Tinjauan Umum tentang Serbuk Penahan Panas Paduan Inconel 718
Inconel 718 adalah bubuk paduan nikel kromium berkekuatan tinggi dan tahan korosi yang digunakan untuk manufaktur aditif dan aplikasi pencetakan 3D logam. Ini memiliki sifat mekanik yang sangat baik dan ketahanan oksidasi pada suhu tinggi.
Beberapa fitur utama dari Bubuk paduan Inconel 718 termasuk:
- Kekuatan dan kekerasan tinggi
- Ketahanan korosi dan oksidasi yang baik
- Kekuatan mulur dan kelelahan yang sangat baik
- Mempertahankan kekuatan dan kekerasan pada suhu tinggi
- Tahan terhadap kelelahan termal dan guncangan termal
- Dapat digunakan untuk aplikasi kriogenik
- Kompatibel dengan banyak proses manufaktur aditif
Inconel 718 populer di industri kedirgantaraan, minyak dan gas, otomotif, medis, dan perkakas yang membutuhkan kekuatan tinggi pada suhu tinggi, ketahanan terhadap korosi, dan daya tahan jangka panjang.
Jenis-jenis Serbuk Paduan Inconel 718
Bubuk Inconel 718 yang dikabutkan dengan gas
Serbuk Inconel 718 yang dikabutkan dengan gas diproduksi dengan mengatomisasi paduan cair menggunakan jet gas inert bertekanan tinggi. Hal ini menghasilkan partikel serbuk yang hampir bulat dengan morfologi permukaan yang halus yang ideal untuk pembuatan aditif.
Keuntungan:
- Kemampuan mengalir dan kepadatan kemasan yang sangat baik
- Distribusi ukuran partikel yang konsisten
- Tingkat penggunaan ulang bubuk yang tinggi
- Sifat mekanik yang baik
- Porositas rendah dan inklusi oksida
Keterbatasan:
- Lebih mahal dari bubuk yang diatomisasi air
- Terbatas untuk ukuran partikel yang lebih kecil
Bubuk Inconel 718 yang Diatomisasi Air
Inconel 718 yang dikabutkan dengan air diproduksi dengan memecah aliran paduan cair menggunakan jet air bertekanan tinggi. Hal ini menghasilkan partikel serbuk berbentuk tidak beraturan.
Keuntungan:
- Biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan bubuk yang diatomisasi dengan gas
- Kisaran ukuran partikel yang lebih besar
- Hasil yang lebih tinggi selama atomisasi
Keterbatasan:
- Kemampuan mengalir yang buruk karena bentuk yang tidak beraturan
- Inklusi oksida dan masalah porositas
- Tingkat penggunaan ulang bubuk yang lebih rendah
- Distribusi ukuran partikel yang bervariasi
Aplikasi dan Penggunaan Serbuk Paduan Inconel 718
Komponen Kedirgantaraan
Inconel 718 banyak digunakan untuk mencetak 3D bilah turbin, impeler, kerucut knalpot, rangka, saluran, dan komponen suhu tinggi lainnya untuk mesin pesawat terbang dan elemen struktural.
Turbin Gas
Kekuatan suhu tinggi dari Inconel 718 membuatnya cocok untuk pelapis burner pencetakan 3D, pelindung panas, nosel turbin, dan bilah untuk turbin gas industri dan pembangkit listrik.
Suku Cadang Otomotif
Inconel 718 dapat mencetak 3D komponen otomotif berkinerja tinggi seperti roda turbocharger dan manifold yang terpapar suhu ekstrem dan gas buang korosif.
Implan Biomedis
Biokompatibilitas dan ketahanan korosi Inconel 718 memungkinkannya digunakan untuk implan ortopedi dan gigi yang dicetak 3D.
Peralatan Pengolahan Kimia
Ketahanan korosi Inconel 718 yang sangat baik memungkinkannya digunakan untuk katup pencetakan 3D, alat kelengkapan, bejana reaksi, dan pompa untuk pemrosesan kimia dan petrokimia.
Perkakas dan Cetakan
Alat cetak dan cetakan injeksi Inconel 718 mempertahankan kekuatan dan stabilitas termal yang tinggi untuk masa pakai yang lebih lama dalam kondisi tekanan dan suhu tinggi.
Spesifikasi Bubuk Paduan Inconel 718
| Parameter | Spesifikasi |
|---|---|
| Komposisi | 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 maks, 0.35% Si maks, 0.015% S maks, 0.015% P maks, bal. Fe |
| Kepadatan | 8,19 g/cm3 |
| Titik Leleh | 1260-1336°C |
| Ukuran Partikel Rata-rata | 15-45 mikron |
| Morfologi Partikel | Bulat |
| Laju Aliran | ≥ 25 s/50g |
| Kepadatan Nyata | ≥ 4,0 g/cm3 |
| Penggunaan Kembali Bubuk | Minimal 5 kali penggunaan ulang |
Pertimbangan Desain untuk Menggunakan Bubuk Inconel 718
- Komponen yang didesain dengan dinding yang lebih tebal dan struktur kisi konformal memungkinkan pembuangan panas yang efektif.
- Pertahankan ketebalan bagian antara 0,4 - 2 mm untuk sintering yang lebih baik.
- Sertakan batang uji tarik dan sampel saksi untuk kualifikasi bubuk.
- Gunakan struktur penyangga yang sesuai untuk permukaan yang menjorok dan bersudut.
- Optimalkan orientasi bangunan untuk meminimalkan penyangga dan menghindari overhang.
- Mengontrol ketebalan lapisan, jarak palka, dan strategi pemindaian berdasarkan geometri bagian.
Parameter Proses untuk Mencetak Inconel 718
Tabel: Parameter yang Direkomendasikan untuk Mencetak Inconel 718
| Parameter | Fusi Tempat Tidur Serbuk | Pengaliran Pengikat | Deposisi Energi Terarah |
|---|---|---|---|
| Daya laser (W) | 195-400 | – | 1000-2000 |
| Kecepatan pemindaian (mm/s) | 600-1200 | – | 100-500 |
| Ketebalan lapisan (μm) | 20-50 | 100-200 | 200-1000 |
| Jarak penetasan (μm) | 80-150 | – | – |
| Suhu tempat tidur (°C) | 100-200 | 60-80 | – |
| Gas inert | Argon | Udara | Argon |
| Tingkat oksigen (%) | 0.03-0.1 | Udara | 0.03-0.1 |
Pemasok Bubuk Paduan Inconel 718
Tabel: Pemasok Bubuk Inconel 718
| Pemasok | Ukuran Partikel | Formulir Pengiriman | Harga |
|---|---|---|---|
| AP&C | 15-45 μm | Dikemas dengan argon | $90-100 / kg |
| Aditif Tukang Kayu | 15-53 μm | Dikemas dengan argon | $75-120/kg |
| Sandvik Osprey | 5-150 μm | Dikemas dengan argon | $50-110/kg |
| Praxair | 10-45 μm | Dikemas dengan argon | $80-110/kg |
| Teknologi LPW | 10-45 μm | Dikemas dengan argon | $70-90/kg |
Kiat Memilih Pemasok:
- Memastikan sertifikasi bubuk memenuhi spesifikasi industri seperti AMS, ASTM, ISO.
- Dapatkan lembar data keselamatan, lembar data teknis untuk info kualitas dan komposisi.
- Mintalah sampel untuk menguji kemampuan mengalir, kepadatan, penggunaan ulang dan hasil cetak.
- Bermitra dengan pemasok yang dapat diandalkan yang menyediakan konsistensi lot-ke-lot.
- Bandingkan harga dan jumlah pesanan minimum.
Pemasangan, Pengoperasian, dan Pemeliharaan Printer Menggunakan Inconel 718
Tabel: Panduan Pemasangan, Pengoperasian, dan Pemeliharaan Printer untuk Inconel 718
| Panggung | Pedoman |
|---|---|
| Instalasi | Bersihkan area bangunan dan singkirkan sumber kontaminasi. Pasang sistem ekstraksi asap. Periksa sambungan dan kebocoran gas inert. Mengkalibrasi semua sensor, optik, dan komponen mekanis. |
| Operasi | Menetapkan kontrol lingkungan seperti tingkat argon dan kelembapan. Mengatur pemantauan level O2, laju aliran gas. Gunakan parameter pemrosesan yang direkomendasikan. Melakukan cetakan uji coba untuk mengoptimalkan parameter. Memantau kualitas bubuk dan metrik penggunaan ulang. |
| Pemeliharaan | Bersihkan optik, recoater, dan wiper secara teratur. Periksa komponen mekanis dan pemandu. Mencegah penumpukan percikan dan kondensat. Ganti filter sesuai kebutuhan pada sistem aliran gas. Memantau sistem penanganan bubuk. |
Bagaimana Memilih Pemasok Bubuk Inconel 718
Memilih pemasok bubuk Inconel 718 yang tepat adalah kunci untuk mendapatkan bubuk berkualitas tinggi yang konsisten untuk mencetak komponen penggunaan akhir. Berikut ini beberapa tipsnya:
- Sertifikasi kualitas - Pemasok harus memiliki sertifikasi ISO 9001 dan AS9100.
- Keahlian teknis - Carilah keahlian metalurgi dan serbuk AM.
- Kemampuan pengujian - Pemasok harus menguji setiap lot bubuk untuk komposisi, ukuran partikel, morfologi, kepadatan, karakteristik aliran, dll.
- Ketertelusuran - Tanyakan tentang sumber, catatan produksi, ketertelusuran lot.
- Dukungan pasca-penjualan - Pilih pemasok yang menyediakan dukungan untuk penanganan bubuk, penyimpanan, penggunaan ulang, dll.
- Pengambilan sampel - Mintalah sampel bubuk untuk pengujian sebelum membeli.
- Ulasan pelanggan - Periksa umpan balik dan ulasan pemasok dari forum dan jaringan industri.
- Harga - Bandingkan harga di antara pemasok untuk bubuk dengan kualitas yang sama. Pertimbangkan diskon volume.
- Waktu tunggu - Pemasok harus menyediakan waktu tunggu yang wajar dengan perencanaan inventaris dan produksi yang baik.
Perbandingan Inconel 718 vs Baja Tahan Karat vs Serbuk Krom Kobalt
Tabel: Perbandingan Properti Utama dari Serbuk Paduan Inconel 718, Baja Tahan Karat, dan Kobalt Chrome
| Parameter | Inconel 718 | Baja tahan karat | Kobalt Chrome |
|---|---|---|---|
| Kepadatan | Lebih tinggi | Sedang | Lebih tinggi |
| Kekuatan Tarik | Lebih tinggi | Sedang | Lebih rendah |
| Kekuatan Hasil | Lebih tinggi | Sedang | Lebih rendah |
| Perpanjangan | Lebih rendah | Lebih tinggi | Lebih tinggi |
| Kekerasan | Lebih tinggi | Lebih rendah | Sedang |
| Ketahanan Korosi | Luar biasa | Bagus. | Miskin |
| Tahan Panas | Luar biasa | Miskin | Bagus. |
| Biaya | Lebih tinggi | Lebih rendah | Sedang |
Poin-poin Penting:
- Inconel 718 memiliki kekuatan dan kekerasan tertinggi sementara baja tahan karat memiliki perpanjangan yang lebih tinggi.
- Krom kobalt memiliki kekuatan yang lebih rendah daripada Inconel 718 tetapi lebih baik daripada baja tahan karat.
- Inconel 718 memiliki ketahanan panas dan korosi yang jauh lebih unggul daripada baja tahan karat dan paduan krom kobalt.
- Inconel 718 lebih mahal daripada serbuk baja tahan karat tetapi lebih murah daripada paduan krom kobalt yang eksotis.
Pro dan Kontra Penggunaan Bubuk Inconel 718
Kelebihan
- Kekuatan tarik, fatik, dan mulur yang sangat baik pada suhu tinggi
- Tahan terhadap guncangan termal dan bersepeda
- Tahan terhadap oksidasi dan korosi di lingkungan yang agresif
- Kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi
- Dapat dengan mudah diproses dan dikerjakan dengan mesin
- Bahan baku bubuk sudah tersedia
Kekurangan
- Biaya material yang tinggi dibandingkan dengan baja
- Perpanjangan lebih rendah dari bubuk baja tahan karat
- Rentan terhadap retak akibat usia regangan
- Sulit untuk mengelas menggunakan pengelasan fusi konvensional
- Membutuhkan pengepresan isostatik panas (HIP) untuk meningkatkan kepadatan
- Terbatasnya jumlah pemasok yang memenuhi syarat
Pertanyaan yang Sering Diajukan Tentang Bubuk Inconel 718
T: Berapa kisaran ukuran partikel yang direkomendasikan untuk bubuk Inconel 718?
J: Kisaran ukuran partikel 15-45 mikron biasanya direkomendasikan untuk bubuk Inconel 718 untuk sebagian besar proses AM. Serbuk yang lebih halus sekitar 10-25 mikron dapat membantu mencapai resolusi yang lebih baik.
T: Berapa batas penggunaan ulang untuk bubuk Inconel 718 dalam AM?
J: Serbuk Inconel 718 dapat digunakan kembali hingga 5-10 kali jika ditangani dengan benar. Pantau distribusi ukuran dan bentuk bubuk selama penggunaan ulang untuk memeriksa degradasi. Gunakan sistem pengayakan dan pengkondisian bubuk untuk meningkatkan tingkat penggunaan ulang.
T: Apakah bubuk Inconel 718 memerlukan pasca-pemrosesan hot isostatic pressing (HIP)?
J: HIP membantu meningkatkan densitas, sifat mekanik, dan struktur mikro komponen Inconel 718 AM. Namun, HIP mungkin tidak diperlukan jika parameter build yang direkomendasikan digunakan untuk mencapai kepadatan di atas 99,5%.
T: Apa saja metode pasca-pemrosesan yang digunakan untuk suku cadang Inconel 718 AM?
J: Langkah-langkah pasca-pemrosesan yang umum meliputi - perlakuan panas, HIP, pemesinan, shot peening, pelapisan, dan pembentukan panas. Hal ini membantu meningkatkan permukaan akhir, akurasi dimensi dan performa material.
T: Industri apa yang menggunakan bubuk Inconel 718 untuk aplikasi AM?
J: Industri utama yang menggunakan bubuk Inconel 718 meliputi kedirgantaraan, minyak dan gas, pembangkit listrik, otomotif, pemrosesan kimia, dan biomedis. Penggunaan didorong oleh persyaratan kekuatan suhu tinggi.
T: Sertifikasi apa yang diperlukan untuk bubuk Inconel 718 kelas dirgantara?
J: Produsen bubuk harus memiliki sertifikasi AS9100. Lot bubuk Inconel 718 harus memenuhi spesifikasi AMS AMS5662 dan standar pengujian yang ketat untuk produksi komponen kedirgantaraan.
T: Bagaimana bubuk Inconel 718 dibuat?
J: Inconel 718 dibuat menggunakan atomisasi gas atau atomisasi plasma untuk menghasilkan bubuk bulat halus dari paduan cair untuk aplikasi AM. Atomisasi air juga terkadang digunakan.
T: Apakah Inconel 718 memerlukan atmosfer lembam untuk pencetakan?
J: Ya, atmosfer argon lembam sangat penting untuk mencegah oksidasi serbuk Inconel 718 selama pencetakan fusi unggun serbuk sinar laser atau elektron.
T: Aplikasi perawatan kesehatan apa yang menggunakan suku cadang Inconel 718 cetak 3D?
J: Inconel 718 digunakan untuk mencetak implan gigi, instrumen bedah, prostetik, dan perangkat medis karena biokompatibilitasnya, ketahanan terhadap korosi, dan kekuatannya yang tinggi.