Обзор классов нержавеющей стали для лазерного покрытия и AM
Вы перечислили классы, которые можно разделить на три основных семейства, которые диктуют их свойства и применение.
| Семья классов |
Ключевые характеристики |
Основное применение в лазерной обшивке и АМ |
| Аустениты (304, 316) |
Немагнитное, отличная коррозионная стойкость, хорошая прочность и пластичность. |
Коррозионно устойчивые перекрытия, ремонт коррозионно устойчивых компонентов. |
| Ферриты (430L, 430) |
Магнитное, умеренное сопротивление коррозии, хорошее сопротивление коррозии при стрессе. |
Эффективное покрытие для не критически важных применений износа и коррозии. |
| Мартенсит (420, 410, 410L) |
Магнитный, может быть термически обработан до высокой твердости, умеренной коррозионной стойкости. |
Отпорные на износ перекрытия, ремонт режущих инструментов, форм и компонентов машин. |
Подробная разбивка каждого класса
1Аустенитные сорта (Corrosion Champions)
304 / 304L из нержавеющей стали
Состав:18% Крана, 8% Нина, низкоуглеродный.
Свойства:Наиболее распространенная нержавеющая сталь, отличная коррозионная стойкость в большинстве условий, хорошая формальность и прочность.
Применение:
- Лазерное покрытие: ремонт или добавление коррозионной стойкости к компонентам в пищевой промышленности, химической и архитектурной промышленности.
- 3D-печать (L-PBF): части общего назначения, где отличная коррозионная стойкость не является основным фактором (316L часто предпочтителен для критических частей).
316 / 316L из нержавеющей стали
Состав:16% Cr, 10% Ni, 2% Mo, низкоуглеродный.
Свойства:Добавление молибдена резко улучшает стойкость к коррозии ям и трещин от хлоридов.
Применение:
- Лазерное покрытие: лучший выбор для покрытия компонентов в суровых условиях: морское / морское оборудование, химические перерабатывающие заводы и оборудование целлюлозно-бумажной промышленности.
- 3D-печать (L-PBF): материал для высокопроизводительных, коррозионно-устойчивых деталей в аэрокосмических, медицинских и морских приложениях.
2. Ферритовые сорта (магнитные и экономические)
430 / 430L из нержавеющей стали
Состав:~17% Cr, очень низкое содержание никеля (< 0,5%).
Свойства:Магнитный, хорошая устойчивость к азотной кислоте и органическим кислотам, отличная устойчивость к коррозионному трещину напряжения. менее пластичный, чем аустенитные сорта. 430L имеет меньший углерод для лучшей сварочности.
Применение:
- Лазерное покрытие: используется для экономически эффективных покрытий, где требуется специфическая коррозионная стойкость 430 или где необходим магнит.
- Металлическая инжекционная формование (MIM): очень распространено для больших объемов, магнитных частей, таких как автомобильные компоненты топливных инжекторов.
3. Мартенситные сорта (Champions of Wear & Hardness)
410 / 410L из нержавеющей стали
Состав:~12% Cr, низкоуглеродный (особенно в 410L).
Свойства:Мартенситная сталь общего назначения. Она может быть термически обработана для развития широкого спектра свойств. Она затвердевает при охлаждении воздухом от высокой температуры. 410L имеет лучшую сварочность из-за меньшего углерода.
Применение:
- Лазерное покрытие: используется для создания изношенных компонентов, которые требуют сочетания умеренной коррозионной стойкости и хорошей износостойкости после термической обработки (например, рукава насоса, клапаны).
- 3D-печать: менее распространенная, чем 420 для AM, но используется для инструментов и компонентов, требующих твердости.
420 Нержавеющая сталь
Состав:~13% Cr, более высокий углерод (~ 0,3%) чем 410.
Свойства:Он может быть термически обработан для достижения гораздо более высокой твердости и прочности, чем 410.
Применение:
- Лазерное покрытие: отлично подходит для нанесения высоко изношенных, высокопрочных покрытий на такие компоненты, как экструзионные винты, формовые инструменты и режущие лезвия.
- 3D-печать (L-PBF): используется для прямого изготовления твердых, износостойких инструментов, форм и хирургических инструментов.
Правильное применение: лазерное покрытие сферическим порошком
Для лазерного покрытия (направленного энергетического осаждения) все эти сорта используются в виде сферического газо-атомизированного порошка.
- Форма частиц:Облачный, обеспечивает постоянный поток с порошкового питателя.
- Размер частиц:Грубее, чем для расплавления порошковых ложек, обычно 45-150 мкм. Это предотвращает удаление порошка защитным газом и обеспечивает эффективную доставку в плавильный бассейн.
- Процесс:Порошок вдыхается в бассейн плавления, созданный высокомощным лазером, сливаясь с субстратом для создания слоя желаемого материала.
Уточнение: "Покрытие порошком" против металлических порошков
Важно различать эти два термина:
- Покрытие в виде порошка (полимер):Процесс отделки поверхности, при котором сухой, свободно протекающий полимерный порошок наносится на поверхность электростатическим способом, а затем отверждается под воздействием тепла, чтобы сформировать твердое, декоративное и защитное покрытие.В этом процессе не используются металлические порошки..
- Тепловой спрей / облицовка (металл):Процессы, при которых для создания покрытия используются металлические порошки, включают:
- Лазерное покрытие: как описано выше.
- HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel): процесс нанесения износостойких покрытий.
- Плазменный спрей: для нанесения теплозащитных покрытий или коррозионностойких слоев.
Резюме и руководство по выбору
- Для максимальной коррозионной устойчивости (особенно против соленой воды) выбирают 316/L.
- Для общей коррозионной стойкости на бюджет, выберите 304 / L.
- Для твердой, износостойкой поверхности (например, для инструмента или формы) выберите 420.
- Для магнитного, экономически эффективного покрытия с умеренной коррозионной стойкостью выбирать 430/L.
- Для универсального, твердого покрытия с хорошей прочностью выберите 410/л.