不锈钢作为一种常见合金,早已进入寻常百姓家,但知道“不胀钢”的人就少了很多,它的学名是因瓦合金。西北工业大学理学院应用化学系的苏力宏老师团队,国内首创了可以满足粉末冶金和3D打印加工的纳米因瓦合金粉体。
因瓦来源于英文中的“invariable”,意即“不变恒定”。所以也常常被叫做“不胀钢”或“不变钢”。顾名思义,与绝大多数的金属和合金所表现出的热胀冷缩效应不同,因瓦合金在一定的温度范围内,其膨胀系数极低,有时甚至为零或负值。
因为具备这样的特性,因瓦合金框架结构可以满足温差极大的工况,比如应用于航空航天、卫星、精密仪器、集成电路、电线电缆、液晶屏等等,大量用于金属陶瓷玻璃结合部。Intel公司的CPU加工设备的结构件和高精度机床关键部件就是采用这种材料。
目前,因瓦合金部件仍以传统机械加工方法为主,受限于加工设备以及相关的如焊接困难等制造技术和工艺的不足,也就给终端产品的可靠性带来缺陷。随着粉末冶金和3D打印技术的发展,技术困难又被推向了前端金属合金粉体的制备上。在这样的需求下,西北工业大学苏力宏老师应有关单位的要求,国内首创制备了可以满足粉末冶金和3D打印加工的纳米因瓦合金粉体。小编联系苏老师并了解了这种纳米因瓦合金粉体的部分信息,可以说它的优缺点都很明显。
缺点就是成本高价格贵。成本在大规模生产条件下会有一定降低,但与不到300元/公斤的工业合金相比,纳米合金粉的价格是以克来计算的。因而只适用于特殊性能和加工方式要求的场合。
而它的优势则是组成、粒度和表观熔点。化学法制备除了合金组分原子级别混合的稳定准确之外,就是可以令粉体粒径达到100纳米以下,也正是在西工大国内领先的纳米粉单分散处理加工技术和设备基础上,已实现了因瓦合金材料加工成型温度表观熔点从1450℃降至800℃左右,节能效果明显,适用粉末冶金或3D打印,可以省去机械加工组装和焊接工序。
在去年纳米因瓦合金粉体成功制备后,目前也在考察和探索应用更广的民用市场。实现大规模生产依然有很长的路要走,这同样需要具备相当研发生产实力的企业,如上市钢铁企业参与其中。最后,对纳米因瓦合金粉体有需求的朋友,可以通过我们与苏老师取得联系。
粉体圈 作者:郜白
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