M2-Pulver

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.