Pulver av rostfritt stål 316L för 3D-utskrift av metall

Översikt

Rostfritt stål 316L pulver är en typ av rostfritt stålpulver som innehåller molybden och har låg kolhalt. Det är ett austenitiskt rostfritt krom-nickelstål som har hög hållfasthet och utmärkta korrosionsbeständighetsegenskaper. 316L-pulver används ofta för 3D-utskrift eller additiv tillverkning inom branscher som flyg- och rymdindustrin, medicinteknik, bilindustrin och allmän tillverkning.

Några viktiga egenskaper och kännetecken för 316L-pulver är

Sammansättning: Järn, krom, nickel, molybden, mangan, kisel, kol, fosfor, svavel

Partikelform: Sfärisk, hög flödesförmåga

Partikelstorlek: 15-45 mikrometer, submikronstorlekar tillgängliga

Densitet: Cirka 7,9 g/cc

Smältpunkt: 1381-1400°C

Viktiga egenskaper: Korrosionsbeständighet, värmebeständighet, svetsbarhet, hållfasthet, biokompatibilitet

Vanliga handelsnamn: 316L, 1.4404, 1.4435

316L pulver kan användas för att skriva ut starka och hållbara delar med komplexa geometrier med hjälp av olika 3D-utskriftsprocesser som selektiv lasersintring (SLS), direkt metall lasersintring (DMLS), elektronstrålesmältning (EBM), bindemedelsjetting etc.

Olika typer av 316L-pulver

Det finns några huvudtyper av 316L rostfritt stålpulver tillgängliga:

Gasatomiserat 316L-pulver

• Tillverkad med hjälp av atomiseringsprocess med inert gas
• Sfäriska partiklar med slät yta
• Flyter lätt, packas tätt för tryckning
• God spridningsförmåga och packning
• Används ofta för laserbaserad 3D-printing och 3D-printing med bindemedelsstråle

Vattenatomiserat 316L-pulver

• Tillverkad med hjälp av högtrycksvattenstrålar
• Oregelbunden partikelform
• Porös yta, hög syrehalt
• Lägre kostnad jämfört med gasatomiserat pulver
• Används främst för press- och sintringsapplikationer

Plasmaatomiserat 316L-pulver

• Tillverkad med plasmaatomisering
• Mycket sfäriska partiklar
• Kontrollerad partikelstorleksfördelning
• Används i kritiska applikationer som kräver hög densitet
• Dyrt jämfört med andra finfördelningsmetoder

Återvunnet 316L-pulver

• Återvunnet oanvänt pulver från 3D-byggnationer
• Kan ha blandade partikelformer och storlekar
• Kräver ytterligare siktning och bearbetning
• Alternativ till lägre kostnad för icke-kritiska applikationer
• Oro för kontaminering från tidigare byggnationer

316L Pulversammansättning

316L rostfritt stål får sin korrosionsbeständighet från krom och molybden legerat med järn. Här är den elementära sammansättningen av 316L-pulver:

Den låga kolhalten minskar karbidutfällningen under svetsning och förbättrar korrosionsbeständigheten. Tillsatsen av molybden ökar motståndskraften mot grop- och spaltkorrosion i kloridmiljöer.

Sammansättningen överensstämmer med nationella och internationella klassificeringar som UNS S31603, W.Nr 1.4404, AISI 316L och ISO 5832-1. Anpassade legeringar är också möjliga för specialiserade krav.

Viktiga egenskaper och kännetecken

316L-pulver har en unik kombination av enastående egenskaper som gör det lämpligt för olika kritiska, högpresterande tillämpningar i olika branscher.

Motståndskraft mot korrosion Utmärkt motståndskraft mot gropfrätning, spaltkorrosion och spänningskorrosion i syror, alkalier, salter och organiska kemikalier

Mekaniska egenskaper Hög brottgräns och sträckgräns kombinerat med god duktilitet och slagseghet

Värmebeständighet Klarar kontinuerlig drift upp till ~900°C och intermittent exponering därutöver för vissa applikationer

Svetsbarhet Lätt svetsbara och mindre benägna att sensibiliseras under svetsning jämfört med ostabiliserade kvaliteter

Biokompatibilitet Icke-toxisk med hög biokompatibilitet för användning i medicinska implantat och apparater

Här är en tabell som jämför de viktigaste egenskaperna hos 316 vs 316L pulver:

Den överlägsna korrosionsbeständigheten hos 316L-pulver kan hänföras till den högre PREN och lägre kolhalten jämfört med 316-pulver. 316L erbjuder också bättre biokompatibilitet och används företrädesvis för permanenta implantat i människokroppen.

Användningsområden för 316L-pulver

Några av de vanligaste tillämpningarna där 316L-pulver används är

Additiv tillverkning SLS/DMLS/EBM-printning av metalldelar för slutanvändning inom flyg- och rymdindustrin, medicinteknik, bilindustrin, verktyg etc.

Biomedicinska implantat Tillverkning av implantat som knä- och höftproteser, ryggradsstavar, tandfixturer etc.

Utrustning för livsmedelsbearbetning Ventiler, kopplingar, fästelement, maskindelar för livsmedels- och läkemedelsindustrin

Kemisk processindustri
Pumphjul, hus, ventilhus och andra våta komponenter

Marina tillämpningar
Axlar, beslag, kopplingar, flänsar, propellrar som används i marina miljöer

316L ger exceptionella prestanda inom detta breda spektrum av tillämpningar tack vare dess enastående korrosionsbeständighet i kombination med hög hållfasthet.

Här är några exempel på delar i 316L som tryckts med additiv tillverkning:

316L Pulver Specifikationer

316L-pulver som används för AM måste uppfylla eller överträffa följande specifikationer:

Fördelning av partikelstorlek

Skenbar densitet Vanligtvis 4,0-4,8 g/cc

Flödeshastighet
Hall-flödesmätare > 15 sek/50g

Kemisk sammansättning Enligt ovan nämnda specifikationer för 316L-kvalitet

Mikrostruktur
Helt austenitisk, frånvaro av stringers och satelliter

Partikelform Övervägande sfärisk morfologi

Ytstruktur Slät ytfinish på partiklarna

Syrehalt Oftast <1000 ppm

Mättnadsmagnetisering < 3,1 emu/g

Välrenommerade tillverkare av 316L-pulver producerar material som uppfyller eller överträffar dessa specifikationer för AM. Varje sats levereras med ett analyscertifikat från oberoende tester.

316L pulver leverantörer

Några ledande globala leverantörer av 316L rostfritt stålpulver är bl.a:

Anpassade legeringar med speciella partikelstorleksfördelningar eller strängare kemikontroller kan kosta 20-50% mer än standard 316L pulversammansättningar.

När det gäller prissättning kostar gasatomiserat 316L-pulver som är lämpligt för AM vanligtvis mellan $30-150 per kg beroende på kvalitet, batchstorlek och geografisk region. Vattenatomiserade och plasmaatomiserade kvaliteter ligger i den nedre och övre delen av detta intervall