M2 Poudre
M2 est une poudre d'acier à haute vitesse caractérisée par une dureté et une résistance à l'usure élevées, ainsi que par une bonne ténacité et une bonne résistance à la compression. Il est largement utilisé dans la fabrication additive de métaux pour produire des outils durables pour les applications de découpe, de formage et d'emboutissage.
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Table des matières
M2 est une poudre d'acier à haute vitesse caractérisée par une dureté et une résistance à l'usure élevées, ainsi que par une bonne ténacité et une bonne résistance à la compression. Il est largement utilisé dans la fabrication additive de métaux pour produire des outils durables pour les applications de découpe, de formage et d'emboutissage.
Composition de la poudre M2
La composition de la poudre d'acier rapide M2 est la suivante
| Élément | Poids % | Objectif |
|---|---|---|
| Tungstène | 6.0 – 6.8 | Dureté, résistance à l'usure |
| Molybdène | 4.8 – 5.5 | Solidité, force |
| Chrome | 3.8 – 4.5 | Durcissement, résistance à l'usure |
| Vanadium | 1.9 – 2.2 | Durcissement, résistance à l'usure |
| Carbone | 0.78 – 0.88 | Durcissement |
| Manganèse | 0.15 – 0.45 | Durcissement |
| Silicium | 0.15 – 0.45 | Désoxydant |
La teneur élevée en tungstène, molybdène et chrome confère une excellente dureté et résistance à l'usure.
Propriétés de la poudre M2
Les principales propriétés de la poudre M2 sont les suivantes
| Propriété | Description |
|---|---|
| Dureté | 64 - 66 HRC après traitement thermique |
| Résistance à l'usure | Excellente résistance à l'abrasion et à l'érosion |
| Solidité | Plus élevé que les grades de carbure de tungstène |
| Résistance à la compression | Jusqu'à 300 ksi |
| Résistance à la chaleur | Peut être utilisé jusqu'à 600°C |
| Résistance à la corrosion | Meilleur que les aciers au carbone ordinaires |
Ces propriétés font du M2 un outil de coupe, d'emboutissage et de formage durable.
Paramètres du processus AM pour la poudre M2
Les paramètres typiques pour l'impression de la poudre M2 sont les suivants
| Paramètres | Valeur typique | Objectif |
|---|---|---|
| Hauteur de la couche | 20-50 μm | Résolution et vitesse de construction |
| Puissance du laser | 250-500 W | Fusion suffisante sans évaporation |
| Vitesse de balayage | 400-1200 mm/s | Densité en fonction du taux de production |
| Espacement des trappes | 80-120 μm | Propriétés mécaniques |
| Structure de soutien | Minime | Retrait facile |
| Pressage isostatique à chaud | 1160°C, 100 MPa, 3 heures | Éliminer la porosité |
Paramètres adaptés à la densité, à la microstructure, à la vitesse de fabrication et aux exigences de post-traitement.
Applications de l'outillage M2 imprimé en 3D
Les composants M2 fabriqués par AM sont utilisés pour
| L'industrie | Applications d'outillage |
|---|---|
| Automobile | Matrices d'emboutissage, outils de formage, montages |
| Aérospatiale | Gabarits, montages, outils de coupe |
| Appareils électroménagers | Poinçons, matrices de découpage, matrices de pliage |
| Biens de consommation | Moules d'injection, matrices d'emboutissage |
| Médical | Outils de coupe, râpes, guides de perçage |
Les avantages par rapport à l'outillage M2 traité de manière traditionnelle sont la complexité, le délai d'exécution et la réduction des coûts.
Spécifications de la poudre M2 pour AM
La poudre M2 doit répondre à des spécifications strictes :
| Paramètres | Spécifications |
|---|---|
| Gamme de taille des particules | 15-45 μm typique |
| Forme des particules | Morphologie sphérique |
| Densité apparente | > 4 g/cc |
| Densité du robinet | > 6 g/cc |
| Débit de Hall | > 23 secondes pour 50 g |
| La pureté | >99,9% |
| Teneur en oxygène | <300 ppm |
Des distributions de tailles personnalisées et des niveaux d'humidité contrôlés sont disponibles.
Fournisseurs de poudre M2
Les fournisseurs de poudre M2 réputés sont les suivants
| Fournisseur | Localisation |
|---|---|
| Sandvik Osprey | ROYAUME-UNI |
| Additif pour charpentier | ÉTATS-UNIS |
| Erasteel | Suède |
| Hoganas | Suède |
| Technologie LPW | ROYAUME-UNI |
Les prix varient de $50/kg à $120/kg en fonction de la qualité et du volume de la commande.
Manipulation et stockage de la poudre M2
Comme il s'agit d'un matériau réactif, il est essentiel de manipuler soigneusement la poudre M2 :
- Stocker les récipients fermés à l'abri de l'humidité, des étincelles et des sources d'inflammation.
- Utiliser un rembourrage en gaz inerte pendant le transfert et le stockage
- Mettre l'équipement à la terre pour dissiper les charges statiques
- Éviter l'accumulation de poussière grâce à des systèmes d'extraction
- Respecter les mesures de sécurité applicables
Des techniques appropriées garantissent un état optimal de la poudre.
Inspection et essais de la poudre M2
Les méthodes de contrôle de la qualité comprennent
| Méthode | Paramètres testés |
|---|---|
| Analyse granulométrique | Distribution de la taille des particules |
| Imagerie SEM | Morphologie des particules |
| EDX | Chimie et composition |
| XRD | Phases présentes |
| Pycnométrie | Densité |
| Débit de Hall | Fluidité de la poudre |
Des tests conformes aux normes ASTM permettent de vérifier la qualité de la poudre et l'homogénéité des lots.
Comparaison entre M2 et d'autres poudres d'acier à outils
Le M2 se compare à d'autres alliages d'acier à outils tels que :
| Alliage | Résistance à l'usure | Solidité | Coût | Facilité de traitement |
|---|---|---|---|---|
| M2 | Excellent | Bon | Moyen | Juste |
| H13 | Bon | Excellent | Faible | Excellent |
| S7 | Excellent | Juste | Haut | Difficile |
| 420 inoxydable | Pauvre | Excellent | Faible | Excellent |
Grâce à ses propriétés équilibrées, le M2 surpasse les alternatives pour de nombreuses applications d'outillage résistant à l'usure.
Avantages et inconvénients de la poudre M2 pour l'AM des métaux
| Pour | Cons |
|---|---|
| Excellente dureté et résistance à l'usure | Ténacité inférieure à celle des aciers à outils pour travail à froid |
| Bonne résistance à la chaleur et stabilité thermique | Post-traitement nécessaire comme le HIP et le traitement thermique |
| Des références établies pour l'AM des métaux | Stockage en atmosphère contrôlée nécessaire |
| Avantage de coût par rapport aux aciers à outils exotiques | Difficile à usiner après l'impression |
| Les propriétés correspondent à celles du M2 conventionnel | Résistance limitée à la corrosion |
Le M2 permet un usinage additif à haute résistance à l'usure, bien qu'il ne convienne pas aux environnements hautement corrosifs.
Questions fréquemment posées sur la poudre M2
Q : Quelle est la gamme de tailles de particules qui convient le mieux à l'impression de la poudre M2 ?
R : La plage typique est de 15 à 45 microns. Elle offre une fluidité optimale de la poudre combinée à une haute résolution et à des pièces denses.
Q : Quelles sont les méthodes de post-traitement utilisées pour les pièces M2 AM ?
R : Le pressage isostatique à chaud, le traitement thermique, le meulage de surface/EDM et le grenaillage de précontrainte sont généralement utilisés pour éliminer les vides, durcir et finir les pièces.
Q : Quel est le procédé d'impression 3D idéal pour l'alliage M2 ?
R : Le M2 peut être imprimé efficacement en utilisant les procédés de fusion sélective par laser (SLM), de frittage direct par laser (DMLS) et de fusion par faisceau d'électrons (EBM).
Q : Quelle précision et quel état de surface peut-on attendre des pièces imprimées en M2 ?
R : Les composants M2 post-traités peuvent atteindre des tolérances dimensionnelles et une finition de surface comparables à celles de l'outillage M2 usiné CNC.
Q : Quelles sont les industries qui utilisent des composants d'outillage M2 fabriqués de manière additive ?
R : Les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la médecine, des biens de consommation, de l'électroménager et de l'industrie bénéficient de l'outillage M2 imprimé en 3D.
Q : Quelle est la principale différence entre les nuances M2 et M4 d'acier rapide ?
R : La teneur en vanadium et en molybdène du M4 est légèrement inférieure à celle du M2, ce qui permet d'obtenir une meilleure combinaison de résistance à l'usure et de ténacité.
Q : Le M2 nécessite-t-il des structures de soutien lors de l'impression 3D ?
R : Des supports minimaux sont recommandés pour les surplombs et les ponts afin d'éviter les déformations et de permettre un retrait facile après l'impression.
Q : Quelle densité peut-on attendre des pièces imprimées en 3D M2 optimisées ?
R : Il est possible d'obtenir une densité supérieure à 99% pour M2 en utilisant des paramètres idéaux adaptés spécifiquement à cet alliage.
Q : Quels défauts peuvent apparaître lors de l'impression de la poudre M2 ?
R : Les défauts potentiels sont la fissuration, la distorsion, la porosité, la fusion incomplète et la rugosité de la surface. La plupart peuvent être évités grâce à des paramètres optimisés.
Q : Le HIP est-il nécessaire pour tous les composants de l'outillage AM M2 ?
R : Bien que fortement recommandé, le traitement HIP peut ne pas être absolument nécessaire pour les applications d'outillage non critiques. Le traitement thermique seul peut suffire.
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