Порошок из нержавеющей стали 304L для MIM

Обзор порошка 304L для MIM

304L - аустенитная нержавеющая сталь, содержащая хром, никель и низкое содержание углерода. Буква "L" обозначает низкое содержание углерода, что позволяет избежать выпадения карбидов при сварке. 304L обладает превосходной коррозионной стойкостью, сравнимой с 316L, но при этом имеет более низкую стоимость.

Основные характеристики, которые делают 304L пригодным для MIM, включают в себя:

• Отличная коррозионная стойкость в различных средах
• Хорошая пластичность, вязкость и механические свойства
• Достигается высокая плотность спекания
• Отличная формуемость за счет сферической формы порошка
• Экономичность по сравнению с порошком 316L
• Готовы к поставке в различных вариантах порошков

В данной статье приведен подробный обзор свойств, обработки, спекания, применения и других особенностей порошка 304L при использовании в литье металлов под давлением.

Типовой состав порошка 304L для MIM

Состав порошка 304L для MIM составляет:

Элемент	Вес %
Железо (Fe)	Баланс
Хром (Cr)	18-20%
Никель (Ni)	8-10%
Марганец (Mn)	≤ 2%
Кремний (Si)	≤ 1%
Углерод (C)	≤ 0,03%
Азот (N)	≤ 0,1%
Сера (S)	≤ 0,03%

Никель повышает коррозионную стойкость, а хром обеспечивает устойчивость к окислению. Низкий уровень углерода минимизирует выпадение карбидов в процессе спекания.

Свойства порошка 304L для MIM

Порошок 304L обладает следующими свойствами:

Недвижимость	Значение
Плотность	7,9 г/см3
Температура плавления	1400-1450°C
Теплопроводность	16 Вт/мК
Электрическое сопротивление	0,72 мкΩ.см
Модуль Юнга	193 ГПа
Коэффициент Пуассона	0.29
Предел текучести	205-515 МПа
Прочность на разрыв	515-620 МПа
Удлинение	40-50%

Эти свойства делают 304L пригодным для изготовления высокопроизводительных MIM-деталей, требующих коррозионной стойкости.

Технические характеристики порошка 304L для MIM

Порошок 304L для MIM имеет следующие характеристики:

• Размер частиц - Обычно 10-20 мкм с узким распределением. Критично для обеспечения высокой плотности спекания.
• Скорость потока - Минимальная скорость потока 25 с/50 г. Обеспечивает плавное литье без засорения.
• Морфология - Преимущественно сферический порошок, обеспечивающий отличную формуемость и плотность.
• Содержание кислорода - Низкий уровень кислорода (<2000 ppm) для минимизации окисления.
• Кажущаяся плотность - Более высокая кажущаяся плотность улучшает загрузку порошка при формовании.
• Плотность отвода - Для хорошего уплотнения требуется более высокая плотность ленты - свыше 4 г/см3.

Обработка порошка 304L в MIM

Порошок 304L в процессе MIM проходит следующие стадии обработки:

1. Смешивание - Порошок смешивается с соответствующим связующим, смазочными материалами, пластификаторами, образуя сырье.

2. Грануляция - Сырье гранулируется в сферические гранулы для улучшения подачи в ствол инжектора.

3. Литье под давлением - Из сырьевых гранул методом литья под давлением формуются детали сложной сетчатой формы.

4. Дебиндинг - Связующее удаляется из формованных деталей с помощью растворителя и/или термического дебридинга.

5. Спекание - Отбракованные детали (коричневые детали) спекаются при температуре 1300-1400°С в водороде с получением плотных компонентов.

Реакция спекания порошка 304L

• Порошок 304L при спекании может достигать теоретической плотности >95% с минимальными искажениями.
• Отличная спекаемость за счет мелкого сферического порошка, хорошая чистота и прозрачность поверхности.
• Низкий уровень углерода минимизирует выпадение карбидов хрома в процессе спекания.
• Для достижения высокой плотности и свойств необходима контролируемая температура и атмосфера.
• Термообработка после спекания позволяет дополнительно улучшить свойства.

Области применения спеченных деталей из 304L, изготовленных методом MIM

MIM с использованием порошка 304L идеально подходит для:

• Хирургические инструменты, такие как лезвия скальпелей, зажимы, ретракторы, щипцы.
• Стоматологические и ортодонтические компоненты, такие как имплантаты, брекеты.
• Такие компоненты часов, как пальцы, шестерни, пружины.
• Электрические контакты и разъемы.
• Катетеры, канюли и микрофлюидные устройства для медицины.
• Коррозионностойкие фитинги, крепеж и другие метизы.
• Декоративная и бижутерия.

Преимущества использования порошка 304L для MIM

Преимущества включают:

• Отличная коррозионная стойкость, сравнимая с литой или кованой нержавеющей сталью 304L.
• Высокая точность размеров и превосходная чистота поверхности MIM-деталей.
• Сложные геометрические формы возможны только благодаря MIM.
• Почти полная плотность и хорошие механические свойства.
• Масштабируемый процесс, способный обеспечить экономичное средне- и крупносерийное производство.
• Снижение массы детали и уменьшение расхода материала по сравнению с механической обработкой.

Мировые поставщики порошка 304L для MIM

Среди ведущих мировых поставщиков газоатомизированного порошка нержавеющей стали 304L, предназначенного для MIM, можно назвать следующих:

• Sandvik Osprey (Великобритания)
• Carpenter Powder Products (США)
• AMETEK (США)
• Rio Tinto Metal Powders (Канада)
• Хёганас (Швеция)
• Guangdong Huijin Powder Material (Китай)

Эти компании предлагают различные марки порошка 304L, отвечающие жестким требованиям MIM.

Цены на порошок 304L для MIM промышленности

Класс	Диапазон цен
Коммерческая чистота	$15-25 за кг
Высокая чистота	$25-50 за кг
Ультратонкий класс	$50-120 за кг

Сверхтонкие сферические газоатомизированные порошки, используемые в MIM, стоят дороже, чем стандартные марки. При закупках небольших партий цена может быть выше.

Хранение и обращение с порошком 304L

Порошок 304L следует хранить в герметичных контейнерах при контролируемой влажности и продувке инертным газом для предотвращения:

• Окисление/реакция с окружающей средой
• Поглощение влаги, приводящее к плохому спеканию
• Необходимо соблюдать меры предосторожности, приведенные в SDS поставщика

При обработке MIM необходимо тщательно соблюдать технику обращения с порошком.

Контроль качества испытаний порошка 304L

Важные тесты включают:

• Распределение частиц по размерам (лазерная дифракция)
• Морфология (SEM)
• Расход (расходомер Холла)
• Кажущаяся плотность
• Плотность отвода
• Химический состав

Правильное тестирование гарантирует соответствие порошка критическим требованиям, предъявляемым к высококачественному MIM-сырью.

Сравнение 304L и 316L для MIM

Сравниваются порошки 304L и 316L для использования в MIM:

• 304L предлагает лучшие характеристики при более низкой стоимости.
• 316L обеспечивает повышенную коррозионную стойкость в жестких условиях эксплуатации.
• Оба материала обладают отличной спекаемостью.
• У 304L несколько выше предел прочности на растяжение, в то время как у 316L выше предел текучести.
• Для большинства применений достаточно 304L, в то время как 316L предпочтительнее для более жестких условий эксплуатации.

Вопросы и ответы

Вопрос: Каков типичный размер порошка 304L, используемого в качестве сырья для MIM?

О: 10-20 мкм с узким гранулометрическим составом обычно используется для оптимальной загрузки порошка, формования и плотности спекания.

Вопрос: Сколько стоит порошок высокой чистоты 304L для MIM?

Ответ: Стоимость высокочистого сферического порошка 304L, распыляемого газом, составляет $25-50 за кг в зависимости от объема заказа. Небольшие партии обходятся значительно дороже.

Вопрос: Какая плотность спекания может быть достигнута при изготовлении деталей из MIM 304L?

О: При оптимизированной обработке для деталей из 304L MIM может быть достигнута плотность спекания выше теоретической плотности 95% (около 7,6-7,8 г/см3).

Вопрос: Применяется ли какая-либо термическая обработка после спекания для деталей из 304L, изготовленных методом MIM?

О: Да, отжиг в растворе с последующим воздушным охлаждением может быть выполнен для спеченных деталей из MIM 304L с целью улучшения механических свойств.

Вопрос: Где можно приобрести порошок 304L, пригодный для использования в медицинских MIM-технологиях?

О: Порошок 304L, отвечающий строгим техническим требованиям для медицинского сектора, можно приобрести у ведущих поставщиков, включая Sandvik Osprey, Carpenter Powder Products, AMETEK, Rio Tinto Metal Powders.