Prášek z nerezové oceli 17-4PH

Představte si, že vyrábíte součást, která musí být neuvěřitelně pevná, odolná proti korozi a zároveň lehká. Zní to jako náročný úkol, že? No, pro ty, kteří se pohybují ve světě aditivní výroby (AM), se tento sen stává skutečností díky zavedení technologie Prášek z nerezové oceli 17-4PH speciálně navržené pro lisování za tepla (HIP).

V tomto článku se ponoříme do světa 17-4PH pro HIP a prozkoumáme jeho vlastnosti, aplikace, výhody, omezení a různé dostupné možnosti kovových prášků. Vybavíme vás znalostmi, které vám umožní učinit informované rozhodnutí o začlenění tohoto výkonného materiálu do vašeho příštího projektu AM.

tajemství 17-4PH: rozbor skladby

Nerezová ocel 17-4PH, známá také jako UNS S17400, patří do skupiny nerezových ocelí tvrdnoucích při srážení (PH). Zde je bližší pohled na její klíčové složky:

Živel	Hmotnost %	Role
Chrom (Cr)	15-17.5	Zvyšuje odolnost proti korozi
nikl (Ni)	3.5-5.5	Zlepšuje pevnost a tažnost
měď (Cu)	3-4	Přispívá ke zpevnění srážek
Kolumbium (Cb) (Niob (Nb))	0.4-1.2	Podporuje tvrdnutí srážek
křemík (Si)	1 max.	Zvyšuje pevnost a odolnost proti oxidaci
mangan (Mn)	1 max.	Zvyšuje odolnost
uhlík (C)	0,07 max	Rozhodující pro srážkové vytvrzování
železo (Fe)	Zůstatek	Základní kov

Toto jedinečné složení propůjčuje materiálu 17-4PH výjimečné mechanické vlastnosti a činí z něj velmi vyhledávaný materiál pro náročné aplikace.

Výběr vhodného řešení pro váš projekt

Krása použití materiálu 17-4PH pro HIP spočívá v rozmanité škále dostupných kovových prášků. Každý prášek se vyznačuje mírně odlišnými vlastnostmi, což vám umožní přizpůsobit materiál vašim specifickým potřebám. Zde je rozpis deseti významných kovových prášků 17-4PH pro HIP:

1. LPW® 17-4 PH nerezová ocel (LPW)

Tento plynem atomizovaný prášek nabízí vynikající tekutost a hustotu balení, což vede k vysoce kvalitním konstrukcím. Je oblíbenou volbou pro letecké, automobilové a lékařské aplikace.

2. EOS nerezová ocel 17-4PH (EOS)

Nabídka společnosti EOS poskytuje konzistentní distribuci velikosti částic a sférickou morfologii, což podporuje dobrou tisknutelnost a mechanické vlastnosti. Je vhodný pro složité geometrie a náročné konstrukční díly.

3. Admatec 17-4PH (Admatec)

Tento dusíkem atomizovaný prášek se vyznačuje vysokou čistotou a nízkým obsahem kyslíku, což vede ke zlepšení mechanických vlastností po HIP. Nachází uplatnění v ropném a plynárenském průmyslu a při zpracování chemikálií.

4. Höganäs AM 17-4PH (Höganäs)

Prášek Höganäs je známý svou výjimečnou tekutostí a absorpčními vlastnostmi laseru. To se projevuje v efektivním tisku a konzistentních sestavách, takže je ideální pro velkosériovou výrobu.

5. Přísada Carpenter AM 17-4PH (Carpenter)

Kovový prášek Carpenter prochází jedinečným výrobním procesem, který zajišťuje vyšší čistotu a minimální vnitřní vady. To se promítá do vynikajících mechanických vlastností kritických leteckých dílů.

6. SLM Solutions 17-4PH (SLM Solutions)

Tento plynem atomizovaný prášek se vyznačuje úzkou distribucí velikosti částic, což umožňuje přesnou kontrolu mikrostruktury a konečných vlastností dílů. Je vhodný pro aplikace vyžadující vysokou rozměrovou přesnost a pevnost.

7. Oerlikon AM 17-4PH (Oerlikon)

Prášek společnosti Oerlikon je atomizován dusíkem, což zlepšuje jeho tekutost a hustotu balení. Je určen pro širokou škálu průmyslových odvětví, včetně automobilového, zdravotnického a leteckého průmyslu.

8. Prvek 17-4PH (Element)

Tento plynem atomizovaný prášek se vyznačuje vysokou sféricitou a tekutostí pro optimální tisk. Je to cenově výhodná volba pro univerzální aplikace v různých průmyslových odvětvích.

9. AP&C 17-4PH (AP&C)

Prášek AP&C nabízí rovnováhu mezi cenou a výkonem a poskytuje dobrou tisknutelnost a mechanické vlastnosti pro méně náročné aplikace.

10. DMG MORI 17-4PH (DMG MORI)

Tento plynem atomizovaný prášek je určen speciálně pro laserové aditivní výrobní systémy společnosti DMG MORI.

Aplikace z Prášek z nerezové oceli 17-4PH

Výjimečné vlastnosti materiálu 17-4PH pro HIP umožňují širokou škálu aplikací v různých průmyslových odvětvích. Zde je několik klíčových oblastí, ve kterých tento výkonný materiál vyniká:

• Letectví: Díky vysokému poměru pevnosti k hmotnosti, vynikající odolnosti proti korozi a únavové pevnosti je materiál 17-4PH ideální pro součásti letadel, jako jsou podvozky, držáky motorů a konstrukční součásti. V porovnání s tradičními materiály, jako je hliník nebo titanové slitiny, nabízí 17-4PH vynikající mechanické vlastnosti při zachování efektivity hmotnosti, což je rozhodující faktor pro úsporu paliva a dolet.
• Automobilový průmysl: Automobilový průmysl využívá materiál 17-4PH pro vysoce výkonné součásti, jako jsou převodovky, díly zavěšení a lehké držáky. Díky své schopnosti odolávat opotřebení a pevnosti je cenným přínosem pro náročné automobilové aplikace. V porovnání s těžšími ocelovými součástmi nabízí 17-4PH výhody snížení hmotnosti, což přispívá ke zlepšení spotřeby paliva a celkového výkonu vozidla.
• Lékařský: Biokompatibilita materiálu 17-4PH spolu s jeho odolností proti korozi a pevností jej činí vhodným pro různé lékařské implantáty. Mezi jeho aplikace patří chirurgické nástroje, protetické komponenty a dokonce i páteřní implantáty. Zde 17-4PH vyniká ve srovnání s tradičními materiály, jako je nerezová ocel 316L, vynikajícím poměrem pevnosti a hmotnosti, což umožňuje lehčí konstrukce implantátů, které zlepšují pohodlí a funkčnost pacienta.
• Ropa a plyn: Ropný a plynárenský průmysl se spoléhá na materiál 17-4PH pro komponenty, které musí odolávat náročným podmínkám. Díky své odolnosti vůči korozi a vysokým tlakům je ideální pro vrtné nářadí, ventily a součásti ústí vrtů. Ve srovnání s některými tradičně používanými slitinami na bázi niklu nabízí 17-4PH cenově výhodnou alternativu při zachování potřebné pevnosti a odolnosti proti korozi pro tyto náročné aplikace.
• Lisování a lisovací formy: Vysoká odolnost proti opotřebení a pevnost materiálu 17-4PH z něj činí cenný materiál pro vložky do forem, nástrojové přípravky a zápustky používané v různých výrobních procesech. V porovnání s nástrojovými ocelemi používanými v tradičních aplikacích nabízí materiál 17-4PH potenciál pro lehčí konstrukce forem s lepší tepelnou vodivostí, což vede k rychlejším výrobním cyklům.

Kromě těchto hlavních aplikací nachází 17-4PH pro HIP uplatnění v různých dalších odvětvích, včetně:

• Obrana a vojenství: Komponenty vyžadující vysoký poměr pevnosti k hmotnosti a odolnost proti korozi.
• Spotřební zboží: Vysoce výkonné sportovní zboží a komponenty pro luxusní hodinky.
• Chemické zpracování: Komponenty, které musí odolávat korozivním chemikáliím a vysokým tlakům.

Všestrannost materiálu 17-4PH pro HIP z něj činí skutečně transformační materiál, který posouvá hranice možností aditivní výroby.

Moc a výhody: Výhody 17-4PH pro HIP

Synergie mezi 17-4PH a HIP nabízí řadu výhod, které z této kombinace činí špičku v oblasti AM:

• Výjimečné mechanické vlastnosti: HIPping eliminuje vnitřní pórovitost v tištěném dílu, což vede k výraznému zlepšení pevnosti v tahu, únavové pevnosti a celkových mechanických vlastností ve srovnání s díly bez HIPpingu. To umožňuje vytvářet lehké součásti, které vydrží náročné zatížení.
• Zvýšená odolnost proti korozi: Materiál 17-4PH se díky obsahu chromu vyznačuje přirozenou odolností proti korozi. HIPping dále zhušťuje materiál, čímž minimalizuje možnosti vzniku koroze.
• Svoboda a složitost designu: Na rozdíl od tradičních výrobních metod umožňuje AM vytvářet složité geometrie s vnitřními kanály a složitými prvky. Díky své tekutosti a možnosti tisku je materiál 17-4PH ideální pro realizaci těchto složitých návrhů.
• Potenciál odlehčení: Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti materiálu 17-4PH umožňuje výrazné snížení hmotnosti ve srovnání s tradičními materiály. To je zvláště výhodné v aplikacích, jako je letecký a automobilový průmysl, kde každý ušetřený gram znamená vyšší spotřebu paliva a výkon.
• Účinnost materiálu: AM minimalizuje materiálový odpad ve srovnání s tradičními subtraktivními výrobními technikami. To v kombinaci s vysokou hustotou dosaženou při HIPpingu snižuje celkovou spotřebu materiálu.

Omezení 17-4PH pro HIP

Ačkoli se 17-4PH pro HIP může pochlubit působivou řadou výhod, je nutné si uvědomit jeho omezení:

• Náklady: Náklady na kovový prášek 17-4PH a proces HIPping mohou být ve srovnání s některými tradičními materiály a výrobními technikami vyšší. Výhody výkonu a potenciál snížení hmotnosti však mohou často vyvážit počáteční náklady, zejména u aplikací s vysokou hodnotou.
• Omezení velikosti dílů: Současné objemy výroby AM omezují velikost součástí, které lze vyrobit pomocí 17-4PH. To může představovat problém pro některé rozsáhlé aplikace.
• Drsnost povrchu: Aditivní výrobní procesy mohou vést k poněkud drsnější povrchové úpravě ve srovnání s některými tradičními technikami, jako je obrábění. Techniky následného zpracování, jako je leštění nebo tryskání, však mohou tento problém zmírnit.
• Kvalifikace materiálu: U některých kritických aplikací, zejména v leteckém a zdravotnickém průmyslu, může být nutné provést rozsáhlé kvalifikační zkoušky materiálu, aby se zajistila výkonnost dílů z materiálu 17-4PH vyrobených pomocí AM a HIP.

Výhody vs. nevýhody 17-4PH pro HIP

Tabulka: Výhody a nevýhody 17-4PH pro HIP

Vlastnosti	Klady	Nevýhody
Mechanické vlastnosti	Výjimečná pevnost, únavová pevnost a odolnost proti opotřebení po HIPpingu	U některých aplikací může být nutné dodatečné následné zpracování.
Odolnost proti korozi	Vrozená odolnost proti korozi, dále zvýšená technologií HIPping	Náklady na kovový prášek a proces HIP mohou být vyšší.
Svoboda designu	Umožňuje složité geometrie a odlehčení	Současný objem výroby AM omezuje velikost dílů pro některé aplikace
Efektivita materiálu	Minimalizuje materiálový odpad ve srovnání s tradičními metodami	Drsnost povrchu může být vyšší ve srovnání s obráběním
Kvalifikace	Může vyžadovat rozsáhlou kvalifikaci materiálu pro kritické aplikace	Nabízí rovnováhu mezi výkonem, flexibilitou konstrukce a úsporou hmotnosti.

Rozhodnutí o použití materiálu 17-4PH pro HIP závisí na konkrétních požadavcích aplikace a pečlivém vyhodnocení výhod a nevýhod.

Demystifikace detailů: Specifikace, velikosti, třídy a normy.

Zde je přehled klíčových specifikací, velikostí, tříd a příslušných norem pro kovový prášek 17-4PH pro HIP:

Tabulka: Specifikace, velikosti, třídy a normy pro kovový prášek 17-4PH pro HIP

Vlastnosti	Podrobnosti
Specifikace materiálu	ASTM International ASTM F3055
Chemické složení	Rozdělení viz tabulka v části "Odhalení tajemství 17-4PH".
Distribuce velikosti částic	Liší se v závislosti na výrobci, obvykle se pohybuje v rozmezí 15-45 mikronů.
Kulovitost	Vysoká sféricita je výhodná pro optimální tekutost a potisknutelnost.
Tekutost	Rozhodující pro rovnoměrné rozprostření prášku a tvorbu vrstev během tisku
Zdánlivá hustota	Obvykle se pohybuje v rozmezí 4,6 až 5,0 g/cm³
Známky	K dispozici ve stavu H1150 (žíhaný roztokem) a ve stavu H1025 (zestárlý).
Normy	Může splňovat různé průmyslové normy, jako jsou AMS a NADCAP.

Poznámka: Tato tabulka poskytuje obecný přehled. Konkrétní podrobnosti týkající se specifikací a certifikací prášku se mohou lišit v závislosti na výrobci.

Dodavatelé a ceny kovového prášku 17-4PH pro HIP

Několik předních dodavatelů kovových prášků nabízí materiál 17-4PH určený speciálně pro aplikace HIP. Zde jsou někteří významní hráči (bez určení pořadí):

• LPW
• EOS GmbH
• Admatec GmbH
• Höganäs AB
• Přísada pro tesaře
• SLM Solutions GmbH
• Oerlikon AM
• Technologie prvkových materiálů
• Přísada mědi AP&C
• DMG MORI Co., Ltd.

Cena: Cena kovového prášku 17-4PH pro HIP se může lišit v závislosti na výrobci, distribuci velikosti částic a objednaném množství. Obecně počítejte s vyšší cenou ve srovnání s některými jinými kovovými prášky kvůli použitým legujícím prvkům a specializovaným výrobním procesům.

Aktuální informace o cenách a konkrétní nabídky je důležité konzultovat s jednotlivými dodavateli kovových prášků.

FAQ

Tabulka: Často kladené otázky týkající se 17-4PH pro HIP

Otázka	Odpovědět
Jaké jsou výhody používání HIP s 17-4PH?	HIPping odstraňuje vnitřní pórovitost, což vede k výraznému zlepšení mechanických vlastností, odolnosti proti korozi a celkové kvality dílů.
Jak si 17-4PH pro HIP stojí v porovnání s tradičními výrobními metodami?	AM s 17-4PH nabízí volnost designu, možnost odlehčení a snížení plýtvání materiálem ve srovnání se subtraktivními výrobními technikami. Může však být nutné vzít v úvahu omezení nákladů a velikosti dílů.
Jaké jsou typické aplikace pro 17-4PH pro HIP?	Letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl, zdravotnictví, ropný a plynárenský průmysl, lisování a lisovací formy a různá další odvětví vyžadující vysoce výkonné komponenty.
Jaké faktory bych měl zvážit při výběru dodavatele kovového prášku 17-4PH pro HIP?	Zvažte faktory, jako jsou specifikace prášku, certifikace, ceny a pověst dodavatele a jeho zkušenosti v oblasti AM.

znát více procesů 3D tisku