17-4PH Neerslaghardend roestvrij staalpoeder voor 3D-printen

1Inleiding

17-4PH (AISI 630, UNS S17400) is een martensitisch, neerslaghardend roestvrij staal dat door zijn uitstekende sterkte veel wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, medische, maritieme en industriële toepassingen.corrosiebestendigheidWanneer het wordt gebruikt als voorgelegeerd metaalpoeder voor additieve vervaardiging (AM), maakt het de productie mogelijk van hoogwaardige,complexe componenten met superieure mechanische eigenschappen in vergelijking met de traditionele productie.

2Belangrijkste eigenschappen van 17-4PH-legering

Chemische samenstelling (ASTM A564)

Mechanische eigenschappen (na warmtebehandeling)

Voordelen van 17-4PH in AM

✔ Een hoge sterkte-gewichtsverhouding
✔ Goed bestand tegen corrosie (zee- en chemische omgevingen)
✔ Voor de verharding door neerslag (regelbare mechanische eigenschappen)
✔ Uitstekende lasbaarheid en bewerkbaarheid
✔ Geschikt voor complexe geometrieën (bijv. roosterstructuren)

3. Poederkenmerken voor 3D-printen

Productiemethode voor poeder

• Gasautomisatie (Argon of stikstof) → Zorgt voor een hoge bolvorm en vloeibaarheid

• Deeltjesgrootteverdeling:

  • 15 - 45 μm (voor laserpoederbedfusie - LPBF)

  • 45 - 106 μm (voor Binder Jetting of DED)

Kwaliteitseisen voor poeder

4. 3D-printprocessen voor 17-4PH

A. Laserpoederbedfusie (LPBF/SLM)

• Het beste voor: Hoogprecisieonderdelen (medische implantaten, lucht- en ruimtevaartbeugels).

• Typische parameters:

  • Laservermogen: 200 - 350 W

  • laagdikte: 20 - 40 μm

  • Scan snelheid: 700 - 1200 mm/s

  • Build Plate Voorverhitting: 80 - 200°C (vermindert residuele spanning)

B. Bindingsmiddel (BJ)

• Het beste voor: Productie in grote hoeveelheden (bijv. industriële gereedschappen).

• Na-verwerking: sinteren + HIP (warm isostatisch persen).

C. Georiënteerde energiedepositie (DED)

• Het beste voor: Grote onderdelen en reparaties (bijv. scheepspropellers).

5. Naverwerking en warmtebehandeling

A. Stressverlichting (facultatief)

• Voorwaarde: 482°C (900°F) gedurende 1 uur → Vermindert restspanningen.

B. Oplossingverlichting (voorwaarde A)

• Proces: 1038°C (1900°F) gedurende 30min → Homogeniseert microstructuur.

• Koeling: Lucht- of olieafkoeling → Vormt martensite.

C. Verharding door neerslag (H900, H1025, H1150)

D. Warm isostatisch persen (HIP)

• Voorwaarden: 1120°C @ 100 MPa gedurende 4 uur → Eliminatie van porositeit.

E. Afwerking van het oppervlak

• Bewerking: goede bewerkbaarheid in geanaliseerde toestand.

• Elektropolishing: Verbetert de corrosiebestendigheid.

6Toepassingen van 3D-geprinte 17-4PH

7. Uitdagingen en oplossingen

8. Toekomstige trends

• Hybride productie (AM + CNC-bewerking)

• Op AI gebaseerde parameteroptimalisatie

• Verbetering van de poederrecycling