Pó M2
O M2 é um pó de aço de alta velocidade caracterizado pela sua elevada dureza e resistência ao desgaste, juntamente com uma boa tenacidade e resistência à compressão. É amplamente utilizado no fabrico de aditivos metálicos para produzir ferramentas duradouras para aplicações de corte, conformação e estampagem. Composição do pó M2 A composição do pó de aço rápido M2 é: Elemento Peso % Objetivo...
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M2 is a high-speed steel powder characterized by its high hardness and wear resistance along with good toughness and compressive strength. It is widely used in metal additive manufacturing to produce durable tooling for cutting, forming and stamping applications.
Composition of M2 Powder
The composition of M2 high-speed steel powder is:
| Elemento | Peso % | Propósito |
|---|---|---|
| Tungstênio | 6.0 – 6.8 | Dureza, resistência ao desgaste |
| Molibdênio | 4.8 – 5.5 | Toughness, strength |
| Crómio | 3.8 – 4.5 | Hardening, wear resistance |
| Vanádio | 1.9 – 2.2 | Hardening, wear resistance |
| Carbono | 0.78 – 0.88 | Hardening |
| Manganês | 0.15 – 0.45 | Hardening |
| Silício | 0.15 – 0.45 | Desoxidante |
The high tungsten, molybdenum and chromium content impart excellent hardness and wear resistance.
Properties of M2 Powder
Key properties of M2 powder include:
| Propriedade | Descrição |
|---|---|
| Dureza | 64 – 66 HRC when heat treated |
| Resistência ao desgaste | Excellent abrasion and erosion resistance |
| Tenacidade | Higher than tungsten carbide grades |
| Resistência à Compressão | Up to 300 ksi |
| Resistência ao calor | Can be used up to 600¡«C |
| Resistência à corrosão | Better than plain carbon steels |
The properties make M2 suitable for durable cutting, stamping and forming tooling.
AM Process Parameters for M2 Powder
Typical parameters for printing M2 powder include:
| Parâmetros | Valor típico | Propósito |
|---|---|---|
| Altura da camada | 20 a 50 µm | Resolução versus velocidade de construção |
| Potência laser | 250-500 W | Fusão suficiente sem evaporação |
| Velocidade de digitalização | 400-1200 mm/s | Densidade versus taxa de produção |
| Espaçamento da escotilha | 80-120 Ã×m | Propriedades mecânicas |
| Support structure | Mínimo | Easy removal |
| Prensagem isostática a quente | 1160¡«C, 100 MPa, 3 hrs | Eliminar a porosidade |
Parâmetros adaptados à densidade, microestrutura, velocidade de construção e requisitos de pós-processamento.
Applications of 3D Printed M2 Tooling
AM fabricated M2 components are used for:
| Indústria | Tooling applications |
|---|---|
| Automotivo | Stamping dies, forming tools, fixtures |
| Aeroespacial | Jigs, fixtures, trim tools |
| Appliances | Punches, blanking dies, bending dies |
| bens de consumo | Injection molds, stamping dies |
| Médico | Cutting tools, rasps, drill guides |
Benefits over traditionally processed M2 tooling include complexity, lead time and cost reduction.
Specifications of M2 Powder for AM
M2 powder must meet strict specifications:
| Parâmetros | Especificação |
|---|---|
| Faixa granulométrica | 15-45 Ã×m típico |
| Forma da partícula | Morfologia esférica |
| Densidade Aparente | > 4 g/cc |
| Densidade Batida | > 6 g/cc |
| Taxa de fluxo por corredor | > 23 seg. para 50 g |
| Pureza | >99,9% |
| Teor de Oxigênio | <300 ppm |
Estão disponíveis distribuições de tamanho personalizadas e níveis de humidade controlados.
Suppliers of M2 Powder
Reputable M2 powder suppliers include:
| Fornecedor | Local |
|---|---|
| Sandvik Osprey | Reino Unido |
| Carpenter Additive | EUA |
| Erasteel | Suécia |
| Hoganas | Suécia |
| Tecnologia LPW | Reino Unido |
Prices range from $50/kg to $120/kg based on quality and order volume.
Handling and Storage of M2 Powder
As a reactive material, careful M2 powder handling is essential:
- Store sealed containers away from moisture, sparks, ignition sources
- Use inert gas padding during transfer and storage
- Ligação à terra do equipamento para dissipar as cargas estáticas
- Avoid dust accumulation through extraction systems
- Follow applicable safety precautions
Técnicas adequadas garantem um estado ótimo do pó.
Inspection and Testing of M2 Powder
Os métodos de teste de qualidade incluem:
| Método | Parâmetros testados |
|---|---|
| Análise granulométrica | Distribuição de Tamanho de Partículas |
| Imagem SEM | Morfologia das partículas |
| EDX | Química e composição |
| XRD | Fases presentes |
| Picnometria | Densidade |
| Taxa de fluxo por corredor | Fluidez do pó |
Os ensaios efectuados de acordo com as normas ASTM verificam a qualidade do pó e a consistência dos lotes.
Comparing M2 to Alternative Tool Steel Powders
M2 compares to other tool steel alloys as:
| Liga | Resistência ao desgaste | Tenacidade | Custo | Ease of Processing |
|---|---|---|---|---|
| M2 | Excelente | Bom | Médio | Justo |
| H13 | Bom | Excelente | Baixo | Excelente |
| S7 | Excelente | Justo | Alto | Difícil |
| 420 stainless | Pobre | Excelente | Baixo | Excelente |
With its balanced properties, M2 supersedes alternatives for many wear-resistant tooling applications.
Pros and Cons of M2 Powder for Metal AM
| **Prós** | Contras |
|---|---|
| Excelente dureza e resistência ao desgaste | Lower toughness than cold work tool steels |
| Good heat resistance and thermal stability | Required post-processing like HIP and heat treatment |
| Established credentials for metal AM | Controlled atmosphere storage required |
| Cost advantage over exotic tool steels | Difficult to machine after printing |
| Properties match conventional M2 | Limited corrosion resistance |
M2 enables high wear resistance additive tooling, though not suitable for highly corrosive environments.
Frequently Asked Questions about M2 Powder
Q: What particle size range works best for printing M2 powder?
A: A typical range is 15-45 microns. It provides optimal powder flowability combined with high resolution and dense parts.
Q: What post-processing methods are used for M2 AM parts?
A: Hot isostatic pressing, heat treatment, surface grinding/EDM, and shot peening are typically used to eliminate voids, harden, and finish parts.
Q: Which metal 3D printing process is ideal for M2 alloy?
A: M2 can be effectively printed using selective laser melting (SLM), direct metal laser sintering (DMLS) and electron beam melting (EBM) processes.
Q: What accuracy and surface finish can be expected for M2 printed parts?
A: Post-processed M2 components can achieve dimensional tolerances and surface finish comparable to CNC machined M2 tooling.
Q: What industries use additively manufactured M2 tooling components?
A: Automotive, aerospace, medical, consumer goods, appliances, and industrial sectors benefit from 3D printed M2 tooling.
Q: What is the key difference between M2 and M4 grades of high speed steel?
A: M4 has slightly lower vanadium and molybdenum content leading to a better combination of wear resistance and toughness compared to M2.
Q: Does M2 require support structures when 3D printing?
A: Minimal supports are recommended on overhangs and bridges to prevent deformation and allow easy removal after printing.
Q: What density can be expected with optimized M2 3D printed parts?
A: Density above 99% is achievable for M2 using ideal parameters tailored specifically for this alloy.
Q: What defects can occur when printing M2 powder?
A: Potential defects are cracking, distortion, porosity, incomplete fusion, and surface roughness. Most can be prevented through optimized parameters.
Q: Is HIP required for all M2 AM tooling components?
A: While highly recommended, HIP may not be absolutely necessary for non-critical tooling applications. Heat treatment alone may suffice.
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