Partikelgrößenanalyse von Metallpulver

mit dem Laser-Streulichtspektrometer LA-950

Applikation


Metallpulver werden zur Herstellung von Präzisionsformteilen aus Metall eingesetzt.


 


Qualitätssicherung


Die Größen- und Formverteilung der Metallpartikel wirkt sich auf das Verhalten des Pulvers beim Verfüllen und Sintern aus und beeinflusst dadurch das physikalische Verhalten der geformten Endprodukte. Um die Partikelgröße von Metallpulvern zu bestimmen, ist die Streulichtanalyse mittlerweile die gebräuchlichste Methode. Runde Partikel werden aus Gründen der optimierten Fließfähigkeit und der verbesserten Kompaktierung, die zu strukturell einwandfreien Teilen führt, bevorzugt eingesetzt. Gegenwärtig werden am häufigsten Pulver mit einem mittleren Durchmesser von 0,8 – 3,0 µm verwendet. Die Partikelgröße und –form beeinflussen die Fließgeschwindigkeit (verknüpft mit der Dichte der fertigen Teile) und die Materialmenge, die dem Press- und Sinterprozess zugeführt wird (verknüpft mit Durchsatz und Produktkonsistenz).


Die Partikelgröße und –form haben ebenfalls einen wichtigen Einfluss auf den Produktionsprozess, sowie die Charakteristika des Endproduktes wie z.B. Härte, Stärke, Porosität, etc..


Physikalische Eigenschaften wie Partikelgrößenverteilung, Form und Reibung wirken sich entscheidend auf die Verarbeitung und Qualität von Metallpulvern aus. So sind das Fließverhalten und die Kompaktierung beispielsweise von der inneren Reibung des Partikelkollektivs abhängig.


 


Beispiel 1: Aluminum


Eine Aluminiumlegierung wurde mit dem Laser-Streulichtphotometer LA-950 gemessen. Drei aufeinander folgende Messungen verschiedener Pulverproben ergaben die Messkurven, die in Bild 1 gezeigt sind. Die LA-950 Software berechnet automatisch den Variationskoeffizienten, so dass der Benutzer die Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit auf einen Blick prüfen kann.


Eine enge Partikelgrößenverteilung des Pulvers, mit einem Durchschnittsdurchmesser des gewünschten Wertes garantieren ein voraussagbares Materialverhalten und die konstante Qualität des Endproduktes.


 


Beispiel 2: Molybdän


Die wechselnden Produkteigenschaften von Metallpulvern unterschiedlicher Größe erlauben es den Herstellern, verschiedene Rohmaterialqualitäten, die exakt auf die Kundenanforderung zugeschnitten sind, anzubieten. In Bild 2 wurden mit dem LA-950 drei unterschiedliche Größen und Qualitäten pulverförmigen Molybdäns gemessen. Auch hier wird die konstante Qualität des Endproduktes durch eine enge Partikelgrößenverteilung mit einem Durchschnittsdurchmesser des gewünschten Wertes garantiert.


 


 


Vorteile des LA-950 auf einen Blick

  • Extrem weiter Messbereich von unter 1 µm bis 3000 µm für die Trockenmessung. (Nasssmessung sogar bis 10 nm möglich!). Dabei sind keine Umbauarbeiten an der Hardware bzw. den optischen Komponenten notwendig.
  • Zur Messung muss lediglich die Probe auf die Förderrinne aufgebracht und mit einem Mausklick gestartet werden. Probenzufuhr, Dispergierung und Messung laufen dann vollautomatisch ab. Die Messung an sich dauert nur wenige Sekunden.
  • Die Probe gelangt direkt über eine Förderrinne und eine Dispergierdüse in die Messzelle. Dabei wird der Partikelstrom weder umgelenkt, noch durch Schläuche oder Röhren geführt. Dadurch ist gewährleistet, dass nirgendwo im System Material zurückbleibt und zu Kontaminationen führen könnte. Die schonende Dispergierung mittels Vakuum und Druckluft verhindert, dass Partikel zerstört werden.

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