用于 3D 打印的最佳 316L 不锈钢粉末
不锈钢 316L 粉末是一种用途广泛的材料，广泛应用于各行各业。其独特的性能使其适用于从 3D 打印到生物医学植入物等各种应用。本文将探讨不锈钢 316L 粉末的特点、用途、制造工艺和优势。
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目录
不锈钢 316L 粉末概述
316L 不锈钢属于奥氏体不锈钢。2-3% 钼以及镍和铬的加入使其在恶劣环境中具有出色的抗点蚀和缝隙腐蚀性能。L "表示较低的碳含量，以避免在焊接过程中析出碳化物。
316L 粉末的主要特征包括
- 在恶劣环境中具有出色的耐腐蚀性
- 在高温下具有很强的抗氧化和抗硫化性能
- 良好的焊接性和成型性
- 非磁性奥氏体结构
- 提供各种粒度分布
316L 粉末适用于化学加工、制药、食品饮料、海洋设备和生物医学植入物等需要出色耐腐蚀性能的应用领域。本文将详细介绍 316L 粉末。
316L 粉末的化学成分
316L 粉末的典型成分为
| 要素 | 重量 % |
|---|---|
| 铁（Fe） | 平衡 |
| 铬 (Cr) | 16-18% |
| 镍 (Ni) | 10-14% |
| 钼（Mo） | 2-3% |
| 锰 (Mn) | ≤ 2% |
| 硅 (Si) | ≤ 1% |
| 碳 (C) | ≤ 0.03% |
| 磷 (P) | ≤ 0.045% |
| 硫 (S) | ≤ 0.03% |
镍增强了耐腐蚀性，而钼的添加则提高了在含有氯化物的环境中抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。低碳含量可避免在焊接过程中析出碳化物。
316L 粉末的特性
316L 粉末具有以下特性：
| 物业 | 价值 |
|---|---|
| 密度 | 7.9-8.1 克/立方厘米 |
| 熔点 | 1370-1400°C |
| 导热性 | 16 W/mK |
| 电阻率 | 0.75 μΩ.cm |
| 杨氏模量 | 190-210 GPa |
| 泊松比 | 0.27-0.30 |
| 拉伸强度 | 485-620 兆帕 |
| 屈服强度 | 170-310 兆帕 |
| 伸长率 | 40-50% |
| 硬度 | 79-95 HRB |
316L 具有出色的耐腐蚀性，同时还具有良好的成型性和焊接性。奥氏体结构具有良好的韧性和延展性。
316L 粉末的生产方法
316L 粉末的常见生产方法包括
- 气体雾化 - 惰性气体喷射将熔融的 316L 合金流分解成细小的球形粉末，并控制其大小分布。
- 水雾化 - 高压水射流冲击并分解熔融金属，产生细小的不规则粉末颗粒。
- 机械合金化 - 球磨混合元素粉末，然后进行烧结和二次雾化。
气体雾化可对颗粒的大小、形状、吸氧量和微观结构等特性进行出色的控制。
316L 粉末的应用
316L 粉末的典型应用包括
- 快速成型制造 - 粉末床熔融、粘结剂喷射工艺将 316L 粉末用于化工、船舶和生物医学部件。
- 金属注射成型 - 制造需要耐腐蚀性的小型复杂部件。
- 热喷涂涂层 - 线弧喷涂沉积技术可在恶劣环境中生产保护涂层。
- 焊接材料 - 用作连接 316L 部件的填充材料，具有出色的焊接强度。
- 化学加工 - 用于化工和制药行业的粉末冶金容器、托盘和筐。
316L 粉末的规格
316L 粉末有不同的尺寸范围、形状和纯度等级：
- 颗粒大小： AM 方法的最大尺寸为 10-45 μm，热喷涂工艺的最大尺寸为 150 μm。
- 形态学： 球形、不规则和混合颗粒形状。光滑的球形粉末具有最佳的流动性。
- 纯净： 从商用到高纯度（99.9%），均可根据应用需求量身定制。
- 含氧量： 大多数应用中的浓度水平保持在 100-1000 ppm。
- 流量： 粉末定制，流速高于 25 秒/50 克。
316L 粉末全球供应商
316L 粉末的一些主要全球供应商包括
- 山特维克Osprey（英国）
- 霍加纳斯（瑞典）
- 卡彭特粉末产品公司（美国）
- 普莱克斯（美国）
- Oerlikon Metco（瑞士）
- 英国 LPW 技术公司
这些公司生产各种等级的 316L 粉末，专门用于增材制造、热喷涂、金属注射成型和其他应用。
316L 粉末的定价
316L 粉末的价格取决于以下因素：
- 纯度水平
- 颗粒特征
- 订购数量
- 附加处理
- 制造商和地理位置
| 等级 | 价格范围 |
|---|---|
| 商业 | $15-25 每公斤 |
| 高纯度 | 每公斤 $25-50 |
| 超细 | 每公斤 $50-120 |
| 特殊等级 | 每公斤 $120-250 |
与普通商业级 316L 粉末相比，气体雾化、可控粒度、高纯度粉末的价格要高得多。
316L 粉末的储存和处理
应小心处理 316L 粉末，以便：
- 防止接触湿气、酸等导致腐蚀
- 避免细粉末堆积，以尽量减少粉尘爆炸的风险
- 处理细小粉末时使用适当的通风设备和个人防护设备
- 遵循供应商安全数据单的建议做法
- 将密封容器存放在干燥、惰性环境中
在处理 316L 等活性合金粉末时，必须采取适当的保护措施。
316L 粉末的检验和测试
对 316L 粉末进行关键质量控制测试：
- 使用 OES 或 XRF 进行化学分析，确保成分在规定范围内
- 粒度分布符合 ASTM B822 标准
- 通过扫描电子显微镜成像进行形态分析
- 根据 ASTM B213 标准测量粉末流速
- 用氦气比重法测定密度
- 通过 ICP-MS 进行杂质测试
- 通过 X 射线衍射表征微观结构
彻底的测试确保粉末符合预期应用所需的化学、物理和微观结构特征。
316L 和 304L 不锈钢粉末的比较
316L 和 304L 不锈钢粉末的比较：
| 参数 | 316L | 304L |
|---|---|---|
| 组成 | 铁-铬-镍-钼 | 铁-铬-镍 |
| 耐腐蚀性 | 好多了 | 良好 |
| 费用 | 更高 | 较低 |
| 耐温性 | 更好 | 良好 |
| 焊接性 | 优秀 | 优秀 |
| 可用性 | 中度 | 优秀 |
| 应用 | 海洋、化学工业 | 消费品、电器 |
316L 具有更好的耐腐蚀性，而 304L 对于要求不高的应用则更为经济。
316L 粉末常见问题
问：316L 不锈钢粉是如何生产的？
答：316L 粉末的商业生产采用气体雾化、水雾化和机械合金化，然后进行烧结。气体雾化能最好地控制粉末特性。
问：316L 粉末的主要用途是什么？
答：316L 粉末的主要应用包括增材制造、金属注射成型、热喷涂涂层，以及化学、海洋、制药和食品行业需要优异耐腐蚀性的粉末冶金零件。
问：推荐用于粘结剂喷射 AM 的 316L 粉末尺寸是多少？
答：对于粘合剂喷射工艺，典型的 316L 粉末粒度范围为 20-45 微米，呈球形，以获得最佳的粉末床密度和粘合剂渗透效果。
问：316L 粉末是否需要特殊的处理预防措施？
答：是的，316L 是一种活性合金粉末，应在受控湿度和惰性气氛下使用适当的接地、通风和个人防护设备小心处理。
问：哪里可以买到适用于生物医学植入物的 316L 粉末？
答：符合生物医学规格的高纯度气体雾化 316L 粉末可从山特维克 Osprey、Hoganas、Carpenter Powder Products 和 LPW Technology 等领先制造商处购买。
增材制造解决方案的领先供应商，总部位于中国青岛。