316L Paslanmaz Çelik Toz
İçindekiler
Genel Bakış . 316l paslanmaz çelik tozu
316L paslanmaz çelik tozu, havacılık, tıbbi cihaz, kimyasal işleme ve takım endüstrilerinde eklemeli üretim veya 3D baskı uygulamalarında yaygın olarak kullanılan östenitik bir çelik alaşımıdır. Geleneksel 316 tozuna kıyasla daha yüksek saflık ve daha düşük karbon içeriği ile 316L tozu, biyouyumluluk standartlarını karşılayan korozyona dayanıklı bileşenlerin üretilmesini sağlar.
Bu makale, başlıca AM prosesleri için özel olarak tasarlanmış 316L toz bileşimlerini, partikül boyutu dağılımı, akış hızları ve baskı işlenebilirliğini etkileyen uydu partikül yüzdesi gibi temel özellikleri ve zorlu ortamlardaki kritik uygulama örneklerini kapsamaktadır.
Kompozisyon 316l paslanmaz çelik tozu
316L paslanmaz çelik tozunun elementel bileşim aralığı aşağıda özetlenmiştir:
| Element | Ağırlık % Bileşim | Rol |
|---|---|---|
| Demir | Terazi, 65-70% | Temel matris bileşeni |
| Krom | 16-18% | Korozyon ve oksidasyon direncini artırır |
| Nikel | 10-14% | Östenitik yapıyı stabilize eder |
| Molibden | 2-3% | Çukurlaşma ve çatlak korozyonu direncini daha da artırır |
| Manganez | <2% | Sağlam kaynaklanabilirliği destekler |
| Karbon | 0,03% maks. | Düşük karbon karbür çökelmesini azaltır - korozyon direncini ve biyouyumluluğu artırır |
| Silikon | 0,75% maks. | Aşırı oksit oluşumunu önleyen deoksidizer |
| Fosfor | 0,025% maks. | Sünekliği en üst düzeye çıkarmak için düzenlenmiş safsızlık |
| Sülfür | 0,01% maks. | Çatlamayı önlemek için düzenlenmiş safsızlık |
| Azot | 0,1% maks. | Mikroyapıyı stabilize eder |
| Bakır | 0,5% maks. | Eritme sırasında kontrol edilen safsızlık miktarı |
'L' düşük veya 0,03%'den daha az karbon içeriğini ifade eder. Bu, standart 316 tozuna kıyasla biraz daha düşük akma ve gerilme mukavemeti sağlar, ancak tıbbi cihazlar veya denizcilik uygulamaları için kritik olan kaynak, korozyon ve biyouyumluluk performansını artırır.
Üretim Yöntemleri 316l paslanmaz çelik tozu
316L paslanmaz çelik tozu ticari olarak aşağıdaki ana yöntemlerle üretilmektedir:
- Gaz Atomizasyonu: Yüksek basınçlı inert gaz jetleri, ince bir metal akışını toz olarak katılaştıktan sonra ince damlacıklara ayırır. Havacılık ve uzay pazarına hizmet eder.
- Su Atomizasyonu: Suyun erimiş metali parçalayarak bazı endüstriyel uygulamalar için kabul edilebilir düzensiz toz şekilleri verdiği en ekonomik tekniktir.
- Plazma Dönen Elektrot Prosesi (PREP): Plazma arkı tarafından eritilen elektrot merkezkaç kuvvetinden parçalanır, soğuduktan sonra reaktör duvarlarına toz fırlatır. Çok küresel şekiller verir.
- Hidrojen Atomizasyonu: Katmanlı üretim için uyarlanmış daha iyi akış tozları için hidrojen gazı kullanan özel teknik. Uydu parçacıklarını en aza indirir.
Gaz, su ve plazma varyasyonları, erimiş hammaddeden ince metalik tozlar üretmek için hızlı katılaşma oranlarını kullanır. Her teknik, bir sonraki bölümde açıklanan ince farklı parçacık özellikleri kazandırır.
316l paslanmaz çelik tozu Özellikler
316L paslanmaz çelik tozunun kritik özellikleri aşağıda vurgulanmıştır:
| Parametre | Detaylar | Ölçüm Yöntemi |
|---|---|---|
| Parçacık şekli | Küresel, ASTM B214 uyarınca izin verilen uydu | SEM görüntüleme, mikroskopi |
| Parçacık boyutu dağılımı | D10: 25-45 μm, D50: 30-75 μm, D90: 55-100 μm | Lazer difraksiyon parçacık boyutu analizörü |
| Görünür yoğunluk | Tipik olarak 40-50% hacim bazında toz kütlesi olarak yoğun | Hall akış ölçer hunisi veya piknometri |
| Musluk yoğunluğu | Mekanik çalkalama ile tipik olarak 60-65% yoğunluk | ASTM B527'ye göre belirlenmiştir |
| Akış hızı | 30-35 sn/50g, iyi akış <40 sn'dir | Hall akış ölçer testi |
| Tutuşma kaybı (LOI) | <0,5 wt.% | 1022°F'ye ısıtıldı ve kütle kaybı ölçüldü |
| Artık gazlar | 400-800 ppm oksijen, <150 ppm azot | İnert gaz füzyonu ve ardından termal iletkenlik tespiti |
| Uydu fraksiyonu | <20% ideal | SEM mikrografının görüntü analizi |
Tutarlı partikül boyutu dağılımı, yüksek toz akış hızları, minimum uydular ve düşük oksijen/azot seviyeleri gibi temel ölçütler optimum baskı işlenebilirliği sağlar. Özelleştirilmiş toz partileri, biyomedikal, deniz donanımı veya korozyon direnci gerektiren kimyasal işleme ekipmanı gibi alanlardaki uygulama ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmıştır.
316l paslanmaz çelik tozu Mekanik Özellikler
Baskılı 316L paslanmaz çelik aşağıdaki mekanik özellikleri sunar:
| Parametre | As-baskılı 316L | Tavlanmış 316L |
|---|---|---|
| Çekme Dayanımı | 500-650 MPa | 450-550 MPa |
| Akma Dayanımı | 400-500 MPa | 240-300 MPa |
| Kopma uzaması | 35-50% | 40-60% |
| Sertlik | 80-90 HRB | 75-85 HRB |
| Yüzey pürüzlülüğü | Katman sırtları nedeniyle 20 μm Ra kadar yüksek | Yüzey bitirme teknikleri ile 0,4 μm Ra veya daha iyisine düşürülmüş |
Basılı parçaların veya bileşenlerin 1900°F'de en az 1 saat süreyle tavlanması, katman katman üretim sürecinden kaynaklanan iç gerilimleri azaltmaya yarar. Bu, süneklik seviyelerini geleneksel olarak üretilen 316L ile aynı seviyeye getirirken mukavemeti biraz düşürür.
316l paslanmaz çelik tozu Uygulamalar
Özel korozyon direnci göz önüne alındığında, 316L tozu, genelinde eklemeli üretim bileşenleri için idealdir:
- Denizcilik Donanımı: Çarklar, valfler, bağlantı parçaları ve tuzlu suya maruz kalan diğer okyanus parçaları.
- Kimyasal İşleme: Kimyasal uyumluluk gerektiren pompa gövdeleri, vanalar, reaktörler ve boru hatları.
- Biyomedikal: ISO 10993 ve/veya ASTM F138 tarafından zorunlu kılınan FDA biyouyumluluk özelliklerini karşılayan cerrahi aletler, ortopedik implantlar.
- Gıda İşleme: Çapraz kontaminasyona izin vermeyen çatal bıçak takımı, et işleme aşınma bileşenleri.
Açık deniz sondaj ekipmanlarından kalp pili muhafazalarına ve gıda hazırlama bileşenlerine kadar uzanan bu çeşitli uygulamalar nedeniyle 316L, tasarımcıların el altında bulundurması gereken çok yönlü ve her yerde bulunan bir alaşımdır.
Maliyet Analizi
| Giderler | Toplam | Birim Başına |
|---|---|---|
| 316L Toz | $106/kg | $35 |
| Yazıcı Ücretleri | $100/kg yapı oranı | $33 |
| İşgücü | $50 | $17 |
| Toplam | $256 | $85 |
Burada analiz nispeten küçük bir ~3 kg toplam parça kütlesi varsaymaktadır, dolayısıyla toz toplam giderlerin yaklaşık 40%'sidir. Ancak daha büyük parçalar için üretim süresi, maliyetleri malzemenin kendisinden daha fazla etkilemektedir. Buna kıyasla, aynı geometriyi tavlanmış 316L çubuk stokundan işlemek kg başına $45-$75'e mal olacaktır - ancak AM, bağlantı noktalarının, bağlantı elemanlarının konsolidasyonunu, artan baskı maliyetlerini hat boyunca üretim tasarruflarıyla dengeleyen ağırlık azaltmayı sağlar.
316l paslanmaz çelik tozu Tedarikçiler
Çeşitli üreticiler ve distribütörler, boyut aralıkları ve özellik gamını kapsayan 316L paslanmaz çelik tozu sunmaktadır. Bazı önde gelen küresel tedarikçiler şunlardır:
| Şirket | Üretim Yöntemi | Partikül Boyutu Kullanılabilirliği | Ek Malzemeler |
|---|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Gaz atomize | 15-150 μm | 17-4PH, 15-5PH, 304L, maraging çelik |
| Marangoz Katkısı | PREP + gaz atomize | 15-63 μm | 17-4PH, Özel alaşımlar |
| Praxair | Atomize su | 240 μm'ye kadar | Ti-6-4, Inconel 718, paslanmaz kaliteler |
| LPW Teknoloji | Atomize su | 45-150 μm | 316L ana alaşımlar mevcuttur |
| Hoganas | Gaz atomize | 22-100 μm | Özel parçacık optimizasyon hizmeti |
316l paslanmaz çelik tozu Standartlar
316L toz üretimi ve kalite güvence testleri için ASTM ve diğer küresel olarak uyumlaştırılmış standartlar:
| Standart | Açıklama |
|---|---|
| ASTM A240 | Cr, Ni, Mo, C, N ve diğer küçük alaşım aralıkları için kimyasal bileşim sınırları |
| ASTM B214 | Uydular, hol akış hızı ve ağ test prosedürleri gibi kabul edilebilir 316L toz partikül özelliklerini kapsar |
| ASTM E562 | ICP-OES gibi ıslak analiz teknikleriyle kimyasal bileşimi belirlemek için test metodolojisi |
| ISO 9001 | Müşteri spesifikasyonlarının temeli olarak tedarikçi bağlılığı için kalite yönetim sistemi |
| ASTM F3049 | 316L gibi AM metalik tozların karakterizasyonu ve optimizasyonu için kılavuz |
| ASTM F3056 | AM kalifikasyon yapıları için hammadde olarak 316L toz kalitesinin kontrolüne yönelik şartname |
316L tozun bu spesifikasyonlara göre sertifikalandırılması, üretim yönteminden bağımsız olarak güvenilir baskı işlenebilirliği için hedef yoğunluk, kimya ve partikül şekli standartlarını karşılamasını sağlar.
Dökme ve Dövme Alaşımlara Karşı 316L Toz
| Parametre | Toz Metalurjisi 316L | Dökme 316L | Dövme 316L |
|---|---|---|---|
| Maliyet | $$$$ | $-$$ | $-$$$ |
| Teslim Süresi | Tipik olarak günler ila 2 hafta | 4-8 hafta | 8-12 hafta |
| Kimya Kontrolü | 0,25% içinde çok tutarlı | 1%'ye kadar değişir | Ortalama 0,5% sapma |
| Gözeneklilik | Tam yoğun baskılar | 5-10% gözeneklilik seviyeleri | Esasen gözeneksizdir |
| Safsızlıklar | Yalnızca izler | Orta düzeyde kalıntılar | Düşük kalıntılar |
| Tahıl Yapısı | Baskı parametrelerine bağlıdır | Kaba döküm tahıl | Daha ince işlenmiş yapı |
| Tedarik Sınırlamaları | Küçük parti miktarları MOQ gerektirebilir | Kolayca temin edilebilir | Olası değirmen minimumları |
Dolayısıyla, 316L toz kullanarak eklemeli üretim, basılı kg başına çubuk stoku satın almaktan çok daha pahalı olsa da, tasarım özgürlüğü, özelleştirilebilirlik ve güvenilir kimya, performansı ön malzeme fiyatından daha fazla vurgulayan endüstrilerde bu primi dengeliyor.
316L Toz Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
Depolama ve yeniden kullanım sırasında toz özelliklerinin bozulmasını önlemek için alınacak önlemler şunlardır:
- Kapalı toz kaplarını argon gibi inert gaz altında saklayın
- Oksijen/nem toplanmasını önlemek için toz eleme/işleme sırasında maruz kalmayı sınırlayın
- Emilen gazları uzaklaştırmak için tozları her 3-6 ayda bir 6 saat boyunca 100°C'de pişirin
- Toz oksijen ve nitrojen içeriğini periyodik olarak izleyin
- Baskıdan önce herhangi bir topaklanmayı kırmak için uygun şekilde eleyin
- Tozun yeniden kullanımı, karıştırma oranları ve kullanım ömürleri ile ilgili üretici yönergelerine uyun
Bu kullanım talimatlarına uyulması, toz akışkanlığını korur ve aynı 316L partileri kullanılarak düzinelerce yapı döngüsü boyunca baskı sırasında gözenek oluşumunu önler.
SSS
| Soru | Cevap |
|---|---|
| 316L toz baskıdan sonra geri dönüştürülebilir mi yoksa bir kez kullanıldıktan sonra bozulur mu? | Evet, 316L toz, uygun şekilde depolandığı takdirde yeni partilerle yenilenmeden önce tipik olarak 5-10 kez yeniden kullanılabilir. Yeni partikül oluşumunu elemek ve oksijen içeriğini izlemek çok önemlidir. |
| 316L tozu, yoğunlukları iyileştirmek için 3D baskıdan sonra sıcak izostatik presleme gerektirir mi? | HIP, basılı 316L bileşenleri daha da yoğunlaştırabilirken, optimize edilmiş baskı parametrelerine bağlı olarak 99% + yoğunluklarına ulaşmak HIP olmadan da mümkündür. HIP daha çok yorulma performansını artırmaya yarar. |
| AM tozu kullanılarak yapılan 316L parçalar, geleneksel işlenmiş 316L paslanmaz çeliğe eşdeğer korozyon direncine ulaşabilir mi? | Evet - baskılı 316L, daha düşük kusur ve safsızlık seviyeleri nedeniyle birçok kimyasal ortamda döküm veya dövme formların korozyon direnciyle eşleşir ve hatta aşar. |
| 316L tozun yüksek nikel içeriği geri dönüştürülebilirliğini nasıl etkiler? | Yüksek Ni ve Cr, maliyetleri artırırken, depolama sırasında oksijen seviyelerinin aktif olarak kontrol edilmesi koşuluyla toz bozulmasına karşı koruma sağlar. Bu alaşım elementleri yeniden kullanılabilirliği büyük ölçüde artırır. |
Özet
Biyouyumluluk ve kaynaklanabilirliği hedefleyen ince kontrollü düşük karbon kimyası ile, 316L paslanmaz çelik tozu tıbbi implantlardan zorlu tuzlu ortamlarda çalışan denizcilik bileşenlerine kadar korozyona dayanıklı katmanlı üretim uygulamalarına hizmet eder. 0,03%'den daha az karbon ve eser nitrojen seviyelerinin korunması, östenitik mikro yapının asitler, klorürler, alkoller ve bir dizi kimyasal çözeltide çukurlaşma ve çatlak korozyonuna direnmesini sağlar. Parçacık boyutu dağılımı, uydular ve salon akış hızı için ASTM spesifikasyonlarını aşan yeniden kullanılabilir tozların optimize edilmiş 3D yazıcılarla birleştirilmesi, geleneksel olarak üretilen çeşitlerin korozyon performansına rakip olan ve aşan yoğun baskılı 316L parçalar üretir. Yazıcı donanımı, yazılımı ve parametre gelişimi olgunlaşmaya devam ettikçe, 316L paslanmaz çelik AM tozu petrol kuyuları, kimyasal reaktörler ve yüksek sertlik, mukavemet ve alkali direncinin kritik olduğu cerrahi aletler gibi yeni pazarlara hizmet eden geniş çaplı benimsemeyi teşvik edecektir.
Paylaş
MET3DP Technology Co, LTD, merkezi Qingdao, Çin'de bulunan lider bir katmanlı üretim çözümleri sağlayıcısıdır. Şirketimiz, endüstriyel uygulamalar için 3D baskı ekipmanları ve yüksek performanslı metal tozları konusunda uzmanlaşmıştır.
İşletmeniz için en iyi fiyatı ve özelleştirilmiş Çözümü almak için sorgulayın!
İlgili Makaleler
Met3DP Hakkında
Son Güncelleme
Bizim Ürünümüz
BİZE ULAŞIN
Herhangi bir sorunuz var mı? Bize şimdi mesaj gönderin! Mesajınızı aldıktan sonra tüm ekibimizle talebinize hizmet edeceğiz.
3D Baskı ve Katmanlı Üretim için Metal Tozları
ÜRÜN
cONTACT BİLGİLERİ
- Qingdao Şehri, Shandong, Çin
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731