Bestes in718-Pulver für den 3D-Druck

IN718-Pulver ist ein Superlegierungspulver auf Nickelbasis, das häufig in additiven Fertigungsverfahren wie dem Pulverbettschmelzen und der direkten Energieabscheidung verwendet wird. Es besteht in erster Linie aus Nickel, mit Zusätzen von Chrom, Eisen, Niob, Molybdän und anderen Elementen. Die Kombination dieser Elemente verleiht den endgültigen gedruckten Teilen eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperatureigenschaften.

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Inhaltsübersicht

Überblick über IN718-Pulver

IN718 ist ein ausscheidungshärtbares Superlegierungspulver auf Nickelbasis, das aufgrund seiner guten Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit häufig für die additive Fertigung verwendet wird. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Leitfaden zu IN718-Pulver.

Zu den wichtigsten Aspekten, die behandelt werden, gehören Zusammensetzung, Eigenschaften, AM-Druckparameter, Anwendungen, Spezifikationen, Lieferanten, Handhabung, Prüfmethoden, Vergleiche mit Alternativen, Vor- und Nachteile und häufig gestellte Fragen. Die quantitativen Daten werden in einem übersichtlichen Format in Tabellenform dargestellt.

Zusammensetzung von IN718-Pulver

Die Zusammensetzung von IN718 ist:

Element Gewicht % Zweck
Nickel 50 – 55 Element der Hauptmatrix
Chrom 17 – 21 Oxidationsbeständigkeit
Eisen Bilanz Mischkristallverfestiger
Niobium 4.75 – 5.5 Aushärtung durch Niederschlag
Molybdän 2.8 – 3.3 Stärkung der festen Lösung
Titan 0.65 – 1.15 Hartmetall-Former
Aluminium 0.2 – 0.8 Aushärtung durch Niederschlag
Kohlenstoff 0,08 max Hartmetall-Former

Außerdem werden Spuren von Kobalt, Bor, Kupfer und Magnesium zugesetzt.

Eigenschaften von IN718-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von IN718 gehören:

Eigentum Beschreibung
Hohe Festigkeit Zugfestigkeit 1050 - 1350 MPa
Phasenstabilität Behält seine Eigenschaften auch nach längerem Gebrauch bei bis zu 700°C
Korrosionsbeständigkeit Beständig gegen wässrige Korrosion und Oxidation
Schweißeignung Hervorragende Schweißeignung bei Verwendung von passendem Schweißzusatzwerkstoff
Verarbeitbarkeit Leicht zu formen und zu bearbeiten
Kriechstromfestigkeit Hohe Zeitstandfestigkeit bei hohen Temperaturen

Dank dieser Eigenschaften eignet sich IN718 auch für die anspruchsvollsten Anwendungen.

3D-Druckparameter für IN718-Pulver

Typische Parameter für den Druck von IN718-Pulver sind:

Parameter Typischer Wert Zweck
Höhe der Schicht 20 - 50 μm Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Auflösung
Laserleistung 195 - 350 W Ausreichendes Schmelzen ohne Verdunstung
Scan-Geschwindigkeit 700 - 1300 mm/s Dichte versus Baurate
Abstand zwischen den Luken 80 - 160 μm Mechanische Eigenschaften
Unterstützungsstruktur Minimal Einfache Entfernung
Heißisostatisches Pressen 1120°C, 100 MPa, 3h Innere Hohlräume beseitigen

Die Parameter hängen von Faktoren wie Baugeometrie, Temperaturmanagement und Nachbearbeitungsanforderungen ab.

Anwendungen von 3D-gedruckten IN718-Teilen

Die von AM hergestellten IN718-Teile werden verwendet in:

Industrie Komponenten
Luft- und Raumfahrt Motorkomponenten wie Turbinenschaufeln, Scheiben
Stromerzeugung Verbrennungsdosen, Übergangskanäle
Öl und Gas Bohrlochwerkzeuge, Ventile, Pumpen
Automobilindustrie Turboladerräder, Auslassventile
Medizinische Orthopädische Implantate, chirurgische Werkzeuge

Zu den Vorteilen gegenüber IN718 in Knetausführung gehören komplexe Geometrien, kürzere Vorlaufzeiten und ein günstigeres Verhältnis zwischen Anschaffungs- und Lieferkosten.

Spezifikationen für IN718-Pulver für AM

IN718-Pulver muss die folgenden Spezifikationen für den 3D-Druck erfüllen:

Parameter Spezifikation
Partikelgrößenbereich 10 - 45 μm
Partikelform Sphärische Morphologie
Scheinbare Dichte Typischerweise > 4 g/cc
Dichte des Gewindebohrers > 6 g/cc
Hall-Durchflussmenge > 23 Sekunden für 50 g
Reinheit >99,9%
Sauerstoffgehalt <100 ppm

Kundenspezifische Größenverteilungen und streng kontrollierte Zusammensetzung möglich.

Lieferanten von IN718-Pulver

Zu den führenden Anbietern gehören:

Anbieter Standort
Praxair USA
Zimmermanns Pulverprodukte USA
Sandvik Fischadler UK
LPW-Technologie UK
Erasteel Frankreich
AP&C Kanada

Die Preise liegen zwischen $50/kg und $150/kg, abhängig von der Qualität und dem Auftragsvolumen.

Handhabung und Lagerung von IN718-Pulver

Als reaktives Material erfordert IN718-Pulver eine kontrollierte Handhabung:

  • Versiegelte Behälter in einer kühlen, trockenen und inerten Atmosphäre lagern
  • Vermeiden Sie die Einwirkung von Feuchtigkeit, Luft oder extremen Temperaturen
  • Verwenden Sie während der Übertragung ordnungsgemäß geerdete Geräte
  • Vermeiden Sie Staubansammlungen und kontrollieren Sie Zündquellen
  • Lokale Entlüftung empfohlen
  • Befolgen Sie die geltenden Sicherheitsrichtlinien

Die richtige Lagerung und Handhabung verhindert Veränderungen in der Zusammensetzung und Gefahren.

Inspektion und Prüfung von IN718-Pulver

IN718-Pulverchargen werden unter Verwendung von validiert:

Methode Geprüfte Parameter
Siebanalyse Partikelgrößenverteilung
SEM-Bildgebung Morphologie der Partikel
EDX Chemie und Zusammensetzung
XRD Vorhandene Phasen
Pyknometrie Dichte
Hall-Durchflussmenge Fließfähigkeit des Pulvers

Die Prüfung nach ASTM-Normen gewährleistet eine gleichbleibende Qualität von Charge zu Charge.

Vergleich von IN718 mit alternativen Superlegierungspulvern

IN718 ist im Vergleich zu anderen Legierungen wie:

Legierung Kosten Druckbarkeit Schweißeignung Stärke
IN718 Niedrig Gut Ausgezeichnet Mittel
IN625 Mittel Ausgezeichnet Ausgezeichnet Niedrig
IN792 Hoch Messe Gut Ausgezeichnet
IN939 Sehr hoch Gut Begrenzt Ausgezeichnet

Aufgrund der ausgewogenen Eigenschaften bei geringeren Kosten ist IN718 für viele Anwendungen besser geeignet als andere Ni-Basis-Superlegierungen.

Vor- und Nachteile von IN718-Pulver für den 3D-Druck

Profis Nachteile
Nachgewiesene Materialkenntnisse in AM Geringere Hochtemperaturfestigkeit als einige Legierungen
Ausgezeichnete Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit Anfällig für Erstarrungsrisse während des Drucks
Leicht zu komplexen Formen zu verarbeiten Erfordert die Handhabung in kontrollierter Atmosphäre
Kostenvorteil gegenüber exotischen Superlegierungen Erhebliche Nachbearbeitung oft erforderlich
Leicht erhältlich bei einer Reihe von Anbietern Relativ geringe Härte nach dem Druck

IN718 ermöglicht eine hochleistungsfähige additive Fertigung zu angemessenen Kosten.

Häufig gestellte Fragen über IN718-Pulver

F: Welcher Partikelgrößenbereich eignet sich am besten für den 3D-Druck der Legierung IN718?

A: Ein Bereich von 15-45 Mikrometern bietet die optimale Mischung aus Fließfähigkeit, hoher Auflösung und hoher Dichte. Es können auch feinere Pulver unter 10 Mikron verwendet werden.

F: Welche Nachbearbeitung ist bei IN718 AM-Komponenten normalerweise erforderlich?

A: Heißisostatisches Pressen, Wärmebehandlung und maschinelle Bearbeitung sind in der Regel erforderlich, um Hohlräume zu beseitigen, die Eigenschaften zu optimieren und Maßgenauigkeit zu erreichen.

F: Ist IN718 im Vergleich zu anderen Ni-Superlegierungen leichter in 3D zu drucken?

A: Ja, die ausgezeichnete Schweißbarkeit und die geringere Rissanfälligkeit machen IN718 zu einer der leichter zu verarbeitenden Superlegierungen auf Ni-Basis im Pulverbettschmelzverfahren.

F: Welche Branchen verwenden die Legierung IN718 für den 3D-Druck von Metall?

A: Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung, Öl- und Gasindustrie, Automobilindustrie und Medizintechnik sind wichtige Anwendungsbereiche für additiv gefertigte IN718-Komponenten.

F: Welches Material hat die ähnlichsten Eigenschaften wie IN718 für AM?

A: Die Pulverlegierung IN625 hat eine vergleichbare Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit wie IN718, aber eine geringere Festigkeit. IN792 tauscht Schweißbarkeit gegen höhere Festigkeit.

F: Ist heißes isostatisches Pressen für IN718 3D-gedruckte Teile obligatorisch?

A: HIP beseitigt innere Hohlräume und verbessert die Ermüdungsbeständigkeit. Für unkritische Anwendungen ist es möglicherweise nicht erforderlich.

F: Benötigt IN718 während des 3D-Drucks Stützstrukturen?

A: Bei Überhängen und überbrückten Abschnitten werden minimale Stützen empfohlen, um eine Verformung zu verhindern und eine einfache Entfernung nach dem Druck zu ermöglichen.

F: Welche Fehler können beim Drucken mit IN718-Pulver auftreten?

A: Mögliche Fehler sind Risse, Porosität, Verformung, unvollständige Verschmelzung und Oberflächenrauhigkeit. Die meisten können mit optimierten Parametern verhindert werden.

F: Welche Härte kann man bei IN718 AM-Bauteilen erwarten?

A: Die Härte nach dem Druck beträgt normalerweise 30-35 HRC. Durch Nachbearbeitung, z. B. Alterung, kann sie auf 40-50 HRC erhöht werden, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

F: Welche Präzision kann mit IN718 gedruckten Teilen erreicht werden?

A: Nach der Nachbearbeitung können gedruckte IN718-Komponenten Maßtoleranzen und Oberflächengüten erreichen, die mit denen von CNC-gefrästen Teilen vergleichbar sind.