Edelstahlpulver ist eine fein verteilte Form von Edelstahlmetall und besteht üblicherweise aus Eisen, Nickel und mindestens 10.5 % Chrom. Der Chromanteil verleiht diesem Pulver außergewöhnliche Eigenschaften wie Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Daher wird es häufig zur Herstellung verschiedener Komponenten in unterschiedlichen Branchen eingesetzt, von der additiven Fertigung und Pulvermetallurgie bis hin zu Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizintechnik.
Inhalte
Herstellungsverfahren für Edelstahlpulver
Die folgenden Verfahren werden häufig zur Herstellung von Edelstahlpulver verwendet: Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und Plasmazerstäubung.
Gaszerstäubung
Gasverdüstes Edelstahlpulver ist hochkugelförmig und wird durch Zerstäuben von geschmolzenem Metall mit Hochdruck-Inertgas hergestellt. Die Partikelgröße des Pulvers liegt typischerweise zwischen 15 und 45 Mikrometern und weist folgende Eigenschaften auf:
- Enge Partikelgrößenverteilung
- Hervorragende Fließfähigkeit
- Hervorragende Streichfähigkeit
Die Kombination aller dieser Pulvereigenschaften macht es ideal für den Einsatz in der additiven Fertigung, beispielsweise bei SLM und EBM.
Wasserzerstäubung
Dieses Edelstahlpulver wird durch Besprühen von geschmolzenem Stahl mit Hochdruckwasserstrahlen hergestellt. Das so erzeugte Metallpulver weist unregelmäßige Partikelformen auf. Die Partikelgrößenverteilung ist dabei in der Regel breiter und erreicht Größen von bis zu 100 Mikrometern. Edelstahlpulver weist im Vergleich zu im Gasautomaten hergestelltem Pulver eine geringere Fließfähigkeit und Packungsdichte auf. Wasserzerstäubte Pulver werden häufig in Press- und Sinteranwendungen zur Herstellung von Komponenten in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt.
Plasmazerstäubung
Bei der Plasmazerstäubung wird ein Draht oder Stab aus rostfreiem Stahl durch einen Plasmalichtbogen geschmolzen und zu Pulver zerstäubt. Dieses Verfahren erzeugt Metallpulver mit folgenden Eigenschaften:
- Hochsphärische Partikel
- Größenbereich von 15–45 Mikrometern
- Außergewöhnliche Fließfähigkeit
- Hohe Sphärizität ermöglicht
- Hohe Packungsdichten
Plasmaverdüstes Pulver wird dort eingesetzt, wo Teile mit feinen Strukturen und glatter Oberfläche hergestellt werden müssen. Es wird häufig in hochwertigen additiven Fertigungsverfahren eingesetzt.
Verschiedene Sorten von Edelstahlpulver
Austenitisches Edelstahlpulver:
Austenitisches Edelstahlpulver weist die höchste Korrosionsbeständigkeit auf, ist gut schweißbar und nicht magnetisch. Edelstahlpulver der Güten 304 und 316 eignen sich für hochkorrosive Anwendungen. Edelstahlpulver der Güte 303 lässt sich leicht verarbeiten, und Güte 310 wird als feuerfestes Material verwendet.
Diese Kategorie umfasst normalerweise Güten wie 3.3L, 304L und 316L.
Zusammensetzung von austenitischem Edelstahlpulver
| Klasse | Cr (%) | Ni (%) | Mo (%) | Mangan (%) | Si (%) | S (%) | P (%) | C (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 303L Edelstahlpulver | 17 - 19 | 8 - 13 | - | 0 - 2.0 | 0 - 1.0 | 0.15 - 0.3 | 0 - 0.20 | 0 - 0.03 |
| 304L Edelstahlpulver | 18 - 20 | 8 - 12 | - | 0 - 2.0 | 0 - 1.0 | 0 - 0.03 | 0 - 0.04 | 0 - 0.03 |
| 316L Edelstahlpulver | 16 - 18 | 10 - 14 | 2 - 3 | 0 - 2.0 | 0 - 1.0 | 0 - 0.03 | 0 - 0.04 | 0 - 0.03 |
Ferritisches Edelstahlpulver
Ferritischer Edelstahl ist bekannt für seine magnetischen Eigenschaften und seine hohe Korrosions- und Rissbeständigkeit unter Belastung. Diese Metallpulver, darunter 404, 410L und 434L, werden hauptsächlich zur Herstellung von Automobilkomponenten und Industrieanlagen verwendet.
Zusammensetzung des ferritischen Edelstahlpulvers:
| Klasse | Cr (%) | Mo (%) | Mangan (%) | Si (%) | S (%) | P (%) | C (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 410L Edelstahl | 11.5 - 13.5 | - | 0 - 1.0 | 0 - 1.0 | 0 - 0.03 | 0 - 0.04 | 0 - 0.03 |
| 430L Edelstahl | 16.0 - 18.0 | - | 0 - 1.0 | 0 - 1.0 | 0 - 0.03 | 0 - 0.04 | 0 - 0.03 |
| 434L / CB Edelstahl | 16.0 - 18.0 | 0.75 - 1.25 | 0 - 1.0 | 0 - 1.0 | 0 - 0.03 | 0 - 0.04 | 0 - 0.03 |
Duplex-Edelstahlpulver
Duplex-Edelstähle weisen die Eigenschaften sowohl austenitischer als auch ferritischer Edelstähle auf. Aufgrund ihrer bemerkenswerten Korrosionsbeständigkeit, hohen Festigkeit und überlegenen Leistung gelten sie als ideal für aggressive Umgebungen. Diese Pulver werden in der Öl- und Gasindustrie, in der Schifffahrt und in chemischen Verarbeitungsanlagen eingesetzt.
Eigenschaften von Edelstahlpulver
Edelstahlpulver weist aufgrund des Gehalts an Nickel und Chrom im Vergleich zu herkömmlichem Kohlenstoffstahl hervorragende Eigenschaften auf. Hier sind seine bemerkenswerten Eigenschaften:
Korrosionsbeständigkeitseigenschaften:
Korrosions- und Verschleißbeständigkeitseigenschaften von Edelstahlpulver
Lochfraßwiderstand
Edelstahlpulver bieten eine hohe Beständigkeit gegen Lochkorrosion und eignen sich daher für Anwendungen, bei denen kleine Oberflächendefekte zu einem schnellen Materialversagen führen könnten.
Spaltwiderstand
Die Pulver weisen außerdem eine gute Beständigkeit gegen Spaltkorrosion auf, sodass die Komponenten auch in engen, stagnierenden Bereichen, in denen Sauerstoff möglicherweise nur begrenzt verfügbar ist, eine gute Leistung erbringen.
Spannungsrissbeständigkeit
Edelstahlpulver weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SCC) auf. Dies ist für strukturelle und drucktragende Teile von entscheidender Bedeutung.
Verschleiß-/Erosionsbeständigkeit
Aufgrund ihrer hohen Härte und zähen Mikrostruktur sind Edelstahlpulver zudem verschleiß- und erosionsbeständig. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen mit Abrieb, Stößen oder Hochgeschwindigkeitsströmungen.
Oxidationsbeständigkeit
Hochwertige Edelstahlpulver können oxidierenden Bedingungen bei erhöhten Temperaturen bis zu etwa 900 °C standhalten.
Mechanische Eigenschaften
| Immobilien | Immobilien | ||
|---|---|---|---|
| Streckgrenze | 100–350 MPa | Härte (Brinell) | 160-240 |
| Duktilität (Dehnung) | 10-50% | Bruchzähigkeit | 20–200 MPa |
| Schlagfestigkeit | Gut | Magnetisches Verhalten | Nicht magnetische Qualitäten erhältlich |
Thermische Eigenschaften
| Immobilien | Immobilien | ||
|---|---|---|---|
| Tippen Sie auf Dichte | 5.0 g / cm³ | Wärmeleitfähigkeit | 12–30 W/m²K |
| Schmelzpunkt | 1300–1500 °C | Curie-Temperatur | –150 °C bis 315 °C |
Lieferant von Edelstahlpulver
Hoganas
Höganäs gilt weltweit als einer der führenden Metallpulverlieferanten und beliefert seit 3000 über 75 Kunden in 1797 Ländern mit Spitzenleistungen. Höganäs bietet eine breite Palette an Metallpulvern, darunter auch Hochleistungs-Edelstahlpulver. Die Metallpulver werden in der additiven Fertigung, der Oberflächenbeschichtung und der traditionellen Pulvermetallurgie eingesetzt.
Rio Tinto Metallpulver
Quebec Metal Powders wurde 1968 als Quebec Metal Powders gegründet und hat sich zu einem weltweit führenden Hersteller von sauberen, hochwertigen Eisenpulvern entwickelt. Das Unternehmen verwendet hochreines Eisen von Rio Tinto Iron and Titanium (RTIT) zur Herstellung von Pulver aus einer einzigen Quelle. Diese Pulver eignen sich ideal für Press- und Sinterverfahren, additive Fertigung und Energiespeicherung.
Faktoren, die die Kosten von Edelstahlpulver beeinflussen
Rohstoffkosten
Das primäre Legierungselement beeinflusst den Preis von Edelstahlpulver. Der Anteil an Nickel ist ein wesentlicher Kostentreiber.
Produktionsmethode
Das zur Herstellung des Pulvers verwendete Verfahren hat erhebliche Auswirkungen auf die Kosten. Beispielsweise ist gaszerstäubtes Pulver im Allgemeinen teurer als wasserzerstäubtes Pulver.
Partikelgröße und -verteilung
Feinere Pulver mit enger Größenverteilung kosten mehr, da zusätzliche Klassifizierungs-, Sieb- und Qualitätskontrollprozesse erforderlich sind.
Volumen und Chargengröße
Bei der Produktion kleiner Chargen fallen in der Regel höhere Kosten pro Kilogramm an, während der Großeinkauf aufgrund von Skaleneffekten im Allgemeinen den Stückpreis senkt.
Marktnachfrage- und Angebotsschwankungen
Die Dynamik der globalen Lieferketten, die Nachfrage aus Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und dem Energiesektor sowie geopolitische Faktoren können zu Preisschwankungen bei Edelstahlpulver führen.
Verwendung von Edelstahlpulver
Pulvermetallurgie (PM)
Im Pulvermetallurgie Edelstahl ist aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit auch ein gängiger Rohstoff. gesinterte Edelstahlteile sind: Flansche, Ventilführungen, Kettenbuchsen, Schlösser, Armaturen, Zahnräder, Nocken, Pleuelstangen
Metallspritzguss (MIM)
Edelstahl-Metallpulver wird auch beim Metallspritzguss verwendet. Dabei wird Metallpulver mit einem Polymerbindemittel vermischt, um hochpräzise Bauteile herzustellen.
3D Druck
Edelstahlpulver sind für 3D-Drucktechnologien wie SLM, DMLS und Binder Jetting unverzichtbar. Diese Pulver ermöglichen die Herstellung hochkomplexer Geometrien und Leichtbaustrukturen.
Oberflächenbeschichtung und Thermisches Spritzen
Feine Edelstahlpulverbeschichtungen werden bei thermischen Spritzbeschichtungen verwendet, um Oberflächen korrosionsbeständig zu machen.
FAQ
1. Wie wählt man das Edelstahlpulver aus?
Treffen Sie Ihre Auswahl auf Grundlage Ihrer Anwendungsanforderungen, der erforderlichen mechanischen Eigenschaften, der erforderlichen Partikelgröße, Form, Reinheit und Produktionsmethode.
2. Welche Nachbearbeitung ist nach dem 3D-Druck mit 316L-Edelstahlpulver erforderlich?
Nach dem Drucken wird typischerweise eine Wärmebehandlung durchgeführt, um innere Spannungen abzubauen. Dies trägt auch zur Verbesserung der strukturellen Stabilität bei. Darüber hinaus wird je nach gewünschter Dichte und mechanischer Festigkeit manchmal auch heißisostatisches Pressen durchgeführt.