M2-Pulver

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M2 ist ein Hochgeschwindigkeitsstahlpulver, das sich durch seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit sowie seine gute Zähigkeit und Druckfestigkeit auszeichnet. Es wird häufig in der additiven Fertigung von Metallen verwendet, um langlebige Werkzeuge für Schneid-, Umform- und Stanzanwendungen herzustellen. Zusammensetzung von M2-Pulver Die Zusammensetzung von M2-Schnellstahlpulver ist: Element Gewicht % Zweck...

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M2 ist ein Hochgeschwindigkeitsstahlpulver, das sich durch seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit sowie seine gute Zähigkeit und Druckfestigkeit auszeichnet. Es wird häufig in der additiven Fertigung von Metallen verwendet, um langlebige Werkzeuge für Schneid-, Umform- und Stanzanwendungen herzustellen.

Zusammensetzung von M2-Pulver

Die Zusammensetzung des Schnellstahlpulvers M2 ist:

Element Gew.-% Zweck
Wolfram 6.0 – 6.8 Härte, Verschleißfestigkeit
Molybdän 4.8 – 5.5 Zähigkeit, Stärke
Chrom 3.8 – 4.5 Härtung, Verschleißfestigkeit
Vanadium 1.9 – 2.2 Härtung, Verschleißfestigkeit
Kohlenstoff 0.78 – 0.88 Aushärtung
Mangan 0.15 – 0.45 Aushärtung
Silizium 0.15 – 0.45 Desoxidationsmittel

Der hohe Gehalt an Wolfram, Molybdän und Chrom sorgt für eine ausgezeichnete Härte und Verschleißfestigkeit.

Eigenschaften von M2-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von M2-Pulver gehören:

Immobilie Beschreibung
Härte 64 - 66 HRC bei Wärmebehandlung
Verschleißfestigkeit Ausgezeichnete Abrieb- und Erosionsbeständigkeit
Zähigkeit Höher als Wolframkarbidsorten
Druckfestigkeit Bis zu 300 ksi
Wärmebeständigkeit Kann bis zu 600¡"C verwendet werden
Korrosionsbeständigkeit Besser als einfache Kohlenstoffstähle

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich M2 für langlebige Schneid-, Stanz- und Umformwerkzeuge.

AM-Prozessparameter für M2-Pulver

Typische Parameter für den Druck von M2-Pulver sind:

Parameter Typischer Wert Zweck
Höhe der Schicht 20-50 Ãx m Auflösung versus Baugeschwindigkeit
Laserleistung 250-500 W Ausreichendes Schmelzen ohne Verdunstung
Scan-Geschwindigkeit 400-1200 mm/s Dichte versus Produktionsrate
Abstand zwischen den Luken 80-120 Ã×m Mechanische Eigenschaften
Unterstützungsstruktur Minimal Einfache Entfernung
Heißisostatisches Pressen 1160¡"C, 100 MPa, 3 Stunden Beseitigung von Porosität

Maßgeschneiderte Parameter für Dichte, Mikrostruktur, Baurate und Nachbearbeitungsanforderungen.

Anwendungen von 3D-gedruckten M2-Werkzeugen

AM-gefertigte M2-Komponenten werden verwendet für:

Industrie Anwendungen im Werkzeugbau
Automotive Stanzwerkzeuge, Umformwerkzeuge, Vorrichtungen
Luft- und Raumfahrt Schablonen, Vorrichtungen, Beschnittwerkzeuge
Geräte Stempel, Stanzwerkzeuge, Biegestempel
Konsumgüter Spritzgussformen, Stanzwerkzeuge
Medizinisch Schneidwerkzeuge, Raspeln, Bohrerführungen

Zu den Vorteilen gegenüber traditionell bearbeiteten M2-Werkzeugen gehören Komplexität, Vorlaufzeit und Kostenreduzierung.

Spezifikationen von M2-Pulver für AM

M2-Pulver muss strenge Spezifikationen erfüllen:

Parameter Spezifikation
Partikelgrößenbereich 15-45 Ã×m typisch
Partikelform Sphärische Morphologie
Anscheindichte > 4 g/cc
Schüttdichte > 6 g/cc
Hallenflussmenge > 23 Sekunden für 50 g
Reinheit >99,9%
Sauerstoffgehalt <300 ppm

Kundenspezifische Größenverteilungen und kontrollierte Feuchtigkeitsgrade sind möglich.

Lieferanten von M2-Pulver

Zu den namhaften Anbietern von M2-Pulver gehören:

Anbieter Ort
Sandvik Osprey Großbritannien
Carpenter Additive Vereinigte Staaten
Erasteel Schweden
Hoganas Schweden
LPW Technologie Großbritannien

Die Preise reichen von $50/kg bis $120/kg, je nach Qualität und Auftragsvolumen.

Handhabung und Lagerung von M2-Pulver

Da es sich um ein reaktives Material handelt, ist eine sorgfältige Handhabung von M2-Pulver unerlässlich:

  • Versiegelte Behälter fern von Feuchtigkeit, Funken und Zündquellen lagern
  • Verwenden Sie während des Transports und der Lagerung Inertgaspolster
  • Erdung von Geräten zur Ableitung statischer Ladungen
  • Vermeiden Sie Staubansammlungen durch Absauganlagen
  • Beachten Sie die geltenden Sicherheitsvorkehrungen

Die richtige Technik gewährleistet einen optimalen Zustand des Pulvers.

Inspektion und Prüfung von M2-Pulver

Zu den Qualitätsprüfungsmethoden gehören:

Methode Geprüfte Parameter
Siebanalyse Korngrößenverteilung
SEM-Bildgebung Morphologie der Partikel
EDX Chemie und Zusammensetzung
XRD Vorhandene Phasen
Pyknometrie Dichte
Hallenflussmenge Rieselfähigkeit von Puder

Tests nach ASTM-Normen überprüfen die Pulverqualität und die Konsistenz der Chargen.

Vergleich von M2 mit alternativen Werkzeugstahlpulvern

M2 ist im Vergleich zu anderen Werkzeugstahl-Legierungen wie:

Legierung Verschleißfestigkeit Zähigkeit Kosten Leichtigkeit der Verarbeitung
M2 Ausgezeichnet Gut Mittel Mäßig
H13 Gut Ausgezeichnet Niedrig Ausgezeichnet
S7 Ausgezeichnet Mäßig High Schwierig
420 rostfrei Arm Ausgezeichnet Niedrig Ausgezeichnet

Mit seinen ausgewogenen Eigenschaften übertrifft M2 bei vielen verschleißfesten Werkzeuganwendungen die Alternativen.

Vor- und Nachteile von M2-Pulver für Metal AM

Vorteile Nachteile
Ausgezeichnete Härte und Verschleißfestigkeit Geringere Zähigkeit als bei Kaltarbeitsstählen
Gute Hitzebeständigkeit und thermische Stabilität Erforderliche Nachbearbeitungen wie HIP und Wärmebehandlung
Bewährte Referenzen für Metal AM Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre erforderlich
Kostenvorteil gegenüber exotischen Werkzeugstählen Schwierige Bearbeitung nach dem Druck
Eigenschaften entsprechen konventionellem M2 Begrenzte Korrosionsbeständigkeit

M2 ermöglicht die Herstellung von Werkzeugen mit hoher Verschleißfestigkeit, ist jedoch nicht für stark korrosive Umgebungen geeignet.

Häufig gestellte Fragen zu M2-Pulver

F: Welcher Partikelgrößenbereich eignet sich am besten für den Druck von M2-Pulver?

A: Ein typischer Bereich ist 15-45 Mikrometer. Er bietet eine optimale Fließfähigkeit des Pulvers in Kombination mit hoher Auflösung und dichten Teilen.

F: Welche Nachbearbeitungsmethoden werden für M2 AM-Teile verwendet?

A: Heißisostatisches Pressen, Wärmebehandlung, Oberflächenschleifen/EDM und Kugelstrahlen werden in der Regel verwendet, um Hohlräume zu beseitigen, Teile zu härten und zu veredeln.

F: Welches 3D-Druckverfahren für Metall ist ideal für die M2-Legierung?

A: M2 kann mit den Verfahren des selektiven Laserschmelzens (SLM), des direkten Metall-Lasersinterns (DMLS) und des Elektronenstrahlschmelzens (EBM) effektiv gedruckt werden.

F: Welche Genauigkeit und Oberflächengüte kann man bei gedruckten M2-Teilen erwarten?

A: Nachbearbeitete M2-Bauteile können Maßtoleranzen und Oberflächengüte erreichen, die mit CNC-gefrästen M2-Werkzeugen vergleichbar sind.

F: In welchen Branchen werden additiv gefertigte M2-Werkzeugkomponenten eingesetzt?

A: Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Konsumgüter-, Geräte- und Industriesektoren profitieren von 3D-gedruckten M2-Werkzeugen.

F: Was ist der wesentliche Unterschied zwischen den Schnellarbeitsstahlsorten M2 und M4?

A: M4 hat einen etwas geringeren Vanadium- und Molybdängehalt, was zu einer besseren Kombination aus Verschleißfestigkeit und Zähigkeit im Vergleich zu M2 führt.

F: Benötigt M2 beim 3D-Druck Stützstrukturen?

A: Bei Überhängen und Brücken werden minimale Stützen empfohlen, um Verformungen zu vermeiden und eine einfache Entfernung nach dem Druck zu ermöglichen.

F: Welche Dichte kann man bei optimierten M2 3D-Druckteilen erwarten?

A: Eine Dichte von mehr als 99% ist für M2 mit idealen, speziell auf diese Legierung zugeschnittenen Parametern erreichbar.

F: Welche Fehler können beim Druck von M2-Pulver auftreten?

A: Mögliche Fehler sind Rissbildung, Verformung, Porosität, unvollständige Verschmelzung und Oberflächenrauhigkeit. Die meisten können durch optimierte Parameter verhindert werden.

F: Ist HIP für alle M2 AM-Werkzeugkomponenten erforderlich?

A: HIP wird zwar dringend empfohlen, ist aber für unkritische Werkzeuganwendungen nicht unbedingt erforderlich. Eine Wärmebehandlung allein kann ausreichend sein.

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