M2 Polvo
M2 es un polvo de acero de alta velocidad que se caracteriza por su alta dureza y resistencia al desgaste junto con buena tenacidad y resistencia a la compresión. Se utiliza ampliamente en la fabricación aditiva de metales para producir herramientas duraderas para aplicaciones de corte, conformado y estampado.
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Índice
M2 es un polvo de acero de alta velocidad que se caracteriza por su alta dureza y resistencia al desgaste junto con buena tenacidad y resistencia a la compresión. Se utiliza ampliamente en la fabricación aditiva de metales para producir herramientas duraderas para aplicaciones de corte, conformado y estampado.
Composición del polvo M2
La composición del polvo de acero rápido M2 es:
| Elemento | Peso % | Propósito |
|---|---|---|
| Tungsteno | 6.0 – 6.8 | Dureza, resistencia al desgaste |
| Molibdeno | 4.8 – 5.5 | Resistencia, fuerza |
| Cromo | 3.8 – 4.5 | Endurecimiento, resistencia al desgaste |
| Vanadio | 1.9 – 2.2 | Endurecimiento, resistencia al desgaste |
| Carbono | 0.78 – 0.88 | Endurecimiento |
| Manganeso | 0.15 – 0.45 | Endurecimiento |
| Silicio | 0.15 – 0.45 | Desoxidante |
El alto contenido en wolframio, molibdeno y cromo le confiere una excelente dureza y resistencia al desgaste.
Propiedades del polvo M2
Entre las propiedades clave del polvo M2 se incluyen:
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Dureza | 64 - 66 HRC con tratamiento térmico |
| Resistencia al desgaste | Excelente resistencia a la abrasión y la erosión |
| Dureza | Superior a las calidades de carburo de wolframio |
| Resistencia a la compresión | Hasta 300 ksi |
| Resistencia al calor | Puede utilizarse hasta 600°C |
| Resistencia a la corrosión | Mejor que los aceros al carbono simples |
Estas propiedades hacen que M2 sea adecuado para herramientas duraderas de corte, estampado y conformado.
Parámetros del proceso AM para polvo M2
Los parámetros típicos para la impresión de polvo M2 incluyen:
| Parámetro | Valor típico | Propósito |
|---|---|---|
| Altura de la capa | 20-50 μm | Resolución versus velocidad de construcción |
| Potencia del láser | 250-500 W | Suficiente fusión sin evaporación |
| Velocidad de exploración | 400-1200 mm/s | Densidad versus tasa de producción |
| Distancia entre escotillas | 80-120 micras | Propiedades mecánicas |
| Estructura de apoyo | Mínimo | Fácil extracción |
| Prensado isostático en caliente | 1160°C, 100 MPa, 3 h | Eliminar la porosidad |
Parámetros adaptados a la densidad, la microestructura, la tasa de construcción y los requisitos de posprocesamiento.
Aplicaciones de las herramientas M2 impresas en 3D
Los componentes M2 fabricados por AM se utilizan para:
| Industria | Aplicaciones de utillaje |
|---|---|
| Automoción | Matrices de estampación, herramientas de conformado, utillajes |
| Aeroespacial | Plantillas, dispositivos, herramientas de corte |
| Electrodomésticos | Punzones, matrices de corte, matrices de plegado |
| Bienes de consumo | Moldes de inyección, matrices de estampación |
| Médico | Herramientas de corte, escofinas, guías de taladro |
Las ventajas respecto a los utillajes M2 procesados tradicionalmente incluyen la complejidad, el plazo de entrega y la reducción de costes.
Especificaciones del polvo M2 para AM
El polvo M2 debe cumplir unas especificaciones estrictas:
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Gama de tamaños de partículas | 15-45 μm típico |
| Forma de las partículas | Morfología esférica |
| Densidad aparente | > 4 g/cc |
| Densidad del grifo | > 6 g/cc |
| Caudal Hall | > 23 seg para 50 g |
| Pureza | >99,9% |
| Contenido de oxígeno | <300 ppm |
Distribuciones de tamaño personalizadas y niveles de humedad controlados disponibles.
Proveedores de M2 Polvo
Entre los reputados proveedores de polvo M2 se incluyen:
| Proveedor | Ubicación |
|---|---|
| Sandvik Osprey | REINO UNIDO |
| Aditivo para carpinteros | EE.UU. |
| Erasteel | Suecia |
| Hoganas | Suecia |
| Tecnología LPW | REINO UNIDO |
Los precios oscilan entre $50/kg y $120/kg en función de la calidad y el volumen del pedido.
Manipulación y almacenamiento del polvo M2
Al tratarse de un material reactivo, es esencial manipular con cuidado el polvo M2:
- Almacenar los recipientes cerrados lejos de la humedad, chispas, fuentes de ignición
- Utilice un relleno de gas inerte durante el traslado y el almacenamiento.
- Conecte a tierra los equipos para disipar las cargas estáticas
- Evitar la acumulación de polvo mediante sistemas de extracción
- Siga las precauciones de seguridad aplicables
Las técnicas adecuadas garantizan una condición óptima del polvo.
Inspección y ensayo de polvo M2
Los métodos de comprobación de la calidad incluyen:
| Método | Parámetros probados |
|---|---|
| Análisis granulométrico | Distribución granulométrica |
| Imágenes SEM | Morfología de las partículas |
| EDX | Química y composición |
| DRX | Fases presentes |
| Picnometría | Densidad |
| Caudal Hall | Fluidez del polvo |
Las pruebas según las normas ASTM verifican la calidad del polvo y la consistencia de los lotes.
Comparación de M2 con polvos de acero para herramientas alternativos
M2 se compara con otras aleaciones de acero para herramientas como:
| Aleación | Resistencia al desgaste | Dureza | Coste | Facilidad de procesamiento |
|---|---|---|---|---|
| M2 | Excelente | Bien | Medio | Feria |
| H13 | Bien | Excelente | Bajo | Excelente |
| S7 | Excelente | Feria | Alta | Difícil |
| 420 inoxidable | Pobre | Excelente | Bajo | Excelente |
Con sus propiedades equilibradas, el M2 supera a las alternativas para muchas aplicaciones de utillaje resistente al desgaste.
Ventajas e inconvenientes del polvo M2 para metal AM
| Pros | Contras |
|---|---|
| Excelente dureza y resistencia al desgaste | Menor tenacidad que los aceros para herramientas de trabajo en frío |
| Buena resistencia al calor y estabilidad térmica | Post-procesamiento necesario como HIP y tratamiento térmico |
| Credenciales consolidadas para la AM metálica | Se requiere almacenamiento en atmósfera controlada |
| Ventaja de coste sobre los aceros exóticos para herramientas | Difícil de mecanizar tras la impresión |
| Las propiedades coinciden con las del M2 convencional | Resistencia limitada a la corrosión |
M2 permite un utillaje aditivo de alta resistencia al desgaste, aunque no es adecuado para entornos altamente corrosivos.
Preguntas frecuentes sobre el polvo M2
P: ¿Qué rango de tamaño de partícula funciona mejor para imprimir polvo M2?
R: Un rango típico es de 15 a 45 micrones. Proporciona una fluidez óptima del polvo combinada con piezas densas y de alta resolución.
P: ¿Qué métodos de posprocesamiento se utilizan para las piezas M2 AM?
R: El prensado isostático en caliente, el tratamiento térmico, el esmerilado superficial/EDM y el granallado se utilizan normalmente para eliminar huecos, endurecer y dar acabado a las piezas.
P: ¿Qué proceso de impresión metálica en 3D es ideal para la aleación M2?
R: El M2 puede imprimirse eficazmente mediante procesos de fusión selectiva por láser (SLM), sinterizado directo de metal por láser (DMLS) y fusión por haz de electrones (EBM).
P: ¿Qué precisión y acabado superficial cabe esperar de las piezas impresas en M2?
R: Los componentes M2 postprocesados pueden alcanzar tolerancias dimensionales y acabados superficiales comparables a las herramientas M2 mecanizadas por CNC.
P: ¿Qué industrias utilizan componentes de utillaje M2 de fabricación aditiva?
R: Los sectores de automoción, aeroespacial, médico, bienes de consumo, electrodomésticos e industrial se benefician de las herramientas M2 impresas en 3D.
P: ¿Cuál es la principal diferencia entre las calidades M2 y M4 del acero rápido?
R: M4 tiene un contenido ligeramente inferior de vanadio y molibdeno, lo que se traduce en una mejor combinación de resistencia al desgaste y tenacidad en comparación con M2.
P: ¿Necesita M2 estructuras de soporte al imprimir en 3D?
R: Se recomiendan soportes mínimos en salientes y puentes para evitar deformaciones y permitir una fácil retirada tras la impresión.
P: ¿Qué densidad cabe esperar con las piezas impresas en 3D M2 optimizadas?
R: La densidad superior a 99% es alcanzable para M2 utilizando parámetros ideales adaptados específicamente para esta aleación.
P: ¿Qué defectos pueden producirse al imprimir polvo M2?
R: Los defectos potenciales son el agrietamiento, la distorsión, la porosidad, la fusión incompleta y la rugosidad de la superficie. La mayoría pueden evitarse optimizando los parámetros.
P: ¿Es necesario el HIP para todos los componentes de utillaje M2 AM?
R: Aunque es muy recomendable, el HIP puede no ser absolutamente necesario para aplicaciones de utillaje no críticas. El tratamiento térmico por sí solo puede ser suficiente.
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