Порошок нержавеющий для аддитивных технологий и наплавки
Порошок нержавеющий металлический дисперсный материал на основе легированных коррозионно-стойких сталей, предназначенный для лазерной и электронно-лучевой наплавки, селективного лазерного сплавления (SLM), прямого лазерного спекания (DMLS), а также для плазменного и газотермического напыления. Гранулометрический состав варьируется от 15 до 150 мкм в зависимости от технологии нанесения. Частицы имеют сферическую или близкую к сферической форму, что обеспечивает высокую текучесть и насыпную плотность от 4,0 до 4,8 г/см.
Химический состав и марки
Материал изготавливается из аустенитных, ферритных и мартенситных нержавеющих сталей. Основные легирующие элементы хром (от 12 до 27 %), никель (от 0,5 до 22 %), молибден (от 0 до 6 %), а также титан, ниобий и ванадий для стабилизации структуры. Содержание углерода не превышает 0,08 % для коррозионно-стойких марок и 0,03 % для низкоуглеродистых (L-версий).
- AISI 316L низкоуглеродистая аустенитная сталь с молибденом, устойчивая к межкристаллитной коррозии.
- AISI 304L универсальная аустенитная сталь для пищевого и химического оборудования.
- AISI 430 ферритная сталь с содержанием хрома от 16 до 18 %, применяемая в выхлопных системах.
- AISI 420 мартенситная сталь с высокой твёрдостью (до 54 HRC) для режущего инструмента.
- AISI 17-4 PH дисперсионно-твердеющая сталь с медью, обеспечивающая прочность до 1300 МПа.
Технические характеристики
| Марка | Фракция, мкм | Насыпная плотность, г/см | Текучесть, с/50 г | Твёрдость после наплавки, HRC |
|---|---|---|---|---|
| AISI 316L | от 15 до 45 | 4,2 | 18 | 2025 |
| AISI 304L | от 45 до 106 | 4,4 | 16 | 1822 |
| AISI 420 | от 53 до 150 | 4,6 | 14 | 4854 |
Применение в промышленности
Порошок нержавеющий используется в аддитивном производстве для изготовления деталей сложной геометрии, работающих в агрессивных средах. В нефтегазовом секторе из него производят запорную арматуру, импеллеры насосов и фильтрующие элементы, устойчивые к сероводородному растрескиванию. В химической промышленности материал применяется для создания теплообменников, реакторов и трубопроводной арматуры, контактирующих с кислотами и щелочами при температурах от 196 до +400 C. В авиастроении и судостроении порошок используется для наплавки лопаток турбин, гребных винтов и корпусных элементов, подверженных кавитационной эрозии. В пищевом машиностроении из него изготавливают ёмкости, дозаторы и конвейерные лотки, соответствующие требованиям гигиеничности и санитарной обработки.
Особенности производства
Порошок нержавеющий получают методом газового распыления расплава (аргоном или азотом) в контролируемой атмосфере, что обеспечивает сферичность частиц и минимальное содержание оксидов. Доля частиц с дефектами (сателлиты, агломераты) не превышает 2 %. После распыления материал просеивается на виброситах с точностью до 5 мкм и подвергается магнитной сепарации для удаления ферромагнитных включений. Для аддитивных технологий дополнительно проводится дегазация в вакууме при температуре от 80 до 120 C для удаления адсорбированной влаги.
Вопросы и ответы
Какая фракция порошка нержавеющего подходит для SLM-печати?
Для селективного лазерного сплавления оптимальна фракция от 15 до 45 мкм. Частицы меньшего размера (менее 10 мкм) ухудшают текучесть и вызывают агломерацию, а более крупные (свыше 63 мкм) снижают разрешение печати и требуют увеличения мощности лазера.
Чем отличается порошок AISI 316L от AISI 304L?
Основное отличие содержание молибдена: в AISI 316L его от 2 до 3 %, что обеспечивает повышенную стойкость к точечной и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах. AISI 304L не содержит молибдена, но имеет более высокую пластичность и свариваемость.
Как хранить порошок нержавеющий?
Хранение осуществляется в герметичных контейнерах из нержавеющей стали или алюминия при относительной влажности не более 30 % и температуре от 15 до 25 C. Перед использованием материал выдерживается в сушильном шкафу при 80100 C в течение 24 часов для удаления адсорбированной влаги.
Какие дефекты возникают при наплавке порошком нержавеющим?
Наиболее частые дефекты поры (из-за захвата газа при распылении или недостаточной дегазации), трещины (при высоких скоростях охлаждения в мартенситных сталях) и несплавления (при низкой энергии лазера или неправильной фокусировке). Для минимизации дефектов рекомендуется предварительный подогрев подложки до 150300 C.