Nickellegering HX pulver

Kvalificering och tryck

Att kvalificera nya material som Nickel Alloy HX-pulver för additiv tillverkning innebär omfattande karaktärisering och processutveckling:

Nickellegering HX-pulverkvalificering

• Kemisk analys – Bekräfta sammansättningens överensstämmelse med specifikationen via våtkemi eller OES
• Partikelstorleksfördelning – Validera pulversfäricitet och storleksparametrar med hjälp av laserdiffraktion
• Skenbar densitet och flödesmätningar – Kontrollera lämpligheten för pulverspridning med Hall flödesmätare enligt ASTM B213 standard
• Intern porositetsbedömning – Analysera densitetslikformighet och inre defekter med hjälp av mikroCT-skanningar
• Mikrostrukturkarakterisering – Använd SEM och EDS för att utvärdera legeringslikformighet, nederbörd och defekter
• Processparameterutveckling – Optimera laserkraft, hastighet, luckavstånd för densitet >99.5% med hjälp av testkuber
• Mekanisk testning – Utför drag, utmattning, brottseghet, kryp på AM-testdelar och jämför med bearbetade egenskaper
• Icke-förstörande utvärdering – Använd tekniker som färgpenetrerande testning för att identifiera yt-/underytadefekter
• Korrosionstestning – Utvärdera korrosionshastigheten i relevanta miljöer genom nedsänkningstestning eller ASTM-standarder
• Efterbearbetning – Studera effekten av varm isostatisk pressning (HIP) och värmebehandling på egenskaper
• Applikationsdemonstration – Tillverka verkliga komponentprototyper och mät funktionell prestanda mot designmål

Denna omfattande testning validerar legeringspulvrets kvalitet och dess lämplighet för att skriva ut applikationskomponenter som uppfyller de erforderliga egenskapsmålen.

Riktlinjer för utskriftsparametrar

Typiska parametrar för utskrift av Nickel Alloy HX-pulver på SLM 125HL-system från SLM Solutions:

Parametrarna varierar baserat på faktorer som önskade egenskaper, ytfinish, bygghastighetsprioriteter och AM-systemkapacitet. Parameteruppsättningar förfinas ständigt genom rigorösa DOE-metoder för att utöka den utskrivbara geometrin och egenskapsområdet.

Efterbearbetning

Vanliga efterbearbetningssteg för additivt tillverkade Nickel Alloy HX-komponenter inkluderar:

• Borttagning från byggplattan – Tråd-EDM eller bandsågskärning för att ta bort delar från plattan
• Stöd för borttagning – Ta försiktigt bort automatiskt genererade stöd mekaniskt eller med EDM
• Stresslindring – Värm komponenten jämnt till 620°C i 1-2 timmar för att lindra kvarvarande spänningar
• Varm isostatisk pressning – HIP vid 1160°C/100-200 MPa i 4 timmar för att eliminera inre porositet >98%-densitet
• Ytbehandling – Slipande flödesbearbetning och mediablästring förbättrar ytfinishen
• Måttmätning – Bekräfta kritiska dimensioner med CMM-inspektion och skanna för geometrisk noggrannhet
• Färgpenetrerande testning – Kontrollera om det finns skador på ytan som behöver repareras med fluorescerande eller synliga färgpenetreringsmedel
• Värmebehandling – Lösningsbehandling 1120°C, snabb luftkylning + ålder 720°C/16 timmar för önskade egenskaper

Automatisering av efterbearbetningsoperationer är avgörande med tanke på den geometriska komplexiteten hos additivt tillverkade komponenter som använder Nickel Alloy HX-pulver.

Noggrann design och stödstrategier är också avgörande under förbearbetning för att förbättra effektiviteten i nedströms. Regelbunden inspektion bör validera att alla design- och certifieringskrav uppfylls.

Ansökningar och fallstudier

Nickel Alloy HX appliceras över krävande applikationsområden:

Flyg- och rymdindustrin

• Combustor burkar – 40% viktminskning, klarar 100°C högre temperaturer
• Kommersiellt jetbleed-ventilhus – Integrerade kylkanaler, optimerat vätskeflöde
• Satellitpropellerkammare – Högt förhållande mellan styrka och vikt, återanvändbar

Olja och gas

• Surgasventilhus – Korrosionsbeständig nickellegering tål H2S-miljö
• Säkerhetsventilkomponenter i borrhålet – Tål 150°C temperaturer och erosion
• Offshore pumphjul – Lätt, effektiv vätskehantering under havsvatten

Fordon

• Turboladdare kompressorhjul – Höghastighetskapacitet till 110 000 rpm
• Avgaskontrollventil – Klarar avgastemperaturer upp till 1050°C
• Kolvkrona – Konforma kylkanaler möjliggör motor med högre effekttäthet

Industriell

• Stränggjutningsmunstycke – Högtemperaturvätskeflödesanordning ökar stålverkens produktivitet
• Extruderingspressverktyg – Förbättrad hållbarhet och dubbel livslängd
• Tryckpressvärmeelement – Integrerad nickellegeringskrets klarar 700°C temperaturer

Dessa applikationsexempel visar potentialen hos Nickel Alloy HX att tänja på prestandagränser över branscher genom tillsatstekniker. En mer utbredd tillgänglighet av parameterdata och demonstrationer kommer att utöka användningen ytterligare.

Vanliga frågor

F: Vilka är de främsta fördelarna med Nickel Alloy HX jämfört med konventionella material?

Nickel Alloy HX ger en exceptionell kombination av hög hållfasthet upp till 1095°C tillsammans med seghet och korrosionsbeständighet som inte kan uppnås med typiska legeringar. Additiv tillverkning möjliggör konstruktioner som inte är möjliga med subtraktiva tekniker.

F: Vilken värmebehandling används för Nickel Alloy HX AM-delar?

Lösningsbehandling vid 1120°C följt av åldring vid 720°C i 16 timmar möjliggör en utmärkt balans mellan styrka (>150 ksi UTS) och duktilitet (>16% El.). HIP appliceras efter bygget och före värmebehandling.

F: Vilken AM-process är idealisk för nickellegering HX-pulver?

Selektiv lasersmältning (SLM) föredras framför elektronstrålesmältning för Nickel Alloy HX för att bättre kontrollera termiska spänningar och sprickbildning. SLM tillåter högre densitet samtidigt som riktningsegenskaperna kontrolleras.

F: Vilka branscher erbjuder de bästa möjligheterna för att använda Nickel Alloy HX AM?

Flyg-, olje- och gasindustrin, fordonsindustrin och industriell värmebehandlingsindustri använder nickellegering HX för komponenter som kräver termisk stabilitet, styrka och korrosionsprestanda.

F: Kräver Nickel Alloy HX några speciella pulverhanterings- eller förvaringsåtgärder?

Nickellegeringspulver är inte farligt även om andnings- och explosionsskyddsåtgärder är försiktiga som med alla fina metallpulver. Argon inert lagring med fuktkontroller bevarar långvarig återanvändbarhet.