Hastelloy X-Pulver für die additive Fertigung (3D-Druck)

Nachbearbeitung von additiv gefertigten Hastelloy X-Teilen

Nach dem Druck müssen Hastelloy X-Teile die folgenden Nachbearbeitungsschritte durchlaufen, bevor sie in Betrieb genommen werden können:

Entfernen der Stütze

• Die Opferstützen werden durch Drahterodieren oder, sofern zugänglich, durch chemisches Auflösen abgelöst.

Stressabbau

• Um Eigenspannungen aus dem schichtweisen Aufbau zu beseitigen, erhitzen Sie vorsichtig unter Vakuum oder Inertgas für 1-2 Stunden auf 760-980°C.

Heiß-Isostatisches Pressen

• Der gesamte Druck wird bei einer Temperatur von 1120 °C und einem Druck von 100 bis 200 MPa 3 bis 6 Stunden lang gehippt, um die inneren Hohlräume und die Mikroporosität zu schließen.

Wärmebehandlung

• Das Lösungsglühen bei 1150-1210 °C gewährleistet ein gleichmäßiges Gefüge und die gewünschte Härte.

Oberflächenbearbeitung

• Zusätzliche Oberflächenbehandlungen umfassen Schleifen, Fräsen, Polieren und Kugelstrahlen, um die erforderliche Oberflächenrauheit und -güte zu erreichen.

Qualitätsprüfung

• Prüfung der Teile auf Einhaltung der Spezifikationen für Abmessungen, Materialintegrität, Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften gemäß den geltenden Normen. Führen Sie schichtweise Scans durch.

Einkaufsführer - Hastelloy X-Pulverbett-3D-Drucker

Bei der Arbeit mit reaktiven Legierungen wie Hastelloy X-Pulver ist der Drucker besonders wichtig:

Präzision - Strenge Prozesskontrollen für Maßhaltigkeit und Wiederholbarkeit bei der Herstellung

Inerte Atmosphäre - hochreines Schutzgas zur Vermeidung von Materialverunreinigungen

Automatisierung - Pulverhandlingsysteme zur Minimierung der Sauerstoffexposition

Qualitätssicherung - Inline-Überwachung, Rückkopplung von Schmelzepools und Mikrogefüge

Intelligente Software - spezielle Abtaststrategien, die sich an die thermische Entwicklung und Geometrie anpassen

Produktivität - schnellere Bauraten durch höhere Laserleistung und große Bauvolumen

Zu den führenden Modellen gehören:

• 3D Systems DMP Fabrik 500
• GE Additive Concept Laser Xline 2000R
• EOS M 400-4 4-Laser-System
• SLM-Lösungen der nächsten Generation
• Renishaw RenAM 500 Quad Lasermaschine

Zukunftsaussichten für Hastelloy X und Metal AM

Die Anwendungsmöglichkeiten für Hastelloy X-Bauteile werden sich innerhalb bestehender Sektoren erweitern, da additive Verfahren neue Möglichkeiten in Verbindung mit zunehmender Wirtschaftlichkeit eröffnen:

• Häufigere Anwendungen sind der direkte 3D-Druck von Raketenbrennkammern, Teilen von kommerziellen Düsentriebwerken, Heißteilen von Industriegasturbinen und Hardware für die Energieerzeugung, da diese Vorteile in Bezug auf Geometrie, Kühlung und Gewicht aufweisen.
• Zusätzliche chemische Ausrüstungen wie Wärmetauschereinbauten und Prozesstanks mit konformen Kanälen, die als ein Körper gedruckt werden, anstatt geschweißte Blechbaugruppen.
• Konsolidierung von Modulbaugruppen und traditionell gelöteten Verbindungen für Luftfahrt- und Halbleiterproduktionsanlagen, die anfällig für Vakuum und hochreine korrosive Atmosphären sind.
• Maßgeschneiderte, einheitliche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Kühlplatten, die auf spezifische thermische Umgebungen in Flüssigkeitsantriebssystemen und Turbinen zugeschnitten sind.
• Verstärkte Einführung von patientenangepassten Implantaten wie Zahnbrücken und -kronen, die die Vorteile der Biokompatibilität nutzen.

Die Zukunft der Metall-AM selbst ist sehr positiv, da sie erschwinglicher wird und sich die Herstellungsraten und Durchlaufzeiten verkürzen. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie in der Fertigung werden immer größer.

FAQs

F: Wofür ist Hastelloy X hinsichtlich seiner Legierungseigenschaften am bekanntesten?

A: Hastelloy X ist bekannt für seine hohe Festigkeit bei extremen Temperaturen von bis zu 1150°C und seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, die es ihm ermöglicht, heißen oxidierenden und reduzierenden Atmosphären in anspruchsvollen Umgebungen standzuhalten.

F: In welchen Branchen werden Hastelloy X und verwandte Superlegierungen am häufigsten verwendet?

A: Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist der Hauptabnehmer von Hastelloy X, da sie seine Hitzebeständigkeit - über 50% - nutzt. An zweiter Stelle steht die chemische Verarbeitung, die sich auf die Korrosionsbeständigkeit stützt, gefolgt von der Metallverarbeitung und Anwendungen im Bereich Umweltschutz.

F: Was macht Hastelloy X besser als andere Ni-Basis-Superlegierungen für extreme Umgebungen?

A: Gezielte Zusätze von Eisen, Kobalt und Molybdän verleihen Hastelloy X die höchste Festigkeit unter den Nickellegierungen bis zu 1150°C. Andere Ni-Superlegierungen erreichen entweder nicht diese Höchsttemperatur oder werden in der Dauer der Bruchfestigkeit übertroffen.

F: Wie hoch sind die typischen Kosten pro kg Hastelloy X-Pulver, das für AM-Pulverbettverfahren geeignet ist?

A: Da Hastelloy X ein Spezialpulver ist, das auf anspruchsvolle Anwendungen zugeschnitten ist, liegt der Preis normalerweise zwischen $500 und $1000 pro kg. Das entspricht dem 5-10fachen der Kosten für rostfreien Stahl zum Beispiel. Bei geringeren Bestellmengen gibt es einen weiteren Aufschlag.

F: Welches 3D-Druckverfahren eignet sich besser für Hastelloy X - DMLS oder EBM?

A: Sowohl LPBF als auch EBM können völlig dichte Hastelloy X-Bauteile drucken. Laserbasierte Verfahren können eine bessere Oberflächengüte und Maßgenauigkeit bis hinunter zu ~50 Mikrometer bieten. Aber die schnellere Aufbaurate von EBM macht es zu einem bevorzugten Verfahren für Anwendungen in der Massenproduktion.

F: Welche Wärmebehandlung wird für Hastelloy X-Teile nach der Metall-AM-Konstruktion verwendet?

A: Der typische Wärmebehandlungszyklus umfasst eine 1 bis 2-stündige Wärmebehandlung bei 1150°C bis 1210°C nach einem ersten Spannungsabbau bei 1080°C. Dadurch werden die Elemente in der Matrix homogenisiert und das gewünschte Phasengleichgewicht und die gewünschten Eigenschaften erzielt.

F: Ist Hastelloy X härter oder leichter zu bearbeiten als die Standard-Edelstahlsorten 304 oder 316?

A: Hastelloy X hat aufgrund seiner höheren Festigkeit und Kaltverfestigung eine um fast 50% niedrigere Zerspanbarkeit als die üblichen nichtrostenden Stähle der Serie 300. Strengere Einstellungen und geeignete Werkzeuge sind erforderlich.

F: Kann man die Superlegierung Hastelloy X mit herkömmlichen Schmelzschweißverfahren schweißen?

A: Ja, Hastelloy X lässt sich aufgrund des geringen Kohlenstoffgehalts und des Fehlens von verfestigenden Ausscheidungen entlang der Korngrenzen, die spröde intermetallische Phasen bilden können, hervorragend mit dem Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), Plasma- oder Laserstrahlverfahren schweißen. Verwenden Sie die passende Schweißzusatzlegierung.

F: Welche Industriezweige werden in Zukunft den Einsatz von Metall-AM unter Verwendung von Legierungen wie Hastelloy X vorantreiben?

A: In der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie und der Energiewirtschaft gibt es einige der hochwertigsten Anwendungen für gedruckte Metallteile aus Legierungen, die Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit in sich vereinen, wobei Leichtbaukonstruktionen erhebliche Vorteile mit sich bringen.