mim nga materyal nga stainless steel 17-4

MIM 17-4 PH Overview

Base sa AISI 17-4 PH standard, ang MIM 17-4 PH usa ka martensitic precipitation-hardening stainless steel. Gipalahi kini sa usa ka kombinasyon sa pagsukol sa kaagnasan ug mekanikal nga mga kalidad.

Usa sa labing kaylap nga gigamit nga mga materyales sa MIM sa sektor sa paghulma sa metal injection mao ang 17-4 PH nga stainless steel. Kini nga metal adunay maayo nga pagsagol sa resistensya sa kaagnasan, katig-a, ug kusog. Ang mga komplikadong piraso nga adunay maayo nga kalig-on nahimong posible pinaagi sa talagsaon nga mga kalidad sa 17-4. Dugang pa, ang sekundaryong pagpatig-a gihimo sa panahon sa proseso sa sintering pinaagi sa pagbag-o sa pipila nga mga parameter.

Tungod kay ang 17-4 PH mosukol sa kaagnasan parehas sa 304L, kini kanunay nga gigamit sa mga aplikasyon nga nanginahanglan mekanikal nga mga kabtangan.

Dugang pa, ang MIM-17-4 PH giila sa UNS S17400, AISI 630, ASTM A564, AMS 5643, ug stainless steel 17-4 PH.

 

Komposisyon sa mga Kemikal

Ang kemikal nga komposisyon sa Stainless Steel 17-4 gilista sa ubos, nga adunay mga elemento ug ilang tagsa-tagsa nga mga porsyento sa gibug-aton:

• puthaw (Fe):Balanse (nabilin nga bahin)
• Nikel (Ni):3.00-5.00%
• Silicon (Si):1.00%
• Karbon (C):0.07%
• Chromium (Cr):15.50-17.50%
• Niobium (Nb):0.15-0.45%
• Manganese (Mn):1.00%
• Copper (Cu):3.00-5.00%
• Sulfur (S):0.03%

Gisiguro sa komposisyon ang kusog sa materyal, resistensya sa kaagnasan, ug uban pang mga kabtangan nga angay alang sa lainlaing mga aplikasyon sa industriya.

Ang MIM 17-4 PH nga stainless steel kasagaran adunay mekanikal nga mga kalidad nga 10-25% mas grabe pa kay sa wrought 17-4 PH. Ang mga nag-unang hinungdan naglakip sa:

Ang mga sayup sa sintering naglakip sa nagpabilin nga mga hugaw sa carbon, nagpabilin nga mga pores, ug mga lugas.
Pagkawala sa mga elemento tungod sa evaporation: Cr, Cu, ug Ni.
Paglakip sa kahugawan: O, C, ug N.

Uban sa hinay nga sintering, ang nawong nga nakasentro sa cubic austenite nga bahin gipalig-on sa carbon ug nitrogen nga mga sangkap. Sa laing bahin, ang cubic delta ferrite nga nakasentro sa lawas mopadali sa dagan sa sintering. Ang stainless steel 17-4PH nag-agi sa mga reaksyon sa ulan nga moresulta sa taas nga katig-a ug kusog, samtang ang nahabilin nga delta-ferrite nagpamenos sa kusog. Dugang pa, ang martensite mahitabo sa panahon sa pagpabugnaw human sa sintering.

Usa ka hinungdanon nga sangkap sa mga produkto sa MIM mao ang oxygen. Ang inisyal nga lugar sa nawong sa mga stainless steel powder nga adunay sapaw nga mga oxide taas, ug ang kantidad sa oxygen magkalainlain depende sa pamaagi sa paghimo sa powder. Ang taas nga lebel sa oxygen sa MIM 17-4 PH nga mga bahin mosangpot sa dili maayo nga resistensya sa kaagnasan ug ubos nga mekanikal nga mga kinaiya tungod kay kini nga mga oksido magwagtang sa abilidad sa chromium sa pagpugong sa kaagnasan.

 

Ang Tipikal nga mga Properties

Ang usa ka sopistikado nga teknik sa paghimo sa makuti, taas nga performance nga stainless steel nga mga bahin mao ang MIM. Ang peak nga temperatura, rate sa pagpainit, palibot, gidugayon sa pagkupot, ug gidak-on sa pulbos nga partikulo tanan makaapekto kung giunsa ang stainless steel 17-4 PH sinter. Daghang mga hinungdan ang nakaapekto sa komposisyon sa 17-4 PH nga haluang metal, nga sa baylo nakaapekto sa mga hugna sa microstructure, pamatasan sa sintering, ug katapusang mga kinaiya. Ang nitrogen gikan sa atmospera sa proseso, oksiheno gikan sa pulbos o atmospera, ug carbon gikan sa pulbos o binder mao ang mga nag-unang sangkap.

 

Ang sulundon nga balanse sa kusog, katig-a, ug pagsukol sa kaagnasan naghimo sa 17-4 PH nga usa ka popular nga kapilian. Ang mga produkto sa natad sa electronics, dentistry, medisina, ug aerospace nakakaplag sa pagsagol sa mga kalidad nga madanihon human sa heat treatment. lainlain sumala sa komposisyon, nga adunay mga pagbag-o sa Fe, Ni, Cu, ug Cr. Ang temperatura sa solidus maoy mga 1405°C, ug ang sa liquidus maoy gibana-bana nga 1440°C. Ang mekanikal nga mga hiyas mao ang responsive sa kainit pagtambal; fracture elongation gikan sa 8 ngadto sa 14%, abot sa kusog gikan sa 760 ngadto sa 1240 MPa, tensile kusog gikan sa 1000 ngadto sa 1340 MPa, ug ang katig-a moabot sa 43 HRC.

 

Ang talagsaon nga kombinasyon sa kalig-on, katig-a, ug pagsukol sa kaagnasan naghimo sa 17-4 PH nga stainless steel nga usa ka gipalabi nga kapilian sa industriya sa paghulma sa metal injection. Ang martensitic stainless steel nga kasagarang gipagahi sa ulan mao ang 17-4 PH.

• Dakong kusog
• Lisud kaayo
• Talagsaon nga resistensya sa corrosion
• Pagkagahi alang sa mga bali
• mga kinaiya sa heat treatment ug welding

 

Mga Epekto sa Binder ug Debinding

Alang sa stainless steel 17-4 PH injection molding, daghang binder system ang gigamit; ang labing popular mao ang 60% filler, 30% backbone, ug 10% surfactant.

Tungod kay ang nahabilin nga mga sangkap sa binder mag-usab sa katapusang lebel sa oxygen o carbon, ang pag-debinding adunay epekto sa katapusan nga mga kinaiya. Ang de-polymerization o solvent extraction mao ang unang lakang sa pag-debinding; pananglitan, ang paraffin wax matunaw sa heptane, ug ang polythylene glycol matunaw sa init nga tubig. Dugang pa, ang fuming nitric acid gigamit sa catalytic debinding aron makuha ang polyoxymethylene. Ang labing maayo nga paagi sa pagtangtang sa binder sa ikaduhang yugto sa debinding mao ang paghupot niini sa 600 ngadto sa 1000 ° C sa usa ka hydrogen nga palibot. Kini nga hugna usahay gitawag nga ang sintering pagsugod nga yugto.

 

Sintering Parameter Epekto

Usa ka gidaghanon sa mga baryable nakig-interact sa panahon sa sintering sa stainless steel 17-4 PH sa paghubit sa katapusan nga densidad, hugna, microstructure, ug mga kinaiya. Ang upat ka nag-unang mga sangkap sa statistical analysis mao ang heat treatment, sintering atmosphere, inisyal nga oxygen concentration, ug particle size.

Ang sintering temperatura adunay labing impluwensya sa sintered density.

 

Ang gidak-on sa mga partikulo

Ang pagsabwag sa nawong mao ang proseso diin ang unang pagbugkos sa partikulo sa panahon sa sintering mahitabo; ang mas gamay nga partikulo nga adunay mas dako nga lugar sa nawong makapalig-on sa inisyal nga bugkos. Ang pagdikit sa partikulo sa backbone polymer mapulihan sa pagdugtong sa ibabaw nga pagsabwag sa higayon nga mahitabo ang binder pyrolysis. Ang pagsabwag sa utlanan sa lugas nanginahanglan pagtubo sa liog samtang ang sintering bonding tali sa mga partikulo sa metal nagdugang aron makahimo mga utlanan sa lugas tali sa mga partikulo. Kung maporma ang utlanan sa lugas, ang gidak-on sa lugas adunay dakong papel sa sintering kung magsugod ang pag-urong, ug kini adunay kabaliktaran nga epekto sa rate sa sintering. Bisan pa, ang epekto sa inisyal nga gidak-on sa partikulo mahimong masumpo sa mas taas nga peak nga temperatura o mas taas nga oras sa pagkupot.

 

Ang atmospera

Sa stainless steel, ang standard nga mga opsyon sa sintering environment naglakip sa vacuum, hydrogen, nitrogen, hydrogen-nitrogen, ug argon-hydrogen.


Ang duha ka labing popular nga sintering atmospheres alang sa stainless steel 17-4 PH mao ang hydrogen ug vacuum. Adunay usa ka mamatikdan nga pagkunhod sa oxide kung idugang ang carbon. Ang silicon ug chromium makakupot sa oksiheno nga walay carbon nga pagdugang sa graphite. Ang pagkunhod sa oxide mahitabo kung taas ang temperatura ug taas ang lebel sa hydrogen; ang ubos nga tun-og makagarantiya niini nga proseso. Ang bugnaw nga oksihenasyon sa nawong nga mahitabo pagkahuman sa sintering maghimo usa ka passive coating sa silicon, iron, ug chromium nga makasukol sa corrosion.

Ingon usa ka lig-on nga austenite stabilizer, ang nitrogen adunay epekto sa pag-uswag sa martensite ug ang katapusang mga kinaiya sa stainless steel. Samtang kini mobugnaw, nitroheno, nga matunaw sa austenite, precipitates ingon Cr2N. Ang chromium sa lugar sa utlanan sa lugas mahurot tungod niini nga pag-ulan, nga maoy hinungdan nga mahitabo dayon ang localized corrosion. Ingon nga resulta, kinahanglan natong pugngan ang nitrogen gikan sa pagsulod sa sintering atmosphere ug pabugnawon ang mga sangkap ubos sa 900 ° C sa gikusgon nga 200 ° C matag minuto. sa stainless steel 17-4 PH aron mapugngan ang paghimo sa chromium nitride.

Ang graphite usab nagpatunghag ubos nga partial pressure sa carbon monoxide sa vacuum furnaces, mao nga ang graphite vacuum furnaces malampuson sa vacuum sintering. Sa 1300 ° C ug usa ka ubos nga CO partial pressure nga 0.001, kini maka-convert sa chromium oxide ngadto sa chromium.

 

 

Temperatura ug Rate sa Pagpainit

Ang kasagarang mga siklo sa sintering naglakip sa pagwagtang sa kahugawan ug mga proseso sa pagsunog sa binder nga naglakip sa pagpainit ug paghawid sa lain-laing mga temperatura. Alang sa pagkunhod sa kahugawan, ang sulundon nga temperatura hapit sa 1000 ° C, samtang alang sa katapusan nga pagtangtang sa polimer, kini hapit sa 600 ° C.

Ang stainless steel 17-4PH nakaagi sa sintering shrinkage sa dilatometry testing sa peak rate nga mga 1250°C, samtang ang full-density (98%) nagkinahanglan ug peak temperature nga 1300°C. Ang tumbaga ug chromium, bisan pa, moalisngaw sa kini nga taas nga temperatura, tingali hinungdan sa pagkawala sa pagtambal sa kainit ug resistensya sa kaagnasan.

 

Dugang pa, ang synthesis sa delta-ferrite gitabangan sa mas taas nga temperatura; pinaagi sa mas paspas nga pagsabwag, kini nga hugna makatabang sa katapusan nga densification. Ang puti nga delta-ferrite nga mga kolonya ug ngitngit nga mga dapit sa circular oxide pores makita sa mosunod nga micro-structure graph sa MIM 17-4PH sa sintering.

Ang microstructure sa 1260 SS17-4 MIM

 

Pagkontrol sa Carbon

Atol sa proseso sa sintering, ang carbon maoy laing austenite stabilizer. Ang mas taas nga kalig-on ug katig-a makab-ot uban sa ubos nga gipabilin nga carbon content nga lebel sa 17-4, ubos sa 0.1 nga gibug-aton nga porsyento. Ang mga hugna sa stainless steel 17-4 PH, densification, ug mekanikal nga mga kinaiya maapektuhan sa pagbag-o sa sulud sa carbon.

 

Ang atomized powder sa proseso sa MIM, binder residues, debinding cycle, sintering environment, pagsugod sa oxygen, ug peak sintering temperature mao ang pipila sa mga variables nga makaapekto sa carbon level. Ang nag-unang determinant sa katapusang carbon content atol sa sintering mao ang inisyal nga lebel sa oxygen. Pananglitan, 0.03% nga carbon ang nawala atol sa hydrogen sintering sa 17-4 gas atomized powder sa 1343°C. Dugang pa, labi na sa mubu nga temperatura sa sintering, ang mga residu sa binder mahimo usab nga hinungdan sa kontaminasyon sa carbon.

Sa hydrogen ug vacuum sintering, ang tensile strength sa stainless steel 17-4 naimpluwensyahan sa gidaghanon sa carbon nga gipabilin. Sa bisan hain sa H900 o H1100 heat treatment, o sa standard sintering sa 1300 ngadto sa 1360°C. Ang mosunud nga imahe nag-ilustrar kung giunsa ang kusog nga tensile mamatikdan nga pagkunhod sa pagtaas sa sulud sa carbon.

 

Pagmentinar sa Panahon

Sa sintering, ang mga oras sa pagpugong sa labing taas nga temperatura mahulog tali sa 60 ug 120 minuto. gikan sa sintered density kumpara sa temperatura ug time graph nga nagsunod. Samtang ang temperatura mosaka gikan sa 1240°C ngadto sa 1360°C, kini nagpakita sa usa ka progresibong densidad gikan sa 96.3% ngadto sa 98.3%. Ang sintering compacts makab-ot ang bug-os nga densidad (98%), pagkahuman sa 60 minuto nga pagkupot. Ang porosity gikuha ug ang rate sa pore annihilation mikunhod sa panahon niini nga hugna. Ang pagkawala sa mga utlanan sa lugas ug kakapoy sa porosity mao ang nag-unang hinungdan.

 

Mga Benepisyo sa MIM 17-4

Taas nga resistensya sa corrosion
Pagpatig-a sa edad tungod sa init nga pagtambal
Kalig-on sa industriya ug kalig-on
Talagsaon nga pagbatok sa kainit
Maayo alang sa komplikadong geometry sa MIM

 

Mga Kinaiya sa Mekanikal

Sama sa alang sa istruktura nga mga aparato, gigamit ang MIM 17-4 PH. Paboritong ikatandi nga mga kinaiya mao ang kusog, katig-a, ug elongation. Dugang pa, ang kakapoy, kusog sa ani, ug pagkagahi sa bali mao ang mga isyu nga naapektuhan sa daghang mga variable sa pagproseso.

Ang mosunod nga hulagway nagsumaryo sa kasagarang mga parametro sa 17-4 PH base sa estadistika nga pagtuki sa daghang proyekto sa MIM. Ang mga parametro sa sintering maoy responsable sa halos 60% sa mga kausaban sa mga kabtangan.

 

Sumala sa sumbanan sa industriya sa MIM, ang stainless steel 17-4 PH kinahanglan adunay minimum nga tensile strength nga 790 MPa, usa ka katig-a sa 27 HRC human sa sintering, ug usa ka katig-a sa 1070 MPa ug 33 HRC human sa heat treatment. 4% elongation alang sa duha. Ang tensile strength sa stainless steel 17-4PH human sa 1350°C sintering ug H900 heat treatment mao ang 1280 MPa para sa gas-atomized powder ug 1136 MPa para sa water-atomized powder. Kinahanglan nga matikdan nga ang gas atomized powder mahimo nga makab-ot ang usa ka heat-treated tensile strength sa 1485 MPa nga adunay 9% elongation.

 

Pagbatok sa Corrosion

Upat ka matang sa sintered stainless steel (304, 316, 430, ug 17-4) ang gipailalom sa standard corrosion testing sa lain-laing mga sitwasyon. Ang mga resulta nagpakita nga ang 17-4 mao ang pinakagamay nga makasugakod niini nga mga kondisyon. Dugang pa, tungod kay ang mga pores sa sintered nga mga sangkap hinungdan sa lokal nga kaagnasan pinaagi sa polarisasyon sa konsentrasyon, ang wrought nga materyal mas makasugakod sa kaagnasan kaysa sa sintered nga materyal. Ang hydrogen sintering ug gas atomized powder mao ang duha ka popular nga mga pamaagi aron mapalambo ang resistensya sa kaagnasan tungod kay ang nahabilin nga oxygen usa ka disbentaha.

Ang resistensya sa corrosion nalangkit usab sa biocompatibility. Kung itandi sa titanium ug cobalt alloys, ang stainless steel 17-4 PH adunay maayo nga cytotoxicity apan kulang sa kompetisyon sa kinatibuk-ang biocompatibility.

 

Market sa Aplikasyon sa PH para sa MIM 17-4

Talagsaon nga mekanikal nga mga hiyas gihatag sa 17-4 PH stainless steel sa temperatura ingon kataas sa 350 ° C. Dugang pa, kini igo nga lig-on alang sa metal nga plorera ug mga welds, ug ang pag-warping ug pag-scaling mahimong mapakunhod pinaagi sa pagpainit sa usa ka mubu nga temperatura sa mubo nga panahon.

Tungod sa iyang labaw nga kaagnasan ug kainit nga pagsukol, ang aerospace 17-4 nga stainless steel usa ka maayong kapilian alang sa mga aplikasyon sa aerospace. Ang taas nga kaputli sa pulbos ug densification makasiguro sa tibuok kinabuhi sa mga produkto sa MIM 17-4 ug makapamenos sa kausaban sa sayop.

Mga sakyanan
Ang labing kaylap nga gigamit nga materyal sa paghimo sa mga awto mao ang stainless steel 17-4 tungod kay kini yano nga proseso sa lainlaing mga porma. Uban ang igo nga kalig-on, ang teknolohiya sa paghulma sa pag-injection sa metal nagdugang usab sa kapasidad niini alang sa komplikado nga geometry.

Mga kustomer
Tungod sa talagsaon nga resistensya sa kaagnasan, ang 17-4 kaylap nga gigamit sa mga aplikasyon sa consumer nga naggamit sa teknolohiya sa MIM. Dugang pa, ang talagsaon nga kalig-on ug katig-a sa kini nga materyal naggarantiya nga wala’y sayup nga pagpaandar.

Sa konklusyon

Ang MIM 17-4 PH naghimo og talagsaong mga lakang sa pag-optimize sa mga kabtangan sa istruktura. Alang sa daghang angay nga mga aplikasyon, nagtanyag kini usa ka lainlaing madanihon nga kombinasyon sa mga sintered nga kabtangan. Ang temperatura sa sintering mao ang nag-unang determinant sa katapusang mga hiyas kung itandi sa tipo sa pulbos, gidak-on sa partikulo, berde nga densidad, gidugayon sa paghawid, ug uban pang mga parameter. Dugang pa, ang hugna nga naa sa sintered nga mga materyales makaapekto sa mga sintered nga kabtangan.

Sa kasamtangan, ang post-sintering heat treatment, sintered density, ug phase morphology tanan makaapekto sa mga kinaiya. Samtang ang sintered density nagtino sa mga kinaiya, ang Hot Isostatic Pressing (HIP) nagpalambo niini.

Ang Metal Injection Molding (MIM) nahimong mas abante nga adunay stainless steel 17-4 PH. Sa pagtanyag ug dugang nga aplikasyon para sa sintered 17-4 PH, ang JHMIM nagdepende sa MIM nga teknolohiya base.