Tổng quan về các loại Thép không gỉ cho Phủ Laser & AM
Các loại bạn liệt kê có thể được phân loại thành ba họ chính, quyết định các đặc tính và ứng dụng của chúng.
| Họ Thép |
Đặc điểm chính |
Ứng dụng chính trong Phủ Laser & AM |
| Austenit (304, 316) |
Không từ tính, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, độ dẻo dai & độ dẻo tốt. |
Lớp phủ chống ăn mòn, sửa chữa các bộ phận chống ăn mòn. |
| Ferritic (430L, 430) |
Từ tính, khả năng chống ăn mòn vừa phải, khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất tốt. |
Lớp phủ tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng mài mòn và ăn mòn không quan trọng. |
| Martensit (420, 410, 410L) |
Từ tính, có thể xử lý nhiệt để đạt độ cứng cao, khả năng chống ăn mòn vừa phải. |
Lớp phủ chống mài mòn, sửa chữa dụng cụ cắt, khuôn và các bộ phận máy móc. |
Phân tích chi tiết từng loại
1. Các loại Austenit (Nhà vô địch về chống ăn mòn)
Thép không gỉ 304 / 304L
Thành phần: 18% Cr, 8% Ni, Carbon thấp.
Tính chất: Loại thép không gỉ phổ biến nhất. Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong hầu hết các môi trường, khả năng tạo hình và độ dẻo dai tốt.
Ứng dụng:
- Phủ Laser: Sửa chữa hoặc tăng khả năng chống ăn mòn cho các bộ phận trong ngành chế biến thực phẩm, hóa chất và kiến trúc. Phủ lên một lớp nền bằng thép carbon rẻ hơn.
- In 3D (L-PBF): Các bộ phận thông thường, nơi khả năng chống ăn mòn tuyệt vời không phải là yếu tố chính (316L thường được ưu tiên cho các bộ phận quan trọng).
Thép không gỉ 316 / 316L
Thành phần: 16% Cr, 10% Ni, 2% Mo, Carbon thấp.
Tính chất: Việc bổ sung Molypden làm tăng đáng kể khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở do clorua.
Ứng dụng:
- Phủ Laser: Lựa chọn cao cấp để phủ các bộ phận trong môi trường khắc nghiệt: thiết bị hàng hải/ngoài khơi, nhà máy chế biến hóa chất và thiết bị công nghiệp bột giấy/giấy.
- In 3D (L-PBF): Vật liệu được sử dụng cho các bộ phận hiệu suất cao, chống ăn mòn trong hàng không vũ trụ, y tế và các ứng dụng hàng hải.
2. Các loại Ferritic (Từ tính & Tiết kiệm)
Thép không gỉ 430 / 430L
Thành phần: ~17% Cr, Niken rất thấp (<0.5%).
Tính chất: Từ tính, khả năng chống axit nitric và axit hữu cơ tốt, khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất tuyệt vời. Ít dẻo hơn các loại austenit. 430L có hàm lượng carbon thấp hơn để hàn tốt hơn.
Ứng dụng:
- Phủ Laser: Được sử dụng cho các lớp phủ tiết kiệm chi phí khi cần khả năng chống ăn mòn cụ thể của 430 hoặc khi cần từ tính. Phổ biến trong các ứng dụng ô tô và thiết bị gia dụng.
- Đúc ép kim loại (MIM): Rất phổ biến cho các bộ phận từ tính số lượng lớn như các bộ phận kim phun nhiên liệu ô tô.
3. Các loại Martensit (Nhà vô địch về độ mài mòn & độ cứng)
Thép không gỉ 410 / 410L
Thành phần: ~12% Cr, carbon thấp (đặc biệt là trong 410L).
Tính chất: Thép martensit đa năng. Nó có thể được xử lý nhiệt để phát triển một loạt các tính chất. Nó cứng lại khi làm nguội bằng không khí từ nhiệt độ cao. 410L có khả năng hàn tốt hơn do hàm lượng carbon thấp hơn.
Ứng dụng:
- Phủ Laser: Được sử dụng để xây dựng các bộ phận bị mòn, đòi hỏi sự kết hợp giữa khả năng chống ăn mòn vừa phải và khả năng chống mài mòn tốt sau khi xử lý nhiệt (ví dụ: ống lót bơm, van).
- In 3D: Ít phổ biến hơn 420 cho AM, nhưng được sử dụng cho các công cụ và bộ phận yêu cầu độ cứng.
Thép không gỉ 420
Thành phần: ~13% Cr, Carbon cao hơn (~0.3%) so với 410.
Tính chất: Có thể xử lý nhiệt để đạt được độ cứng và độ bền cao hơn nhiều so với 410. Đây là loại thép không gỉ "cấp dao kéo" tiêu chuẩn. Khả năng chống ăn mòn thấp hơn các loại austenit.
Ứng dụng:
- Phủ Laser: Tuyệt vời để phủ các lớp phủ có độ mài mòn cao, độ cứng cao trên các bộ phận như vít đùn, dụng cụ đúc và lưỡi cắt.
- In 3D (L-PBF): Được sử dụng để sản xuất trực tiếp các công cụ, khuôn và dụng cụ phẫu thuật cứng, chống mài mòn.
Ứng dụng chính xác: Phủ Laser bằng bột hình cầu
Đối với Phủ Laser (Tích tụ năng lượng định hướng), tất cả các loại này đều được sử dụng ở dạng bột nguyên tử hóa khí hình cầu. Các yêu cầu là:
- Hình dạng hạt: Hình cầu. Đảm bảo dòng chảy nhất quán từ bộ cấp bột.
- Kích thước hạt: Thô hơn so với Hợp nhất lớp bột, thường là 45-150 µm. Điều này ngăn bột bị thổi bay bởi khí bảo vệ và đảm bảo việc cung cấp hiệu quả vào vũng nóng chảy.
- Quy trình: Bột được thổi vào vũng nóng chảy được tạo ra bởi laser công suất cao, hợp nhất với lớp nền để tạo ra một lớp vật liệu mong muốn.
Giải thích: "Lớp phủ bột" so với Bột kim loại
Điều quan trọng là phải phân biệt giữa hai thuật ngữ này:
- Lớp phủ bột (Polyme): Một quy trình hoàn thiện bề mặt trong đó bột polyme khô, chảy tự do được áp dụng tĩnh điện lên bề mặt và sau đó được xử lý nhiệt để tạo thành một lớp phủ cứng, trang trí và bảo vệ. Quy trình này không sử dụng bột kim loại.
- Phun nhiệt / Phủ (Kim loại): Các quy trình sử dụng bột kim loại để tạo ra một lớp phủ. Điều này bao gồm:
- Phủ Laser: Như đã mô tả ở trên.
- HVOF (Oxy-Fuel tốc độ cao): Một quy trình để tạo lớp phủ chống mài mòn.
- Phun plasma: Để tạo lớp phủ rào cản nhiệt hoặc lớp chống ăn mòn.
Tóm tắt và Hướng dẫn lựa chọn
- Để có khả năng chống ăn mòn tối đa (đặc biệt là so với nước muối), hãy chọn 316/L.
- Để có khả năng chống ăn mòn chung với ngân sách, hãy chọn 304/L.
- Đối với bề mặt cứng, chống mài mòn (như đối với dụng cụ hoặc khuôn), hãy chọn 420.
- Đối với lớp phủ từ tính, tiết kiệm chi phí với khả năng chống ăn mòn vừa phải, hãy chọn 430/L.
- Đối với lớp phủ đa năng, có thể làm cứng với độ bền tốt, hãy chọn 410/L.