15n20 Stahlpulver: Eigenschaften, Herstellung und Anwendungen

InhaltsĂŒbersicht

Überblick ĂŒber 15n20 Stahlpulver

15n20 Stahlpulver ist ein Pulver aus einer Eisenlegierung mit Nickel, Chrom, MolybdĂ€n und Kohlenstoff. Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit, HĂ€rte, Verschleißfestigkeit und KorrosionsbestĂ€ndigkeit sowie gute Maßhaltigkeit beim Sintern aus.

Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von 15n20 Stahlpulver gehören:

Zusammensetzung

  • Eisen (Fe)-Bilanz
  • Chrom (Cr) 3-5 wt%
  • Nickel (Ni) 1%
  • MolybdĂ€n (Mo) 0,3-0,6%
  • Kohlenstoff (C) 0,2% max

Eigenschaften

  • Dichte: 7,7-7,9 g/cm3
  • Komprimierbarkeit: Gut
  • GrĂŒne StĂ€rke: Hoch
  • Gesinterte Festigkeit: Sehr hoch
  • HĂ€rte: Hoch
  • Abriebfestigkeit: Ausgezeichnet
  • KorrosionsbestĂ€ndigkeit: Sehr gut
  • Maximale Betriebstemperatur: ~500°C

Merkmale

  • Die Form: UnregelmĂ€ĂŸig, eckig
  • GrĂ¶ĂŸenbereich: 10-150 ÎŒm
  • FließfĂ€higkeit: Mittel
  • Verdichtbarkeit: Hoch
  • SinterfĂ€higkeit: Gut bis 1350°C
  • Bearbeitbarkeit: MĂ€ĂŸig

15n20-Stahl wird fĂŒr seine FĂ€higkeit geschĂ€tzt, hohe Festigkeitswerte von bis zu 1.000 MPa und mehr zu erreichen und gleichzeitig eine angemessene DuktilitĂ€t nach dem Sintern zu bewahren. Die Teile können zur Verbesserung der mechanischen Leistung wĂ€rmebehandelt werden.

Der Nickelzusatz verbessert die HĂ€rtbarkeit und die KerbschlagzĂ€higkeit, wĂ€hrend Chrom und MolybdĂ€n die Festigkeit durch Mischkristall- und AusscheidungshĂ€rtung erhöhen. Die Zusammensetzung wurde speziell fĂŒr pulvermetallurgische Press- und Sinteranwendungen entwickelt, die ein robustes Material erfordern.

15n20 Stahlpulver

Produktionsmethoden fĂŒr 15n20 Stahlpulver

15n20-Stahlpulver kann nach folgenden Methoden hergestellt werden:

WasserzerstÀubung

Geschmolzene Stahllegierungen werden durch Hochdruck-Wasserstrahlen in feine Tröpfchen zerlegt, die sich zu unregelmĂ€ĂŸigen Pulvern mit einer großen OberflĂ€che verfestigen, die sich ideal zum schnellen Sintern eignen. Dies ist der gĂ€ngigste und wirtschaftlichste Produktionsweg. WasserzerstĂ€ubte Pulver weisen gute Fließ- und Verdichtungseigenschaften auf, die fĂŒr das automatische Pressen bevorzugt werden.

GaszerstÀubung

InertgasdĂŒsen zerlegen den Schmelzestrom in kleine Partikel mit kugelförmiger Morphologie und sehr hoher Reinheit. Das Verfahren ist langsamer und teurer, aber fĂŒr anspruchsvollere PM-Teile notwendig. GaszerstĂ€ubte Pulver haben hervorragende Fließ- und Packungseigenschaften, die fĂŒr komplexe Bauteilformen und dĂŒnne Profile benötigt werden.

Elektrolyse

Die Zusammensetzung wird elektrolytisch auf ein Kathodensubstrat aufgebracht und durch mechanische Verfahren entfernt, um flockige Pulver zu erhalten. Obwohl die Chemie genau kontrolliert wird, können elektrolytische Pulver unter einem hohen Sauerstoffgehalt leiden, der eine GlĂŒhbehandlung vor dem Pressen erfordert. Die unregelmĂ€ĂŸige Form wirkt sich auf die Dichte aus, ermöglicht aber das Pressen ohne Bindemittel.

Mechanisches Legieren

Elementare Metallpulver werden gemischt und einer intensiven mechanischen Bearbeitung in einer KugelmĂŒhle mit Prozesskontrollmittel unterzogen. Durch mechanisches Legieren entstehen homogene Mischungen, die in der konventionellen Barrenmetallurgie nicht erhĂ€ltlich sind. Die Verbundpartikel mĂŒssen jedoch vor der Verwendung in PM möglicherweise noch thermisch bearbeitet werden.

Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von 15n20 Stahlpulver

15n20-Stahlpulver wurde speziell fĂŒr die Herstellung von pulvermetallurgischen Bauteilen durch Verdichtung und Sinterung entwickelt.

Typische Anwendungen fĂŒr gesinterte 15n20-Stahlkomponenten sind:

  • Automotive - ZahnrĂ€der, KettenrĂ€der, Pleuelstangen, Kolbenbolzen, Kipphebel
  • Verbraucher - Messer, Scheren, Rasierklingen, VorhĂ€ngeschlösser
  • Industrie - Lager, Buchsen, Dichtungsringe, Ventilsitze, Verschleißstreifen
  • MilitĂ€r - Waffenkomponenten, Raketen- und Ordonnanzteile
  • Öl und Gas - Werkzeuge fĂŒr die Bohrlochkomplettierung, Perforationspistolen, Bohrlochventile

Das Material bietet eine hervorragende Kombination von Eigenschaften - Festigkeit, HĂ€rte, Verschleißfestigkeit, WĂ€rmebestĂ€ndigkeit -, die in diesem Bereich kritischer Anwendungen erforderlich sind. Chrom, MolybdĂ€n und Nickel im 15n20-Stahl sorgen außerdem fĂŒr eine hohe KorrosionsbestĂ€ndigkeit in verschiedenen Umgebungen.

Viele Teile werden nach dem Sintern wÀrmebehandelt (Aufkohlung, Karbonitrierung, InduktionshÀrtung), um die HÀrte je nach Beanspruchung und Anforderungen der Endanwendung lokal zu optimieren. Hohe Produktionsraten bei geringeren Kosten im Vergleich zu Guss- oder Schmiedeteilen machen 15n20 zu einer beliebten pulvermetallurgischen Legierung.

Spezifikationen fĂŒr 15n20 Stahlpulver

15n20-Stahlpulver entspricht verschiedenen Klassifizierungen und seine chemische Zusammensetzung wird durch internationale Spezifikationen geregelt:

Klassifizierungen

  • Hochgeschwindigkeitsstahl
  • P/M Baustahl
  • Chrom-Nickel-MolybdĂ€n-Stahl

Normen

  • ISO 4491 15n20
  • JIS SUS 15n20
  • ASTM A331 15n20
  • DIN 1.2702

Zusammensetzung Specs

Element Gewicht %
Eisen (Fe) Bilanz
Chrom (Cr) 3.00-5.00
Nickel (Ni) 1,00 max
MolybdÀn (Mo) 0.30-0.60
Kohlenstoff (C) 0,20 max
Mangan (Mn) 0,10 max
Silizium (Si) 0,10 max
Schwefel (S) 0,10 max
Phosphor (P) 0,10 max

GrĂ¶ĂŸenbereich

Masche Mikrometer
140 – 325 45 – 105

Pulver zum Pressen sind normalerweise feiner als 45 Mikrometer. Gröbere Partikel von 125+ Mikron können fĂŒr das Metall-Spritzgießen von gesinterten Bauteilen verwendet werden. Engere GrĂ¶ĂŸenverteilungen fĂŒhren zu einer besseren Verdichtungsdichte.

Lieferanten von 15n20 Stahlpulver

Viele der weltweit fĂŒhrenden Pulverhersteller und Metallpulverlieferanten produzieren 15n20 Stahlpulver:

  • HöganĂ€s (Schweden)
  • Rio Tinto Metallpulver (USA)
  • JFE Steel (Japan)
  • CNPC-Pulver (China)
  • Sandvik Osprey (UK)
  • AMETEK (USA)
  • Carpenter Powder Products (USA)

Preisgestaltung

15n20-Stahlpulver wird nach Gewichtseinheiten verkauft, in der Regel in SĂ€cken oder FĂ€ssern von 25-500 kg. Der Preis variiert je nach:

  • Reinheitsgrad
  • Produktionsverfahren
  • GrĂ¶ĂŸenbereich und Verteilung
  • Rabatte bei der Abnahme von Mengen und GroßauftrĂ€gen
Menge Preisspanne
1-10 kg $15-25 pro kg
10-100 kg $12-18 pro kg
>100 kg $8-15 pro kg

Die Preise hÀngen stark von der Marktdynamik zwischen Angebot und Nachfrage und den Rohstoffkosten ab. Wenden Sie sich direkt an die Anbieter, um ein aktuelles Angebot auf der Grundlage Ihres Jahresvolumens und Ihrer Reinheitsanforderungen zu erhalten.

Vergleich zwischen 15n20 Stahlpulverprodukten

Die wichtigsten Variablen bei der Auswahl von 15n20-Pulverlieferanten:

Produktionsverfahren

  • WasserzerstĂ€ubung bietet das beste VerhĂ€ltnis zwischen Kosten und Eigenschaften
  • GaszerstĂ€ubte und elektrolytische Pulver, die dort eingesetzt werden, wo die Reinheit entscheidend ist
  • Mechanisch legierte Pulver bieten maßgeschneiderte Zusammensetzungen

Morphologie des Pulvers

  • UnregelmĂ€ĂŸige, kantige Pulver verbessern die GrĂŒnfestigkeit
  • Abgerundete, kugelförmige Pulver verbessern den Fluss und die Packung

GrĂ¶ĂŸenbereich des Pulvers

  • Ultrafine <20 Mikrometer fĂŒr Mikrobauteile
  • Unter 45 Mikrometer Standard fĂŒr das Pressen
  • GrĂ¶ĂŸere Partikel >100 Mikrometer, geeignet fĂŒr das Metall-Spritzgießen

Reinheitsstandards

  • Weniger Sauerstoff bevorzugt
  • Niedrigere N und S fĂŒr hohe Leistung
  • Strenge Kontrolle der Lichtelemente

Informieren Sie sich vor dem Kauf immer ĂŒber die Zertifizierung der Zusammensetzung, die Normen fĂŒr die Herstellungskontrolle, die PrĂŒfprotokolle und die QualitĂ€tsverfahren.

Vorteile und BeschrÀnkungen von 15n20 Stahlpulver

Vorteile

  • Hohe Festigkeit nach der Sinterung - bis zu 1200 MPa
  • Ausgezeichnete Verschleißeigenschaften und Verschleißfestigkeit
  • Sehr gute ZĂ€higkeit
  • KorrosionsbestĂ€ndig, insbesondere in heißen Arbeitsumgebungen
  • Stabile Abmessungen wĂ€hrend des FlĂŒssigphasensinterns
  • Geringere Kosten als viele WerkzeugstĂ€hle und rostfreie Sorten
  • Sintern bei niedrigeren Temperaturen, um feine Karbide zu erhalten

BeschrÀnkungen

  • Geringere Festigkeit nach vollstĂ€ndiger WĂ€rmebehandlung im Vergleich zu geschmiedeten GegenstĂŒcken
  • Nicht empfohlen fĂŒr Anwendungen mit geringer Belastung - geringe HĂ€rtbarkeit
  • AnfĂ€llig fĂŒr eine Kornvergröberung ĂŒber 1250°C
  • Schwierige Bearbeitung komplizierter Merkmale aufgrund der HĂ€rte
  • Große Teile verdichten sich langsamer - Schwindungsvariation
  • Teure gaszerstĂ€ubte und elektrolytische Pulver

Um den grĂ¶ĂŸtmöglichen Nutzen zu erzielen, mĂŒssen Ingenieure bei der Konstruktion von Bauteilen die Leistungsparameter von P/M 15n20-Stahl berĂŒcksichtigen und dabei sowohl die Möglichkeiten als auch die BeschrĂ€nkungen berĂŒcksichtigen.

15n20 Stahlpulver

FAQs

Was ist 15n20-Stahl?

15n20-Stahl ist ein niedrig legierter pulvermetallurgischer Chrom-Nickel-MolybdĂ€n-Stahl, der nach dem Sintern und/oder einer sekundĂ€ren WĂ€rmebehandlung eine hohe Festigkeit, HĂ€rte, Verschleißfestigkeit und mĂ€ĂŸige KorrosionsbestĂ€ndigkeit aufweist.

Was ist 15N20 Stahlpulver?

15N20 ist ein kohlenstoffreicher, nickelhaltiger Stahl, der hĂ€ufig fĂŒr die Herstellung von Damastklingen und mustergeschweißten Klingen verwendet wird. 15N20-Stahlpulver ist eine fein gemahlene Form dieses Stahls, die hĂ€ufig in pulvermetallurgischen Verfahren zur Herstellung von Klingen und anderen Metallprodukten verwendet wird.

Was sind die wichtigsten Eigenschaften von 15N20-Stahl?

Der Stahl 15N20 ist bekannt fĂŒr seinen hohen Kohlenstoffgehalt (ca. 0,75-0,85%), seine Nickellegierung und seine gute Schneidhaltigkeit. Er ist auch fĂŒr seine FĂ€higkeit bekannt, komplizierte Muster zu erzeugen, wenn er in Kombination mit anderen StĂ€hlen geschmiedet wird.

Wie wird das Stahlpulver 15N20 hergestellt?

15N20-Stahlpulver wird in der Regel durch ein Verfahren namens ZerstĂ€ubung oder GaszerstĂ€ubung hergestellt. Bei diesem Verfahren wird geschmolzener 15N20-Stahl durch eine DĂŒse gespritzt und schnell mit einem Hochdruckgas abgekĂŒhlt, wodurch feine Pulverpartikel entstehen.

Welche Anwendungen gibt es fĂŒr 15N20 Stahlpulver?

15N20-Stahlpulver wird hauptsĂ€chlich fĂŒr die Herstellung von Damastklingen und mustergeschweißten Klingen verwendet. Es kann auch fĂŒr andere Anwendungen verwendet werden, bei denen ein hoher Kohlenstoffgehalt und eine gute Schnitthaltigkeit erwĂŒnscht sind, z. B. bei der Herstellung von Messern, Schwertern und Schmiedearbeiten.

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