Katmanlı Üretim için Paslanmaz Çelik Tozları

İçindekiler

Paslanmaz çelik tozları geleneksel metal üretimiyle kıyaslanamayacak katkı tekniklerini kullanarak karmaşık geometrilerin basılmasını sağlar. Bu kılavuz, paslanmaz toz tedarikini bilgilendirmek için alaşım varyantlarını, partikül özelliklerini, özellik verilerini, fiyatlandırma içgörülerini ve karşılaştırmaları kapsar.

Paslanmaz Çelik Tozlarına Giriş

Paslanmaz çelik tozlarının sunduğu temel özellikler:

  • Karmaşık, hafif bileşenlerin imalatı
  • Üstün korozyon direnci elde edin
  • Hızlı prototip oluşturma ve özelleştirme olanağı

Kullanılan yaygın alaşımlar şunlardır:

  • 304L - Mükemmel korozyon direnci ile uygun maliyetli
  • 316L - Molibden ilavesi ile üstün korozyon direnci
  • 17-4PH - Yüksek mukavemetli, en sert paslanmaz toz

Bu kılavuzda paslanmaz tozların seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar yer almaktadır:

  • Alaşım Bileşimleri ve Üretim Yöntemleri
  • Mekanik Özellikler Test Verileri
  • Partikül Boyutu Dağılımı Tavsiyeleri
  • Morfoloji, Akış Hızı ve Görünür Yoğunluk
  • Hacimlere Göre Tedarikçi Fiyat Aralıkları
  • Korozyon Direnci Karşılaştırmaları
  • Katı Çubuk Stoğa Göre Artıları ve Eksileri
  • Baskı Parametresi Optimizasyonu Hakkında SSS
paslanmaz çeli̇k tozlari

Paslanmaz Çelik Toz Bileşimleri

Tablo 1 paslanmaz çelik toz alaşım bileşimlerini, toz üreticileri arasında bazı farklılıklar gösteren birincil element ilavelerine göre göstermektedir:

AlaşımBaşlıca Alaşım Elementleri
304LCr, Ni
316LCr, Ni, Mo
17-4PHCr, Ni, Cu

Karbür çökelmesini önlemek ve korozyon direnci ile kaynaklanabilirliği korumak için 304L ve 316L'de karbon sınırlandırılmıştır (≤0,03%).

17-4PH'deki daha yüksek karbon, martensitik sertleştirme ısıl işlemleri yoluyla mukavemeti artırır.

Mekanik Özellikler ve Test Yöntemleri

MülkiyetAçıklamaTest Yöntemi (Standart)Katmanlı Üretim (AM) için Önemi
Görünür YoğunlukGevşek, sıkıştırılmamış haliyle birim hacim başına toz kütlesiASTM B922AM süreçlerinde toz akışkanlığını ve kullanım kolaylığını etkiler
AkışkanlıkToz partiküllerinin yerçekimi altında akma kolaylığıASTM B2132AM yapılarında paketleme yoğunluğunu ve toz tabakası homojenliğini etkiler
Musluk YoğunluğuStandartlaştırılmış bir kılavuz çekme rutininden sonra toz yoğunluğuASTM B854Toz paketleme verimliliğinin temel bir değerlendirmesini sağlar
Yeşil YoğunlukSinterleme öncesi sıkıştırılmış toz kütlesinin yoğunluğuASTM B970AM parçalarının nihai yoğunluğu ve boyutsal doğruluğu üzerine влияет (vliyaniyet) (influyats na final'nuyu plotnost' i razmernuyu tochnost' detaley AM)
Sinterlenmiş YoğunlukSinterleme sonrası toz kütlesinin yoğunluğuASTM B962AM parçalarında istenen mekanik özellikleri ve korozyon direncini elde etmek için kritik
Parçacık Boyutu DağılımıBir toz popülasyonunda bulunan boyut aralığıASTM B822Toz akışkanlığını, paketleme davranışını ve AM parçalarının nihai mikroyapısını etkiler
Parçacık ŞekliToz partiküllerinin morfolojik özellikleri (küresel, açısal vb.)Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)влияет (vliyaniyet) on packing density, inter-particle bonding, and flowability (influyats na plotnost' upakovki, mezhchastichnoe svyazyvanie i tekuchest')
Yüzey PürüzlülüğüBir toz parçacığının yüzeyindeki mikroskobik değişimlerAtomik Kuvvet Mikroskopisi (AFM)Parçacıklar arası bağlanmayı ve sinterleme davranışını etkileyebilir
Kimyasal BileşimToz malzemenin elementel yapısıX-Işını Floresansı (XRF)Nihai malzeme özelliklerini, korozyon direncini ve belirli uygulamalar için uygunluğu belirler
Çekme DayanımıBir toz metalurjisi (PM) numunesinin ayrılmadan önce dayanabileceği maksimum gerilimASTM E8Yüksek yük taşıma kapasitesi gerektiren uygulamalar için çok önemlidir
Akma DayanımıBir PM numunesinin plastik deformasyon sergilediği gerilim seviyesiASTM E8Malzemenin elastik limitini anlamak ve kalıcı deformasyonu tahmin etmek için önemlidir
UzamaBir PM numunesinin çekme testinde kırılmadan önce yaşadığı uzunluktaki yüzde artışASTM E8Malzemenin sünekliğini ve kırılmadan deforme olma kabiliyetini gösterir
Basınç DayanımıBir PM numunesinin basınç yükü altında ezilmeden önce dayanabileceği maksimum gerilimASTM E9Sıkıştırma kuvvetlerine maruz kalan uygulamalar için gereklidir
SertlikBir malzemenin daha sert bir nesne tarafından çentiklenmeye karşı direnciASTM E384Aşınma direnci ve yüzey özellikleri ile ilgilidir
Yorulma DayanımıBir PM numunesinin tekrarlanan yükleme ve boşaltma döngüleri altında arızalanmadan dayanabileceği maksimum gerilimASTM E466Döngüsel gerilimlere maruz kalan bileşenler için kritik
Kırılma TokluğuMalzemenin çatlak ilerlemesine direnme kabiliyetiASTM E399Ani arızaların tolere edilemediği güvenlik açısından kritik uygulamalar için önemlidir

Paslanmaz Çelik Tozu Partikül Boyutu Önerileri

UygulamaMedyan Partikül Boyutu (D₅₀)Parçacık Boyutu Dağılımı (PSD)ŞekilÖnemli Hususlar
Metal Katmanlı Üretim (Lazer Ergitme, Elektron Işını Ergitme)15-45 mikronDar (D₅₀ etrafında sıkı dağılım)KüreselAkışkanlık: Küresel partiküller daha kolay akarak tutarlı katman oluşumuna olanak sağlar. - Paketleme Yoğunluğu: Daha küçük partiküller daha sıkı paketlenerek nihai üründeki gözenekliliği azaltabilir. - Yüzey İşlemi: Son derece ince partiküller (<10 mikron) yüzey pürüzlülüğüne neden olabilir. - Lazer Absorpsiyonu: Partikül boyutu lazer emilim verimliliğini etkileyerek erime davranışını etkileyebilir.
Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM)10-100 mikronGeniş (Paketleme ve sinterleme için daha geniş dağılım)DüzensizToz Akışı: Düzensiz şekiller birbirine kenetlenerek enjeksiyon kalıplama sırasında toz akışını iyileştirebilir. - Paketleme Yoğunluğu: Daha geniş bir boyut dağılımı, sinterleme sırasında büzülmeyi azaltarak daha iyi paketleme sağlar. - Sinterleme Verimliliği: Daha büyük partiküller tam sinterlemeyi engelleyerek mekanik özellikleri etkileyebilir. - Debinding: Büyük partiküller ve geniş dağılımlar bağ çözücü maddeleri hapsederek artık gözenekliliğe yol açabilir.
Plazma Püskürtme45-150 mikronGeniş (MIM'e benzer)DüzensizDarbe Dayanımı: Daha büyük partiküller nihai kaplamada darbe direncini artırır. - Biriktirme Verimliliği: Düzensiz şekiller mekanik kenetlenmeyi artırarak kaplama yapışmasını iyileştirebilir. - Sıçrama Morfolojisi: Partikül boyutu, püskürtme sırasında sıçrama oluşumunu etkileyerek kaplama mikroyapısını etkiler. - Geri kazanılabilirlik: Daha geniş dağılımlar pürüzsüz, katmanlı kaplamalar oluşturma yeteneğini geliştirebilir.
Termal Püskürtme (Yüksek Hızlı Oksijen Yakıtı, Patlatma Tabancası)45-250 mikronGeniş (MIM'e benzer)DüzensizBirikme Oranı: Daha büyük partiküller daha hızlı biriktirme hızları sağlar. - Parçacık Hızı: Yüksek hızlı prosesler, uçuş sırasında kırılmayı en aza indirmek için sağlam partiküller gerektirir. - Kaplama Yoğunluğu: Daha geniş dağılımlar daha yoğun kaplamaları teşvik edebilir, ancak partikül boyutu da paketleme verimliliğini etkileyebilir. - Oksidasyon Direnci: Daha büyük partikül boyutları yüzey alanını azaltarak potansiyel olarak oksidasyon direncini artırabilir.
Katmanlı Üretim (Binder Jetting)10-50 mikronDar (Lazerle Eritmeye Benzer)KüreselÇözüm: Daha küçük partiküller, basılı parçada daha ince özellik detayları sağlar. - Yeşil Güç: Partikül boyutu ve dağılımı, fırınlanmamış parçanın mukavemetini etkileyebilir. - Cilt Uyumluluğu: Partikül yüzey alanı bağlayıcı yapışmasını ve basılabilirliği etkileyebilir. - Nem Hassasiyeti: Son derece ince tozlar nem emilimine karşı daha hassas olabilir ve bu da elleçlemeyi etkileyebilir.

Toz Morfolojisi, Akış Hızı ve Yoğunluğu

MülkiyetAçıklamaToz İşlemedeki Önemi
Toz MorfolojisiTek tek toz partiküllerinin boyutu, şekli ve yüzey özellikleri.Morfoloji, Katmanlı Üretimde (AM) paketleme yoğunluğunu, akışkanlığı ve lazer emiciliğini önemli ölçüde etkiler. İdeal olarak, pürüzsüz yüzeylere sahip küresel partiküller en iyi paketleme yoğunluğunu ve akış özelliklerini sunar. Ancak atomizasyon süreçleri farklılıklara yol açabilir. Gaz atomize tozlar daha küresel olma eğilimindeyken, su atomize tozlar daha düzensiz, sıçramış bir morfoloji sergiler. Ek olarak, uydular (daha büyük parçacıklara bağlı küçük parçacıklar) ve uydular gibi yüzey özellikleri akışı engelleyebilir ve AM'de lazer eritme davranışını etkileyebilir.
Parçacık Boyutu Dağılımı (PSD)Bir toz partisindeki partikül boyutlarındaki varyasyonun istatistiksel gösterimi. Tipik olarak kümülatif bir dağılım eğrisi olarak veya belirli yüzdelik dilimleri raporlayarak ifade edilir (örneğin, d10 - partiküllerin 10%'si bu boyuttan daha küçüktür, d50 - medyan partikül boyutu).PSD, toz yatağı paketlemesinde çok önemli bir rol oynar ve AM parçalarının nihai yoğunluğunu ve mekanik özelliklerini etkiler. İyi tanımlanmış bir medyan boyuta (d50) sahip dar bir PSD, tutarlı paketleme ve lazer eritme derinliği için tercih edilir. Tersine, geniş bir dağılım, AM sürecinde taşıma ve düzensiz eritme sırasında ayrışmaya (daha büyük partiküllerin daha ince olanlardan ayrılması) yol açabilir.
Görünür Yoğunluk & Tap Yoğunluğu* Görünür yoğunluk: Bir kaba serbestçe döküldüğünde birim hacim başına düşen toz kütlesi. * Dokunma yoğunluğu: Standartlaştırılmış bir dokunma veya titreşim protokolünden sonra elde edilen yoğunluk.Bu özellikler tozun paketleme davranışını yansıtır ve verimli toz taşıma ve depolama için çok önemlidir. Görünür yoğunluk gevşek paketleme durumunu temsil ederken, dokunma yoğunluğu mekanik çalkalama yoluyla elde edilen daha yoğun bir paketlemeyi gösterir. Carr açısı olarak bilinen bu değerler arasındaki fark, akışkanlığın dolaylı bir ölçüsüdür. Daha düşük Carr açısına sahip tozlar (görünür yoğunluğa yakın daha yüksek kademe yoğunluğu) daha iyi akış özellikleri sergiler.
Akış HızıTozun bir delikten veya hazneden yerçekimi altında akma hızı.Akış hızı, AM ve metal enjeksiyon kalıplama (MIM) gibi çeşitli toz işleme tekniklerinde tutarlı malzeme beslemesi için kritik öneme sahiptir. İyi akışkanlık, düzgün toz katmanı oluşumunu sağlar ve yapı işlemi sırasında kesintileri önler. Düzensiz partikül şekilleri, uyduların varlığı ve nem içeriği akış hızını engelleyebilir. Üreticiler toz akışını iyileştirmek için genellikle yağlayıcılar gibi akışkanlık katkı maddeleri kullanır.
Toz YoğunluğuParçacıklar arasındaki boşluklar hariç olmak üzere, katı parçacıkların kendi birim hacmi başına toz kütlesi.Toz yoğunluğu, spesifik paslanmaz çelik bileşimine özgü bir malzeme özelliğidir. Sinterleme veya eritme sonrasında bitmiş üründe elde edilebilecek nihai yoğunluğu etkiler. Daha yüksek toz yoğunluğu tipik olarak daha yüksek nihai ürün yoğunluğu ve gelişmiş mekanik özellikler anlamına gelir.

Paslanmaz Çelik Toz Fiyatlandırma

FaktörAçıklamaFiyat Üzerindeki Etkisi
SınıfÜç basamaklı bir sayı ile belirtilen özel paslanmaz çelik türü (örneğin, 304, 316L, 17-4PH). Farklı kaliteler farklı derecelerde korozyon direnci, mukavemet ve şekillendirilebilirlik sunar.Gelişmiş korozyon direnci için molibden içeren 316L gibi daha yüksek dereceli paslanmaz çelik tozları, 304 gibi temel derecelere kıyasla tipik olarak yüksek bir fiyata sahiptir.
Partikül Boyutu ve DağılımıToz partiküllerinin boyutu ve homojenliği. Mikron (μm) veya ağ boyutu (bir elekte doğrusal inç başına düşen açıklık sayısı) olarak ölçülen partikül boyutu, nihai ürünün özelliklerini ve üretim sürecini önemli ölçüde etkiler.Daha ince tozlar (daha küçük mikronlar / daha yüksek ağ boyutu), daha dar bir partikül boyutu dağılımı elde etmek için gereken ek işlem nedeniyle genellikle daha maliyetlidir. Bununla birlikte, daha ince tozlar, 3D baskılı parçalarda karmaşık ayrıntılar ve daha pürüzsüz yüzey kaplamaları sağlayabilir.
Yüzey AlanıParçacık boyutuyla yakından bağlantılı olan toz parçacıklarının birim ağırlık başına toplam yüzey alanıdır. Daha yüksek yüzey alanına sahip tozlar daha reaktif olma eğilimindedir ve daha sıkı işleme protokolleri gerektirir.Yüksek yüzey alanına sahip tozlar, kontaminasyonu veya nem emilimini önlemek için özel taşıma ve depolama gereksinimleri nedeniyle ek maliyetlere neden olabilir.
Üretim SüreciPaslanmaz çelik tozu üretmek için kullanılan yöntem. Yaygın teknikler arasında atomizasyon (gaz veya su) ve kimyasal buhar biriktirme (CVD) yer alır.Atomizasyon prosesleri genellikle daha yerleşik ve uygun maliyetli iken, CVD daha ince ve saf tozlar üretir, ancak daha yüksek bir fiyat noktasındadır.
SaflıkTozun kimyasal bileşimi, istenmeyen elementlerin minimum varlığı ile.Daha düşük oksijen, nitrojen ve diğer safsızlık seviyelerine sahip daha yüksek saflıktaki tozlar, daha sıkı üretim kontrolleri nedeniyle genellikle daha yüksek bir maliyete sahiptir.
Küresel MorfolojiToz partiküllerinin şekli. Küresel partiküller üstün akış özellikleri ve paketleme yoğunluğu sunarak daha iyi basılabilirlik ve malzeme kullanımı sağlar.Küresel paslanmaz çelik tozları, ek işleme adımları nedeniyle düzensiz şekilli parçacıklara kıyasla genellikle daha pahalıdır.
MiktarSatın alınan paslanmaz çelik tozu miktarı.Toplu alımlar, tedarikçiler tarafından sunulan ölçek ekonomileri nedeniyle genellikle önemli fiyat indirimlerinden yararlanır.
Piyasa DalgalanmalarıPaslanmaz çelik hammaddesinin taban fiyatını önemli ölçüde etkileyen krom ve nikel gibi hammaddeler için küresel arz ve talep dinamikleri.Yüksek talep dönemleri veya tedarik zinciri kesintileri paslanmaz çelik tozları için fiyat artışlarına neden olabilir.
TedarikçiToz üreticisinin itibarı ve uzmanlığı. Titiz kalite kontrol prosedürlerine sahip köklü markalar, daha az bilinen tedarikçilere kıyasla biraz daha yüksek bir fiyata sahip olabilir.Saygın tedarikçiler genellikle teknik destek ve malzeme sertifikaları gibi ek hizmetler sağlar ve bu da hafif bir fiyat primini haklı çıkarabilir.

Paslanmaz Çelik Toz Korozyon Direnci

MülkiyetAçıklamaKorozyon Direnci Üzerindeki Etkisi
Krom İçeriğiPaslanmaz çeliğin korozyon direncindeki temel unsurdur. Oksijene maruz kaldığında yüzeyde ince, görünmez bir krom oksit tabakası oluşturarak daha fazla oksidasyona (pas) karşı bir bariyer görevi görür.Daha yüksek krom içeriği (tipik olarak 10.5%'nin üzerinde) daha iyi korozyon direnci anlamına gelir. Farklı paslanmaz çelik tozu sınıfları, belirli ortamlara hitap eden farklı krom seviyelerine sahiptir.
MolibdenGenellikle metalde derin delikler oluşturan lokalize bir saldırı şekli olan çukur korozyonuna karşı direnci artırmak için eklenir. Molibden, özellikle klorür içeren ortamlarda (örneğin deniz suyu) krom oksit tabakasının stabilitesini artırır.Molibdenli paslanmaz çelik tozları denizcilik uygulamaları, klorür içeren kimyasal işlemler ve yüksek tuzluluktaki ortamlar için idealdir.
NikelÖzellikle yüksek sıcaklık ortamlarında genel korozyon direncine katkıda bulunur. Nikel, pasif oksit tabakasının stabilitesinin korunmasına yardımcı olur ve indirgeyici asitlere karşı direnci artırır.Nikel içeren paslanmaz çelik tozları, sıcak asidik ortamlar veya yüksek basınçlı buhar içeren uygulamalar için çok uygundur.
Toz Üretim YöntemiTozu oluşturmak için kullanılan işlem, mikro yapısını ve dolayısıyla korozyon direncini etkileyebilir. Yaygın bir yöntem olan gaz atomizasyonu, partiküller içinde oksijeni hapsederek potansiyel olarak lokal korozyona yol açabilir.Su atomizasyonu gibi iç oksidasyonu en aza indiren yöntemlerle üretilen tozların seçilmesi korozyon performansını artırabilir.
GözeneklilikToz parçacıklarını birleştirme işlemi olan sinterleme, nihai ürün içinde küçük gözenekler bırakabilir. Bu gözenekler, kirleticileri veya nemi hapsederse korozyon için başlangıç bölgeleri olarak hareket edebilir.Optimize edilmiş parçacık boyutu dağılımına ve uygun sinterleme parametrelerine sahip tozların seçilmesi, gözenekliliği en aza indirerek korozyon direncinin artmasını sağlar.
Yüzey İşlemiBitmiş bileşenin yüzey topografisi, çevre ile ne kadar kolay etkileşime gireceğini etkileyebilir. Daha pürüzlü yüzeyler, kirletici maddelerin ve nemin yapışması için daha fazla alan sunarak korozyon riskini artırır.Parlatma veya özel üretim teknikleriyle elde edilebilen daha pürüzsüz yüzeyler, bu potansiyel alanları en aza indirerek korozyon direncini artırır.
Tane BüyüklüğüSinterlenmiş bileşen içindeki münferit metal tanelerinin boyutu korozyon davranışını etkileyebilir. Daha ince tane boyutları, korozif maddelere karşı daha az geçirgen bir bariyer oluşturduklarından genellikle daha iyi korozyon direnci sunarlar.Sinterleme sırasında ince taneli yapılar elde etmek için optimize edilmiş tozların seçilmesi, bileşenin korozyona direnme kabiliyetini artırabilir.

Artıları ve Eksileri: Toz ve Katı Çubuk Stoğu

Tablo 7

AvantajlarDezavantajlar
Paslanmaz Çelik TozKarmaşık şekillerDaha yüksek maliyet
Mükemmel korozyon direnci özellikleriİşlem sonrası
HafifletmeBaskı parametresi optimizasyonu
Paslanmaz Çelik Masif ÇubukUygun maliyetliŞekil sınırları
KullanılabilirlikÇok daha ağır
İşlenebilirlikMalzeme atıkları

Genel olarak paslanmaz çelik tozu, korozyon direnci ve ağırlık azaltmanın hayati önem taşıdığı düşük hacimli karmaşık bileşenler için daha yüksek fiyatları haklı çıkarmaktadır. Çubuk formlar, yüksek üretim kullanım durumlarında basit şekiller için uygun fiyat sunar.

paslanmaz çeli̇k tozlari

SSS

Tablo 8 - Sık sorulan sorular:

SSSCevap
Test raporlarını gözden geçirmeli miyim?Evet, toz sertifikasyon verilerini iyice inceleyin
Hangi boyutta toz parçacıkları ile başlamalıyım?Sağlam baskı için 25-45 mikron
Tutarlılığı etkileyen faktörler nelerdir?Ham toz üretim tekniği değişkenliği etkiler
Başlangıçta ne kadar toz almalıyım?Baskı sürecini doğrulamak için küçük ölçekte başlayın

Tablo 9 - Uygulama odaklı tavsiyeler:

SSSCevap
Gıda sınıfı paslanmaz ekipmana baskı yapmak için parametreleri nasıl ayarlamalıyım?Düşük yüzey pürüzlülüğü için optimize edin ve çatlakları ortadan kaldırın
Denizcilik parçaları için hangi son işlem gözenekliliği azaltabilir?Korozyon direncini en üst düzeye çıkarmak için sıcak izostatik preslemeyi düşünün
Hangi alaşım yük taşıyan bileşenler için akma dayanımını en üst düzeye çıkarır?17-4PH çökeltme ile sertleştirilmiş paslanmaz
Yüksek sıcaklık fırın parçaları için en uygun paslanmaz toz hangisidir?316L toz mükemmel oksidasyon direnci sunar

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Paylaş

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-posta

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

Metal3DP'yi edinin
Ürün Broşürü

En Son Ürünleri ve Fiyat Listesini Alın