304L 스테인리스 스틸 파우더

개요

304L 스테인레스 스틸 분말은 탄소 함량이 낮은 오스테 나이트 크롬-니켈 스테인레스 스틸 분말입니다. 우수한 내식성, 우수한 성형성 및 용접성을 제공하며 분말 야금 응용 분야에 널리 사용됩니다.

'L'은 304 표준 등급에 비해 탄소가 적다는 것을 나타냅니다. 저탄소는 탄화물 석출을 최소화하고 내식성을 극대화합니다. 분말 야금 304L은 몰리브덴 합금이 필요하지 않은 중요하지 않은 응용 분야에 대해 316L에 대한 비용 효율적인 대안을 제공합니다.

이 기사에서는 304L 스테인리스강 분말의 구성, 특성, 처리, 적용, 사양, 공급업체, 비용 및 기타 기술 세부 사항을 심층적으로 살펴봅니다.

구성

304L 스테인레스 스틸 분말의 공칭 구성은 다음과 같습니다.

표: 304L 스테인레스 스틸 분말의 일반적인 구성

요소	무게 %
크롬(Cr)	18-20
니켈(Ni)	8-10.5
망간(Mn)	<2
실리콘(Si)	<1
탄소(C)	<0.03
유황(S)	<0.03
인(P)	<0.045
질소(N)	<0.1
철(Fe)	잔액

 

크롬과 니켈이 주요 합금 원소입니다. 크롬은 부식 및 산화 저항성을 제공합니다. 니켈은 연성, 인성 및 용접성을 향상시킵니다.

망간과 실리콘은 강도를 증가시킵니다. 탄소는 최적의 내식성을 위해 매우 낮게 유지됩니다. 황, 인, 질소는 최소화된 불순물입니다.

속성

어닐링된 상태의 304L 스테인레스 스틸 분말의 주요 특성은 다음과 같습니다.

표: 304L 스테인리스강 분말의 특성

속성	가치
밀도	7.9-8.1g/cm3
궁극의 인장 강도	505-620MPa
수율 강도	205-275MPa
신장	≥40%
경도	≤92HRB
탄성 계수	190-210 GPa
융점	1400-1450°C
열 전도성	16W/mK
전기 저항	0.072μΩ-cm

 

이러한 특성의 조합으로 인해 304L은 광범위한 응용 분야에 매우 유용합니다. 오스테나이트계 미세 구조는 연성, 인성 및 비자성 거동을 제공합니다. 304L은 316L 스테인레스강과 비교하여 내식성이 우수합니다.

초저탄소 분말을 선택하면 탄화물 석출을 방지하여 중요한 응용 분야에서 내식성을 극대화할 수 있습니다. 냉간 가공을 통해 강도와 경도를 높일 수 있습니다.

애플리케이션

304L 스테인레스 스틸 분말의 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 식품 가공 장비
• 제약 툴링
• 화학공장 구성품
• 건축 패널, 난간
• 의료 기기 및 임플란트
• 해양 하드웨어, 피팅, 패스너
• 소비재, 가전 제품
• 분말 야금 기계 부품
• 3D 프린팅 파우더

304L은 부식성이 높은 환경에서 몰리브덴 합금이 필요하지 않은 경우 316L에 비해 비용 효과적인 내식성을 제공합니다. 탁월한 광택성과 비자성 특성은 건축 클래딩 및 하드웨어 구성 요소용 304L에도 적합합니다.

분말 야금은 가공에 비해 대량으로 304L에서 소형 정밀 부품을 생산하는 데 일반적으로 사용됩니다. 적층 제조는 산업 전반에 걸쳐 프로토타입, 툴링 및 최종 사용 구성 요소에 304L 파우더를 활용합니다.

분말 제조

304L 스테인레스 스틸 분말은 가스 원자화 또는 물 원자화 공정을 통해 상업적으로 제조됩니다.

~ 안에 가스 분무, 고압 불활성 가스 흐름은 용융 금속을 미세한 물방울로 분해하여 적층 제조 및 MIM에 이상적인 구형 분말을 생성합니다. 입자 크기 분포는 공정 매개변수를 통해 제어됩니다.

물 분무 고압 워터 제트를 사용하여 금속 흐름을 미세한 입자로 분해합니다. 이로 인해 불규칙한 위성 입자 모양이 생성됩니다. 분말은 적층 제조를 위해 후처리가 필요합니다.

플라즈마 분무 때때로 제어된 불활성 분위기에서 금속 플라즈마 흐름으로부터 매우 구형의 깨끗한 분말을 생산하는 데 사용됩니다. 이는 높은 순도와 유동성을 보장합니다.

분말 사양

304L 스테인레스 스틸 분말은 다양한 크기 범위, 형태 및 품질 수준으로 상업적으로 이용 가능합니다. 몇 가지 일반적인 분말 사양은 다음과 같습니다.

표: 304L 스테인리스강 분말 사양

속성	세부 정보
입자 크기	15~45μm, 10~100μm
형태학	구형, 불규칙
겉보기 밀도	2.5-4.5 g/cm3
탭 밀도	4-5g/cm3
홀 유량	<30초/50g
순도	>99.5%
산소 함량	<2000 ppm
수분 함량	<0.2%

 

적층 제조에서 미세한 특징을 포착하려면 45μm 미만의 작은 입자 크기가 선호됩니다. 구형 입자는 우수한 유동성을 제공합니다. 겉보기 밀도는 분말 포장 효율과 상관관계가 있습니다.

고순도, 낮은 산소 및 제어된 수분 수준은 고품질 소결 특성을 보장합니다. 가스 원자화 분말은 중요한 응용 분야에 최고의 사양을 제공합니다.

표준 및 성적

304L 스테인레스 스틸 분말은 다음 표준을 준수합니다.

• ASTM A240 – 크롬 및 크롬-니켈 스테인리스 강판, 시트 및 스트립에 대한 표준
• ASTM A313 – 스테인레스 스틸 스프링 와이어 표준
• ASTM A314 – 스테인레스 스틸 굽은 와이어에 대한 표준
• AMS 5501 – 저탄소 스테인리스 스틸 바, 와이어, 단조품, 튜빙
• AMS 5647 – 스테인리스강 분말, 원자화, 304L

동등한 등급은 다음과 같습니다:

• UNS S30403
• 워크스토프 번호 1.4306
• SU 304L
• SS2348

분말은 ASTM 사양 또는 특정 응용 분야에 대한 맞춤형 구성에 따라 공급될 수 있습니다. 초저탄소 및 단일 압축 분말은 최적의 특성을 제공합니다.

비용 분석

304L 스테인레스 스틸 분말의 가격은 가스 원자화 재료의 경우 kg당 $15-30입니다. 물 원자화 분말은 $8-15/kg으로 저렴하지만 구형도가 낮습니다.

가격은 주문량, 입자 크기 범위, 분말 형태, 순도 수준, 제조업체/유통업체 마진에 따라 다릅니다.

완성된 부품의 경우 304L은 부품 크기와 복잡성에 따라 MIM 부품 비용의 30-60%를 차지합니다. 대량 생산되는 소형 부품은 재료비에서 차지하는 비중이 낮습니다.

분말 보관 및 취급

오염을 방지하고 분말 특성을 유지하려면 304L 스테인리스강 분말을 다음과 같이 보관하고 취급해야 합니다.

• 밀폐된 용기에 넣어 서늘하고 건조한 환경에 보관하세요.
• 불활성 가스 퍼징이나 진공을 사용하여 수분 흡수를 방지하세요.
• 스파크, 불꽃, 발화원으로부터 멀리 보관하십시오.
• 모든 분말 취급 및 이송 장비를 접지하십시오.
• 오일, 그리스, 페인트 등과 같은 오염 물질과의 접촉을 피하십시오.
• 분말 취급 시 PPE(마스크, 장갑, 보안경)를 사용하십시오.

분말 유출은 스파크 방지 도구와 HEPA 진공 청소기를 사용하여 즉시 청소해야 합니다. 분말은 습기와 공기 노출에 중간 정도 민감합니다. 적절한 보관이 중요합니다.

금속 사출 성형

304L은 분말야금을 활용한 작고 복잡한 부품의 금속 사출 성형에 널리 사용됩니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 공급원료: 다성분 바인더 시스템을 사용한 60-68% 분말 로딩
• 몰딩: 높은 사출 크기, 빠른 사출 속도, 높은 보압
• 디바인딩: 용매 탈지 후 열 탈지
• 소결: 수소 또는 진공 분위기에서 1350-1400°C
• 보조 작업: 가공, 레이저 마킹, 패시베이션, 전해연마

MIM 서비스국은 단조 재료에 가까운 소결 특성을 지닌 고성능 304L 부품에 대한 모범 사례를 확립했습니다.

AM을 위한 디자인

304L 스테인리스강 분말을 사용한 적층 제조의 주요 설계 지침은 다음과 같습니다.

• 벽 두께를 1mm 이상 유지
• 45° 이상의 각도로 자립형 형상을 사용하십시오.
• 융합되지 않은 분말을 제거하기 위한 배수구 포함
• 속성에 대한 빌드 방향 효과 관찰
• 결합 부품을 설계할 때 20-25% 수축을 고려하십시오.
• 중요한 맞춤을 위해 0.5-1mm의 가공 공차를 포함합니다.
• 돌출부, 브리지, 지지가 필요한 미세한 디테일 감소

품질 관리

304L 스테인리스강 분말에 대해 수행되는 품질 관리 테스트에는 다음이 포함됩니다.

• 화학 분석 – 구성 확인을 위한 ICP 및 OES
• 입자 크기 분석 - 레이저 회절 입자 크기 분석기
• 분말 형태 – 고배율 SEM 이미징
• 겉보기 밀도 및 탭 밀도 – 홀 유량계 방식
• 분말 유량 - 홀 유량계 깔대기 방식
• 강열 손실 - ASTM E 죄 중력로
• 수분 분석 – Karl Fischer 적정, LECO 분석

소결된 MIM 부품의 경우 테스트에는 다음이 포함됩니다.

• 치수 공차 – CMM 검사
• 밀도 – 아르키메데스 방법
• 미세구조 – 광학현미경, 이미지 분석
• 기계적 시험 - 경도, 인장, 피로, 샤르피 충격

건강 및 안전

대부분의 스테인리스강 분말 및 부품과 마찬가지로 304L도 적절하게 취급하면 건강상의 위험이 거의 없습니다.

• 파우더 취급 시 PPE 착용 – 마스크, 장갑, 고글
• 민감화를 예방하려면 피부 접촉을 피하세요.
• 먼지와 가루를 청소하려면 HEPA 필터를 갖춘 진공청소기를 사용하세요.
• 용접 또는 용융 연기를 흡입하지 마십시오.
• 현지 환경 규정에 따라 폐기하세요.
• 소결 부품을 연삭하거나 가공하는 경우 적절한 환기 및 호흡기 보호를 보장하십시오.

304L에는 특별한 폐기 조치가 필요하지 않습니다. 올바른 절차를 따르면 작업자와 환경에 대한 위험이 최소화됩니다.

자주 묻는 질문

1. 304와 304L 스테인리스 분말의 차이점은 무엇입니까?

   304L은 304(<0.08%)보다 탄소 함량(<0.03%)이 낮아 특히 용접 시 내식성이 우수합니다. 304가 더 일반적입니다.

2. 304L 분말에는 통제된 분위기가 필요합니까?

   반드시 그런 것은 아니지만 불활성 가스가 들어 있는 밀봉 용기에 보관하면 산화 및 오염을 방지할 수 있습니다.

3. AM에 가장 적합한 입자 크기는 무엇인가요?

   우수한 흐름과 높은 분해능을 제공하기 위한 분말층 융합 AM의 경우 15~45미크론이 일반적입니다. 45-100 마이크론의 더 큰 크기도 사용됩니다.

4. 304L은 금속 3D 프린팅에 사용되나요?

   예, 304L은 프로토타입, 툴링 및 최종 사용 부품을 만들기 위한 파우더 베드 및 지향성 에너지 증착 3D 프린팅에 널리 사용됩니다.

5. 분말이 산화되어 재사용성을 잃는 원인은 무엇입니까?

   공기/수분에 노출되면 표면 산화가 발생합니다. 건조제와 산소 흡수제를 사용하여 적절하게 밀봉하여 보관하면 이를 방지할 수 있습니다.

6. 304L은 레이저 소결 후 용액 어닐링이 필요합니까?

   네, 1050~1150°C에서 응력을 완화하고 급속 냉각하면 급속 응고 후 연성과 인성을 회복하는 데 도움이 됩니다.

7. 소결된 MIM 304L 부품에서는 어떤 마감 처리를 기대할 수 있습니까?

   처음에는 Ra 3-6 마이크론 정도입니다. 연마 및 에칭은 0.5 마이크론 미만을 달성할 수 있습니다. 도금도 매끄러운 마무리를 제공합니다.

8. 304L MIM 부품으로 어느 정도의 공차를 달성할 수 있습니까?

   ±0.1-0.3%가 일반적이지만 고정밀 부품의 경우 ±0.1% 미만의 공차가 가능합니다.

9. 304 스테인레스 스틸보다 304L이 선호되는 이유는 무엇입니까?

   낮은 탄소는 304L에 더 나은 내식성을 제공하며, 특히 용접물의 경우 민감성을 감소시킵니다. 지배적인 등급이 되었습니다.

10. 304L과 304 파우더의 비용 프리미엄은 얼마입니까?

    일반적으로 탄소 구성이 낮기 때문에 304L의 경우 10-30%의 비용이 더 높습니다. 가격은 주문 수량에 따라 달라집니다.