcı
MetalurjiDemir tozu ilaveleri sinterlenmiş çeliklerin mekanik özelliklerini geliştirir
KimyasalKatalizör ve pigment kaynağı olarak kullanılır
YağlayıcılarFren sıvıları, şanzıman yağları için sürtünme kontrol katkısı
MikrodalgaElektromanyetik dalga emilimi için demir kayıplı malzeme

Bunlardan toz metalurjisi ve sürtünme bileşeni imalatı, halihazırda demir tozu tüketiminin 'sinden fazlasını oluşturmaktadır.

Demir Tozu Özellikleri

Demir tozu ticari olarak partikül boyutu, şekli, yoğunluğu ve bileşimi ile tanımlanan çeşitli standart kalitelerde pazarlanmaktadır:

Tablo 6: Mevcut demir tozu kalitelerinin tipik özellikleri

ÖznitelikMenzil
Boyut aralığı (mikron)10 ila 500
ŞekilKüresel, granüler, dendritik
Alaşım elementleriCu: 1-4, Mo: %0,2-5, Si: %0,1-6
Görünür yoğunluk (g/cc)2-4.5
Musluk yoğunluğu (g/cc)6,5'e kadar
Minimum demir tahlili98%
Maksimum oksijen0.8%
Maksimum azot0.1%
Nem içeriği<Ağırlıkça %0,1
Akış hızlarıKohezyon, yerçekimi altında toz akışını etkiler

Bunların yanı sıra, karbürizasyon ve izolasyonlu demir tozu, benzersiz uygulamalara göre uyarlanmış özel alt kalite spesifikasyonlarına sahiptir.

Demir Tozu için Uluslararası Standartlar

Küresel olarak ticareti yapılan demir tozu, endüstriyel standartlara göre belirlenmiş kalite parametrelerine uygundur:

Tablo 7: Başlıca uluslararası demir tozu kalite standartları

StandartTanımlanan Temel Unsurlar
ISO 4491Hall akış ölçer kullanarak toz akış hızlarını ampirik olarak belirleme yöntemi
ISO 4490Yığın yoğunluğu ve kademe yoğunluğu ölçüm prosedürleri
ISO 4497Partikül boyutu dağılımını belirlemek için eleme teknikleri
ASTM B831MMetal tozlarının eleme yoluyla parçacık boyutu dağılımı için standart test yöntemleri
JIS Z 2508Sıkıştırma ve yeşil yoğunluk özelliklerinin belirlenmesi için yöntemleri belirleyen Japon standardı
DIN 51733Toz akış özelliklerini değerlendirmek için Alman standart test prosedürleri

Saygın üreticiler ISO 9001 gibi kalite sertifikalarının yanı sıra üretim sırasında ve kullanıcı kabulü için kimyasal, işlevsel ve fiziksel özellikleri doğrulamak üzere tam donanımlı laboratuvarlara sahiptir.

Tedarikçiler ve Fiyatlandırma

Büyük metal tozu üreticileri tarafından üretilen kitlesel bir emtia ürünü olan demir tozu için mevcut fiyatlandırma kilogram başına 1,5 ila 5 dolar dayalı:

Tablo 8: Demir tozu fiyatlandırmasının temel belirleyicileri

ParametreFiyat Üzerindeki Etkisi
Üretim süreciElektrolitik ve karbonil en pahalısı
Saflık seviyesiDaha yüksek saflık yüksek prim getirir
Toz yoğunluğuDaha fazla sıkıştırılabilirlik ile artış
Parçacık boyutuDaha ince toz daha pahalıdır
Satın alma miktarıToplu sipariş indirim sağlar
Ürün tutarlılığıSıkı dağıtım toleransları maliyeti artırır
Alaşım elementleriÇoğu alaşım kalitesi ekstra ücrete tabidir
KonumBölgesel navlun ve gümrük vergileri etkiler

Tablo 9: Başlıca küresel tedarikçiler ve demir tozları için tipik fiyat aralıkları

ŞirketÜrün FormlarıFiyat Aralığı
HöganäsSu atomize, ön alaşımlı1,8-3,5 $/kg
BASFKarbonil, elektrolitik, su atomize2-4,8 $/kg
Rio TintoSu atomize edilmiş, tavlanmış, hidrojen azaltılmış1,7-3$/kg
CNPCElektrolitik, alaşımlı kaliteler1,5$2,5/kg
JFE ÇelikKarbonil, alaşımlı atomize$2-$5/kg
Sandvik OspreyGaz atomize3,5-$5/kg
AMETEKİnce paslanmaz çelik kaplama5-7 $/kg

Fiyatlar, yıllık sözleşmeli hacimlere ve garanti edilen spesifikasyon genişliğine bağlıdır. Demir tozu tedarik ederken kalite tutarlılığını ve sertifikasyonu, yalnızca en düşük fiyat seviyelerini takip etmekten daha öncelikli hale getirin.

Artıları ve Eksileri Demir Tozu

Tablo 10: Demir tozlarının avantajları ve sınırlamaları arasında karşılaştırma

AvantajlarDezavantajlar
Ekonomik malzeme ve işlemeDöküm/dövme özellikleriyle eşleşmeyebilir
Ağ şekillerine kolayca kalıplanabilirÇelik alaşımlara göre daha düşük mukavemet
Manyetik geçirgenlik aralığıKoruyucu yüzeyler olmadan paslanmaya yatkın
Çoğu ferritten daha yüksek süneklikSac metal imalatları için sınırlı şekillendirilebilirlik
Geri dönüştürülebilir hurda işleyinToz taşıma önlemleri gerekli
İşleme yoluyla uyarlanabilir tekdüzelikPartiler arasında özellik değişkenliği mümkündür

Dişli çarklar ve dişliler gibi küçük ve karmaşık parçalar için toz metalurjisi yöntemi, daha düşük mekanik mukavemeti hesaba katsa bile önemli maliyet avantajları sunar. Ancak büyük yapısal imalatlar için geleneksel döküm veya çeliğin deformasyonla işlenmesi daha iyidir.

demir tozu
Demir Tozu Malzemesi 4

SSS

Q. Demir tozu partikül boyutlarına göre nasıl sınıflandırılır?

Demir tozu ticari olarak ağ boyutlarına göre sınıflandırılır:

  • Kaba kaliteler – 100 mesh boyutunun altında (149 mikron)
  • İnce kalite – 100 ila 400 mesh (37 ila 149 mikron)
  • Ultra ince kalite – 400 mesh üzeri, 37 mikron altı

Q. Hangi kaliteler en yüksek saflıkta demir tozu sağlar?

Karbonil ve elektrolitik demir tozu ile ,5'in üzerinde saflık seviyeleri mümkündür. Atomizasyon yöntemleri > saflık üretir.

Q. Görünür yoğunluk ile musluk yoğunluğu arasındaki fark nedir?

Görünür yoğunluk, hafifçe çalkalandıktan sonra ölçülen gevşek paketlemeyi ifade ederken, musluk yoğunluğu, yüklü ölçüm silindirine mekanik olarak vurulduktan sonra elde edilen artan sıkıştırmadır.

Q. Akış hızı neden önemli bir demir tozu parametresidir?

İyi toz akışı, malzemenin kalıplara yerçekimi altında serbestçe akması gereken metal enjeksiyon kalıplama gibi parça kalıplama ve metalurji prosesleri için kolaylık, tutarlılık ve otomasyona uygunluk sağlar.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top