Порошок из нержавеющей стали 316L

Обзор из Порошок из нержавеющей стали 316l

Порошок из нержавеющей стали 316L - это аустенитный стальной сплав, широко используемый в аддитивном производстве или 3D-печати в аэрокосмической промышленности, производстве медицинского оборудования, химической промышленности и оснастки. Благодаря более высокой чистоте и более низкому содержанию углерода по сравнению с обычным порошком 316, порошок 316L позволяет изготавливать коррозионностойкие компоненты, соответствующие стандартам биосовместимости.

В этой статье рассматриваются составы порошка 316L, разработанные для основных процессов AM, ключевые характеристики, такие как распределение частиц по размерам, скорость потока и процентное содержание частиц-спутников, которые влияют на технологичность печати, а также примеры критически важных применений в жестких условиях.

Состав порошок из нержавеющей стали 316l

Ниже приведен диапазон элементного состава порошка нержавеющей стали 316L:

Буква "L" означает низкое или менее 0,03% содержание углерода. Это немного снижает предел текучести и прочность на растяжение по сравнению со стандартным порошком 316, но улучшает показатели сварки, коррозии и биосовместимости, что очень важно для медицинских приборов и морских применений.

Методы производства порошок из нержавеющей стали 316l

Порошок из нержавеющей стали 316L производится промышленным способом следующими основными методами:

• Газовая атомизация: Струи инертного газа высокого давления разбивают тонкую металлическую струю на мелкие капли после застывания в виде порошка. Обслуживает аэрокосмический рынок.
• Распыление воды: Наиболее экономичный метод, при котором вода разрушает расплавленный металл, получая порошок неправильной формы, приемлемый для некоторых промышленных применений.
• Плазменный вращающийся электродный процесс (PREP): Электрод, расплавленный плазменной дугой, распадается под действием центробежной силы, при охлаждении высыпая порошок на стенки реактора. Получает очень сферические формы.
• Атомизация водорода: Специализированная технология с использованием газообразного водорода для улучшения текучести порошков, предназначенных для аддитивного производства. Минимизирует количество частиц-спутников.

Газовые, водные и плазменные варианты используют быстрые скорости затвердевания для получения тонких металлических порошков из расплавленного сырья. Каждый метод придает частицам различные характеристики, описанные в следующем разделе.

Порошок из нержавеющей стали 316l Характеристики

Ниже приведены важнейшие характеристики порошка из нержавеющей стали 316L:

Такие ключевые показатели, как постоянный гранулометрический состав, высокая скорость потока порошка, минимальное количество сателлитов и низкий уровень кислорода/азота, обеспечивают оптимальную технологичность печати. Индивидуальные партии порошка разрабатываются для удовлетворения потребностей в таких областях, как биомедицина, морское оборудование или оборудование для химической обработки, требующее коррозионной стойкости.

Порошок из нержавеющей стали 316l Механические свойства

Нержавеющая сталь 316L обладает следующими механическими характеристиками:

Отжиг напечатанных деталей или компонентов при температуре 1900°F в течение не менее 1 часа служит для снятия внутренних напряжений, возникающих в процессе послойной сборки. Это возвращает пластичность к уровню обычной 316L при незначительном снижении прочности.

Порошок из нержавеющей стали 316l Приложения

Благодаря повышенной коррозионной стойкости порошок 316L идеально подходит для аддитивного производства компонентов в различных областях:

• Морское оборудование: Рабочие колеса, клапаны, фитинги и другие океанские детали, подверженные воздействию соленой воды.
• Химическая обработка: Корпуса насосов, клапаны, реакторы и трубопроводы, требующие химической совместимости.
• Биомедицина: Хирургические инструменты, ортопедические имплантаты, отвечающие требованиям FDA по биосовместимости в соответствии с ISO 10993 и/или ASTM F138.
• Пищевая промышленность: Столовые приборы, компоненты для обработки мяса, не допускающие перекрестного загрязнения.

Благодаря такому разнообразию сфер применения - от морского бурового оборудования до корпусов кардиостимуляторов и компонентов для приготовления пищи - 316L является универсальным и повсеместно используемым сплавом, который конструкторы всегда держат под рукой.

Анализ затрат

Здесь анализ предполагает относительно небольшую общую массу детали ~3 кг, следовательно, порошок составляет около 40% от общих затрат. Но для более крупных деталей время изготовления преобладает над затратами, а не сам материал. Для сравнения, механическая обработка той же геометрии из отожженного прутка 316L обойдется в $45-$75 за кг - но AM позволяет консолидировать порты, крепеж, снизить вес, что компенсирует увеличение затрат на печать за счет экономии на производстве в дальнейшем.

Порошок из нержавеющей стали 316l Поставщики

Различные заводы и дистрибьюторы предлагают порошок из нержавеющей стали 316L, охватывающий все диапазоны размеров и характеристик. К числу ведущих мировых поставщиков относятся:

Порошок из нержавеющей стали 316l Стандарты

ASTM и другие согласованные во всем мире стандарты для производства порошка 316L и проверки качества:

Сертификация порошка 316L на соответствие этим спецификациям гарантирует, что он отвечает стандартам плотности, химического состава и формы частиц, что обеспечивает надежную технологичность печати независимо от метода производства.

Порошок 316L в сравнении с литыми и коваными сплавами

Таким образом, хотя аддитивное производство с использованием порошка 316L обходится гораздо дороже, чем покупка прутка, свобода дизайна, возможность настройки и надежная химия компенсируют эту надбавку в отраслях, где производительность важнее цены материала.

Обращение с порошком 316L

Чтобы предотвратить ухудшение свойств порошка при хранении и повторном использовании, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Храните запечатанные контейнеры с порошком в инертном газе, например аргоне.
• Ограничьте воздействие во время просеивания/обработки порошка, чтобы избежать захвата кислорода/влаги.
• Запекайте порошки при 100°C в течение 6 часов каждые 3-6 месяцев, чтобы удалить абсорбированные газы.
• Периодически контролируйте содержание кислорода и азота в порошке
• Перед печатью просеивайте, чтобы разбить агломераты.
• Следуйте рекомендациям производителя по повторному использованию порошка, пропорциям смешивания и срокам службы

Соблюдение этих инструкций по обращению позволяет сохранить текучесть порошка и предотвратить образование пор при печати в течение десятков циклов с использованием одних и тех же партий 316L.

Вопросы и ответы

Резюме

Тонко контролируемый химический состав с низким содержанием углерода, направленный на биосовместимость и свариваемость, Порошок из нержавеющей стали 316L Служит для коррозионностойкого аддитивного производства - от медицинских имплантатов до морских компонентов, работающих в суровых соленых средах. Содержание углерода менее 0,03% и следов азота обеспечивает аустенитную микроструктуру, которая противостоит точечной и щелевой коррозии в кислотах, хлоридах, спиртах и множестве химических растворов. Сочетание многоразовых порошков, превышающих спецификации ASTM по гранулометрическому составу, количеству спутников и скорости потока в зале, с оптимизированными 3D-принтерами позволяет получать плотные печатные детали из 316L, конкурирующие и превосходящие по коррозионным характеристикам традиционные образцы. По мере совершенствования аппаратного и программного обеспечения принтеров, а также разработки параметров, порошок для AM-печати из нержавеющей стали 316L будет способствовать расширению применения на таких новых рынках, как нефтяные скважины, химические реакторы и хирургические инструменты, где высокая твердость, прочность и устойчивость к щелочам являются критически важными.

узнать больше о процессах 3D-печати