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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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 |
|---|---|---|
| 铁 | 平衡 | 主矩阵元素 |
| 铬 | 15 – 17.5 | 抗氧化性 |
| 铜 | 3 – 5 | 沉淀硬化 |
| 镍 | 3 – 5 | 奥氏体稳定剂 |
| 铌 | 0.15 – 0.45 | 硬质合金成形器 |
| 锰 | 1 最大值 | 脱氧剂 |
| 硅 | 1 最大值 | 脱氧剂 |
| 碳 | 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 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 | 高 | 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。
增材制造解决方案的领先供应商，总部位于中国青岛。