Acero inoxidable 420 Polvo
El polvo de acero inoxidable 420 es un acero inoxidable de grado martensítico en forma de polvo. Ofrece una gran dureza y una resistencia moderada a la corrosión, por lo que es adecuado para aplicaciones de utillaje que requieren una gran resistencia al desgaste.
Algunas propiedades y características clave del polvo de acero inoxidable 420 son:
- Gran dureza y resistencia al desgaste
- Resistencia moderada a la corrosión
- Puede tratarse térmicamente para aumentar la dureza
- Buena estabilidad dimensional en estado endurecido
- Disponible en varias distribuciones granulométricas
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Índice
Visión general
El polvo de acero inoxidable 420 es un acero inoxidable de grado martensítico en forma de polvo. Ofrece una gran dureza y una resistencia moderada a la corrosión, por lo que es adecuado para aplicaciones de utillaje que requieren una gran resistencia al desgaste.
Algunas propiedades y características clave del polvo de acero inoxidable 420 son:
- Gran dureza y resistencia al desgaste
- Resistencia moderada a la corrosión
- Puede tratarse térmicamente para aumentar la dureza
- Buena estabilidad dimensional en estado endurecido
- Disponible en varias distribuciones granulométricas
El polvo de acero inoxidable 420 es un material ideal para la fabricación de componentes de utillaje, piezas de desgaste y otras aplicaciones que requieran dureza, resistencia y resistencia a la corrosión mediante técnicas pulvimetalúrgicas.
Composición
La composición química del polvo de acero inoxidable 420 es la siguiente:
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.15 – 0.40 |
| Manganeso (Mn) | 1,00 máx. |
| Fósforo (P) | 0,04 máx. |
| Azufre (S) | 0,03 máx. |
| Silicio (Si) | 1,00 máx. |
| Cromo (Cr) | 12.00 – 14.00 |
| Molibdeno (Mo) | 1,00 máx. |
| Hierro (Fe) | Saldo |
El elemento de aleación clave es el cromo, que proporciona resistencia a la corrosión mediante la formación de una capa superficial protectora de óxido de cromo. El carbono se añade para aumentar la dureza mediante la formación de martensita tras el tratamiento térmico.
Propiedades y características
El polvo de acero inoxidable 420 ofrece las siguientes propiedades:
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,70-8,03 g/cm3 |
| Dureza | 46-55 HRC (recocido)<br>52-57 HRC (templado y revenido) |
| Resistencia a la rotura transversal | 186-310 MPa (27-45 ksi) |
| Resistencia a la tracción | 760-860 MPa (110-125 ksi) |
| Alargamiento | 12-20% |
| Microestructura | Martensita templada |
Propiedades físicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Punto de fusión | 1400-1450°C (2550-2640°F) |
| Conductividad térmica | 24 W/mK |
| Resistividad eléctrica | 0,65 x 10-6 Ω.m |
Resistencia a la corrosión
Cuando se trata térmicamente y se pasiva, el polvo de acero inoxidable 420 proporciona una resistencia a la corrosión adecuada para:
- Ácidos y álcalis moderadamente oxidantes a ligeramente reductores
- Atmósferas exteriores suaves y aplicaciones con contenido de agua suave
El tratamiento térmico aumenta la resistencia al desgaste pero disminuye la resistencia a la corrosión en comparación con el estado recocido.
Distribución del tamaño de las partículas
El polvo de acero inoxidable 420 está disponible en diferentes distribuciones granulométricas, entre las que se incluyen:
| Luz de malla | Tamaño de las partículas (micras) |
|---|---|
| -100 Malla | 149 micras mínimo |
| -200 Malla | 74 micras mínimo |
| -325 Malla | 45 micras mínimo |
| -400 Malla | 38 micras mínimo |
| 10-45 micras | 10-45 micras |
Las mallas más finas permiten mayores densidades de empaquetamiento y un mejor acabado superficial. Los tamaños más gruesos mejoran la fluidez. El tamaño adecuado depende de la pieza final y del proceso de fabricación.
El polvo de acero inoxidable 420 atomizado con gas tiene una morfología muy esférica ideal para aplicaciones pulvimetalúrgicas.
Aplicaciones del polvo de acero inoxidable 420
Gracias a sus propiedades, el polvo de acero inoxidable 420 tiene diversas aplicaciones en todos los sectores industriales:
Automoción y transporte
- Válvulas del motor
- Retenedores de muelle de válvula
- Bandas de transmisión, embragues, discos de embrague
- Pinzas de muelle
- Pernos esféricos
Bienes de consumo
- Piezas de equipos de procesamiento de alimentos, como cuchillas y acoplamientos
- Cubiertos
- Mezcladoras
- Tijeras
- Cuchillos
Industrial
- Piezas de engranaje
- Bujes
- Ejes de toma de fuerza
- Piezas de robótica
- Moldes para plásticos
- Troqueles de dibujo
Médico y dental
- Instrumentos dentales y quirúrgicos como escalpelos, fórceps, pinzas
- Alambres de ortodoncia
- Clavos quirúrgicos e implantes ortopédicos
Otras aplicaciones que aprovechan las propiedades equilibradas del polvo de acero inoxidable 420 son los componentes aeroespaciales, los artículos deportivos, las herramientas para la industria textil y del vidrio, las fijaciones, las placas de desgaste y las aplicaciones militares, como los cañones.
Puede utilizarse en la fabricación aditiva para fabricar directamente componentes metálicos funcionales densos. En comparación con otros polvos de acero inoxidable, ofrece una combinación óptima de dureza, resistencia y resistencia a la corrosión.
Fabricación con polvo de acero inoxidable 420
El polvo de acero inoxidable 420 se transforma en componentes mediante técnicas pulvimetalúrgicas:
Paso 1: Compactación - El polvo se introduce en la cavidad de una matriz y se comprime a altas presiones hasta obtener un compacto "verde", generalmente de 55 MPa a 600 MPa. Esto puede hacerse mediante prensado uniaxial, prensado isostático en frío o moldeo por inyección de metal.
Segundo paso: Sinterización - A continuación, el compacto verde se calienta entre 0,7 y 0,9 veces el punto de fusión para fusionar las partículas mediante enlace por difusión en una masa densa con propiedades mecánicas mejoradas en comparación con el compacto verde. La sinterización activa la difusión para reducir la porosidad, expulsando los lubricantes y unificando la estructura.
Tercer paso: Tratamiento adicional - Otras operaciones secundarias como el reprimido, la resinterización, la infiltración, el mecanizado y el acabado pueden ayudar a conseguir las propiedades y dimensiones finales requeridas por la aplicación. El tratamiento térmico opcional puede aumentar aún más la dureza a costa de la resistencia a la corrosión.
La flexibilidad de la pulvimetalurgia permite fabricar piezas de forma neta o casi neta, minimizando las pérdidas por desecho del mecanizado. También permite un control preciso de la química y la microestructura finales.
Los diferentes grados de polvo de acero inoxidable 420 disponibles ayudan a personalizar propiedades como la dureza, la resistencia, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión en función del uso final alterando la distribución del tamaño de las partículas, las variaciones de densidad, el procesamiento secundario y los parámetros de tratamiento térmico.
Especificaciones y grados
El polvo de acero inoxidable 420 se ajusta a las siguientes especificaciones:
| Especificación | Descripción |
|---|---|
| ASTM A493 | Norma de acero inoxidable para muelles |
| AMS 5643 | Barras, alambre, piezas forjadas y anillos de acero inoxidable recocido resistentes a la corrosión |
| AMS 5678 | Barras y piezas forjadas de acero inoxidable endurecidas por precipitación |
| AMS 5844 | Barras, alambre, piezas forjadas y anillos de acero resistentes a la corrosión y al calor |
| QQ-S-766 | Barras, alambre, piezas forjadas, tubos mecánicos y anillos de acero |
Debido a pequeñas variaciones en su composición, el polvo de acero inoxidable 420 está disponible en grados ligeramente diferentes:
| Grado | Descripción |
|---|---|
| 420 | Norma 12-14% cromo grado 420 |
| 420F | Mayor contenido en carbono para una dureza máxima |
| 420HC | Mayor dureza gracias al trabajo en frío |
| 420D | Excelente resistencia y estabilidad |
| 420PB | Mayor resistencia a la corrosión |
El grado específico se selecciona en función de la dureza de equilibrado, la resistencia a la corrosión y los requisitos de coste de la aplicación.
Análisis comparativo
Polvo de acero inoxidable 420 frente a polvo de acero inoxidable 316
| Parámetro | Polvo de acero inoxidable 420 | Polvo de acero inoxidable 316 |
|---|---|---|
| Resistencia y dureza | Muy alto - puede alcanzar más de 52 HRC mediante tratamiento térmico | Inferior - normalmente 95 HB máximo |
| Resistencia a la corrosión | Moderado - adecuado para atmósferas y aplicaciones suaves | Excelente - con alto contenido de molibdeno para servicio severamente corrosivo |
| Resistencia al desgaste y a la abrasión | Excelente por su dureza | Menor resistencia |
| Trabajabilidad y mecanizado | Más endurecimiento por trabajo. Difícil de mecanizar en estado endurecido. | Excelentes cualidades de mecanizado |
| Coste | Económico | Más caro |
| Elemento principal de aleación | Cromo | Cromo y molibdeno |
| Aplicaciones | Herramientas, moldes, piezas de desgaste que requieren dureza | Componentes resistentes a la corrosión para procesos químicos y aplicaciones marinas |
Así, mientras que el polvo de acero inoxidable 420 ofrece mayor dureza y resistencia al desgaste, el polvo de acero inoxidable 316 es más duro, más fácil de mecanizar y tiene una resistencia superior a la corrosión. El polvo de acero inoxidable 316 cuesta 20-50% más para la mayoría de las distribuciones granulométricas.
Polvo de acero inoxidable 420 frente a polvo de acero inoxidable 17-4PH
| Parámetro | Polvo de acero inoxidable 420 | Polvo de acero inoxidable 17-4PH |
|---|---|---|
| Resistencia a la corrosión | Moderado - adecuado para atmósferas neutras | Mejor - comparable al grado 316 |
| Dureza | Dureza sinterizada superior a 50 HRC mediante tratamiento térmico | 35-45 HRC típico |
| Fuerza | Inferior - 120 KSI de resistencia a la tracción | Más alto - 155-185 KSI |
Análisis de costes
El polvo de acero inoxidable 420 es más económico que los grados superiores, como los polvos de acero inoxidable 17-4PH y 316. El coste depende de:
1. Distribución del tamaño de las partículas
| Luz de malla | Gama de precios medios* |
|---|---|
| -100 malla | $3,5 - $6 por libra |
| -200 mallas | $4 - $7 por libra |
| -325 mallas | $5 - $9 por libra |
| 10-45 micras | $8 - $12 por libra |
*Para polvo atomizado por gas en pequeñas cantidades
Los tamaños de polvo más finos son más caros porque se requiere un procesamiento adicional para conseguir tamaños de partícula más pequeños.
2. Cantidad de compra
El precio del polvo de acero inoxidable 420 se reduce significativamente para cantidades de compra a granel superiores a 1000 lb debido a las economías de escala.
3. Calidad y grado
- El polvo atomizado con gas, altamente esférico y con bajo contenido en oxígeno, es más ventajoso que el polvo atomizado con agua.
- Las composiciones personalizadas y los grados especiales con procesamiento adicional aumentan el precio del polvo
4. Proveedor
Existe una considerable variación de precios entre los distintos fabricantes y proveedores de polvo de acero inoxidable 420. Los usuarios deben evaluar todos los parámetros, como la forma de las partículas, el nivel de impurezas, la consistencia de los lotes de producción, etc., para tomar una decisión de compra informada.
Proveedores industriales disponibles
Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo de acero inoxidable 420 son:
Norteamérica
- Productos en polvo Carpenter
- Sandvik Osprey
- Polvos metálicos de Río Tinto
- Tecnologías de superficie Praxair
- Hoganas
Europa
- Höganäs
- Alpoco Reino Unido
- Erasteel
Asia
- Japón Nuevo metal
- Aleación de precisión STAL de Shanghai
- Tecnologías FMC
Al seleccionar un proveedor de polvo de acero inoxidable 420 adecuado, los compradores deben evaluar parámetros como:
- Experiencia técnica y servicio al cliente
- Capacidad de fabricación y plazos de entrega
- Calidad y consistencia del polvo
- Precios y cantidad mínima de pedido
- Gama de tamaños de partículas y morfologías disponibles
- Datos de las pruebas de control y garantía de calidad
- Cualificaciones y certificaciones
Preguntas frecuentes
P: ¿Es el polvo de acero inoxidable 420 resistente a la corrosión?
A: Sí, el polvo de acero inoxidable 420 proporciona una resistencia moderada a la corrosión comparable a la del acero inoxidable de grado 410 gracias a la presencia de cromo 12-14%. Esto permite su uso en atmósferas exteriores suaves y aplicaciones que implican ambientes ligeramente ácidos después de la pasivación. Sin embargo, el polvo de acero inoxidable 420 tiene una menor resistencia a la corrosión en comparación con los grados de la serie 300, como el polvo de acero inoxidable 316.
P: ¿Qué tipo de polvo de acero inoxidable 420 se utiliza para fabricar cuchillos?
A: El polvo de acero inoxidable de grado 420HC con mayor contenido de carbono se utiliza a menudo para la fabricación de cuchillos mediante técnicas pulvimetalúrgicas. El mayor contenido de carbono permite maximizar la dureza hasta 60-62 HRC sin perder resistencia. La alta dureza proporciona una excelente retención del filo y la resistencia al desgaste deseada en aplicaciones de cuchillería.
P: ¿Cómo se fabrica el polvo de acero inoxidable 420?
A: El polvo de acero inoxidable 420 se fabrica mediante atomización con gas o atomización con agua de la aleación fundida. En la atomización con gas, se utiliza una corriente de gas inerte a alta velocidad para descomponer la corriente de metal líquido en polvos esféricos finos con una morfología superficial lisa ideal para la sinterización. Se pueden obtener polvos más finos mediante molienda o trituración adicionales.
P: ¿Para qué se utiliza el polvo de acero inoxidable 420?
A: Gracias a su excelente dureza y moderada resistencia a la corrosión, el polvo de acero inoxidable 420 encuentra usos en industrias como:
- Automoción: Válvulas de motor, retenedores de muelle de válvula
- Aeroespacial y militar: Casquillos, cojinetes
- Bienes de consumo: Cuchillos, instrumentos quirúrgicos, instrumentos dentales
- Industria: Matrices de embutición, piezas de desgaste, ejes de bombas
Sus propiedades versátiles permiten su uso en una amplia gama de aplicaciones de desgaste y abrasión en las que se necesita dureza y resistencia a atmósferas suaves.
P: ¿Qué resistencia tiene el acero inoxidable 420?
A: El polvo de acero inoxidable 420 alcanza una dureza elevada en la gama de 52-57 HRC cuando se trata térmicamente y se templa, lo que lo hace significativamente más resistente que los grados de acero inoxidable ferrítico de la serie 400. Tiene una resistencia a la tracción de 750-950 MPa tras la sinterización y el tratamiento térmico. La resistencia varía en función de factores como el procesado, los parámetros de tratamiento térmico y la composición del polvo.
P: ¿Se puede imprimir en 3D polvo de acero inoxidable 420?
A: Sí, el polvo de acero inoxidable 420 es compatible con los procesos de impresión 3D de metales más habituales, como el sinterizado directo de metales por láser (DMLS), la fusión por haz de electrones (EBM) y la inyección de aglutinante. Su excelente dureza, resistencia y capacidad de tratamiento térmico permiten fabricar piezas de uso final complejas como moldes, implantes médicos y componentes aeroespaciales mediante técnicas aditivas.
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