304L-Edelstahlpulver für MIM

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304L-Edelstahlpulver wird häufig als Ausgangsmaterial für das Metallspritzgießen (MIM) verwendet, um kleine, komplexe Teile mit guter Korrosionsbeständigkeit herzustellen. Wir bieten einen Überblick über 304L-Pulver für MIM und umfassen dessen Zusammensetzung, Eigenschaften, Pulverspezifikationen, Verarbeitung, Sintern, Anwendungen, Vorteile und mehr.

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Übersicht über 304L-Pulver für MIM

304L ist ein austenitischer Edelstahl mit Chrom, Nickel und niedrigem Kohlenstoffgehalt. Das „L“ steht für einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt, um eine Karbidausfällung beim Schweißen zu vermeiden. 304L bietet eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, vergleichbar mit 316L, jedoch zu geringeren Kosten.

Zu den wichtigsten Eigenschaften, die 304L für MIM geeignet machen, gehören:

  • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in einer Reihe von Umgebungen
  • Gute Duktilität, Zähigkeit und mechanische Eigenschaften
  • Hohe Sinterdichte erreichbar
  • Hervorragende Formbarkeit durch kugelförmige Pulverformung
  • Kostengünstig im Vergleich zu 316L-Pulver
  • In verschiedenen Pulverspezifikationen problemlos erhältlich

Dieser Artikel bietet einen detaillierten Überblick über Eigenschaften, Verarbeitung, Sintern, Anwendungen und andere Besonderheiten von 304L-Pulver beim Einsatz im Metallspritzguss.

Typische Zusammensetzung von 304L-Pulver für MIM

Die Zusammensetzung des 304L-Pulvers für MIM ist:

Element Gewicht %
Eisen (Fe) Gleichgewicht
Chrom (Cr) 18-20 %
Nickel (Ni) 8-10 %
Mangan (Mn) ≤ 2 %
Silizium (Si) ≤ 1 %
Kohlenstoff (C) ≤ 0,03 %
Stickstoff (N) ≤ 0,1 %
Schwefel (S) ≤ 0,03 %

Nickel verbessert die Korrosionsbeständigkeit, während Chrom für Oxidationsbeständigkeit sorgt. Ein niedriger Kohlenstoffgehalt minimiert die Karbidausfällung beim Sintern.

Eigenschaften von 304L-Pulver für MIM

304L-Pulver weist die folgenden Eigenschaften auQ:

Eigentum Wert
Dichte 7,9 g/cm3
Schmelzpunkt 1400–1450 °C
Wärmeleitfähigkeit 16 W/mK
Elektrischer widerstand 0,72 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 193 GPa
Poissonzahl 0,29
Streckgrenze 205-515 MPa
Zugfestigkeit 515-620 MPa
Verlängerung 40-50 %

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich 304L für die Herstellung von Hochleistungs-MIM-Teilen, die Korrosionsbeständigkeit erfordern.

304L-Pulverspezifikationen für MIM

304L-Pulver für MIM hat die folgenden Spezifikationen:

  • Partikelgröße – Typischerweise 10–20 Mikrometer mit enger Verteilung. Entscheidend für eine hohe Sinterdichte.
  • Durchflussrate – Mindestdurchflussrate von 25 s/50 g. Sorgt für ein reibungsloses Spritzgießen ohne Verstopfungen.
  • Morphologie – Überwiegend kugelförmiges Pulver für hervorragende Formbarkeit und Dichte.
  • Sauerstoffgehalt – Niedriger Sauerstoffgehalt (<2000 ppm), um Oxidation zu minimieren.
  • Scheindichte – Eine höhere Scheindichte verbessert die Pulverbeladung beim Formen.
  • Klopfdichte – Für eine gute Verdichtung ist eine höhere Klopfdichte über 4 g/cm3 erwünscht.

Verarbeitung von 304L-Pulver im MIM

304L-Pulver durchläuft beim MIM die folgenden Verarbeitungsschritte:

  1. Mischen – Das Pulver wird mit einem geeigneten Bindemittel, Schmiermitteln und Weichmachern vermischt, um das Ausgangsmaterial zu bilden.
  2. Granulierung – Das Ausgangsmaterial wird zu kugelförmigen Pellets granuliert, um den Fluss in das Einspritzrohr zu verbessern.
  3. Spritzguss – Die Rohstoffpellets werden im Spritzguss zu komplexen, netzförmigen Teilen geformt.
  4. Entbinderung – Der Binder wird durch Lösungsmittel- und/oder thermische Entbinderungsprozesse von den Formteilen entfernt.
  5. Sintern – Die entbinderten Teile (braune Teile) werden bei 1300–1400 °C in Wasserstoff gesintert, um dichte Komponenten herzustellen.

Sinterreaktion von 304L-Pulver

  • 304L-Pulver kann beim Sintern mit minimaler Verformung eine theoretische Dichte von >95 % erreichen.
  • Hervorragende Sinterbarkeit durch feines kugelförmiges Pulver, gute Oberflächensauberkeit und Reinheit.
  • Ein niedriger Kohlenstoffgehalt minimiert die Ausfällung von Chromkarbiden während des Sinterns.
  • Um eine hohe Verdichtung und hohe Eigenschaften zu erreichen, sind kontrollierte Temperatur und Atmosphäre erforderlich.
  • Eine Wärmebehandlung nach dem Sintern kann die Eigenschaften weiter verbessern.

Anwendungen von gesinterten 304L-Teilen von MIM

MIM mit 304L-Pulver ist ideal für:

  • Chirurgische Instrumente wie Skalpellklingen, Klammern, Retraktoren, Pinzetten.
  • Zahnärztliche und kieferorthopädische Komponenten wie Implantate, Zahnspangen.
  • Beobachten Sie Komponenten wie Finger, Zahnräder, Federn.
  • Elektrische Kontakte und Steckverbinder.
  • Katheter, Kanülen und Mikrofluidikgeräte für die Medizin.
  • Korrosionsbeständige Beschläge, Befestigungselemente und andere Hardware.
  • Dekorations- und Modeschmuck.

Vorteile der Verwendung von 304L-Pulver für MIM

Zu den Vorteilen gehören:

  • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, vergleichbar mit gegossenem oder geschmiedetem Edelstahl 304L.
  • Hohe Maßgenauigkeit und hervorragende Oberflächengüte von MIM-Teilen.
  • Komplexe Geometrien nur durch MIM möglich.
  • Nahezu volle Dichte und gute mechanische Eigenschaften.
  • Skalierbarer Prozess, der eine wirtschaftliche Produktion mittlerer und großer Stückzahlen ermöglicht.
  • Geringeres Bauteilgewicht und geringerer Materialverbrauch im Vergleich zur spanenden Bearbeitung.

Globale Lieferanten von 304L-Pulver für MIM

Zu den weltweit führenden Anbietern von gaszerstäubtem 304L-Edelstahlpulver, maßgeschneidert für MIM, gehören:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Carpenter Powder Products (USA)
  • AMETEK (USA)
  • Rio Tinto Metallpulver (Kanada)
  • Höganäs (Schweden)
  • Guangdong Huijin Pulvermaterial (China)

Diese Unternehmen bieten verschiedene Qualitäten von 304L-Pulver an, die den strengen Anforderungen von MIM entsprechen.

304L-Pulverpreise für die MIM-Industrie

Grad Preisklasse
Kommerzielle Reinheit 15-25 $ pro kg
Hohe Reinheit 25-50 $ pro kg
Ultrafeine Qualität 50-120 $ pro kg

Die bei MIM verwendeten ultrafeinen, kugelförmigen, gaszerstäubten Pulver sind teurer als Standardqualitäten. Der Kauf kleinerer Mengen kann bis zu 50 % teurer sein.

Lagerung und Handhabung von 304L-Pulver

304L-Pulver sollte in versiegelten Behältern unter kontrollierter Luftfeuchtigkeit und Inertgasspülung gelagert werden, um Folgendes zu verhindern:

  • Oxidation/Reaktion mit der Umgebung
  • Feuchtigkeitsaufnahme führt zu schlechter Sinterung
  • Die Sicherheitsvorkehrungen des Sicherheitsdatenblatts des Lieferanten sollten befolgt werden

Während der MIM-Verarbeitung sollten sorgfältige Pulverhandhabungstechniken angewendet werden.

Qualitätskontrolltests für 304L-Pulver

Wichtige Tests sind:

  • Partikelgrößenverteilung (Laserbeugung)
  • Morphologie (SEM)
  • Durchfluss (Hall-Durchflussmesser)
  • Scheinbare Dichte
  • Klopfdichte
  • Chemische Zusammensetzung

Durch ordnungsgemäße Tests wird sichergestellt, dass das Pulver die kritischen Anforderungen für hochwertiges MIM-Rohmaterial erfüllt.

Vergleich von 304L und 316L für MIM

304L- und 316L-Pulver werden hinsichtlich der MIM-Verwendung verglichen:

  • 304L bietet ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis bei geringeren Kosten.
  • 316L bietet eine höhere Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen.
  • Beide bieten eine hervorragende Sinterbarkeit.
  • 304L hat eine etwas bessere Zugfestigkeit, während 316L eine höhere Streckgrenze bietet.
  • 304L reicht für die meisten Anwendungen aus, während 316L für anspruchsvollere Bedingungen bevorzugt wird.

FAQs

Q: Was ist die typische 304L-Pulvergröße, die für MIM-Rohstoffe verwendet wird?

A: 10–20 Mikrometer mit enger Partikelgrößenverteilung werden typischerweise für optimale Pulverbeladung, Formbarkeit und Sinterdichte verwendet.

Q: Wie viel kostet hochreines 304L-Pulver für MIM?

A: Hochreines, kugelförmiges, gaszerstäubtes 304L-Pulver kostet je nach Bestellvolumen 25–50 USD pro kg. Kleine Mengen sind deutlich teurer.

Q: Welche Sinterdichte kann mit 304L MIM-Teilen erreicht werden?

A: Bei optimierter Verarbeitung kann für 304L MIM-Teile eine Sinterdichte von über 95 % der theoretischen Dichte (ca. 7,6–7,8 g/cm3) erreicht werden.

Q: Wird für 304L-Teile von MIM eine Wärmebehandlung nach dem Sintern angewendet?

A: Ja, zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften kann bei gesinterten 304L MIM-Teilen ein Lösungsglühen mit anschließender Luftkühlung durchgeführt werden.

Q: Wo kann ich 304L-Pulver kaufen, das für medizinische MIM-Anwendungen geeignet ist?

A: 304L-Pulver, das strenge Spezifikationen für den medizinischen Bereich erfüllt, kann von führenden Lieferanten wie Sandvik Osprey, Carpenter Powder Products, AMETEK und Rio Tinto Metal Powders erworben werden.

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