ステンレススチール420パウダー
ステンレス鋼420パウダーは、粉末状のマルテンサイト系ステンレス鋼です。高い硬度と適度な耐食性を持ち、高い耐摩耗性を必要とする工具用途に適しています。
420ステンレス鋼粉末の主な特性には、以下のようなものがある：
- 高い硬度と耐摩耗性
- 中程度の耐食性
- 硬度を高めるための熱処理が可能
- 硬化状態での寸法安定性が良い
- 様々な粒度分布で利用可能
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目次
概要
ステンレス鋼420パウダーは、粉末状のマルテンサイト系ステンレス鋼です。高い硬度と適度な耐食性を持ち、高い耐摩耗性を必要とする工具用途に適しています。
420ステンレス鋼粉末の主な特性には、以下のようなものがある：
- 高い硬度と耐摩耗性
- 中程度の耐食性
- 硬度を高めるための熱処理が可能
- 硬化状態での寸法安定性が良い
- 様々な粒度分布で利用可能
420ステンレス鋼粉末は、粉末冶金技術を用いた工具部品、摩耗部品、および硬度、強度、耐食性を必要とするその他の用途の製造に理想的な材料です。
構成
420ステンレス鋼粉末の化学組成は以下の通りである：
| エレメント | 構成（%） |
|---|---|
| カーボン（C） | 0.15 – 0.40 |
| マンガン (Mn) | 最大1.00 |
| リン (P) | 最大0.04 |
| 硫黄（S） | 最大0.03 |
| ケイ素 (Si) | 最大1.00 |
| クロム（Cr） | 12.00 – 14.00 |
| モリブデン (Mo) | 最大1.00 |
| 鉄（Fe） | バランス |
主要な合金元素はクロムで、クロム酸化物保護表面層を形成することにより耐食性をもたらす。炭素は、熱処理によるマルテンサイトの形成を通じて硬度を高めるために添加される。
特性と特徴
420ステンレス鋼粉末は以下の特性を持つ：
機械的特性
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 7.70-8.03 g/cm3 |
| 硬度 | 46-55 HRC (焼きなまし)<br>52-57 HRC (焼入れ・焼戻し) |
| 横方向の破断強度 | 186-310 MPa (27-45 ksi) |
| 引張強度 | 760-860 MPa (110-125 ksi) |
| 伸び | 12-20% |
| 微細構造 | 焼き戻しマルテンサイト |
物理的性質
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 融点 | 1400-1450°C (2550-2640°F) |
| 熱伝導率 | 24W/mK |
| 電気抵抗率 | 0.65 x 10-6 Ω.m |
耐食性
熱処理と不動態化処理を施した420ステンレス鋼粉末は、耐食性に優れている：
- 中程度の酸化性～弱還元性の酸とアルカリ
- 屋外の穏やかな雰囲気および水を含む穏やかな用途
熱処理は耐摩耗性を向上させるが、焼きなまし状態に比べて耐食性は低下する。
粒度分布
420ステンレス鋼粉末は、以下のような異なる粒度分布で入手可能です：
| メッシュサイズ | 粒子径（ミクロン） |
|---|---|
| -100メッシュ | 最低149ミクロン |
| -200メッシュ | 最低74ミクロン |
| -325メッシュ | 最低45ミクロン |
| -400メッシュ | 最低38ミクロン |
| 10-45ミクロン | 10～45ミクロン |
メッシュサイズが細かいほど、充填密度が高くなり、表面仕上げが良くなります。粗いサイズは流動性を向上させます。適切なサイズは、最終部品と製造工程によって異なります。
ガスアトマイズされた420ステンレス鋼粉末は、粉末冶金用途に理想的な非常に球状の形態を持っています。
420ステンレス鋼粉末の用途
420ステンレス鋼粉末は、その特性により、さまざまな産業で使用されています：
自動車・運輸
- エンジンバルブ
- バルブスプリングリテーナー
- トランスミッションバンド、クラッチ、クラッチプレート
- スプリングクリップ
- ボールスタッド
消費財
- ブレードやカップリングなどの食品加工機器部品
- カトラリー
- ミキサー
- ハサミ
- ナイフ
インダストリアル
- ギア部品
- ブッシング
- パワー・テイクオフ・シャフト
- ロボット部品
- プラスチック用金型
- ドローイング・ダイス
医療・歯科
- メス、鉗子、クランプなどの歯科・外科用器具
- 矯正用ワイヤー
- 外科用ピンおよび整形外科用インプラント
420ステンレス鋼粉末のバランスのとれた特性を利用したその他の用途には、航空宇宙部品、スポーツ用品、繊維やガラス加工用の工具、ファスナー、摩耗プレート、銃身などの軍事用途などがある。
緻密な機能性金属部品を直接製造する積層造形に使用できる。他のステンレス鋼粉末と比較して、硬度、強度、耐食性の最適な組み合わせを提供します。
420ステンレス鋼粉末を使用した製造
420ステンレス鋼粉末は、粉末冶金技術によって部品に加工される：
ステップ1： 圧縮 - 粉末は金型キャビティに充填され、高圧で圧縮され、通常55MPaから600MPaの「グリーン」成形体になる。これは、一軸プレス、冷間静水圧プレス、または金属射出成形によって行うことができる。
ステップ2： 焼結 - その後、グリーン・コンパクトを融点の0.7～0.9倍まで加熱し、拡散結合によって粒子を融合させ、グリーン・コンパクトよりも機械的特性が向上した緻密な塊にする。焼結により拡散が活性化され、気孔が減少し、潤滑剤が除去され、構造が一体化される。
ステップ3： 追加処理 - 再プレス、再焼結、浸潤、機械加工、仕上げなどの二次加工を施すことで、用途に応じた最終的な特性や寸法を得ることができる。オプションの熱処理は、耐食性を犠牲にして硬度をさらに高めることができる。
粉末冶金の柔軟性により、ネットシェイプまたはそれに近い形状の部品を製造することができ、機械加工によるスクラップロスを最小限に抑えることができる。また、最終的な化学組成や微細構造を正確に制御することも可能です。
さまざまなグレードの420ステンレス鋼パウダーがあり、粒度分布、密度変化、二次加工、熱処理パラメーターを変えることで、最終用途に応じて硬度、強度、耐摩耗性、耐食性などの特性をカスタマイズすることができる。
仕様とグレード
420ステンレス鋼粉末は以下の仕様に適合している：
| 仕様 | 説明 |
|---|---|
| ASTM A493 | ばね用ステンレス鋼の規格 |
| AMS 5643 | 焼鈍耐食ステンレス鋼棒、線、鍛造品、リング |
| AMS 5678 | 析出硬化ステンレス鋼棒と鍛造品 |
| AMS 5844 | 耐食・耐熱棒鋼、線材、鍛造品、リング |
| QQ-S-766 | 棒鋼、線材、鍛造品、メカニカルチューブ、リング |
420ステンレス鋼粉末は、組成のわずかな違いに基づいて、わずかに異なるグレードで利用可能です：
| グレード | 説明 |
|---|---|
| 420 | 標準12-14% クロム420グレード |
| 420F | 高炭素で最高の硬度を実現 |
| 420HC | 冷間加工による高い硬度 |
| 420D | 優れた強靭性と安定性 |
| 420PB | 耐食性の向上 |
特定のグレードは、用途の硬度、耐腐食性、コスト要件のバランスに基づいて選択される。
比較分析
420ステンレスパウダーと316ステンレスパウダーの比較
| パラメータ | 420ステンレスパウダー | 316ステンレススチール・パウダー |
|---|---|---|
| 強度と硬度 | 非常に高い - 熱処理によって52 HRC以上に達することができる。 | 低め - 通常は最大95HB |
| 耐食性 | 中程度 - 温和な雰囲気と用途に適する | エクセレント - 高モリブデン含有で、厳しい腐食性サービス用 |
| 耐摩耗性 | 硬度により優れている | 低抵抗 |
| 加工性と機械加工 | より多くの加工硬化。硬化状態では機械加工が困難 | 優れた加工品質 |
| コスト | 経済的 | より高価 |
| 主要合金元素 | クロム | クロムとモリブデン |
| アプリケーション | 工具、金型、硬度を必要とする磨耗部品 | 化学処理、海洋用途の耐食性部品 |
そのため、420ステンレス鋼パウダーがより高い硬度と耐摩耗性を持つのに対し、316SSパウダーはより強靭で加工しやすく、耐食性に優れています。316SSパウダーは、ほとんどの粒度分布で20-50%高くなります。
420ステンレス鋼パウダーと17-4PHステンレス鋼パウダーの比較
| パラメータ | 420ステンレスパウダー | 17-4PHステンレスパウダー |
|---|---|---|
| 耐食性 | 中程度 - 中性の雰囲気に適している。 | ベター - 316グレードに匹敵 |
| 硬度 | 熱処理による50HRC以上の高い焼結硬度 | 35-45 HRC 標準 |
| 強さ | より低い - 120 KSIの引張強さ | それ以上 - 155-185 KSI |
コスト分析
420ステンレス鋼粉末は、17-4PHや316ステンレス鋼粉末のような高級グレードよりも経済的です。コストは以下によって異なります：
1.粒度分布
| メッシュサイズ | 平均価格帯 |
|---|---|
| -100メッシュ | 1ポンドあたり$3.5～$6 |
| -200メッシュ | 1ポンドあたり$4～$7 |
| -325メッシュ | 1ポンドあたり$5～$9 |
| 10～45ミクロン | 1ポンドあたり$8～$12 |
*少量のガスアトマイズパウダー用
粒子径を小さくするためには追加の加工が必要となるため、より微細なパウダーサイズはより高価となる。
2.購入数量
420ステンレス鋼粉末は、スケールメリットにより、1000ポンドを超える大量購入の場合、大幅に価格が下がります。
3.品質とグレード
- 高球形、低酸素、ガスアトマイズパウダーは、水アトマイズパウダーよりも割高である。
- カスタマイズされた組成と特別グレードは、余分な加工が必要なため、粉体価格が上昇する。
4.サプライヤー
420ステンレス鋼粉末は、メーカーやサプライヤーによって価格にかなりのばらつきがあります。ユーザーは、十分な情報に基づいた調達決定を行うために、粒子形状、不純物レベル、製造ロットの一貫性などのすべてのパラメータを評価する必要があります。
利用可能な業界サプライヤー
420ステンレス鋼粉末の世界的な大手サプライヤーには、以下のようなものがある：
北米
- カーペンター・パウダー製品
- サンドビック・オスプレイ
- リオ・ティント・メタル・パウダーズ
- プラクセア・サーフェス・テクノロジー
- ホーガナス
ヨーロッパ
- ヘガネス
- アルポコ英国
- エラスティール
アジア
- 日本 ニューメタル
- 上海STAL精密合金
- FMCテクノロジーズ
適切な420ステンレス鋼粉末のサプライヤーを選択するとき、バイヤーは次のようなパラメータを評価する必要があります：
- 技術的な専門知識と顧客サービス
- 製造能力とリードタイム
- パウダーの品質と一貫性
- 価格と最低注文数
- 幅広い粒子径と形態が利用可能
- 品質保証および管理試験データ
- 資格と認定
よくあるご質問
Q: 420ステンレス鋼の粉は耐食性に優れていますか？
A: はい、420ステンレス鋼粉末は、12-14%クロムの存在により、グレード410ステンレス鋼に匹敵する適度な耐食性を提供します。このため、屋外の穏やかな雰囲気や不動態化処理後の弱酸性環境での使用が可能です。しかし、420SSパウダーは316SSパウダーのような300シリーズグレードと比較すると耐食性は劣ります。
Q: ナイフを作るのに使われる420ステンレス鋼の粉はどんなものですか？
A: 炭素含有量の高いグレード420HCステンレス鋼粉末は、粉末冶金技術を用いたナイフ製造によく使用される。炭素を多く含むことで、強度を保ちながら硬度を60-62HRCまで高めることができます。高い硬度は、刃物用途に求められる優れた刃先保持力と耐摩耗性を提供します。
Q: 420ステンレスパウダーはどのように作られるのですか？
A: 420ステンレス鋼粉末は、溶融合金のガスアトマイズまたは水アトマイズによって製造されます。ガスアトマイズでは、高速の不活性ガス流を使用して、液体金属流を焼結に理想的な滑らかな表面形態を持つ微細な球状粉末に分解します。より微細な粉末サイズは、追加的な粉砕または破砕によって達成することができる。
Q: 420ステンレス鋼粉末は何に使われるのですか？
A: その優れた硬度と適度な耐食性のおかげで、420ステンレス鋼粉末は、次のような業界全体で使用されている：
- 自動車用エンジンバルブ、バルブスプリングリテーナー
- 航空宇宙と軍事ブッシング、ベアリング
- 消費財：ナイフ、手術器具、歯科器具
- 産業用絞り金型、摩耗部品、ポンプシャフト
その汎用性の高い特性により、硬度と温和な雰囲気に対する耐性が必要とされる幅広い摩耗・磨耗用途に使用できる。
Q: 420ステンレスの強度は？
A: 420ステンレス鋼粉末は、熱処理および焼戻しにより52-57HRCの範囲の高硬度を達成し、400系フェライト系ステンレス鋼種よりも著しく高強度である。焼結および熱処理後の引張強度は750-950MPaである。強度は、加工、熱処理パラメータ、粉末組成などの要因によって変化する。
Q: 420ステンレスパウダーは3Dプリントできますか？
A: はい、420ステンレス鋼粉末は、ダイレクトメタルレーザー焼結（DMLS）、電子ビーム溶解（EBM）、バインダージェッティングなどの一般的な金属3Dプリンティングプロセスと互換性があります。その優れた硬度、強度、熱処理性により、積層造形技術を使用して金型、医療用インプラント、航空宇宙部品などの複雑な最終用途部品を製造することができます。
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