304L Polvere di acciaio inossidabile per MIM

Panoramica della polvere 304L per MIM

Il 304L è un acciaio inossidabile austenitico contenente cromo, nichel e basso contenuto di carbonio. La "L" indica un basso tenore di carbonio per evitare la precipitazione di carburi durante la saldatura. Il 304L offre un'eccellente resistenza alla corrosione, paragonabile a quella del 316L, ma a un costo inferiore.

Le caratteristiche principali che rendono il 304L adatto al MIM includono:

• Eccellente resistenza alla corrosione in diversi ambienti
• Buona duttilità, tenacità e proprietà meccaniche
• Alta densità di sinterizzazione ottenibile
• Eccellente modellabilità grazie alla forma sferica della polvere
• Conveniente rispetto alla polvere 316L
• Prontamente disponibile in una varietà di specifiche di polvere

Questo articolo fornisce una panoramica dettagliata delle proprietà, della lavorazione, della sinterizzazione, delle applicazioni e di altre caratteristiche specifiche della polvere 304L utilizzata nello stampaggio a iniezione dei metalli.

Composizione tipica della polvere 304L per MIM

La composizione della polvere 304L per MIM è:

Elemento	% Peso
Ferro (Fe)	Equilibrio
Cromo (Cr)	18-20%
Nichel (Ni)	8-10%
Manganese (Mn)	¨P 2%
Silicio (Si)	¨P 1%
Carbonio (C)	¨P 0,03%
Azoto (N)	¨P 0,1%
Zolfo (S)	¨P 0,03%

Il nichel aumenta la resistenza alla corrosione e il cromo la resistenza all'ossidazione. Il basso tenore di carbonio riduce al minimo la precipitazione di carburo durante la sinterizzazione.

Proprietà della polvere 304L per MIM

La polvere 304L presenta le seguenti proprietà:

Proprietà	Valore
Densità	7.9 g/cm3
Punto di fusione	1400-1450 circa
Conduttività termica	16 W/mK
Resistività elettrica	0,72 Ã×´Î.cm
Modulo di Young	193 GPa
Rapporto di Poisson	0.29
Limite di snervamento	205-515 MPa
Resistenza alla trazione	515-620 MPa
Allungamento	40-50%

Queste proprietà rendono il 304L adatto alla produzione di parti MIM ad alte prestazioni che necessitano di resistenza alla corrosione.

Specifiche della polvere 304L per MIM

La polvere 304L per MIM ha le seguenti specifiche:

• Dimensione particellareTipicamente 10-20 micron con distribuzione stretta. Critico per un'elevata densità di sinterizzazione.
• PortataPortata minima di 25 s/50 g. Garantisce uno stampaggio a iniezione senza intasamenti.
• MorfologiaPolvere prevalentemente sferica per un'eccellente modellabilità e densità.
• Contenuto di ossigenoBassi livelli di ossigeno (<2000 ppm) per ridurre al minimo l'ossidazione.
• Densità apparenteUna maggiore densità apparente migliora il caricamento della polvere durante lo stampaggio.
• Densità del materiale compattatoÈ auspicabile una densità di battitura superiore a 4 g/cm3 per una buona compattazione.

Lavorazione della polvere 304L in MIM

La polvere 304L subisce le seguenti fasi di lavorazione durante il MIM:

1. Miscelazione - La polvere viene mescolata con un legante adatto, lubrificanti e plastificanti per formare la materia prima.

2. Granulazione - La materia prima viene granulata in pellet sferici per migliorare il flusso nel cilindro di iniezione.

3. Stampaggio a iniezione - I pellet di materia prima vengono stampati in pezzi complessi di forma netta mediante stampaggio a iniezione.

4. Sbavatura - Il legante viene rimosso dai pezzi stampati attraverso processi di deceraggio con solventi e/o termici.

5. Sinterizzazione - Le parti decomposte (parti marroni) vengono sinterizzate a 1300-1400¡"C in idrogeno per produrre componenti densi.

Risposta alla sinterizzazione della polvere 304L

• La polvere 304L può raggiungere una densità teorica >95% al momento della sinterizzazione con una distorsione minima.
• Eccellente sinterizzazione grazie alla polvere sferica fine, buona pulizia e purezza della superficie.
• Il basso tenore di carbonio riduce al minimo la precipitazione dei carburi di cromo durante la sinterizzazione.
• Per ottenere un'elevata densificazione e proprietà è necessario controllare la temperatura e l'atmosfera.
• Il trattamento termico post-sinterizzazione può migliorare ulteriormente le proprietà.

Applicazioni di parti 304L sinterizzate da MIM

Il MIM con polvere 304L è ideale per:

• Strumenti chirurgici come lame di bisturi, pinze, divaricatori, pinze.
• Componenti dentali e ortodontici come impianti e apparecchi.
• Componenti dell'orologio come dita, ingranaggi e molle.
• Contatti elettrici e connettori.
• Cateteri, cannule e dispositivi microfluidici per uso medico.
• Raccordi, elementi di fissaggio e altra ferramenta resistenti alla corrosione.
• Gioielli decorativi e di bigiotteria.

Vantaggi dell'utilizzo della polvere 304L per MIM

I vantaggi includono:

• Eccellente resistenza alla corrosione, paragonabile a quella dell'acciaio inox 304L fuso o battuto.
• Elevata precisione dimensionale e ottima finitura superficiale dei pezzi MIM.
• Geometrie complesse possibili solo grazie al MIM.
• Densità quasi totale e buone proprietà meccaniche.
• Processo scalabile in grado di produrre in modo economico volumi medi e alti.
• Peso del componente e utilizzo del materiale inferiori rispetto alla lavorazione.

Fornitori globali di polvere 304L per MIM

Tra i principali fornitori mondiali di polveri di acciaio inossidabile 304L atomizzate con gas e realizzate su misura per il MIM figurano:

• Sandvik Osprey (Regno Unito)
• Prodotti in polvere Carpenter (USA)
• AMETEK (USA)
• Polveri metalliche di Rio Tinto (Canada)
• H?gan?s (Svezia)
• Guangdong Huijin Materiale in polvere (Cina)

Queste aziende offrono vari gradi di polvere 304L che soddisfano i severi requisiti del MIM.

Prezzi della polvere 304L per l'industria MIM

Grado	Fascia di prezzo
Purezza commerciale	$15-25 al kg
Alta purezza	25-50 €/kg
Grado ultra fine	tra i 50 e i 120 dollari a kg

Le polveri sferiche ultrafini atomizzate a gas utilizzate nel MIM sono più costose dei gradi standard. Gli acquisti di piccole quantità possono essere 50% più costosi.

Conservazione e manipolazione della polvere 304L

La polvere 304L deve essere conservata in contenitori sigillati, con umidità controllata e spurgo di gas inerte, per evitare che la polvere venga distrutta:

• Ossidazione/reazione con l'ambiente
• Assorbimento di umidità che porta a una sinterizzazione insufficiente
• È necessario seguire le precauzioni di sicurezza indicate nelle SDS del fornitore.

Durante la lavorazione MIM è necessario utilizzare tecniche di manipolazione della polvere molto accurate.

Test di controllo qualità per la polvere 304L

I test più importanti includono:

• Distribuzione dimensionale delle particelle (diffrazione laser)
• Morfologia (SEM)
• Portata (flussimetro Hall)
• Densità apparente
• Densità del materiale compattato
• Composizione chimica

L'esecuzione di test adeguati garantisce che la polvere soddisfi i requisiti critici per la produzione di materie prime MIM di alta qualità.

Confronto tra 304L e 316L per MIM

Le polveri 304L e 316L sono messe a confronto per l'uso MIM:

• Il 304L offre un valore migliore con un costo inferiore.
• Il 316L offre una maggiore resistenza alla corrosione in ambienti difficili.
• Entrambi offrono un'eccellente sinterizzazione.
• Il 304L ha una resistenza alla trazione leggermente migliore, mentre il 316L offre una maggiore resistenza allo snervamento.
• Il 304L è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni, mentre il 316L è preferibile per le condizioni più difficili.

FAQ

D: Qual è la dimensione tipica della polvere 304L utilizzata per il feedstock MIM?

A: 10-20 micron con una distribuzione granulometrica ristretta sono tipicamente utilizzati per ottenere un carico di polvere, una modellabilità e una densità di sinterizzazione ottimali.

D: Quanto costa la polvere di 304L ad alta purezza per il MIM?

R: La polvere 304L sferica atomizzata a gas di elevata purezza costa $25-50 al kg in base al volume dell'ordine. Le piccole quantità sono significativamente più costose.

D: Quale densità di sinterizzazione si può ottenere con i pezzi in MIM 304L?

R: Con una lavorazione ottimizzata, è possibile ottenere una densità di sinterizzazione superiore alla densità teorica 95% (circa 7,6-7,8 g/cm3) per i pezzi 304L MIM.

D: Viene utilizzato un trattamento termico post-sinterizzazione per i pezzi in 304L ottenuti da MIM?

R: Sì, la ricottura in soluzione seguita da raffreddamento ad aria può essere eseguita su pezzi MIM 304L sinterizzati per migliorare le proprietà meccaniche.

D: Dove posso acquistare la polvere 304L adatta alle applicazioni MIM in campo medico?

R: La polvere 304L che soddisfa le rigorose specifiche per il settore medico può essere acquistata dai principali fornitori, tra cui Sandvik Osprey, Carpenter Powder Products, AMETEK, Rio Tinto Metal Powders.