15n20 Stålpulver: Egenskaper, produktion och tillämpningar

Översikt över 15n20 Stålpulver

15n20 stålpulver är ett järnbaserat legeringspulver som innehåller nickel, krom, molybden och kol. Det har hög hållfasthet, hårdhet, slitstyrka och korrosionsbeständighet tillsammans med god dimensionsstabilitet under sintring.

Viktiga egenskaper och kännetecken för 15n20 stålpulver är bl.a:

Sammansättning

• Balans av järn (Fe)
• Krom (Cr) 3-5 wt%
• Nickel (Ni) 1%
• Molybden (Mo) 0,3-0,6%
• Kol (C) 0,2% max

Fastigheter

• Densitet: 7,7-7,9 g/cm3
• Kompressibilitet: Bra
• Grön styrka: Hög
• Sintrad styrka: Mycket hög
• Hårdhet: Hög
• Slitstyrka: Utmärkt
• Korrosionsbeständighet: Mycket bra
• Maximal driftstemperatur: ~500°C

Egenskaper

• Form: Oregelbunden, kantig
• Storleksintervall: 10-150 μm
• Flytbarhet: Medelhög
• Kompakthet: Hög
• Sintringsbarhet: God till 1350°C
• Bearbetningsbarhet: Måttlig

15n20-stål värderas för sin förmåga att uppnå höga hållfasthetsnivåer upp till och över 1.000 MPa samtidigt som det bevarar en rimlig duktilitet efter sintring. Delarna kan värmebehandlas för förbättrad mekanisk prestanda.

Nickeltillsatsen ökar härdbarheten och slagseghetsegenskaperna medan krom och molybden ökar hållfastheten genom solid lösning och utskiljningsförstärkning. Sammansättningen är speciellt framtagen för press- och sintertillämpningar inom pulvermetallurgi som kräver ett robust material.

Produktionsmetoder för 15n20 Stålpulver

15n20 stålpulver kan produceras genom följande metoder:

Atomisering av vatten

Smält stållegering sönderdelas av högtrycksvattenstrålar till fina droppar som stelnar till oregelbundna pulver med stor yta som är idealiska för snabbsintring. Detta är den vanligaste och mest ekonomiska produktionsvägen. Vattenatomiserade pulver har goda flödes- och kompakteringsegenskaper som är idealiska för automatisk pressning.

Atomisering av gas

Jetstrålar med inert gas bryter upp smältan till små partiklar med sfärisk morfologi och mycket hög renhet. Processen är långsammare och dyrare, men nödvändig för mer avancerade PM-komponenter. Gasatomiserade pulver har utmärkta flödes- och packningsegenskaper som efterfrågas för komplexa komponentformer och tunna sektioner.

Elektrolys

Sammansättningen elektrodeponeras på ett katodsubstrat och avlägsnas med mekaniska metoder för att ge flikiga pulver. Även om kemin kontrolleras exakt kan elektrolytiska pulver drabbas av höga syrenivåer som kräver glödgningsbehandlingar före pressning. Den oregelbundna formen påverkar densiteten men möjliggör pressning utan bindemedel.

Mekanisk legering

Metallpulver av grundämnen blandas och utsätts för intensiv mekanisk bearbetning i en kulkvarn med processtyrmedel. Mekanisk legering ger homogena sammansättningar som inte är tillgängliga med konventionell götmetallurgi. De sammansatta partiklarna kan dock fortfarande behöva värmebehandling innan de används i PM.

Tillämpningar och användningsområden för 15n20 stålpulver

15n20 stålpulver är speciellt utformat för pulvermetallurgisk tillverkning av konstruktionsdelar genom kompaktering och sintring.

Typiska användningsområden för komponenter i sintrat 15n20-stål är bl.a:

• Fordon - Kugghjul, kedjehjul, vevstakar, handledsbultar, vipparmar
• Konsument - Knivar, saxar, rakblad, hänglås
• Industri - Lager, bussningar, tätningsringar, ventilsäten, slitlister
• Militär - Vapenkomponenter, delar till missiler och ammunition
• Olja & gas - Verktyg för färdigställande av brunnar, perforeringspistoler, ventiler för borrhål

Materialet erbjuder en utmärkt kombination av egenskaper - styrka, hårdhet, slitstyrka och värmebeständighet - som krävs för många olika kritiska applikationer. Krom, molybden och nickel i 15n20-stål ger också betydande korrosionsbeständighet i olika miljöer.

Många delar värmebehandlas (uppkolning, karbonitrering, induktionshärdning) efter sintring för lokal hårdhetsoptimering beroende på påfrestningar och krav vid slutanvändningen. Höga produktionshastigheter till lägre kostnader jämfört med gjutna eller smidda motsvarigheter gör 15n20 till en populär pulvermetallurgisk legering.

Specifikationer för 15n20 Stålpulver

15n20 stålpulver överensstämmer med olika klassificeringar och dess kemiska sammansättning styrs av internationella specifikationer:

Klassificeringar

• Höghastighetsstål
• P/M konstruktionsstål
• Krom-nickel-molybdenstål

Standarder

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

Sammansättning Specifikationer

Storleksintervall

Pulver för pressning är normalt finare än 45 mikrometer. Grövre partiklar 125+ mikrometer kan användas för formsprutning av metall till sintrade komponenter. Tätare storleksfördelning resulterar i bättre kompakteringsdensitet.

Leverantörer av 15n20 Stålpulver

Många av världens främsta pulvertillverkare och leverantörer av metallpulver producerar 15n20 stålpulver inklusive:

• Höganäs (Sverige)
• Rio Tinto Metal Powders (USA)
• JFE Steel (Japan)
• CNPC Pulver (Kina)
• Sandvik Osprey (Storbritannien)
• AMETEK (USA)
• Carpenter Powder Products (USA)

Prissättning

15n20 stålpulver säljs per viktenhet, vanligtvis i 25-500 kg säckar eller trummor. Priserna varierar beroende på:

• Renhetsgrad
• Produktionsmetod
• Storleksintervall och utbredning
• Rabatter på inköpskvantitet och bulkbeställningar

Priserna är starkt beroende av marknadsdynamiken mellan tillgång och efterfrågan och kostnaderna för råmaterial. Kontakta leverantörerna direkt för senaste offert baserat på din årliga volym och dina renhetskrav.

Jämförelse mellan 15n20 stålpulverprodukter

Viktiga variabler vid val av leverantörer av 15n20-pulver:

Produktionsmetod

• Vattenförstoftning ger den bästa balansen mellan kostnad och egenskaper
• Gasatomiserade och elektrolytiska pulver används där renheten är kritisk
• Mekaniskt legerade pulver erbjuder kundanpassade sammansättningar

Morfologi för pulver

• Oregelbundna, kantiga pulver förbättrar den gröna hållfastheten
• Rundade, sfäriska pulver förbättrar flöde och packning

Pulverstorleksintervall

• Ultrafint <20 mikron för mikrokomponenter
• Standard för pressning under 45 mikrometer
• Större partiklar >100 mikron lämpliga för formsprutning av metall

Renhetsstandarder

• Mindre syre önskas
• Lägre N och S för hög prestanda
• Strikt kontroll av ljuselement

Utvärdera alltid certifiering av sammansättning, standarder för tillverkningskontroll, testprotokoll och kvalitetsförfaranden innan du köper.

Fördelar och begränsningar med 15n20 stålpulver

Fördelar

• Hög hållfasthet efter sintring - upp till 1200 MPa
• Utmärkta slitageegenskaper och slitstyrka
• Mycket god seghet
• Korrosionsbeständig, särskilt i heta arbetsmiljöer
• Stabila dimensioner under sintring i vätskefas
• Lägre kostnad än många verktygsstål och rostfria stålsorter
• Sintring vid lägre temperaturer för att bibehålla fina karbider

Begränsningar

• Lägre hållfasthet efter fullständig värmebehandling jämfört med smidda motsvarigheter
• Rekommenderas inte för tillämpningar med låg belastning - låg härdbarhet
• Känslig för kornförgrovning över 1250°C
• Svårt att bearbeta komplicerade detaljer på grund av hårdheten
• Stora delar förtätas långsammare - variation i krympning
• Dyra gasatomiserade och elektrolytiska pulver

För att få maximal nytta måste ingenjörer konstruera detaljer som tar hänsyn till prestandaparametrarna för P/M 15n20-stål, med beaktande av både möjligheter och begränsningar.

Vanliga frågor

Vad är 15n20 stål?

15n20-stål är ett krom-nickel-molybden låglegerat pulvermetallurgiskt stål som efter sintring och/eller sekundär värmebehandling uppvisar hög hållfasthet, hårdhet, slitstyrka och måttligt korrosionsmotstånd.

Vad är 15N20 stålpulver?

15N20 är ett nickelhaltigt stål med hög kolhalt som ofta används vid tillverkning av Damaskus- och mönstersvetsade knivar. 15N20 stålpulver är en finmald form av detta stål som vanligen används i pulvermetallurgiska processer för tillverkning av knivar och andra metallprodukter.

Vilka är de viktigaste egenskaperna hos 15N20-stål?

15N20-stål är känt för sin höga kolhalt (ca 0,75-0,85%), nickellegering och goda egghållfasthet. Det är också känt för sin förmåga att skapa invecklade mönster när det smids i kombination med andra stål.

Hur produceras 15N20 stålpulver?

15N20 stålpulver tillverkas vanligtvis med hjälp av en process som kallas atomisering eller gasatomisering. I denna process sprutas smält 15N20-stål genom ett munstycke och kyls snabbt med en högtrycksgas, vilket resulterar i fina pulverpartiklar.

Vilka är användningsområdena för 15N20 stålpulver?

15N20 stålpulver används främst vid tillverkning av damaskusblad och mönstersvetsade blad. Det kan också användas i andra tillämpningar där hög kolhalt och god egghållfasthet önskas, t.ex. knivtillverkning, svärdssmide och smide.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser