Bubuk Baja Tahan Karat 304l

Ikhtisar

Serbuk baja tahan karat 304L adalah serbuk baja tahan karat kromium-nikel austenitik dengan kandungan karbon rendah. Ini menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, sifat mampu bentuk dan kemampuan las yang baik, dan banyak digunakan untuk aplikasi metalurgi serbuk.

'L' menunjukkan karbon yang lebih rendah dibandingkan dengan grade standar 304. Karbon rendah meminimalkan pengendapan karbida dan memaksimalkan ketahanan terhadap korosi. Metalurgi serbuk 304L memberikan alternatif yang hemat biaya untuk 316L untuk aplikasi non-kritis yang tidak memerlukan paduan molibdenum.

Artikel ini memberikan pandangan mendalam tentang bubuk baja tahan karat 304L yang mencakup komposisi, sifat, pemrosesan, aplikasi, spesifikasi, pemasok, biaya, dan detail teknis lainnya.

Komposisi

Komposisi nominal bubuk baja tahan karat 304L tercantum di bawah ini:

Tabel: Komposisi khas bubuk baja tahan karat 304L

Kromium dan nikel adalah elemen paduan utama. Kromium memberikan ketahanan terhadap korosi dan oksidasi. Nikel meningkatkan keuletan, ketangguhan, dan kemampuan las.

Mangan dan silikon meningkatkan kekuatan. Karbon dijaga sangat rendah untuk ketahanan korosi yang optimal. Belerang, fosfor, dan nitrogen adalah pengotor yang diminimalkan.

Properti

Sifat-sifat utama bubuk baja tahan karat 304L dalam kondisi anil disediakan di bawah ini:

Tabel: Sifat-sifat bubuk baja tahan karat 304L

Kombinasi sifat-sifat tersebut membuat 304L sangat berguna untuk berbagai aplikasi. Struktur mikro austenitik memberikan keuletan, ketangguhan, dan perilaku non-magnetik. 304L memiliki ketahanan korosi yang sangat baik yang sebanding dengan baja tahan karat 316L.

Dengan memilih bubuk karbon sangat rendah, pengendapan karbida dapat dihindari untuk memaksimalkan ketahanan korosi pada aplikasi yang kritis. Kekuatan dan kekerasan dapat ditingkatkan melalui pengerjaan dingin.

Aplikasi

Aplikasi umum untuk bubuk baja tahan karat 304L meliputi:

• Peralatan pengolahan makanan
• Perkakas farmasi
• Komponen pabrik kimia
• Panel arsitektur, pagar
• Instrumen dan implan medis
• Perangkat keras kelautan, alat kelengkapan, pengencang
• Produk konsumen, peralatan
• Bagian mekanis metalurgi serbuk
• Bubuk pencetakan 3D

304L memberikan ketahanan korosi yang hemat biaya dibandingkan 316L ketika paduan molibdenum tidak diperlukan untuk lingkungan yang sangat korosif. Sifat poles yang sangat baik dan sifat non-magnetik juga sesuai dengan 304L untuk kelongsong arsitektur dan komponen perangkat keras.

Metalurgi serbuk biasanya digunakan untuk memproduksi komponen presisi kecil dari 304L dengan volume tinggi dibandingkan pemesinan. Manufaktur aditif menggunakan serbuk 304L untuk prototipe, perkakas, dan komponen penggunaan akhir di seluruh industri.

Manufaktur Serbuk

Serbuk baja tahan karat 304L diproduksi secara komersial melalui proses atomisasi gas atau atomisasi air.

Dalam atomisasi gasaliran gas inert bertekanan tinggi menghancurkan logam cair menjadi tetesan halus, menghasilkan serbuk bulat yang ideal untuk pembuatan aditif dan MIM. Distribusi ukuran partikel dikontrol melalui parameter proses.

Atomisasi air menggunakan semburan air bertekanan tinggi untuk memecah aliran logam menjadi partikel-partikel halus. Hal ini menghasilkan bentuk partikel satelit yang tidak beraturan. Serbuk ini membutuhkan perawatan pasca-pembuatan untuk pembuatan aditif.

Atomisasi plasma kadang-kadang digunakan untuk menghasilkan serbuk yang sangat bulat dan bersih dari aliran plasma logam dalam atmosfer lembam yang terkendali. Hal ini memastikan kemurnian dan kemampuan mengalir yang tinggi.

Spesifikasi Bubuk

Serbuk baja tahan karat 304L tersedia secara komersial dalam berbagai rentang ukuran, morfologi, dan tingkat kualitas. Beberapa spesifikasi bubuk tipikal ada di bawah ini:

Tabel: Spesifikasi bubuk baja tahan karat 304L

Ukuran partikel yang lebih kecil di bawah 45 μm lebih disukai untuk menangkap fitur halus dalam pembuatan aditif. Partikel berbentuk bola memberikan kemampuan mengalir yang baik. Kepadatan yang tampak berkorelasi dengan efisiensi pengemasan bubuk.

Kemurnian tinggi, oksigen rendah, dan tingkat kelembapan yang terkendali memastikan sifat sinter yang berkualitas. Serbuk yang dikabutkan dengan gas menawarkan spesifikasi terbaik untuk aplikasi yang kritis.

Standar dan Nilai

Serbuk baja tahan karat 304L sesuai dengan standar berikut:

• ASTM A240 - Standar untuk pelat, lembaran, dan strip baja tahan karat kromium dan kromium-nikel
• ASTM A313 - Standar untuk kawat pegas baja tahan karat
• ASTM A314 - Standar untuk kawat bengkok baja tahan karat
• AMS 5501 - Batang baja tahan karat, kawat, tempa, pipa dengan karbon rendah
• AMS 5647 - Serbuk baja tahan karat, dikabutkan, 304L

Nilai yang setara meliputi:

• UNS S30403
• Werkstoff No. 1.4306
• SUS 304L
• SS2348

Serbuk dapat diperoleh sesuai spesifikasi ASTM atau komposisi khusus untuk aplikasi tertentu. Karbon sangat rendah dan serbuk dengan tekanan tunggal memberikan sifat yang optimal.

Analisis Biaya

Harga bubuk baja tahan karat 304L antara $15-30 per kg untuk bahan yang dikabutkan dengan gas. Serbuk yang dikabutkan dengan air lebih murah dengan harga $8-15 / kg tetapi memiliki kebulatan yang lebih sedikit.

Harga bervariasi berdasarkan volume pesanan, rentang ukuran partikel, morfologi bubuk, tingkat kemurnian, dan margin produsen/distributor.

Untuk komponen jadi, 304L menyumbang 30-60% biaya komponen MIM, tergantung pada ukuran dan kompleksitas komponen. Komponen kecil dalam volume tinggi memiliki bagian biaya material yang lebih rendah.

Penyimpanan dan Penanganan Bubuk

Untuk mencegah kontaminasi dan menjaga sifat bubuk, bubuk baja tahan karat 304L harus disimpan dan ditangani sebagai berikut:

• Simpan dalam wadah tertutup di tempat yang sejuk dan kering
• Gunakan pembersihan gas inert atau vakum untuk mencegah penyerapan uap air
• Jauhkan dari percikan api, nyala api, dan sumber api
• Giling semua peralatan penanganan dan pemindahan bubuk
• Hindari kontak dengan kontaminan seperti minyak, lemak, cat, dll.
• Gunakan APD - masker, sarung tangan, pelindung mata saat menangani bedak

Tumpahan serbuk harus segera dibersihkan dengan menggunakan alat yang tidak menimbulkan percikan api dan penyedotan debu HEPA. Bedak cukup sensitif terhadap kelembapan dan paparan udara. Penyimpanan yang tepat adalah kuncinya.

Cetakan Injeksi Logam

304L banyak digunakan untuk pencetakan injeksi logam pada komponen kecil dan kompleks yang memanfaatkan metalurgi serbuk. Pertimbangan utama meliputi:

• Bahan baku: Pemuatan bubuk 60-68% dengan sistem pengikat multi-komponen
• Cetakan: Ukuran bidikan tinggi, kecepatan injeksi cepat, tekanan penahanan tinggi
• Debinding: Pengikatan pelarut diikuti dengan pengikatan termal
• Sintering: 1350-1400 ° C dalam atmosfer hidrogen atau vakum
• Operasi Sekunder: Pemesinan, penandaan laser, pasif, pemolesan listrik

Biro layanan MIM telah menetapkan praktik terbaik untuk suku cadang 304L berkinerja tinggi dengan sifat as-sinter yang mendekati material tempa.

Desain untuk AM

Untuk pembuatan aditif menggunakan bubuk baja tahan karat 304L, pedoman desain utama meliputi:

• Pertahankan ketebalan dinding di atas 1 mm
• Gunakan geometri mandiri dengan sudut di atas 45°
• Sertakan lubang pembuangan untuk membuang bubuk yang tidak terpakai
• Amati efek orientasi bangunan pada properti
• Memperhitungkan penyusutan 20-25% saat mendesain bagian perkawinan
• Sertakan kelonggaran pemesinan 0,5-1 mm untuk kesesuaian kritis
• Kurangi overhang, jembatan, detail halus yang memerlukan penyangga

Kontrol Kualitas

Pengujian kontrol kualitas yang dilakukan pada bubuk baja tahan karat 304L meliputi:

• Analisis kimia - ICP dan OES untuk memverifikasi komposisi
• Analisis ukuran partikel - Penganalisis ukuran partikel difraksi laser
• Morfologi serbuk - Pencitraan SEM pada perbesaran tinggi
• Kerapatan semu dan kerapatan keran - Metode flowmeter Hall
• Laju aliran bubuk - Metode corong pengukur aliran Hall
• Kehilangan saat penyalaan - tungku gravitasi ASTM E sin gravitasi
• Analisis kelembapan - Titrasi Karl Fischer, analisis LECO

Untuk komponen MIM yang disinter, pengujian meliputi:

• Toleransi dimensi - Pemeriksaan CMM
• Kepadatan - Metode Archimedes
• Struktur mikro - Mikroskop optik, analisis gambar
• Pengujian mekanis - Kekerasan, tarik, fatik, impak Charpy

Kesehatan dan Keselamatan

Seperti kebanyakan serbuk dan suku cadang baja tahan karat, 304L memiliki risiko kesehatan yang kecil dengan penanganan yang tepat:

• Kenakan APD saat menangani bubuk - masker, sarung tangan, kacamata
• Hindari kontak dengan kulit untuk mencegah sensitisasi
• Gunakan vakum dengan filter HEPA untuk membersihkan debu dan serbuk
• Hindari menghirup asap pengelasan atau peleburan
• Buanglah sesuai dengan peraturan lingkungan setempat
• Pastikan ventilasi yang memadai dan perlindungan pernapasan jika menggiling atau mengerjakan komponen yang disinter

Tidak diperlukan tindakan pencegahan pembuangan khusus untuk 304L. Dengan prosedur yang baik, ini menimbulkan bahaya minimal bagi pekerja dan lingkungan.

PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN

1. Apa perbedaan antara bubuk baja tahan karat 304 dan 304L?

   304L memiliki kandungan karbon yang lebih rendah (<0,03%) daripada 304 (<0,08%) untuk ketahanan korosi yang lebih baik, terutama untuk pengelasan. 304 lebih umum.

2. Apakah bubuk 304L memerlukan atmosfer yang terkendali?

   Belum tentu, tetapi penyimpanan dalam wadah tertutup dengan gas inert mencegah oksidasi dan kontaminasi.

3. Ukuran partikel apa yang terbaik untuk AM?

   15-45 mikron adalah tipikal untuk powder bed fusion AM untuk memberikan aliran yang baik dan resolusi yang tinggi. Ukuran yang lebih besar dari 45-100 mikron juga digunakan.

4. Apakah 304L digunakan untuk pencetakan 3D logam?

   Ya, 304L banyak digunakan untuk tempat tidur bubuk dan pencetakan 3D deposisi energi terarah untuk membuat prototipe, perkakas, dan suku cadang penggunaan akhir.

5. Apa yang menyebabkan bubuk teroksidasi dan kehilangan kemampuan untuk digunakan kembali?

   Paparan terhadap udara/kelembaban menyebabkan oksidasi permukaan. Penyimpanan tertutup yang tepat dengan pengering dan penyerap oksigen mencegah hal ini.

6. Apakah 304L memerlukan anil larutan setelah sintering laser?

   Ya, penghilang stres pada suhu 1050-1150 ° C dan pendinginan cepat membantu memulihkan keuletan dan ketangguhan setelah pemadatan yang cepat.

7. Hasil akhir apa yang dapat diharapkan pada komponen MIM 304L yang disinter?

   Sekitar Ra 3-6 mikron pada awalnya. Pemolesan dan etsa bisa mencapai di bawah 0,5 mikron. Pelapisan juga memberikan hasil akhir yang halus.

8. Toleransi apa yang dapat dicapai dengan komponen MIM 304L?

   ± 0,1-0,3% adalah tipikal, tetapi toleransi di bawah ± 0,1% dimungkinkan untuk komponen presisi tinggi.

9. Mengapa 304L lebih disukai daripada baja tahan karat 304?

   Karbon yang lebih rendah memberikan 304L ketahanan korosi yang lebih baik, terutama untuk pengelasan, mengurangi sensitisasi. Ini telah menjadi kelas yang dominan.

10. Berapa harga premium untuk bubuk 304L vs. 304?

    Biasanya 10-30% lebih mahal untuk 304L karena komposisi karbon yang lebih rendah. Harga juga tergantung pada jumlah yang dipesan.