M2 粉末
M2 是一种高速钢粉末，具有高硬度和耐磨性，以及良好的韧性和抗压强度。它广泛应用于金属快速成型制造中，为切割、成型和冲压应用生产耐用的工具。
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M2 是一种高速钢粉末，具有高硬度和耐磨性，以及良好的韧性和抗压强度。它广泛应用于金属快速成型制造中，为切割、成型和冲压应用生产耐用的工具。
M2 粉末的成分
M2 高速钢粉的成分为
| 要素 | 重量 % | 目的 |
|---|---|---|
| 钨 | 6.0 – 6.8 | 硬度、耐磨性 |
| 钼 | 4.8 – 5.5 | 韧性、力量 |
| 铬 | 3.8 – 4.5 | 硬化、耐磨 |
| 钒 | 1.9 – 2.2 | 硬化、耐磨 |
| 碳 | 0.78 – 0.88 | 硬化 |
| 锰 | 0.15 – 0.45 | 硬化 |
| 硅 | 0.15 – 0.45 | 脱氧剂 |
钨、钼和铬的含量较高，因此具有极佳的硬度和耐磨性。
M2 粉末的特性
M2 粉末的主要特性包括
| 物业 | 说明 |
|---|---|
| 硬度 | 热处理后硬度为 64 - 66 HRC |
| 耐磨性 | 卓越的耐磨性和抗侵蚀性 |
| 韧性 | 高于碳化钨等级 |
| 抗压强度 | 高达 300 ksi |
| 耐热性 | 使用温度可达 600°C |
| 耐腐蚀性 | 优于普通碳钢 |
这些特性使 M2 适用于耐用的切割、冲压和成型模具。
M2 粉末的 AM 工艺参数
印刷 M2 粉末的典型参数包括
| 参数 | 典型值 | 目的 |
|---|---|---|
| 层高 | 20-50 μm | 分辨率与构建速度 |
| 激光功率 | 250-500 W | 充分熔化而不蒸发 |
| 扫描速度 | 400-1200 毫米/秒 | 密度与生产率 |
| 舱口间距 | 80-120 μm | 机械性能 |
| 支持结构 | 最低限度 | 轻松移除 |
| 热等静压 | 1160°C, 100 兆帕，3 小时 | 消除气孔 |
根据密度、微观结构、成型率和后处理要求定制参数。
3D 打印 M2 工具的应用
AM 制造的 M2 组件可用于：
| 行业 | 工具应用 |
|---|---|
| 汽车 | 冲压模具、成型工具、夹具 |
| 航空航天 | 夹具、固定装置、修整工具 |
| 设备 | 冲头、冲模、弯曲模 |
| 消费品 | 注塑模具、冲压模具 |
| 医疗 | 切割工具、锉刀、钻头导轨 |
与传统加工的 M2 工具相比，其优势包括复杂性、交货时间和成本的降低。
用于 AM 的 M2 粉末的规格
M2 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 | <300 ppm |
可定制尺寸分布和控制水分含量。
M2 粉末供应商
信誉良好的 M2 粉末供应商包括
| 供应商 | 地点 |
|---|---|
| 山特维克鹗 | 英国 |
| 木匠添加剂 | 美国 |
| Erasteel | 瑞典 |
| 霍加纳斯 | 瑞典 |
| LPW 技术 | 英国 |
根据质量和订单量，价格从 $50/kg 到 $120/kg 不等。
M2 粉末的处理和储存
作为一种活性材料，必须小心处理 M2 粉末：
- 将密封容器存放在远离湿气、火花和火源的地方
- 在转移和储存过程中使用惰性气体衬垫
- 将设备接地以消除静电
- 通过抽排系统避免灰尘积聚
- 遵守适用的安全预防措施
正确的技术可确保最佳的粉末状态。
M2 粉末的检查和测试
质量检测方法包括
| 方法 | 测试参数 |
|---|---|
| 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。
M2 与其他工具钢粉末的比较
M2 与其他合金工具钢的比较如下：
| 合金 | 耐磨性 | 韧性 | 费用 | 易于处理 |
|---|---|---|---|---|
| M2 | 优秀 | 良好 | 中型 | 公平 |
| H13 | 良好 | 优秀 | 低 | 优秀 |
| S7 | 优秀 | 公平 | 高 | 困难 |
| 420 不锈钢 | 贫穷 | 优秀 | 低 | 优秀 |
在许多耐磨工具应用中，M2 凭借其均衡的特性取代了其他替代品。
用于金属 AM 的 M2 粉末的优缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 卓越的硬度和耐磨性 | 韧性低于冷作工具钢 |
| 良好的耐热性和热稳定性 | 所需的后处理，如 HIP 和热处理 |
| 金属 AM 的公认资质 | 需要受控气氛储存 |
| 与其他工具钢相比具有成本优势 | 印刷后难以加工 |
| 性能符合传统 M2 | 有限的耐腐蚀性 |
M2 可实现高耐磨添加剂工具，但不适用于高腐蚀性环境。
有关 M2 粉末的常见问题
问：印刷 M2 粉末的最佳粒度范围是什么？
答：典型范围为 15-45 微米。它能提供最佳的粉末流动性，同时具有高分辨率和高密度零件。
问：M2 AM 零件采用哪些后处理方法？
答：通常采用热等静压、热处理、表面打磨/电火花加工和喷丸强化来消除空隙、淬火和精加工零件。
问：哪种金属 3D 打印工艺适合 M2 合金？
答：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) 工艺可以有效地打印 M2。
问：M2 打印部件的精度和表面光洁度如何？
答：后处理 M2 组件的尺寸公差和表面光洁度可与 CNC 加工的 M2 工具相媲美。
问：哪些行业使用快速成型 M2 工具组件？
答：汽车、航空航天、医疗、消费品、家电和工业领域都受益于 3D 打印 M2 模具。
问：M2 和 M4 高速钢的主要区别是什么？
答：与 M2 相比，M4 的钒和钼含量略低，因此耐磨性和韧性更好。
问：在 3D 打印时，M2 是否需要支撑结构？
答：建议在悬臂和桥梁上尽量减少支撑，以防止变形，并便于印刷后拆除。
问：经过优化的 M2 3D 打印部件的密度如何？
答：使用专门为 M2 合金定制的理想参数，可使 M2 的密度超过 99%。
问：印刷 M2 粉末时会出现哪些缺陷？
答：潜在缺陷包括开裂、变形、气孔、不完全融合和表面粗糙。大多数缺陷都可以通过优化参数来避免。
问：是否所有 M2 AM 模制组件都需要 HIP？
答：虽然强烈建议使用 HIP，但对于非关键模具应用而言，HIP 并非绝对必要。只需进行热处理即可。
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