用于 3D 打印的最佳 17-4PH 不锈钢粉末

17-4PH 粉末又称 17-4 沉淀硬化不锈钢粉末,是一种高强度、耐腐蚀材料,广泛应用于各行各业。它属于马氏体不锈钢家族,具有出色的机械性能和耐腐蚀性能。17-4PH "指的是合金的成分,其中包括约 17%铬、4% 镍、4% 铜和少量其他元素。

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目录

用于 3D 打印的 17-4PH 不锈钢粉末概述

17-4PH 是一种沉淀硬化不锈钢粉末,广泛用于航空航天、医疗、汽车和一般工程应用中高强度、耐腐蚀部件的快速成型制造。

本文详细介绍了用于 3D 打印的 17-4PH 粉末。内容包括成分、特性、打印参数、应用、规格、供应商、处理、检查、比较、优缺点和常见问题。关键信息以易于参考的表格形式呈现。

17-4PH 粉末的成分

17-4PH 是一种铬铜沉淀硬化不锈钢,其成分为

要素 重量 % 目的
平衡 主矩阵元素
15 – 17.5 抗氧化性
3 – 5 沉淀硬化
3 – 5 奥氏体稳定剂
0.15 – 0.45 硬质合金成形器
1 最大值 脱氧剂
1 最大值 脱氧剂
0.07 最大值 强化剂和硬质合金成形剂

铜具有沉淀硬化作用,而铬则具有耐腐蚀性。

17-4PH 粉末的特性

17-4PH 具有多种特性:

物业 说明
高强度 老化状态下的拉伸强度高达 1310 兆帕
硬度 老化后硬度可达 40 HRC
耐腐蚀性 在许多环境中可与 316L 不锈钢媲美
韧性 优于马氏体不锈钢
耐磨性 优于 300 系列不锈钢
高温稳定性 强度可保持至 300°C

这些特性使其适用于从塑料模具到航空航天部件的各种应用。

17-4PH 不锈钢粉末

17-4PH 粉末的 3D 打印参数

印刷 17-4PH 的典型参数包括

参数 典型值 目的
层高 20-100 μm 平衡速度和分辨率
激光功率 150-400 W 充分熔化而不蒸发
扫描速度 400-1000 毫米/秒 生产率与密度
舱口间距 100-200 μm 密度和特性
支持结构 最低限度 轻松移除
热等静压 1120°C,100 兆帕,3 小时 消除气孔

根据属性、时间和后处理要求对参数进行了优化。

3D 打印 17-4PH 零件的应用

添加制造的 17-4PH 元件可用于以下领域

行业 应用
航空航天 结构支架、固定装置、致动器
医疗 牙科植入物、手术器械
汽车 高强度紧固件、齿轮
消费者 表壳、运动器材
工业 最终使用的金属工具、夹具和固定装置

AM 的优势包括复杂的几何形状、定制、缩短交货时间和减少加工。

用于 3D 打印的 17-4PH 粉末的规格

17-4PH 粉末必须符合严格的规格要求:

参数 规格
粒度范围 15-45 μm 典型值
粒子形状 球形形态
表观密度 > 4 克/立方厘米
水龙头密度 > 6 克/立方厘米
霍尔流量 > 23 秒(50 克
纯净 >99.9%
氧气含量 <100 ppm

可定制尺寸分布和控制水分含量。

17-4PH 粉末供应商

信誉良好的供应商包括

供应商 地点
LPW 技术 英国
山特维克鹗 英国
木匠添加剂 美国
普莱克斯 美国
Erasteel 瑞典
阿梅泰克 美国

根据纯度、尺寸和订单数量,价格从 $50/kg 到 $120/kg 不等。

17-4PH 粉末的处理和储存

作为一种活性材料,17-4PH 粉末需要控制处理:

  • 存放在阴凉、干燥、惰性的环境中,避免受潮
  • 防止处理过程中的氧化和污染
  • 使用接地的导电容器,防止静电积聚
  • 避免灰尘积聚,最大限度地降低爆炸风险
  • 建议进行局部通风
  • 穿戴个人防护设备,避免吸入

小心储存和处理可确保粉末达到最佳状态。

17-4PH 粉末的检查和测试

质量检测方法包括

方法 已检查参数
筛分分析 粒径分布
扫描电子显微镜成像 颗粒形态
EDX 化学和成分
XRD 存在的阶段
Pycnometry 密度
霍尔流量 粉末流动性

根据 ASTM 标准进行的测试可验证粉末质量和批次一致性。

17-4PH 与其他粉末的比较

17-4PH 与其他合金的比较如下:

合金 实力 耐腐蚀性 费用 焊接性
17-4PH 优秀 良好 中型 公平
316L 中型 优秀 中型 优秀
IN718 良好 良好 公平
钴铬合金 中型 公平 中型 优秀

17-4PH 具有均衡的特性,可为许多应用提供强度、耐腐蚀性和成本的最佳组合。

用于 3D 打印的 17-4PH 粉末的优缺点

优点 缺点
高强度重量比 抗氧化性低于奥氏体不锈钢
强度和耐腐蚀性的良好结合 所需的后处理,如 HIP 和热处理
成本低于异种合金 需要可控气氛存储
在 AM 领域的公认资质 难以焊接和加工
与锻造材料性能相当 易受点蚀和缝隙腐蚀

17-4PH 可用于各行各业的高性能印刷部件,但不适用于极端环境。

有关用于 3D 打印的 17-4PH 粉末的常见问题

问:印刷 17-4PH 合金的最佳粒度范围是什么?

答:15-45 微米的范围可提供最佳的粉末流动性,同时实现打印部件的高分辨率和高密度。

问:使用 17-4PH 印刷后需要进行哪些后处理?

答:通常需要进行热等静压和热处理,以消除内部空隙、释放应力并获得最佳性能。

问:17-4PH 与 AM 应用中的哪种材料最相近?

答:它的耐腐蚀性最接近 316L,但强度更高。17-4PH 为 300 系列以上的许多高强度应用提供了最佳的整体组合。

问:在 3D 打印时,17-4PH 是否需要支撑物?

答:建议在悬臂和复杂的内槽上使用最小的支撑,以防止在印刷过程中变形,并便于拆卸。

问:哪些行业使用添加式制造的 17-4PH 元件?

答:航空航天、医疗、汽车、工业模具和消费品是受益于 3D 打印 17-4PH 零件的主要应用领域。

问:17-4PH AM 零件的精度和光洁度如何?

答:经过后处理,17-4PH 印刷部件的尺寸公差和表面光洁度可与 CNC 加工部件媲美。

问:优化后的 17-4PH 印刷品密度如何?

答:使用 17-4PH 合金时,如果采用与锻造特性相匹配的理想参数,密度通常可超过 99%。

问:17-4PH 是否与粉末床熔融工艺兼容?

答:可以,可以使用选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)和电子束熔化(EBM)进行加工。

问:印刷 17-4PH 元件时会出现哪些缺陷?

答:潜在缺陷包括开裂、变形、气孔、不完全融合和表面粗糙。可以通过优化打印参数将这些缺陷降至最低。

问:17-4PH 打印部件上的支撑结构可以轻松拆除吗?

答:由于合金在老化状态下具有极佳的机械性能,因此经过适当设计的最小支撑很容易分离。

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