Übersicht
AISI 316L Beizeweniger Stahlpulver ist eine Art von nichtrostendem Stahlpulver, das Molybdän als Legierungselement enthält. Es gehört zur Serie 300 der austenitischen nichtrostenden Stähle. Hier sind einige wichtige Informationen über AISI 316L-Pulver aus rostfreiem Stahl:
- Zusammensetzung: Fe, Cr (16-18%), Ni (10-14%), Mo (2-3%), Mn, Si, P, S
- Eigenschaften: Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Hitzebeständigkeit, hohe Duktilität und Festigkeit, nicht magnetisch
- Anwendungen: 3D-Druck, Spritzgießen, additive Fertigung, Metallspritzgießen
- Form der Partikel: kugelförmig, unregelmäßig
- Größen: 15-45 Mikrometer, 10-100 Mikrometer, andere
- Produktionsmethoden: Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung, Plasmazerstäubung
AISI 316L-Pulver ist ein vielseitiges Material für die Herstellung komplexer Metallteile durch fortschrittliche Fertigungsverfahren wie selektives Lasersintern, direktes Metall-Lasersintern und Binder-Jetting. Aufgrund seiner Schlüsseleigenschaften wie Druckbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und hohe Festigkeit eignet es sich für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Medizintechnik, in der chemischen Verarbeitung und vielen anderen Bereichen.
Arten von Edelstahlpulver AISI 316L
Es gibt einige Haupttypen von 316L-Edelstahlpulver, die nach Herstellungsverfahren und Partikeleigenschaften kategorisiert werden:
| Typ | Produktionsverfahren | Partikelform | Partikelgröße |
|---|---|---|---|
| Zerstäubtes Gas | Gaszerstäubung | Meistens kugelförmig | 15-45 Mikrometer |
| Zerstäubtes Wasser | Wasserzerstäubung | Unregelmäßige, satellitenförmige Partikel | Bis zu 100 Mikrometer |
| Plasma zerstäubt | Plasma-Zerstäubung | Hochgradig kugelförmig | 15-45 Mikrometer |
| Carbonyl-Eisen-Pulver | Thermische Zersetzung | Sphärisch | Unter 10 Mikrometer |
Zerstäubtes Gas 316L-Pulver erzeugt die meisten kugelförmigen Partikel und eine enge Partikelgrößenverteilung. Es hat eine hervorragende Fließfähigkeit und Verteilbarkeit für die additive Fertigung.
Zerstäubtes Wasser Pulver hat eine unregelmäßigere Form und enthält Satellitenpartikel. Es kann eine breitere Verteilung der Partikelgrößen aufweisen.
Plasma zerstäubt Pulver hat eine sehr hohe Sphärizität und Fließfähigkeit. Es ist ideal für den Druck feiner Merkmale und glatter Oberflächen.
Carbonyl-Eisen-Pulver hat die kleinste Partikelgröße von unter 10 Mikrometern. Es wird für Sinteranwendungen verwendet.
Eigenschaften von 316L-Edelstahlpulver
Im Folgenden werden einige der wichtigsten Merkmale von Edelstahlpulver AISI 316L aufgeführt:
- Form der Partikel: Sphärische, satellitenfreie Partikel haben die beste Fließfähigkeit. Unregelmäßige Partikel können zu einer schlechten Verteilung des Pulvers während des Drucks führen.
- Partikelgröße: Der typische Bereich liegt zwischen 15 und 45 Mikrometern. Kleinere Partikelgrößen unter 10 Mikron können Staubbildung verursachen. Größere Partikel über 100 Mikrometer können eine schlechte Oberflächenqualität verursachen.
- Partikelgrößenverteilung: Pulver mit einer engen Verteilung sorgt für ein gleichmäßiges Schmelzen und konstante Materialeigenschaften.
- Fließfähigkeit: Kugelförmige Pulver haben eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, gemessen an der Schüttdichte und der Hall-Fließrate. Unregelmäßige Pulver können eine geringere Fließfähigkeit aufweisen.
- Dichte der Gewindebohrer: Eine höhere Abstichdichte verbessert die Pulverbettdichte und die Dichte des fertigen Teils. Die Werte reichen von 3,5-4,5 g/cc.
- Reinheit: Ein hoher Reinheitsgrad mit geringem Sauerstoff- und Stickstoffgehalt ist erforderlich, um Porosität und Oxidation zu vermeiden. Pulver in medizinischer Qualität haben den höchsten Reinheitsgrad.
- Feuchtigkeitsgehalt: Die Absorption von Feuchtigkeit kann zur Agglomeration des Pulvers führen und die Fließfähigkeit beeinträchtigen. Der Feuchtigkeitsgehalt sollte unter 0,3 % gehalten werden.
Anwendungen von 316L-Edelstahlpulver
AISI 316L-Pulver wird aufgrund seiner ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit für die folgenden Anwendungen eingesetzt:
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Flugzeugkomponenten, Turbinen, Triebwerksteile |
| Automobilindustrie | Ventile, Kolben, Rotoren des Turboladers |
| Medizinische | Implantate, Prothesen, chirurgische Instrumente |
| Marine | Schiffspropeller, Offshore-Plattformen |
| Chemisch | Pumpen, Ventile, Rohre |
| Öl & Gas | Bohrlochwerkzeuge, Bohrlochkopfteile |
Weitere Anwendungen sind Geräte für die Lebensmittelverarbeitung, Wärmetauscher, Kryobehälter, Architektur, Schmuck und vieles mehr. Aufgrund seiner Biokompatibilität eignet sich 316L’ für Zahnimplantate und medizinische Geräte.
Die feine Auflösung und die geometrische Freiheit, die durch 3D-Druckverfahren ermöglicht werden, erweitern den Gestaltungsspielraum für 316L-Edelstahlteile in allen Branchen.
Spezifikationen von 316L-Edelstahlpulver
Das Pulver aus rostfreiem Stahl 316L entspricht den folgenden Spezifikationen:
| Spezifikation | Einzelheiten |
|---|---|
| ASTM-Norm | ASTM A240, ASTM F3056, ASTM F3301 |
| UNS-Nummer | S31603 |
| Dichte | 7,9-8,1 g/cc |
| Endgültige Zugfestigkeit | ~485-620 MPa |
| Streckgrenze | ~170-310 MPa |
| Dehnung | ~40-50% |
| Schmelzpunktbereich | 1370-1400°C |
| EH (Extra Hard) Grad | Sauerstoffgehalt 0,1% Max |
| SH (Weich/Hochrein) Qualität | Sauerstoffgehalt 0,03% Max |
Die Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften können zwischen den verschiedenen Pulverherstellern variieren. Ein höherer Sauerstoffgehalt kann sich negativ auf die Duktilität und Korrosionsbeständigkeit auswirken. Für kritische Anwendungen ist Pulver mit besonders niedrigem Sauerstoffgehalt erhältlich.
Konstruktionsüberlegungen für 316L-Pulver
Im Folgenden finden Sie einige Tipps für die Arbeit mit Edelstahlpulver 316L:
- Die Mindestwandstärke sollte 0,8-1 mm betragen, um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten.
- Schräge Flächen von 30-45° sollten anstelle von senkrechten Wänden verwendet werden
- Großzügige Verrundungen und Rundungen helfen, Spannungen zu reduzieren
- Die Porosität kann durch optimierte Prozessparameter minimiert werden
- Nachbearbeitungsverfahren wie das heißisostatische Pressen (HIP) verbessern die Verdichtung
- Aus kosmetischen und funktionalen Gründen kann eine Oberflächenbehandlung erforderlich sein.
- Während des Drucks sind Stützstrukturen erforderlich, um Verformungen zu vermeiden.
Ein sorgfältiges Teiledesign und die Ausrichtung des Bauteils helfen, Oberflächenfehler, Eigenspannungen und Verzug zu vermeiden. Die Prozessparameter können auch zur Verbesserung der Materialeigenschaften angepasst werden.
Lieferanten von 316L-Edelstahlpulver
Es gibt eine Reihe namhafter Hersteller und Lieferanten von 316L-Edelstahlpulver:
| Unternehmen | Land | Grades verfügbar | Partikelgrößen |
|---|---|---|---|
| Sandvik | Schweden | Fischadler 316L, EH, SH | 15-45μm |
| Zimmermanns Pulverprodukte | USA | 316L-Si, 316L-Mo | 15-45μm |
| Praxair | USA | 316L, 316L-SH | 10-45μm |
| Hoganas | Schweden | 316L | 20-65μm |
| LPW-Technologie | UK | 316L-Vakuumschmelze | 15-53μm |
| CNPC-Pulver-Gruppe | China | 316L | 15-100 μm |
Die Preise liegen zwischen $50 und $150 pro Kilogramm, je nach Bestellmenge, Partikelgrößenverteilung, Form und Reinheit. Kundenspezifische Partikelgrößen und Zusammensetzungen sind ebenfalls erhältlich.
Installation, Betrieb und Wartung von 316L-Pulverdruckern
Die Arbeit mit 316L-Pulver für die additive Fertigung erfordert korrekte Installations-, Betriebs- und Wartungsverfahren:
- Die Drucker sollten in temperatur- und feuchtigkeitskontrollierten Umgebungen gemäß den Anweisungen des Herstellers installiert werden.
- Die Durchflussmengen des Inertgases sollten korrekt eingestellt werden, um eine Oxidation während des Aufbaus zu vermeiden.
- Eine regelmäßige Kalibrierung des Rückstreichmechanismus ist erforderlich, um gleichmäßige Pulverschichten zu gewährleisten.
- Leckagen im System können zur Feuchtigkeitsaufnahme und zum Abbau des Pulvers führen
- Nicht verwendetes Pulver kann in versiegelten Behältern mit Trockenmittelbeuteln gelagert werden.
- Vermeiden Sie Brandgefahren, indem Sie das System regelmäßig reinigen und verschüttetes Pulver entfernen.
- Befolgen Sie die empfohlenen Zeitpläne für die vorbeugende Wartung von Optiken, Filtern und Motoren.
- Beschädigte oder abgenutzte Komponenten wie Rückstreichmesser und Kolben sollten ersetzt werden.
- Tragen Sie beim Umgang mit feinen Pulvern immer PSA wie Masken, Handschuhe und Schutzbrillen, um Gesundheitsgefahren zu vermeiden.
Eine ordnungsgemäße Installation, Umgebung und Instandhaltung sind für einen wiederholbaren, qualitativ hochwertigen Druck mit Edelstahl 316L unerlässlich.
Wie man einen 316L-Pulver-Lieferanten auswählt
Im Folgenden finden Sie einige Tipps zur Auswahl eines Lieferanten für 316L-Edelstahlpulver:
- Qualitätsstandards: ISO 9001- und AS9100-Zertifizierungen belegen Qualitätsmanagementprozesse
- Charakterisierung des Pulvers: Es sollten Daten zur Partikelform, Größenverteilung, Durchflussmenge, Dichte und Zusammensetzung vorgelegt werden.
- Prozesskontrolle: Konsistente Pulvermorphologie und Sauberkeit durch optimierte Herstellungsprozesse
- Testmöglichkeiten: Interne Tests für Partikelgröße, chemische Untersuchungen und Mikrostruktur werden bevorzugt
- Erfahrung in der Industrie: Anzahl der Jahre, in denen wir Pulver für die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und die Automobilbranche liefern
- Palette von Pulvern: Fähigkeit zur Herstellung kundenspezifischer Legierungen und Partikelgrößen für verschiedene Anwendungen
- R&D-Kompetenz: Metallurgisches Fachwissen für maßgeschneiderte Pulvereigenschaften und Qualifikationstests
- Reaktionsfähigkeit: Schnelle Bearbeitung von kleinen F&E-Mustern zur Bewertung
- Kundenservice: Technisches Fachwissen in Pulvermetallurgie und additiver Fertigung
- Zertifizierungen: ISO 13485 für die Medizin, AS9100 für die Luft- und Raumfahrtindustrie
- Preisgestaltung: Ausgewogenes Verhältnis von Menge, Vorlaufzeit und kundenspezifischer Anpassung des Pulvers
Vor der Bestellung größerer Mengen sollten Proben entnommen werden, um die Qualität und Bedruckbarkeit des Pulvers zu überprüfen.
Vorteile und Beschränkungen von 316L-Pulver
| Vorteile | Beschränkungen |
|---|---|
| Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit | Geringere Verschleißfestigkeit als Kobalt-Chrom-Legierungen |
| Biokompatibel für medizinische Zwecke | Anfällig für Lochfraß und Spaltkorrosion |
| Hohe Duktilität und Schlagzähigkeit | Zur Verbesserung der Oberflächengüte kann eine Nachbearbeitung erforderlich sein. |
| Oxidationsbeständigkeit bis zu 800°C | Porositätsprobleme können bei schlechten Prozessparametern auftreten |
| Gute Schweißbarkeit und Umformbarkeit | Teuer im Vergleich zu Kohlenstoffstahlpulvern |
| Erhältlich mit extra niedrigem Sauerstoffgehalt für bessere Leistung | Höhere Wärmeleitfähigkeit als Nickellegierungen |
316L-Pulver bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen mechanischen Eigenschaften, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bei relativ hohen Kosten. Die Prozessoptimierung trägt zur Maximierung der Verdichtung und der Materialeigenschaften bei.
FAQ
F: Ist 316L-Pulver für medizinische Implantate sicher?
A: Ja, 316L-Pulver ist hochgradig biokompatibel und wird häufig für den Druck von orthopädischen und zahnmedizinischen Implantaten verwendet. Stellen Sie sicher, dass die Reinheits- und Sauberkeitsstandards für medizinische Zwecke erfüllt sind.
F: Muss 316L-Pulver spannungsarmgeglüht werden?
A: Nach dem Druck wird eine Wärmebehandlung zum Spannungsabbau empfohlen, um Restspannungen zu beseitigen. Eine typische Behandlung dauert 1-2 Stunden bei 650°C.
F: Kann man 316L- und 304L-Pulversorten mischen?
A: Es wird nicht empfohlen, da die unterschiedlichen Materialeigenschaften zu unvorhersehbaren Leistungen führen können.
F: Welche Partikelgröße eignet sich am besten für den Druck feiner Merkmale mit 316L-Pulver?
A: Feineres Pulver, typischerweise 15-25 Mikrometer, wird für hohe Auflösung und Oberflächengüte bevorzugt. Kleinere Partikel haben jedoch eine geringere Fließfähigkeit.
F: Ist 316L korrosionsbeständig in Meerwasserumgebungen?
A: Ja, 316L hat eine ausgezeichnete Chloridkorrosionsbeständigkeit und wird häufig in der Schifffahrt eingesetzt.
F: Was ist der Unterschied zwischen den Edelstahlsorten 316 und 316L?
A: 316L hat einen geringeren Kohlenstoffgehalt (max. 0,03 %), was die Korrosionsbeständigkeit beim Schweißen und bei der additiven Fertigung verbessert.
F: Ist für 316L-Pulver eine Nachbearbeitung durch heißisostatisches Pressen (HIP) erforderlich?
A: HIP trägt zur Verbesserung der Verdichtung und der Materialeigenschaften bei, ist aber nicht zwingend erforderlich. Eine Parameteroptimierung kann auch die Porosität minimieren.
F: Wie lange ist die Haltbarkeit von 316L-Pulver?
A: Bei ordnungsgemäßer Lagerung in verschlossenen Behältern hat 316L-Pulver eine Haltbarkeit von 1-5 Jahren, bevor eine erneute Kalibrierung erforderlich ist.
F: Ist 316L-Pulver wiederverwendbar?
A: Ja, ungebrauchtes 316L-Pulver kann gesammelt, gesiebt und wiederverwendet werden. Aber wiederverwendetes Pulver hat eine höhere Variabilität in den Eigenschaften.