15n20 Staalpoeder: Eigenschappen, productie en toepassingen

Overzicht van 15n20 staalpoeder

15n20 staalpoeder is een op ijzer gebaseerd legeringspoeder dat nikkel, chroom, molybdeen en koolstof bevat. Het heeft een hoge sterkte, hardheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid en een goede maatvastheid tijdens het sinteren.

De belangrijkste eigenschappen en kenmerken van 15n20 staalpoeder zijn onder andere:

Samenstelling

• IJzer (Fe) balans
• Chroom (Cr) 3-5 wt%
• Nikkel (Ni) 1%
• Molybdeen (Mo) 0,3-0,6%
• Koolstof (C) 0,2% max

Eigenschappen

• Dichtheid: 7,7-7,9 g/cm3
• Samendrukbaarheid: Goed
• Groene sterkte: Hoog
• Gesinterde sterkte: Zeer hoog
• Hardheid: Hoog
• Slijtvastheid: Uitstekend
• Corrosiebestendigheid: Zeer goed
• Maximale gebruikstemperatuur: ~500°C

Kenmerken

• Vorm: Onregelmatig, hoekig
• Groottebereik: 10-150 μm
• Stroombaarheid: Gemiddeld
• Compactheid: hoog
• Sinterbaarheid: Goed tot 1350°C
• Bewerkbaarheid: Matig

15n20 staal wordt gewaardeerd om zijn vermogen om hoge sterktes te bereiken tot en boven 1000 MPa met behoud van redelijke vervormbaarheid na sinteren. Onderdelen kunnen een warmtebehandeling ondergaan voor betere mechanische prestaties.

De toevoeging van nikkel verhoogt de hardbaarheid en kerfslageigenschappen, terwijl chroom en molybdeen de sterkte verhogen door versterking in vaste oplossing en precipitatie. De samenstelling is speciaal ontworpen voor poedermetallurgietoepassingen in persen en sinteren waarbij een robuust materiaal nodig is.

Productiemethoden voor 15n20 staalpoeder

15n20 staalpoeder kan op de volgende manieren worden geproduceerd:

Waterverneveling

Gesmolten staallegeringen worden door waterstralen onder hoge druk uiteengerafeld in fijne druppeltjes die stollen tot onregelmatige poeders met een groot oppervlak, ideaal voor snel sinteren. Dit is de meest gebruikelijke en economische productieroute. Watervernevelde poeders hebben goede vloei- en verdichtingseigenschappen die de voorkeur genieten voor automatisch persen.

Gasverstuiving

Inerte gasstralen breken de gesmolten stroom in kleine deeltjes met een bolvormige morfologie en een zeer hoge zuiverheid. Het proces is langzamer en duurder, maar noodzakelijk voor geavanceerdere PM-onderdelen. Poeders met gasverstuiving hebben uitstekende vloei- en pakkingseigenschappen die nodig zijn voor complexe onderdeelvormen en dunne doorsneden.

Elektrolyse

De samenstelling wordt elektrolytisch op een kathodesubstraat gedeponeerd en mechanisch verwijderd om schilferige poeders te verkrijgen. Hoewel de chemie nauwkeurig wordt gecontroleerd, kunnen elektrolytische poeders last hebben van hoge zuurstofniveaus waardoor ze moeten gloeien voor ze geperst worden. De onregelmatige vorm beïnvloedt de dichtheid, maar maakt persen zonder bindmiddelen mogelijk.

Mechanisch legeren

Elementaire metaalpoeders worden gemengd en onderworpen aan intensieve mechanische bewerking in een kogelmolen met procesregelaar. Mechanisch legeren produceert homogene samenstellingsmengsels die niet beschikbaar zijn via conventionele metallurgie van ingots. De samengestelde deeltjes kunnen echter nog steeds thermische verwerking vereisen voor gebruik in PM.

Toepassingen en gebruik van 15n20 staalpoeder

15n20 staalpoeder is speciaal ontworpen voor de productie van poedermetallurgische structurele onderdelen via verdichten en sinteren.

Typische toepassingen voor onderdelen van gesinterd 15n20 staal zijn onder andere:

• Automobiel - tandwielen, kettingwielen, drijfstangen, pennen, tuimelaars
• Consument - Messen, scharen, scheermesjes, hangsloten
• Industrieel - Lagers, bussen, afdichtringen, klepzittingen, slijtstrippen
• Militair - onderdelen van geweren, raketten en munitie
• Olie & Gas - Gereedschap voor putafwerking, perforeerpistolen, downhole afsluiters

Het materiaal biedt een uitstekende combinatie van eigenschappen - sterkte, hardheid, slijtvastheid, thermische weerstand - die nodig zijn voor deze reeks kritieke toepassingen. Het chroom, molybdeen en nikkel in 15n20 staal zorgen ook voor een aanzienlijke weerstand tegen corrosie in verschillende omgevingen.

Veel onderdelen worden na het sinteren warmtebehandeld (carboneren, carbonitreren, inductieharden) om de hardheid plaatselijk te optimaliseren, afhankelijk van de spanningen en eisen bij het eindgebruik. Hoge productiesnelheden tegen lagere kosten in vergelijking met gegoten of gesmede equivalenten maken 15n20 tot een populaire poedermetallurgielegering.

Specificaties van 15n20 staalpoeder

15n20 staalpoeder voldoet aan verschillende classificaties en de chemische samenstelling wordt bepaald door internationale specificaties:

Classificaties

• Snelstaal
• P/M constructiestaal
• Chroom-nikkel molybdeen staal

Normen

• ISO 4491 15n20
• JIS SUS 15n20
• ASTM A331 15n20
• DIN 1.2702

Samenstelling Specs

Maatbereik

Poeders voor persen zijn gewoonlijk fijner dan 45 micron. Grovere deeltjes van 125+ micron kunnen worden gebruikt voor metaalspuitgieten van gesinterde onderdelen. Een fijnere verdeling resulteert in een betere verdichtingsdichtheid.

Leveranciers van 15n20 staalpoeder

Veel van 's werelds beste poederfabrikanten en metaalpoederleveranciers produceren 15n20 staalpoeder, inclusief:

• Höganäs (Zweden)
• Rio Tinto metaalpoeders (VS)
• JFE Steel (Japan)
• CNPC-poeder (China)
• Sandvik Visarend (VK)
• AMETEK (VS)
• Carpenter Powder-producten (VS)

Prijzen

15n20 staalpoeder wordt verkocht per gewichtseenheid, meestal in zakken of vaten van 25-500 kg. De prijs varieert per zak:

• Zuiverheidsniveau
• Productie methode
• Groottebereik en distributie
• Korting op afnamehoeveelheden en bulkbestellingen

Prijzen zijn sterk afhankelijk van de marktdynamiek tussen vraag en aanbod en de inputkosten van grondstoffen. Neem rechtstreeks contact op met leveranciers voor de meest recente offerte op basis van je jaarlijkse volume en zuiverheidseisen.

Vergelijking tussen 15n20 staalpoederproducten

Belangrijke variabelen bij het selecteren van leveranciers van 15n20 poeder:

Productie methode

• Waterverstuiving biedt de beste balans tussen kosten en eigenschappen
• Gasverneveling en elektrolytische poeders gebruikt waar zuiverheid kritisch is
• Mechanisch gelegeerde poeders bieden aangepaste samenstellingen

Poeder morfologie

• Onregelmatige, hoekige poeders verbeteren de groene sterkte
• Afgeronde, sferische poeders verbeteren stroming en verpakking

Bereik poedergrootte

• Ultrafijn <20 micron voor micro-componenten
• Sub 45 micron standaard voor persen
• Grotere deeltjes >100 micron geschikt voor metaalspuitgieten

Zuiverheidsnormen

• Bij voorkeur minder zuurstof
• Lagere N en S voor hoge prestaties
• Strikte controle van lichtelementen

Evalueer altijd de samenstellingscertificering, productiecontrolenormen, testprotocollen en kwaliteitsprocedures voordat je tot aankoop overgaat.

Voordelen en beperkingen van 15n20 staalpoeder

Voordelen

• Hoge sterkte na sinteren - tot 1200 MPa
• Uitstekende slijtage-eigenschappen en slijtvastheid
• Zeer goede taaiheid
• Corrosiebestendig, vooral in hete werkomgevingen
• Stabiele afmetingen tijdens sinteren in vloeibare fase
• Lagere kosten dan veel gereedschapsstaal en roestvast staal
• Sinter bij lagere temperaturen om fijne carbiden te behouden

Beperkingen

• Lagere sterkte na volledige dichte warmtebehandeling in vergelijking met gesmede equivalenten
• Niet aanbevolen voor toepassingen met lage spanning - geringe hardbaarheid
• Gevoelig voor korrelverkleuring boven 1250°C
• Moeilijk om ingewikkelde vormen te bewerken vanwege de hardheid
• Grote onderdelen verdichten langzamer - krimpvariatie
• Dure gasvernevelde en elektrolytische poeders

Voor maximale voordelen moeten ingenieurs onderdelen ontwerpen die rekening houden met de prestatieparameters van P/M 15n20 staal, rekening houdend met zowel de mogelijkheden als de beperkingen.

Veelgestelde vragen

Wat is 15n20 staal?

15n20 staal is een chroom-nikkel-molybdeen laag gelegeerd poedermetallurgiestaal met een hoge sterkte, hardheid, slijtvastheid en matige corrosiebestendigheid na sinteren en/of secundaire warmtebehandeling.

Wat is 15N20 staalpoeder?

15N20 is een koolstofrijk, nikkelhoudend staal dat vaak gebruikt wordt bij de productie van Damascus en patroongelaste klingen. 15N20 staalpoeder is een fijngemalen vorm van dit staal dat vaak gebruikt wordt in poedermetallurgieprocessen voor de productie van lemmeten en andere metaalproducten.

Wat zijn de belangrijkste eigenschappen van 15N20 staal?

15N20 staal staat bekend om zijn hoge koolstofgehalte (ongeveer 0,75-0,85%), nikkellegeringen en goede randscherpte. Het staat ook bekend om zijn vermogen om ingewikkelde patronen te maken wanneer het gesmeed wordt in combinatie met andere staalsoorten.

Hoe wordt 15N20 staalpoeder geproduceerd?

15N20 staalpoeder wordt meestal geproduceerd met behulp van een proces dat atomisatie of gasverstuiving wordt genoemd. In dit proces wordt gesmolten 15N20 staal door een spuitmond gespoten en snel afgekoeld met een gas onder hoge druk, wat resulteert in fijne poederdeeltjes.

Wat zijn de toepassingen van 15N20 staalpoeder?

15N20 staalpoeder wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van Damascus en patroongelaste lemmetten. Het kan ook gebruikt worden in andere toepassingen waar een hoog koolstofgehalte en goede randscherpte gewenst zijn, zoals messen maken, zwaardsmeden en smeden.

ken meer 3D-printprocessen