Paslanmaz Çelik Tozuna Genel Bakış

Paslanmaz çelik toz birçok sektörde uygulamaları olan çok yönlü bir malzemedir. Bu kılavuz, üretim yöntemleri, kaliteler, özellikler, uygulamalar ve daha fazlası dahil olmak üzere paslanmaz çelik tozu hakkında kapsamlı bir genel bakış sağlar.

Paslanmaz Çelik Tozuna Genel Bakış

Paslanmaz çelik tozu, toz halindeki paslanmaz çelik parçacıklarını ifade eder. Çeşitli endüstriyel amaçlar için paslanmaz çeliğin atomize edilmesi veya ince bir toz haline getirilmesi ile yapılır.

Paslanmaz çelik tozunun bazı temel özellikleri ve avantajları şunlardır:

• Yüksek mukavemet ve dayanıklılık
• Korozyon ve aşınmaya karşı direnç
• Karmaşık şekillerde sinterlenebilme özelliği
• Özellikleri özelleştirmek için alaşım elementleri yelpazesi
• Geri Dönüştürülebilirlik
• Maliyet etkinliği

Paslanmaz çelik tozu, 3D baskı, yüzey kaplama, lehimleme, kaynak, toz metalurjisi parçaları ve daha fazlası gibi uygulamalarda kullanılır. Küresel paslanmaz çelik tozu pazar büyüklüğü 2021'de $1 milyarın üzerindeydi ve 2022'den 2030'a kadar 8%'nin üzerinde bir YBBO ile büyümesi öngörülüyor.

Türleri Paslanmaz Çelik Toz

Mikroyapı, alaşım elementleri, özellikler ve amaçlanan uygulamalara göre kategorize edilmiş çeşitli paslanmaz çelik tozu sınıfları ve türleri vardır.

Tip	Açıklama	Kompozisyon	Özellikler	Uygulamalar
Östenitik	Manyetik değildir, daha yüksek korozyon direnci	Cr, Ni, Mo	Sünek, sertleştirilemez	Otomotiv, mimari, kimyasallar
Martensitik	Manyetik, daha yüksek mukavemetli	Cr, daha düşük Ni	Sertleşebilir, daha az korozyon direnci	Çatal bıçak takımı, cerrahi aletler, valfler
Ferritik	Manyetik, daha düşük maliyetli	Cr, Ni yok	Daha az sünek, orta derecede korozyona dayanıklı	Otomotiv, beyaz eşya, endüstriyel kullanımlar
Dubleks	Güç ve korozyon direnci dengesi	Cr, Ni, Mo, N	İyi kaynaklanabilirlik, daha yüksek maliyet	Kimyasal işleme, petrol ve gaz, denizcilik, kağıt
Çökelme Sertleşmesi	Sertleştirilebilir martensitik kalite	Cr, Ni, Cu, Al	Yaşlandırma işleminden sonra yüksek mukavemet	Havacılık ve uzay, enerji üretimi

Paslanmaz Çelik Tozu için Üretim Süreci

Paslanmaz çelik tozu çeşitli yöntemlerle üretilebilir. Ana üretim süreçleri şunları içerir:

Atomizasyon - Eritilmiş paslanmaz çelik alaşımları, toz partikülleri halinde katılaşan ince damlacıklar halinde atomize edilir. Su, gaz, plazma veya santrifüj atomizasyon yöntemleri kullanılır. Bu, 3D baskı için ideal olan küresel, rafine tozlar üretir.

Elektroliz - Paslanmaz çelik bir nesne elektrolitik bir hücrede anot olarak asılıdır. Anotta üretilen oksijen çelikle reaksiyona girerek demir ve krom oksit tozu oluşturur.

Frezeleme - Paslanmaz çelik hurdası mekanik olarak öğütülerek düzensiz, köşeli bir toz haline getirilir ve kompaktlara preslemek için çok uygundur. Daha düşük maliyet ancak daha geniş partikül boyutu dağılımı.

Azaltma - Paslanmaz çelik oksitler hidrojen veya karbon monoksit kullanılarak indirgenerek ince bir paslanmaz çelik tozu elde edilir.

Metal enjeksiyon kalıplama - Paslanmaz çelik tozu ve bağlayıcıdan oluşan bir hammadde enjeksiyonla kalıplanır ve ardından karmaşık ağ şekilli parçalar yapmak için sinterlenir.

Her yöntem farklı boyut, şekil, saflık ve maliyete sahip tozlarla sonuçlanır. Üretim süreci uygulamaya göre uyarlanır.

Paslanmaz Çelik Toz Kaliteleri

Çeşitli standart derecelerde paslanmaz çelik tozu ticari olarak mevcuttur. Yaygın alaşım elementleri arasında krom, nikel, molibden, manganez ve nitrojen bulunur. İşte en yaygın kullanılan kalitelerden bazıları:

• 304/304L - En popüler kalite, mükemmel korozyon direnci
• 316/316L - Çukurlaşma/korozyon direnci için molibden eklenmiştir
• 410 - Temel martensitik kalite, genel amaçlı
• 420 - Daha yüksek karbon içeriği, kesici takımlar için kullanılır
• 17-4PH - Martensitik çökelme sertleşmesi sınıfı, iyi mukavemet
• 15-5PH - Çökelme sertleşmesi, daha yüksek mukavemet ve sertlik
• Özel kaliteler - Sinterleme, 3D baskı vb. için optimize edilmiş bileşim.

Paslanmaz Çelik Tozunun Özellikleri

Paslanmaz çelik tozunun temel özellikleri şunlardır:

Parçacık boyutu - Genellikle 5 ila 150 mikron. Daha dar dağılım sinterlemeyi iyileştirir.

Morfoloji - Şekil atomizasyon için küresel, frezeleme için düzensizdir. Akış ve paketleme yoğunluğunu etkiler.

Görünür yoğunluk - Tipik olarak 40 ila 50% gerçek yoğunluk, partiküller arasındaki gözenekliliği gösterir.

Akışkanlık - Kalıp dolumu için önemlidir. Küresel partiküller ve katkı maddeleri ile geliştirilmiştir.

Sıkıştırılabilirlik - Sıkıştırıldığında yoğunlaşma derecesi. Sinterleme için kritiktir.

Sinterlenebilirlik - Isıtıldığında yoğun kütle halinde bağlanma yeteneği. Saflık, boyut ve şekilden etkilenir.

Alaşım bileşimi - Mukavemet, korozyon direnci, aşınma direnci gibi özellikleri belirler.

Toz özellikleri ve bileşimi kontrol edilerek, bitmiş sinterlenmiş parçaların özellikleri uygulama ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir.

Uygulamaları Paslanmaz Çelik Toz

Paslanmaz çelik tozunun bazı önemli uygulamaları şunlardır:

3D Baskı

Katmanlı üretim olarak da bilinen 3D baskı, lazer veya elektron ışını enerjisi kullanarak paslanmaz çelik tozundan parçaları katman katman oluşturur. Avantajları arasında tasarım özgürlüğü, daha az atık, hızlı prototipleme ve kitlesel özelleştirme yer alır. Yaygın yöntemler arasında doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS), seçici lazer eritme (SLM) ve elektron ışını eritme (EBM) yer alır.

Toz Metalurjisi

Toz metalürjisinde, paslanmaz çelik tozu sıkıştırılır ve ardından dişliler, filtreler ve otomotiv bileşenleri gibi yüksek performanslı parçalar üretmek için sinterlenir. Karmaşık şekillerin minimum malzeme israfıyla düşük maliyetle seri üretilmesini sağlar.

Yüzey Kaplamaları

Paslanmaz çelik toz boyalar termal sprey veya lazer kaplama yöntemleri kullanılarak uygulanır. Zorlu koşullarda çalışan bileşen yüzeylerine aşınma direnci, korozyon koruması, termal bariyerler ve elektrik iletkenliği sağlar.

Sert Lehimleme ve Lehimleme

Paslanmaz çelik toz macunu, farklı malzeme bağları veya büyük bağlantı boşlukları gerektiren paslanmaz çelik bileşenleri birleştirmek için dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Sert lehimleme, yüksek sıcaklıkta güçlü bağlantılar sağlar.

Kaynak

Özel paslanmaz çelik toz özlü teller, paslanmaz çelik malzemelerin kaynağında kullanılır ve katı tele kıyasla kaynak mukavemetini ve korozyon direncini artırır. Toz çekirdek alaşım elementleri sağlar.

Granül Aktif Karbon

Su arıtma uygulamaları için mekanik mukavemeti ve aşınma direncini artırmak amacıyla aktif karbon üretimi sırasında paslanmaz çelik tozu eklenir.

Diğer Niş Uygulamalar

Paslanmaz çelik tozu ayrıca elmas aletlerin üretiminde, nanomalzemelerin öncüsü olarak, elektromanyetik kalkan olarak, çelik toz çekirdeklerin üretiminde ve sürtünme malzemelerinde de kullanılmaktadır.

Paslanmaz Çelik Tozu Nasıl Seçilir

Uygun paslanmaz çelik tozunun seçimi aşağıdaki gibi faktörlere bağlıdır:

• Amaçlanan uygulama - Bu, gerekli toz özelliklerini ve alaşım derecesini belirler. Örneğin, korozyon direnci için 316L toz veya mukavemet için maraging çeliği.
• Üretim süreci - AM, presleme, termal sprey vb. için özel olarak atomize edilmiş, öğütülmüş veya harmanlanmış toz.
• Partikül boyutu ve şekli - AM için 20 mikron civarında küresel ve ince toz ile presleme için düzensiz daha büyük toz.
• Saflık seviyesi - Tıbbi implantlar gibi kritik uygulamalar için 99,5%'nin üzerinde yüksek saflık gereklidir.
• Görünür yoğunluk - Daha iyi akış ve sıkıştırma için 3 g/cc'nin üzerinde daha yüksek yoğunluk arzu edilir.
• Maliyet - Fiyatlar kalite, saflık, partikül özellikleri ve satın alma hacmine bağlı olarak kg başına $50-$150 arasında değişmektedir.

Önde gelen küresel tedarikçiler arasında özel gereksinimler için optimize edilmiş tozlar sağlayabilen Sandvik, Höganäs, Carpenter Powder Products, Praxair Surface Technologies ve CNPC Powder bulunmaktadır. Yeni ürün geliştirme sırasında tedarikçilere yakından danışmak en iyisidir.

Paslanmaz Çelik Toz Üretim Proseslerinin Karşılaştırılması

Süreç	Parçacık Morfolojisi	Parçacık Boyutu	Saflık	Maliyet	Uygulamalar
Gaz atomizasyonu	Küresel	5 - 150 μm	Yüksek	Orta	Katmanlı üretim, yüzey kaplama
Su atomizasyonu	Düzensiz, küresel	20 - 300 μm	Orta	Düşük	Pres ve sinter parçaları, kaplamalar
Hava plazma atomizasyonu	Çoğunlukla küresel	10 - 150 μm	Orta	Orta	Metal enjeksiyon kalıplama, presleme
Santrifüjlü atomizasyon	Küresel	20 - 150 μm	Yüksek	Yüksek	Katmanlı üretim
Mekanik frezeleme	Düzensiz, köşeli	1 - 350 μm	Düşük	Düşük	Pres ve sinter parçaları
Elektroliz	Dendritik, düzensiz	1 - 150 μm	Orta	Orta	Yüzey kaplama, toz metalurjisi
Metal azaltma	Düzensiz, gözenekli	10 - 150 μm	Düşük	Düşük	Pres ve sinter parçaları

Paslanmaz Çelik Toz Üretim Tesisi Kurulumu

Paslanmaz çelik toz üretim tesisi kurmak, aşağıdaki gibi faktörlere dikkat etmeyi gerektirir:

• Yer seçimi - Ekipman, hammadde ve ürün depolama, kamu hizmetleri, atık su arıtma için yeterli alan. Taşıma için kolay erişim.
• Yardımcı Programlar - Elektrik güç kaynağı, proses suyu, basınçlı hava, inert gaz hatları.
• Vakıf - Atomizörler, değirmenler ve indirgeme fırınları için güçlü beton temel. Titreşim sönümleme destekleri.
• Makine - Yüksek sıcaklık fırınları, eldiven kutuları, atomizörler, öğütme değirmenleri, siklonlar, elekler gibi temel ekipmanları üretici talimatlarına göre kurun.
• Yardımcı sistemler - Malzeme taşıma, toz toplama, gaz yıkama, atık arıtma, kontroller ve otomasyon.
• Güvenlik - Patlamaya dayanıklı elektrik tesisatı, yangın söndürme, yeterli havalandırma, metal tozu kullanımı için KKD.
• Devreye alma - Toz kalitesini, üretim hızını, güvenli malzeme kullanımını ve çevresel uygunluğu doğrulamak için deneme üretim çalışmaları.
• Sertifikasyon - ISO 9001 kalite sistem kaydı. ASME, ASTM vb. kuruluşlardan sektöre özel sertifikalar.

Deneyimli uzmanlar tarafından doğru kurulum ve devreye alma, bir paslanmaz çelik toz tesisinin güvenli, optimize edilmiş operasyonlara ve maksimum üretim kapasitesine sahip olmasını sağlar.

Paslanmaz Çelik Toz Ekipmanlarının Çalıştırılması ve Bakımı

Tutarlı paslanmaz çelik tozu kalitesi ve üretkenliği elde etmek için ana işletme ve bakım yönergeleri şunlardır:

• Başlatma, kapatma, parti programlama, malzeme taşıma, güvenlik sistemleri ve çevresel izleme için standart işletim prosedürlerini takip edin.
• Sıcaklık, basınç, akış hızları, güç tüketimi gibi temel proses parametrelerini izleyin ve optimize edilmiş sınırlar içinde tutun.
• Toz partilerinden temsili numuneler alın ve ASTM standartlarına göre boyut, şekil, kimya, yoğunluk ve akışkanlık açısından test edin.
• Fırınlar, gaz hatları, atomizörler, siklonlar, çekiçli değirmenler, elekler vb. için programa göre önleyici bakım gerçekleştirin.
• Motorlar, dişliler, pervaneler gibi dönen ekipmanları titreşim, gürültü açısından inceleyin ve yatakları yağlayın.
• Doğruluğu sağlamak için basınç göstergeleri, RTD'ler, akış ölçerler gibi enstrümantasyonu sık sık kalibre edin.
• Fırınlardaki refrakter ve ısıtma elemanlarını inceleyin ve planlanmamış arızaları önlemek için gerektiğinde onarın/değiştirin.
• Patlayıcı tehlikeleri en aza indirmek için toz emme sistemlerinin verimli bir şekilde çalışmasını sağlayın. Temizlik SOP'lerini takip edin.
• Acil durdurma, yangın/gaz algılama, havalandırma gibi proses güvenlik sistemlerini periyodik olarak denetleyin.

Eğitimli personel ve özenli bakım prosedürleri ile paslanmaz çelik toz üretim tesisleri önemli sorunlar olmadan yıllarca çalışabilir.

Paslanmaz Çelik Toz Tedarikçisi Nasıl Seçilir

Paslanmaz çelik tozu için bir tedarikçi seçerken, göz önünde bulundurulması gereken önemli faktörler şunlardır:

• Toz özellikleri - İstenilen kalite, partikül boyutu/şekli, saflık seviyesi, yoğunluk ve akış özelliklerini tedarik edebilme.
• Kalite sertifikaları - Tedarikçi ISO 9001, AS9100, Nadcap akreditasyonuna ve destekleyici kalite belgelerine sahip olmalıdır.
• Teknik uzmanlık - Tozu belirli uygulamalar için özelleştirmek ve uygulama desteği sağlamak için metalurji bilgisi.
• Üretim kapasitesi - Tozları tutarlı bir şekilde üretmek için modern atomizasyon, öğütme ve eleme teknolojisini kullanın.
• Test yeteneği - Uluslararası standartlarda kapsamlı toz testi ve karakterizasyonu için tam donanımlı laboratuvar.
• Ar-Ge yetkinliği - AM gibi gelişmekte olan uygulamalar için araştırma ve yeni ürün geliştirme faaliyetlerine katılın.
• Müşteri Hizmetleri - Sorulara, siparişlere ve taleplere zamanında yanıt verilmesi. Fiyatlandırma, teslimat, iadeler konusunda net şartlar.
• Mevzuata uygunluk - SDS gibi dokümantasyon, çevresel düzenlemeler için uygunluk sertifikaları.
• Lojistik ağı - Tehlikeli kargo uyumlu ambalajlarda malzemeyi güvenli bir şekilde sevk etme becerisi.

Önde gelen küresel paslanmaz çelik tozu tedarikçileri arasında Sandvik, Carpenter Powder Products, Hoganas, Praxair Surface Technologies ve CNPC Powder bulunmaktadır.

Artıları ve Eksileri Paslanmaz Çelik Toz

Artıları	Eksiler
Mükemmel mukavemet ve korozyon direnci	Karbon çeliğine kıyasla nispeten yüksek maliyet
Sinterleme ve AM yoluyla karmaşık şekillere dönüştürülebilir	Diğer metallere göre daha düşük ısı iletkenliği
Çeşitli uygulamalar için geniş kalite yelpazesi	Daha iyi estetik için yüzey işlemesi gerektirir
Alaşımlama ile son derece özelleştirilebilir özellikler	Belirli sertleştirilmiş kalitelerde işlenmesi zordur
Gıda/tıbbi kullanımlarda hijyen için kolay sanitize edilebilir	Belirli ortamlarda çukur korozyonuna maruz kalabilir
İyi yüksek sıcaklık özellikleri	Diğer metaller kadar elektriksel/manyetik olarak iletken değildir
100% geri dönüştürülebilir ve çevre dostu	İnce tozun reaktivitesi nedeniyle özel kullanım gereklidir
Yüksek kullanılabilirliğe sahip yerleşik üretim yöntemleri	Küresel olarak sınırlı sayıda nitelikli tedarikçi

Paslanmaz Çelik Toz vs Paslanmaz Çelik Katılar

Parametre	Paslanmaz Çelik Toz	Paslanmaz Çelik Katılar
Eyalet	İnce toz formu	Masif çubuk, levha, boru stoğu
Üretim	Atomizasyon, elektroliz, öğütme	Paslanmaz külçelerin dökümü, haddelenmesi, işlenmesi
Kompozisyon	Genellikle özel alaşımlar	Standart 300/400 serisi kaliteler
Uygulamalar	Katmanlı üretim, toz metalurjisi	Kaynakların ve bitmiş bileşenlerin genel imalatı
Özellikler	İnce tane boyutu, gerinimsiz	Daha iri taneler, olası stresler
İşleme	Sıkıştırma ve sinterleme	Bükme, işleme, kaynak, ısıl işlem
Maliyet	$50-150 kg başına	Emtia kaliteleri için kg başına $3-10
Kullanılabilirlik	Sınırlı sayıda tedarikçi	Küresel olarak kolayca temin edilebilir
Teslim süresi	Özel siparişler için uzun olabilir	Standart kaliteler için daha kısa teslim süreleri

SSS

S: En yaygın paslanmaz çelik toz kaliteleri nelerdir?

C: 304, 304L ve 316L en yaygın östenitik kalitelerdir. 410 ve 17-4PH ise yaygın olarak kullanılan martensitik kalitelerdir. AM veya sinterleme uygulamaları için optimize edilmiş özel alaşımlar da mevcuttur.

S: Paslanmaz çelik toz partiküllerinin tipik boyut aralığı nedir?

C: Parçacık boyutları yaklaşık 1 mikrondan 150 mikrona kadar değişebilir. Bununla birlikte, MIM, AM ve presleme gibi birçok uygulama için 10-45 mikron boyutu yaygındır.

S: Paslanmaz çelik toz metalurjisi parçalarında korozyon direnci nasıl etkilenir?

C: P/M parçalar, tam olarak yoğunlaştırılmamışsa kalan gözeneklilik nedeniyle dövme formlardan biraz daha düşük korozyon direnci gösterebilir. Uygun sinterleme ve son işlem bu etkiyi en aza indirir.

S: Paslanmaz çelik tozunun kullanımı sırasında yüzey oksidasyonuna ne sebep olur?

C: İnce paslanmaz çelik tozu havaya maruz kaldığında kolayca oksitlenebilir. Oksidasyonu önlemek için taşıma sırasında vakum veya inert gaz atmosferi kullanılması önerilir.

S: P/M paslanmaz çeliklerin işlenebilirliği ve işlenebilirliği dövme formlara kıyasla nasıldır?

C: P/M paslanmaz, gözeneklilik ve daha yüksek sertlik nedeniyle dövme formlara göre daha az sünek ve işlenebilirdir. Sinterlemeden önce toz kompaktların yeşil olarak işlenmesi finisajı iyileştirir.

S: Ticari paslanmaz çelik toz tesislerinin tipik üretim oranı nedir?

C: Üretim hızı ekipman boyutuna ve prosese bağlıdır. Tipik orta ölçekli tesisler 100-300 kg/saat paslanmaz çelik tozu üretir.

S: Paslanmaz çelik tozu ile çalışırken hangi güvenlik önlemleri gereklidir?

C: Solunum maskeleri kullanarak toz solumaktan kaçının. Toz patlamalarını önlemek için yeterli havalandırma, topraklama ve kıvılcım geçirmez aydınlatma sağlayın. Toz emme ve KKD kullanın.

Sonuç

Paslanmaz çelik tozu, mukavemet, korozyon direnci ve imalat esnekliği gibi belirgin avantajlar sunar. Çeşitli üretim yöntemleri, alaşım kaliteleri, parçacık özellikleri ve uygulamaları ile paslanmaz çelik tozu, tasarım mühendislerine toz metalurjisi ve katkı tekniklerini kullanarak yenilikçi bileşenler geliştirmek için gelişmiş seçenekler sunar. Uygun toz, üretim yöntemi ve proses parametrelerinin seçilmesiyle, paslanmaz çelik tozu endüstrilerdeki en zorlu koşullarda üstün performans sağlayabilir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin