Überblick über hitzebeständiges Pulver aus der Inconel-Legierung 718
Inconel 718 ist ein hochfestes, korrosionsbeständiges Pulver aus einer Nickel-Chrom-Legierung, das für additive Fertigungs- und Metall-3D-Druckanwendungen verwendet wird. Es verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen.
Einige Hauptmerkmale von Pulver aus der Legierung Inconel 718 umfassen:
- Hohe Festigkeit und Härte
- Gute Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
- Ausgezeichnete Kriech- und Ermüdungsfestigkeit
- Behält Festigkeit und Härte bei erhöhten Temperaturen
- Widersteht thermischer Ermüdung und thermischen Schocks
- Kann für kryogene Anwendungen verwendet werden
- Kompatibel mit vielen additiven Fertigungsverfahren
Inconel 718 wird gerne in der Luft- und Raumfahrt, in der Öl- und Gasindustrie, in der Automobilindustrie, in der Medizintechnik und im Werkzeugbau eingesetzt, wo hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen, Korrosionsbeständigkeit und langfristige Haltbarkeit erforderlich sind.
Arten von Inconel 718-Legierungspulver
Gasverdüstes Inconel 718-Pulver
Gasverdüstes Inconel 718-Pulver wird durch Zerstäuben der geschmolzenen Legierung mit Hochdruck-Inertgasdüsen hergestellt. Dadurch entstehen nahezu kugelförmige Pulverpartikel mit einer glatten Oberflächenmorphologie, die sich ideal für die additive Fertigung eignet.
Vorteile:
- Ausgezeichnete Fließfähigkeit und Packungsdichte
- Konsistente Partikelgrößenverteilung
- Hohe Wiederverwendungsraten von Pulver
- Gute mechanische Eigenschaften
- Geringe Porosität und Oxideinschlüsse
Beschränkungen:
- Teurer als wasserverdüstes Pulver
- Begrenzt auf kleinere Partikelgrößen
Wasserverdüstes Inconel 718-Pulver
Wasserverdüstes Inconel 718 wird durch Aufbrechen eines geschmolzenen Legierungsstroms mit Hilfe von Hochdruckwasserstrahlen hergestellt. Dabei entstehen unregelmäßig geformte Pulverpartikel.
Vorteile:
- Geringere Kosten im Vergleich zu gaszerstäubtem Pulver
- Größere Bandbreite an Partikelgrößen
- Höhere Ausbeute bei der Zerstäubung
Beschränkungen:
- Schlechte Fließfähigkeit aufgrund von unregelmäßigen Formen
- Oxideinschlüsse und Porositätsprobleme
- Geringere Wiederverwendungsraten von Pulver
- Variable Partikelgrößenverteilung
Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von Inconel 718 Legierungspulver
Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
Inconel 718 wird häufig für den 3D-Druck von Turbinenschaufeln, Laufrädern, Abgaskonen, Rahmen, Kanälen und anderen Hochtemperaturkomponenten für Flugzeugtriebwerke und Strukturelemente verwendet.
Gasturbinen
Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit eignet sich Inconel 718 für den 3D-Druck von Brennkammerauskleidungen, Hitzeschilden, Turbinendüsen und -schaufeln für Industrie- und Stromerzeugungsturbinen.
Autoteile
Inconel 718 eignet sich für den 3D-Druck von Hochleistungskomponenten für die Automobilindustrie wie Turboladerräder und Krümmer, die extremen Temperaturen und korrosiven Abgasen ausgesetzt sind.
Biomedizinische Implantate
Die Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit von Inconel 718 ermöglichen den Einsatz für 3D-gedruckte orthopädische und zahnmedizinische Implantate.
Ausrüstung für die chemische Verarbeitung
Die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit von Inconel 718 ermöglicht den Einsatz für den 3D-Druck von Ventilen, Armaturen, Reaktionsgefäßen und Pumpen für die chemische und petrochemische Verarbeitung.
Werkzeuge und Gussformen
Gedruckte Werkzeuge und Spritzgussformen aus Inconel 718 weisen eine hohe Festigkeit und thermische Stabilität auf, was eine längere Lebensdauer unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen gewährleistet.
Spezifikationen von Inconel 718 Legierungspulver
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Zusammensetzung | 50-55% Ni, 17-21% Cr, 4.75-5.5% Nb, 2.8-3.3% Mo, 0.65-1.15% Ti, 0.2-0.8% Al, 0.08% C max, 0.35% Si max, 0.015% S max, 0.015% P max, bal. Fe |
| Dichte | 8,19 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | 1260-1336°C |
| Durchschnittliche Partikelgröße | 15-45 Mikrometer |
| Morphologie der Partikel | Sphärisch |
| Durchflussmenge | ≥ 25 s/50g |
| Scheinbare Dichte | ≥ 4,0 g/cm3 |
| Pulver Wiederverwendung | Mindestens 5-malige Wiederverwendung |
Konstruktionsüberlegungen zur Verwendung von Inconel 718-Pulver
- Teile mit dickeren Wänden und konformen Gitterstrukturen ermöglichen eine effektive Wärmeableitung.
- Halten Sie für eine bessere Sinterung eine Schnittdicke von 0,4 bis 2 mm ein.
- Enthalten sind Zugprüfstangen und Prüfmuster für die Pulverqualifizierung.
- Verwenden Sie geeignete Stützkonstruktionen für Überhänge und schräge Flächen.
- Optimieren Sie die Gebäudeausrichtung, um Stützen zu minimieren und Überhänge zu vermeiden.
- Steuerung der Schichtdicke, der Schraffurabstände und der Scanstrategien auf der Grundlage der Teilegeometrie.
Prozessparameter für das Drucken von Inconel 718
Tabelle: Empfohlene Parameter für das Bedrucken von Inconel 718
| Parameter | Pulverbett Fusion | Binder Jetting | Gezielte Energieabscheidung |
|---|---|---|---|
| Laserleistung (W) | 195-400 | – | 1000-2000 |
| Scan-Geschwindigkeit (mm/s) | 600-1200 | – | 100-500 |
| Schichtdicke (μm) | 20-50 | 100-200 | 200-1000 |
| Abstand der Schraffur (μm) | 80-150 | – | – |
| Betttemperatur (°C) | 100-200 | 60-80 | – |
| Inertes Gas | Argon | Luft | Argon |
| Sauerstoffgehalt (%) | 0.03-0.1 | Luft | 0.03-0.1 |
Lieferanten von Pulver aus der Legierung Inconel 718
Tabelle: Inconel 718-Pulver Lieferanten
| Anbieter | Partikelgröße | Lieferform | Preis |
|---|---|---|---|
| AP&C | 15-45 μm | Argon verpackt | $90-100/kg |
| Zimmerer-Zusatzstoff | 15-53 μm | Argon verpackt | $75-120/kg |
| Sandvik Fischadler | 5-150 μm | Argon verpackt | $50-110/kg |
| Praxair | 10-45 μm | Argon verpackt | $80-110/kg |
| LPW-Technologie | 10-45 μm | Argon verpackt | $70-90/kg |
Tipps für die Auswahl des Lieferanten:
- Sicherstellen, dass die Pulverzertifizierung den Branchenspezifikationen wie AMS, ASTM und ISO entspricht.
- Holen Sie sich das Sicherheitsdatenblatt, das technische Datenblatt für Informationen über Qualität und Zusammensetzung.
- Fordern Sie Muster an, um Fließfähigkeit, Dichte, Wiederverwendung und Druckergebnisse zu prüfen.
- Partnerschaften mit zuverlässigen Lieferanten, die eine gleichbleibende Qualität von Charge zu Charge gewährleisten.
- Vergleichen Sie Preise und Mindestbestellmengen.
Installation, Betrieb und Wartung von Druckern mit Inconel 718
Tabelle: Richtlinien für die Installation, den Betrieb und die Wartung des Druckers für Inconel 718
| Bühne | Leitlinien |
|---|---|
| Einrichtung | Reinigen Sie den Baubereich und entfernen Sie Verschmutzungsquellen. Installieren Sie eine Rauchgasabsaugung. Inertgasanschlüsse und Lecks prüfen. Kalibrieren Sie alle Sensoren, Optiken und mechanischen Komponenten. |
| Operation | Einrichtung von Umgebungskontrollen wie Argongehalt und Luftfeuchtigkeit. Überwachung des O2-Gehalts und der Gasdurchflussraten einrichten. Verwenden Sie die empfohlenen Verarbeitungsparameter. Durchführung von Testdrucken zur Optimierung der Parameter. Überwachen Sie die Pulverqualität und die Metriken zur Wiederverwendung. |
| Wartung | Reinigen Sie die Optik, den Rückstrahler und die Abstreifer regelmäßig. Prüfen Sie mechanische Komponenten und Führungen. Verhindern Sie die Ansammlung von Spritzern und Kondensat. Wechseln Sie die Filter des Gasfluss-Systems nach Bedarf. Überwachung des Pulverhandlingsystems. |
Wie wählt man einen Lieferanten für Inconel 718-Pulver aus?
Die Wahl des richtigen Anbieters von Inconel 718-Pulver ist der Schlüssel zu einer gleichbleibend hohen Qualität des Pulvers für den Druck von Endverbrauchsteilen. Hier sind einige Tipps:
- Qualitätszertifikate - Der Lieferant sollte nach ISO 9001 und AS9100 zertifiziert sein.
- Technisches Fachwissen - Suchen Sie nach Fachwissen über Metallurgie und AM-Pulver.
- Testmöglichkeiten - Der Lieferant sollte jede Pulvercharge auf Zusammensetzung, Partikelgröße, Morphologie, Dichte, Fließeigenschaften usw. prüfen.
- Rückverfolgbarkeit - Fragen Sie nach der Beschaffung, den Produktionsunterlagen und der Rückverfolgbarkeit der Chargen.
- Unterstützung nach dem Verkauf - Wählen Sie einen Lieferanten, der Unterstützung bei der Handhabung, Lagerung, Wiederverwendung usw. von Pulver bietet.
- Probenahme - Bitten Sie vor dem Kauf um Pulverproben zum Testen.
- Kundenrezensionen - Prüfen Sie das Feedback und die Bewertungen des Anbieters in Branchenforen und -netzwerken.
- Preisgestaltung - Vergleichen Sie die Preise verschiedener Anbieter für dieselbe Pulversorte. Ziehen Sie Mengenrabatte in Betracht.
- Vorlaufzeit - Der Lieferant sollte eine angemessene Vorlaufzeit mit guter Bestands- und Produktionsplanung bieten.
Vergleich von Inconel 718 vs. Edelstahl vs. Kobalt-Chrom-Pulver
Tabelle: Vergleich der wichtigsten Eigenschaften von Pulvern aus Inconel 718, Edelstahl und Kobalt-Chrom-Legierungen
| Parameter | Inconel 718 | Rostfreier Stahl | Kobalt Chrom |
|---|---|---|---|
| Dichte | Höher | Mittel | Höher |
| Zugfestigkeit | Höher | Mittel | Unter |
| Streckgrenze | Höher | Mittel | Unter |
| Dehnung | Unter | Höher | Höher |
| Härte | Höher | Unter | Mittel |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Gut | Schlecht |
| Hitzebeständigkeit | Ausgezeichnet | Schlecht | Gut |
| Kosten | Höher | Unter | Mittel |
Wichtigste Erkenntnisse:
- Inconel 718 hat die höchste Festigkeit und Härte, während rostfreier Stahl eine höhere Dehnung aufweist.
- Kobaltchrom hat eine geringere Festigkeit als Inconel 718, ist aber besser als rostfreier Stahl.
- Inconel 718 hat eine weitaus höhere Hitze- und Korrosionsbeständigkeit als Edelstahl und Kobalt-Chrom-Legierungen.
- Inconel 718 ist teurer als Pulver aus rostfreiem Stahl, aber billiger als exotische Kobalt-Chrom-Legierungen.
Vor- und Nachteile der Verwendung von Inconel 718-Pulver
Profis
- Ausgezeichnete Zug-, Ermüdungs- und Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen
- Widerstandsfähig gegen Temperaturschocks und -wechsel
- Widersteht Oxidation und Korrosion in aggressiven Umgebungen
- Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
- Kann leicht nachbearbeitet und gefräst werden
- Pulverförmiges Ausgangsmaterial leicht verfügbar
Nachteile
- Hohe Materialkosten im Vergleich zu Stählen
- Geringere Dehnung als bei Edelstahlpulver
- Anfällig für Rissbildung durch Dehnungsalterung
- Schwierig zu schweißen mit konventionellem Schmelzschweißen
- Erfordert heißisostatisches Pressen (HIP) zur Verbesserung der Dichte
- Begrenzte Anzahl von qualifizierten Lieferanten
Häufig gestellte Fragen zu Inconel 718-Pulver
F: Welcher Korngrößenbereich wird für Inconel 718-Pulver empfohlen?
A: Für die meisten AM-Prozesse wird für Inconel 718-Pulver ein Partikelgrößenbereich von 15-45 Mikrometern empfohlen. Mit feineren Pulvern im Bereich von 10-25 Mikrometern kann eine bessere Auflösung erzielt werden.
F: Wie hoch ist die Wiederverwendungsgrenze für Inconel 718-Pulver bei AM?
A: Inconel 718-Pulver kann bei richtiger Handhabung bis zu 5-10 Mal wiederverwendet werden. Überwachen Sie die Größenverteilung und die Form des Pulvers während der Wiederverwendung, um eine Verschlechterung festzustellen. Verwenden Sie Systeme zur Pulversiebung und -konditionierung, um die Wiederverwendungsrate zu verbessern.
F: Ist für Inconel 718-Pulver eine Nachbearbeitung durch heißisostatisches Pressen (HIP) erforderlich?
A: HIP trägt zur Verbesserung der Dichte, der mechanischen Eigenschaften und der Mikrostruktur von Inconel 718 AM-Teilen bei. HIP ist jedoch möglicherweise nicht erforderlich, wenn die empfohlenen Fertigungsparameter verwendet werden, um Dichten über 99,5% zu erreichen.
F: Welche Nachbearbeitungsmethoden werden für Inconel 718 AM-Teile verwendet?
A: Zu den üblichen Nachbearbeitungsschritten gehören Wärmebehandlung, HIP, Bearbeitung, Kugelstrahlen, Beschichtungen und Warmumformung. Dies trägt zur Verbesserung der Oberflächengüte, der Maßhaltigkeit und der Materialeigenschaften bei.
F: Welche Branchen verwenden Inconel 718-Pulver für AM-Anwendungen?
A: Zu den Schlüsselindustrien, die Inconel 718-Pulver verwenden, gehören die Luft- und Raumfahrt, die Öl- und Gasindustrie, die Energieerzeugung, die Automobilindustrie, die chemische Verarbeitung und die Biomedizin. Die Verwendung wird durch die Anforderungen an die Hochtemperaturfestigkeit bestimmt.
F: Welche Zertifizierungen sind für Inconel 718-Pulver in Luft- und Raumfahrtqualität erforderlich?
A: Pulverhersteller müssen nach AS9100 zertifiziert sein. Inconel 718-Pulverchargen müssen die AMS-Spezifikation AMS5662 und die strengen Prüfstandards für die Produktion von Luft- und Raumfahrtkomponenten erfüllen.
F: Wie wird Inconel 718-Pulver hergestellt?
A: Inconel 718 wird durch Gas- oder Plasmazerstäubung hergestellt, um aus der geschmolzenen Legierung feines, kugelförmiges Pulver für AM-Anwendungen zu erzeugen. Manchmal wird auch die Wasserverdüsung verwendet.
F: Ist für das Drucken von Inconel 718 eine inerte Atmosphäre erforderlich?
A: Ja, eine inerte Argon-Atmosphäre ist unerlässlich, um die Oxidation des Inconel 718-Pulvers beim Laser- oder Elektronenstrahl-Pulverbettschmelzdruck zu verhindern.
F: Für welche Anwendungen im Gesundheitswesen werden 3D-gedruckte Teile aus Inconel 718 verwendet?
A: Inconel 718 wird aufgrund seiner Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeit zum Drucken von Zahnimplantaten, chirurgischen Instrumenten, Prothesen und medizinischen Geräten verwendet.