Порошковый никель (наплавочный)

Порошковый никель — мелкодисперсный металлический материал, выпускаемый по ГОСТ 9722-97. Стандарт охватывает два способа получения: карбонильный и электролитический. Порошок никеля применяется в порошковой металлургии, производстве сварочных электродов, легированных сталей, защитных покрытий, электротехнических и химических изделий. На этой странице приведены марки, технические характеристики, области применения и условия поставки никелевого порошка.

Марки порошкового никеля по ГОСТ 9722-97

Согласно ГОСТ 9722-97 «Порошок никелевый. Технические условия», никелевый порошок классифицируется по двум признакам: способу получения и чистоте.

По способу получения выделяют два типа:

• ПНК — порошок никелевый карбонильный. Получают термическим разложением тетракарбонила никеля Ni(CO)₄. Отличается сферической формой частиц, высокой чистотой и мелким размером зёрен (менее 20 мкм для групп Т и Л).
• ПНЭ — порошок никелевый электролитический. Получают электролизом никельсодержащих растворов с последующим осаждением металла на катоде. Частицы имеют неправильную (дендритную) форму.

По химическому составу карбонильный порошок делится на четыре группы: У (высшей чистоты), 0, 1 и 2. Электролитический — на группы 1 и 2.

По насыпной плотности карбонильный порошок подразделяется на группы: Т (тяжёлый), Л (лёгкий) и К (крупнозернистый), каждая из которых имеет подгруппы.

Полный перечень марок по ГОСТ 9722-97: ПНК-УТ1, ПНК-УТ2, ПНК-УТ3, ПНК-УТ4, ПНК-0Т1, ПНК-0Т2, ПНК-0Т3, ПНК-0Т4, ПНК-1Л5, ПНК-1Л6, ПНК-1Л7, ПНК-1Л8, ПНК-2К9, ПНК-2К10, ПНЭ-1, ПНЭ-2.

Расшифровка обозначения марки

Маркировка карбонильного порошка строится по схеме: ПНК-[группа по составу][группа по плотности][подгруппа]. Например, ПНК-0Т1 — порошок никелевый карбонильный, нулевая группа по химическому составу, тяжёлый, первая подгруппа по насыпной плотности. Для электролитического порошка обозначение проще: ПНЭ-1 — порошок никелевый электролитический, первая группа по химическому составу.

Насыпная плотность никелевого порошка

Насыпная плотность — один из ключевых параметров, определяющий поведение порошка при прессовании, дозировании и транспортировке. Значения насыпной плотности карбонильного порошка по ГОСТ 9722-97 приведены в таблице.

Насыпная плотность карбонильного никелевого порошка (ГОСТ 9722-97, таблица 5)

Насыпная плотность электролитического никелевого порошка (ГОСТ 9722-97, таблица 6)

Порошки группы Т (тяжёлые) с насыпной плотностью от 1,41 до 3,5 г/см³ применяются там, где требуется высокая плотность прессовок. Лёгкие порошки группы Л (0,45–1,40 г/см³) за счёт развитой удельной поверхности обеспечивают повышенную активность при спекании и используются в производстве пористых изделий — фильтров, электродов аккумуляторов. Крупнозернистые порошки группы К предназначены для задач, где важна текучесть и равномерность заполнения пресс-форм.

Гранулометрический состав никелевого порошка

Размер частиц определяет технологические свойства порошка — прессуемость, спекаемость и текучесть. Требования ГОСТ 9722-97 по гранулометрическому составу приведены ниже.

Химический состав порошкового никеля

Массовая доля никеля в карбонильном порошке определяется как разность 100 % и суммы массовых долей нормируемых примесей: углерода, железа, кобальта и кремния (постоянно определяемые), а также меди, магния, серы, цинка, мышьяка, фосфора, кадмия, висмута, марганца, олова, свинца, сурьмы и кальция. По группам карбонильный порошок отличается допустимыми нормами содержания примесей: группа У обеспечивает максимальную чистоту, группа 2 допускает повышенное содержание примесей.

В электролитическом порошке массовая доля никеля определяется аналогично — по разности 100 % и суммы всех нормируемых примесей.

Конкретные нормы содержания примесей для каждой группы установлены в таблицах 2 и 3 ГОСТ 9722-97. При заказе важно указывать требуемую группу по химическому составу, так как от неё напрямую зависит пригодность порошка для конкретного технологического процесса.

Применение порошкового никеля

Области применения никелевого порошка определяются его физико-химическими свойствами: высокой коррозионной стойкостью, жаростойкостью, каталитической активностью и способностью к спеканию.

Порошковая металлургия

Основное назначение никелевого порошка по ГОСТ 9722-97 — изготовление изделий методами порошковой металлургии. Из порошка прессуют и спекают фильтрующие элементы, пористые перегородки, конструкционные и антифрикционные детали. Лёгкие марки (ПНК-1Л5 … ПНК-1Л8) за счёт развитой поверхности частиц формируют пористые структуры с контролируемым размером пор. Электролитические порошки ПНЭ-1 и ПНЭ-2 применяют при изготовлении электродов щелочных аккумуляторов.

Легирование сталей и сплавов

Никелевый порошок вводят в состав шихты при производстве легированных сталей и жаропрочных сплавов. Карбонильный порошок групп У и 0 с минимальным содержанием примесей предпочтителен для ответственных марок, где критична чистота легирующего компонента.

Производство сварочных материалов

Порошковый никель используется в составе электродных покрытий и порошковых проволок. Он обеспечивает требуемый химический состав наплавленного металла и улучшает его механические свойства. На это указывает и то, что ГОСТ 9722-97 включён в сборник стандартов «Сварка, пайка и термическая резка металлов».

Защитные и функциональные покрытия

Никелевые покрытия наносятся на детали для защиты от коррозии в окислительных и других агрессивных средах, а также для повышения стойкости к абразивному и кавитационному износу. Для газотермического напыления и наплавки, помимо чистого никелевого порошка, применяют самофлюсующиеся порошки на никелевой основе с добавками хрома, бора, кремния — они регламентируются отдельными стандартами.

Катализ и химическая промышленность

Мелкодисперсный карбонильный никелевый порошок с высокой удельной поверхностью применяется в качестве катализатора гидрирования в химической и нефтехимической промышленности.

Безопасность и класс опасности

Никелевый порошок относится к 1 классу опасности (вещества чрезвычайно опасные) по ГОСТ 12.1.007-76. Он оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, при систематическом попадании в организм поражает ткань лёгких и оказывает общетоксическое действие. Предельно допустимая концентрация (ПДК) никелевого порошка в воздухе рабочей зоны — 0,05 мг/м³.

Сам по себе порошковый никель не горюч. Температура самовоспламенения — 470 °С. Однако аэровзвесь порошка в воздухе при концентрации выше 220 г/м³ пожаро- и взрывоопасна. Персонал, работающий с никелевым порошком, должен использовать средства индивидуальной защиты: респираторы, защитную одежду, перчатки. В производственных помещениях обязательна вытяжная вентиляция и герметизация оборудования.

Упаковка и хранение никелевого порошка

По ГОСТ 9722-97 никелевый порошок упаковывается в герметичную тару: полиэтиленовые ёмкости объёмом до 50 л, металлические банки до 3 л, стальные барабаны или алюминиевые бочки. При использовании стальных барабанов, бочек и бумажных мешков порошок предварительно засыпают в полиэтиленовые вкладыши. Герметичность упаковки — обязательное условие.

Хранение — в закрытых отапливаемых помещениях. Гарантийный срок хранения карбонильного порошка — 36 месяцев, электролитического — 12 месяцев с даты изготовления. По истечении гарантийного срока порошок перед использованием проверяется на соответствие всем требованиям стандарта.

Формы поставки

Порошковый никель поставляется партиями. Масса партии карбонильного порошка — до 10 т, электролитического — до 0,5 т. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием марки, номера партии, массы, результатов анализа химического состава, размера частиц и насыпной плотности.

В каталоге представлены карбонильные и электролитические марки никелевого порошка по ГОСТ 9722-97. Также доступны сплавы никеля в различных формах поставки. Для подбора конкретной марки под технологическую задачу — свяжитесь с техническим отделом.