mim materjal stainless steel 17-4

MIM 17-4 PH Ħarsa ġenerali

Ibbażat fuq l-istandard AISI 17-4 PH, MIM 17-4 PH huwa azzar li ma jissaddadx li jwebbsu bil-preċipitazzjoni martensitika. Huwa distint minn taħlita ta 'reżistenza għall-korrużjoni u kwalitajiet mekkaniċi.

Wieħed mill-materjali MIM l-aktar użati fis-settur tal-iffurmar tal-injezzjoni tal-metall huwa l-istainless steel 17-4 PH. Dan il-metall għandu taħlita kbira ta 'reżistenza għall-korrużjoni, ebusija u saħħa. Biċċiet kumplessi b'saħħa tajba huma possibbli permezz tal-kwalitajiet eċċezzjonali ta '17-4. Barra minn hekk, it-twebbis sekondarju jitwettaq matul il-proċess tas-sinterizzazzjoni billi jiġu mmodifikati ċerti parametri.

Peress li 17-4 PH jirreżisti l-korrużjoni b'mod simili għal 304L, huwa użat ta 'spiss f'applikazzjonijiet li jeħtieġu proprjetajiet mekkaniċi.

Barra minn hekk, MIM-17-4 PH huwa identifikat minn UNS S17400, AISI 630, ASTM A564, AMS 5643, u stainless steel 17-4 PH.

 

Kompożizzjoni ta' Kimiċi

Il-kompożizzjoni kimika ta 'Stainless Steel 17-4 hija elenkata hawn taħt, bl-elementi u l-perċentwali tal-piż rispettiv tagħhom:

• Ħadid (Fe):Bilanċ (porzjon li jifdal)
• Nikil (Ni):3.00-5.00%
• Silikon (Si):1.00%
• Karbonju (C):0.07%
• Kromju (Cr):15.50-17.50%
• Nijobju (Nb):0.15-0.45%
• Manganiż (Mn):1.00%
• Ram (Cu):3.00-5.00%
• Kubrit (S):0.03%

Il-kompożizzjoni tiżgura s-saħħa tal-materjal, reżistenza għall-korrużjoni, u proprjetajiet oħra adattati għal diversi applikazzjonijiet industrijali.

L-istainless steel MIM 17-4 PH tipikament għandu kwalitajiet mekkaniċi li huma 10-25% agħar minn 17-4 PH maħdum. Il-kawżi primarji jinkludu:

Id-difetti tas-sinterizzazzjoni jinkludu impuritajiet tal-karbonju permanenti, pori miżmuma, u ħbub.
Telf ta' elementi kkaġunat mill-evaporazzjoni: Cr, Cu, u Ni.
Inklużjoni ta' impurità: O, C, u N.

Bit-tnaqqis tas-sinterizzazzjoni, il-fażi tal-awstenita kubika ċċentrata fuq il-wiċċ hija stabbilizzata minn komponenti tal-karbonju u tan-nitroġenu. Min-naħa l-oħra, ferrite delta kubi ċċentrata fuq il-ġisem se tħaffef il-pass tas-sinterizzazzjoni. L-istainless steel 17-4PH jgħaddi minn reazzjonijiet ta 'preċipitazzjoni li jirriżultaw f'ebusija u saħħa għolja, filwaqt li residwu delta-ferrite inaqqas is-saħħa. Barra minn hekk, il-martensite iseħħ matul il-fażi tat-tkessiħ wara s-sinterizzazzjoni.

Komponent ewlieni tal-prodotti MIM huwa l-ossiġnu. L-erja tal-wiċċ inizjali tat-trab tal-istainless steel miksija bl-ossidi hija għolja, u l-ammont ta 'ossiġnu jvarja skont il-metodu tal-manifattura tat-trab. Livelli għoljin ta 'ossiġnu f'partijiet MIM 17-4 PH iwasslu għal reżistenza tal-korrosjoni fqira u karatteristiċi mekkaniċi inferjuri peress li dawn l-ossidi se jneħħu l-abbiltà tal-kromju li jinibixxi l-korrużjoni.

 

Il-Proprjetajiet Tipiċi

Teknika sofistikata għall-ħolqien ta 'partijiet kkomplikati ta' l-istainless steel ta 'prestazzjoni għolja hija MIM. L-ogħla temperatura, ir-rata tat-tisħin, l-ambjent, it-tul taż-żamma, u d-daqs tal-partiċelli tat-trab kollha jaffettwaw kif l-istainless steel 17-4 PH sinters. Bosta fatturi jaffettwaw il-kompożizzjoni tal-liga 17-4 PH, li mbagħad taffettwa l-fażijiet tal-mikrostruttura, l-imġiba tas-sinterizzazzjoni, u l-karatteristiċi aħħarija. Nitroġenu mill-atmosfera tal-proċess, ossiġnu mit-trab jew atmosfera, u karbonju mit-trab jew binder huma l-komponenti primarji.

 

Il-bilanċ ideali ta 'saħħa, ebusija, u reżistenza għall-korrużjoni jagħmel 17-4 PH għażla popolari. Il-prodotti fl-oqsma tal-elettronika, id-dentistrija, il-mediċina u l-ajruspazju jsibu t-taħlita ta 'kwalitajiet attraenti wara t-trattament tas-sħana. li jvarja skond il-kompożizzjoni, b'bidliet f'Fe, Ni, Cu, u Cr. It-temperatura ta 'solidus hija madwar 1405 ° C, u dik ta' liquidus hija bejn wieħed u ieħor 1440 ° C. Il-kwalitajiet mekkaniċi huma reattivi għat-trattament tas-sħana; it-titwil tal-ksur ivarja minn 8 sa 14%, is-saħħa tar-rendiment tvarja minn 760 sa 1240 MPa, is-saħħa tat-tensjoni tvarja minn 1000 sa 1340 MPa, u l-ebusija tilħaq 43 HRC.

 

Il-kombinazzjoni eċċezzjonali ta 'saħħa, ebusija u reżistenza għall-korrużjoni tagħmel l-istainless steel 17-4 PH għażla preferuta fl-industrija tal-iffurmar tal-injezzjoni tal-metall. L-istainless steel martensitic li huwa l-aktar komuni mwebbes bil-preċipitazzjoni huwa 17-4 PH.

• Qawwa kbira
• Estremament diffiċli
• Reżistenza superba għall-korrużjoni
• Toughness għall-ksur
• karatteristiċi tat-trattament bis-sħana u l-iwweldjar

 

Effetti ta' Binder u Debinding

Għall-iffurmar tal-injezzjoni tal-istainless steel 17-4 PH, jintużaw ħafna sistemi ta 'legaturi; l-aktar popolari huma 60% mili, 30% sinsla, u 10% surfactant.

Minħabba li l-ingredjenti tal-legaturi li jifdal se jbiddlu l-livelli finali tal-ossiġnu jew tal-karbonju, it-tneħħija tal-irbit għandu impatt fuq il-karatteristiċi finali. Id-depolimerizzazzjoni jew l-estrazzjoni tas-solvent hija l-pass inizjali fid-debinding; pereżempju, ix-xama 'tal-paraffin tinħall f'eptan, u l-glikol tal-polythylene jinħall f'ilma sħun. Barra minn hekk, l-aċidu nitriku fuming jintuża fid-debinding katalitiku biex jitneħħa l-polyoxymethylene. L-aħjar mod biex tneħħi l-binder fit-tieni stadju ta 'debinding huwa li żżommha f'600 sa 1000 ° C f'ambjent idroġenu. Din il-fażi kultant tissejjaħ l-istadju tal-bidu tas-sinterizzazzjoni.

 

Impatt tal-Parametru tas-Sinterizzazzjoni

Numru ta 'varjabbli jinteraġixxu matul is-sinterizzazzjoni ta' l-istainless steel 17-4 PH biex jiddefinixxu d-densità finali, il-fażi, il-mikrostruttura u l-karatteristiċi. L-erba 'komponenti primarji ta' analiżi statistika huma trattament bis-sħana, atmosfera ta 'sinterizzazzjoni, konċentrazzjoni inizjali ta' ossiġnu, u daqs tal-partiċelli.

It-temperatura tas-sinterizzazzjoni għandha l-aktar influwenza fuq id-densità sinterizzata.

 

Id-daqs tal-partiċelli

It-tixrid tal-wiċċ huwa l-proċess li bih iseħħ l-ewwel twaħħil tal-partiċelli waqt is-sinterizzazzjoni; partiċella iżgħar b'erja tal-wiċċ akbar issaħħaħ ir-rabta inizjali. L-adeżjoni tal-partiċelli tas-sinsla tal-polimeru se tiġi sostitwita minn twaħħil tad-diffużjoni tal-wiċċ ladarba sseħħ il-piroliżi tal-binder. Id-diffużjoni tal-konfini tal-qamħ jeħtieġ tkabbir tal-għonq hekk kif it-twaħħil tas-sinterizzazzjoni bejn il-partiċelli tal-metall jiżdied sabiex jinħolqu konfini tal-qamħ bejn il-partiċelli. Meta l-konfini tal-qamħ jifforma, id-daqs tal-qamħ għandu rwol ewlieni fis-sinterizzazzjoni meta jibda jinxtorob, u għandu effett invers fuq ir-rata tas-sinterizzazzjoni. Madankollu, l-impatt tad-daqs tal-partiċelli inizjali jista 'jiġi kkontrobattat minn temperaturi ogħla ogħla jew ħinijiet ta' żamma itwal.

 

L-atmosfera

Fl-istainless steel, l-għażliet standard tal-ambjent tas-sinterizzazzjoni jinkludu vakwu, idroġenu, nitroġenu, idroġenu-nitroġenu, u argon-idroġenu.


Iż-żewġ atmosferi ta 'sinterizzazzjoni l-aktar popolari għall-istainless steel 17-4 PH huma idroġenu u vakwu. Hemm tnaqqis notevoli fl-ossidu meta jiżdied il-karbonju. Kemm is-silikon kif ukoll il-kromju jistgħu jżommu l-ossiġnu mingħajr iż-żieda tal-karbonju tal-grafita. It-tnaqqis tal-ossidu jseħħ meta t-temperatura tkun għolja u l-livell tal-idroġenu huwa għoli; punt ta 'nida baxx jiggarantixxi dan il-proċess. L-ossidazzjoni tal-wiċċ kiesaħ li sseħħ wara s-sinterizzazzjoni se toħloq kisi passiv ta 'silikon, ħadid u kromju li jirreżisti l-korrużjoni.

Bħala stabilizzatur qawwi tal-awstenite, in-nitroġenu għandu impatt fuq l-iżvilupp tal-martensite u l-karatteristiċi aħħarija tal-istainless steel. Hekk kif jibred, in-nitroġenu, li jinħall fl-austenite, jippreċipita bħala Cr2N. Il-kromju fiż-żona tal-konfini tal-qamħ se jitbattal minn dan il-preċipitat, li jikkawża li sseħħ malajr korrużjoni lokalizzata. Bħala riżultat, irridu nipprevjenu li n-nitroġenu jidħol fl-atmosfera tas-sinterizzazzjoni u kessaħ il-komponenti taħt id-900 °C b'pass ta '200 °C kull minuta. fl-istainless steel 17-4 PH biex tevita l-produzzjoni ta 'nitrur tal-kromju.

Il-grafita tipproduċi wkoll pressjonijiet parzjali baxxi ta 'monossidu tal-karbonju fil-fran tal-vakwu, u huwa għalhekk li l-fran tal-vakwu tal-grafita huma ta' suċċess fis-sinterizzazzjoni bil-vakwu. F'1300 ° C u pressjoni parzjali baxxa ta 'CO ta' 0.001, tista 'tikkonverti l-ossidu tal-kromju għal kromju.

 

 

Temperatura u Rata tat-Tisħin

Iċ-ċikli tipiċi tas-sinterizzazzjoni jinkludu l-eliminazzjoni tal-impurità u l-proċessi ta 'burnout tal-legaturi li jinvolvu tisħin u żamma f'temperaturi varji. Għat-tnaqqis tal-impurità, it-temperatura ideali hija qrib l-1000 °C, filwaqt li għat-tneħħija finali tal-polimeru, hija qrib is-600 °C.

L-istainless steel 17-4PH jgħaddi minn tnaqqis tas-sinterizzazzjoni fl-ittestjar tad-dilatometrija b'rata massima ta 'madwar 1250 ° C, filwaqt li d-densità sħiħa (98%) teħtieġ temperatura massima ta' 1300 ° C. Ir-ram u l-kromju, madankollu, jevaporaw f'dawn it-temperaturi għoljin, forsi jikkawżaw telf ta 'trattament bis-sħana u reżistenza għall-korrużjoni.

 

Barra minn hekk, is-sinteżi tad-delta-ferrite hija megħjuna minn temperaturi akbar; b'diffużjoni aktar mgħaġġla, din il-fażi tgħin fid-densifikazzjoni finali. Kolonji bojod delta-ferrite u żoni skuri ta 'pori ta' ossidu ċirkolari huma viżibbli fil-graff tal-mikrostruttura li ġejja ta 'MIM 17-4PH fis-sinterizzazzjoni.

Il-mikrostruttura ta '1260 SS17-4 MIM

 

Kontroll tal-Karbonju

Matul il-proċess tas-sinterizzazzjoni, il-karbonju huwa stabilizzatur ieħor tal-awstenite. Saħħa u ebusija ogħla se jinkisbu b'livelli baxxi ta 'kontenut ta' karbonju miżmum f'17-4, taħt 0.1 fil-mija tal-piż. Il-fażijiet, id-densifikazzjoni u l-karatteristiċi mekkaniċi tal-istainless steel 17-4 PH kollha se jkunu affettwati mill-bidla fil-kontenut tal-karbonju.

 

It-trab atomizzat tal-proċess MIM, ir-residwi tal-legaturi, iċ-ċiklu tal-irbit, l-ambjent tas-sinterizzazzjoni, l-ossiġnu tal-bidu, u t-temperatura massima tas-sinterizzazzjoni huma wħud mill-varjabbli li jaffettwaw il-livell tal-karbonju. Id-determinant primarju tal-kontenut aħħari tal-karbonju waqt is-sinterizzazzjoni huwa l-livell inizjali tal-ossiġnu. Pereżempju, 0.03% tal-karbonju jintilef waqt is-sinterizzazzjoni tal-idroġenu ta '17-4 trab atomizzat tal-gass f'1343°C. Barra minn hekk, partikolarment f'temperaturi ta 'sinterizzazzjoni aktar baxxi, ir-residwi tal-legaturi jistgħu wkoll jikkawżaw kontaminazzjoni tal-karbonju.

Fl-idroġenu u s-sinterizzazzjoni bil-vakwu, is-saħħa tat-tensjoni tal-istainless steel 17-4 hija influwenzata mill-ammonti ta 'karbonju li jinżammu. Fi jew fit-trattament bis-sħana H900 jew H1100, jew fis-sinterizzazzjoni standard f'1300 sa 1360°C. L-immaġni li ġejja turi kif is-saħħa tat-tensjoni tonqos b'mod notevoli hekk kif il-kontenut tal-karbonju jiżdied.

 

Żamma tal-Ħin

Fis-sinterizzazzjoni, il-ħinijiet taż-żamma fl-ogħla temperatura jaqgħu bejn 60 u 120 minuta. mid-densità sinterizzata kontra t-temperatura u l-grafika tal-ħin li ġej. Hekk kif it-temperatura togħla minn 1240°C għal 1360°C, turi densità progressiva minn 96.3% għal 98.3%. Il-kompatti tas-sinterizzazzjoni jiksbu densità sħiħa (98%), wara 60 minuta ta 'żamma. Il-porożità titneħħa u r-rata ta 'annihilation tal-pori titnaqqas matul din il-fażi. It-telf tal-konfini tal-qamħ u l-għeja tal-porożità huma l-kawżi primarji.

 

Benefiċċji tal-MIM 17-4

Reżistenza għolja għall-korrużjoni
It-twebbis tal-età kkaġunat mit-trattament tas-sħana
Saħħa industrijali u durabilità
Reżistenza eċċellenti għas-sħana
Ideali għall-ġeometrija kkumplikata tal-MIM

 

Karatteristiċi mekkaniċi

Fir-rigward tal-apparati strutturali, jintuża MIM 17-4 PH. Karatteristiċi komparabbli favoriti huma s-saħħa, l-ebusija u t-titwil. Barra minn hekk, l-għeja, is-saħħa tar-rendiment, u t-toughness tal-ksur huma kwistjonijiet li huma affettwati minn diversi varjabbli tal-ipproċessar.

L-immaġni li ġejja tiġbor fil-qosor il-parametri medji ta '17-4 PH ibbażati fuq analiżi statistika ta' bosta proġetti MIM. Il-parametri tas-sinterizzazzjoni huma responsabbli għal madwar 60% tal-varjazzjoni fil-proprjetajiet.

 

Skont l-istandard tal-industrija MIM, l-istainless steel 17-4 PH għandu jkollu saħħa tensili minima ta '790 MPa, ebusija ta' 27 HRC wara s-sinterizzazzjoni, u ebusija ta '1070 MPa u 33 HRC wara t-trattament bis-sħana. 4% elongazzjoni għat-tnejn. Is-saħħa tat-tensjoni ta 'l-istainless steel 17-4PH wara sinterizzazzjoni ta' 1350 °C u trattament bis-sħana H900 hija 1280 MPa għal trab atomizzat bil-gass u 1136 MPa għal trab atomizzat bl-ilma. Għandu jiġi nnutat li t-trab atomizzat bil-gass jista 'jikseb saħħa tat-tensjoni ittrattata bis-sħana ta' 1485 MPa b'elongazzjoni ta '9%.

 

Reżistenza għall-Korrużjoni

Erba 'tipi ta' azzar li ma jissaddadx sinterizzat (304, 316, 430, u 17-4) huma soġġetti għal ttestjar standard ta 'korrużjoni f'varjetà ta' sitwazzjonijiet. Ir-riżultati juru li 17-4 huwa l-inqas reżistenti għal dawn il-kundizzjonijiet. Barra minn hekk, minħabba li l-pori fuq komponenti sinterizzati jikkawżaw korrużjoni lokali permezz tal-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni, materjal maħdum huwa aktar reżistenti għall-korrużjoni minn materjal sinterizzat. Is-sinterizzazzjoni tal-idroġenu u t-trab atomizzat tal-gass huma żewġ tekniki popolari biex itejbu r-reżistenza għall-korrużjoni minħabba li l-ossiġnu residwu huwa żvantaġġ.

Ir-reżistenza għall-korrużjoni hija wkoll relatata mal-bijokompatibilità. Meta mqabbel ma 'ligi tat-titanju u tal-kobalt, l-istainless steel 17-4 PH għandu ċitotossiċità tajba iżda m'għandux bijokompatibilità ġenerali kompetittiva.

 

Suq tal-Applikazzjoni tal-PH għall-MIM 17-4

Kwalitajiet mekkaniċi pendenti huma pprovduti mill-istainless steel 17-4 PH f'temperaturi għoljin sa 350 ° C. Barra minn hekk, huwa durabbli biżżejjed kemm għall-metall tal-vażun kif ukoll għall-weldjaturi, u t-tgħawwiġ u l-iskala jistgħu jitnaqqsu billi jissaħħan f'temperatura baxxa għal perjodu qasir.

Minħabba l-korrużjoni superjuri u r-reżistenza tas-sħana tiegħu, l-istainless steel aerospazjali 17-4 huwa għażla kbira għal applikazzjonijiet aerospazjali. Purità għolja u densifikazzjoni tat-trab jistgħu jiżguraw il-ħajja tal-prodotti MIM 17-4 u jimminimizzaw il-bidla tal-iżball.

Vetturi
L-aktar materjal użat fil-produzzjoni tal-karozzi huwa l-istainless steel 17-4 minħabba li huwa sempliċi biex jiġi pproċessat f'varjetà ta 'forom. B'durabilità konsiderevoli, it-teknoloġija tal-iffurmar tal-injezzjoni tal-metall iżżid ukoll il-kapaċità tagħha għal ġeometrija kumplessa.

Klijenti
Minħabba r-reżistenza għall-korrużjoni eċċezzjonali tiegħu, 17-4 huwa użat ħafna f'applikazzjonijiet tal-konsumatur li jutilizzaw it-teknoloġija MIM. Barra minn hekk, is-saħħa u l-ebusija eċċezzjonali ta 'dan il-materjal jiggarantixxu funzjonalità mingħajr żbalji.

Bħala konklużjoni

MIM 17-4 PH jagħmel passi aqwa fl-ottimizzazzjoni tal-proprjetajiet strutturali. Għal bosta applikazzjonijiet xierqa, joffri varjetà ta 'kombinazzjonijiet attraenti ta' proprjetajiet sinterizzati. It-temperatura tas-sinterizzazzjoni hija d-determinant primarju tal-attributi finali meta mqabbla mat-tip ta 'trab, id-daqs tal-partiċelli, id-densità ħadra, it-tul taż-żamma, u parametri oħra. Barra minn hekk, il-fażi li hija preżenti fil-materjali sinterizzati taffettwa l-proprjetajiet sinterizzati.

Sadanittant, it-trattament tas-sħana wara s-sinterizzazzjoni, id-densità sinterizzata u l-morfoloġija tal-fażi kollha jaffettwaw il-karatteristiċi. Filwaqt li d-densità sinterizzata tiddetermina l-karatteristiċi, Hot Isostatic Pressing (HIP) ittejjebhom.

Metal Injection Molding (MIM) qed isir dejjem aktar avvanzat bl-istainless steel 17-4 PH. Biex toffri aktar applikazzjonijiet għal 17-4 PH sinterizzat, JHMIM jiddependi fuq il-bażi tat-teknoloġija MIM.