Poudre d'acier inoxydable Sourcing & Technical Guide

C'est également le sujet que j'ai toujours voulu aborder après avoir touché à la poudre dans l'industrie pendant tant d'années - la poudre d'acier inoxydable (Stainless Steel Powder). C'est le "grain" absolu du moulage par injection de métal (MIM), de la fabrication additive (AM/3D printing) et de la métallurgie des poudres conventionnelle (PM). Les nuances austénitiques (comme le 316L) et les nuances à durcissement par précipitation (comme le 17-4PH) dominent le marché aujourd'hui.

Mais j'ai également constaté que la plupart du temps, lorsque le service des achats recherche des matériaux, il s'agit uniquement du "prix unitaire par kilogramme". Il s'agit en fait d'un malentendu. D'après les nombreux accidents de production auxquels j'ai été confronté, la forme des particules déterminée par le processus de pulvérisation (atomisation au gaz ou à l'eau) et la teneur en oxygène qui affecte directement les propriétés mécaniques sont la clé du succès ou de l'échec. Sans parler de la distribution de la taille des particules (PSD) ; 15-45μm pour le SLM et <22μm pour le MIM sont des choses complètement différentes. Le mauvais choix est celui du désordre des pores et de la rugosité de surface.

Dans ce guide, nous ne parlerons pas de la vérité, mais nous ferons le tour de ces questions, de la sélection des marques à la gestion des fournisseurs, en passant par les détails techniques de la rhéologie des poudres.

Choisir la bonne qualité de poudre d'acier inoxydable

Les trois "King Kong" les plus courants sur le marché : comment choisir ? J'ai des suggestions claires :

Poudre d'acier inoxydable 316L (configuration standard de l'industrie)

Il s'agit de la plus grande source d'approvisionnement en poudre au monde. Il présente une excellente résistance à la corrosion et une bonne ductilité.

Meilleur pour : les appareils médicaux, les montres, les bijoux et le matériel maritime.

Note du directeur technique (Note du directeur) : Si votre produit final doit entrer en contact avec la peau humaine ou l'eau de mer, ne déclassez pas le 304L pour économiser de l'argent. Dans ce scénario d'application, le 316L est le critère essentiel, non négociable.

Poudre d'acier inoxydable 17-4PH (option haute résistance)

Il s'agit d'un acier à durcissement par précipitation qui présente une dureté élevée et une résistance moyenne à la corrosion.

Meilleur pour : les composants aérospatiaux, les instruments chirurgicaux et les engrenages mécaniques.

Note du directeur technique (Note du directeur) : Pour acheter cette poudre, il faut comprendre le post-traitement. Le moulage ou l'impression n'est que la première étape, et un traitement thermique précis peut réellement "forcer" ses performances ; sinon, ce sera une perte de temps.

Poudre d'acier inoxydable 304L (choix économique)

La performance globale est bonne, mais la résistance à la corrosion n'est pas aussi bonne que celle du 316L.

Meilleur pour : les appareils ménagers, les pièces de structure et les équipements de transformation des aliments.

Comment évaluer les fournisseurs et éviter les pièges de l'approvisionnement ?

J'ai également vu de nombreux cas où toute la chaîne de production a été arrêtée en raison de problèmes de lots de matières premières. Les contrôles effectués conformément à la liste suivante peuvent vous éviter bien des ennuis :

• Demande de données sur la teneur en oxygène : Une teneur élevée en oxygène (> 1000 ppm pour certaines qualités) entraîne directement la fragilisation des pièces. Une usine de poudre de premier ordre osera absolument vous présenter ses limites de contrôle (limites de contrôle).
• Vérification de l'attribution de la technologie d'atomisation : Il s'agit d'un point crucial. Vous devez vous assurer que le fournisseur dispose de sa propre tour d'atomisation. De nombreux "négociants" ont l'habitude de mélanger des produits provenant de différentes usines, ce qui est un désastre pour la stabilité que nous recherchons au niveau de la production.
• Vérifier la norme d'emballage : La poudre d'acier inoxydable est extrêmement humide. Il faut s'assurer que le fournisseur utilise un sac en papier d'aluminium scellé sous vide avec un déshydratant (généralement un fût de 5, 10 ou 25 kg). Si l'emballage fuit, ce baril de poudre est pratiquement gaspillé.

Morphologie et processus de production

Le processus de fabrication détermine l'aspect de la poudre (morphologie), et la morphologie détermine directement si votre machine peut l'accepter.

Poudre aérosolisée (gaz atomisé) - Sphérique

L'acier en fusion est recouvert d'un gaz inerte (azote ou argon).

Caractéristiques : Particules sphériques parfaites, très grande fluidité, haute densité apparente (densité de tassement).

Application : Nécessaire pour l'impression 3D (SLM/EBM) et le MIM haut de gamme. La poudre sphérique peut être étalée uniformément pour garantir l'homogénéité de chaque couche.

Poudre atomisée à l'eau (atomisée à l'eau) - Forme irrégulière

Le jet d'eau à haute pression est utilisé pour impacter l'acier en fusion.

Caractéristiques : Forme irrégulière, comme les pommes de terre. La fluidité est faible, mais la "force verte" (Green Strength) est plus élevée, et la forme est mieux conservée lorsqu'elle est pressée.

Application : Processus traditionnel de pressage et de frittage (PM). Le prix est généralement inférieur à celui de la poudre aérosolisée.

Guide de sélection de la distribution granulométrique (PSD)

La mauvaise gamme de tailles de particules est la première cause de blocage des buses d'impression ou de déformation des pièces dans le four de frittage.

Analyse de raison de la plage de DSP recommandée pour le processus d'application

• SLM / DMLS (impression 3D par laser) : La poudre fine de 15-45 μm garantit une haute résolution et une finition de surface lisse.
• EBM (fusion par faisceau d'électrons) : La poudre grossière de 45-105 μm permet d'éviter le phénomène de "fumage" (dispersion de la poudre) lors d'un bombardement par faisceau d'électrons.
• MIM (moulage par injection de métal) : D90 < 22 μm nécessite une poudre ultrafine pour se mélanger au liant et remplir les cavités complexes du moule.
• La vitesse de dépôt élevée du LMD (Laser Metal Deposition) : La gaine de 50-150 μm nécessite des particules plus grosses.

Le point de vue du directeur technique sur les questions de fond (Director's Technical Insight) : Lorsque vous consultez la fiche technique, ne vous contentez pas de regarder le diamètre médian (D50). Faites attention aux valeurs de D10 et D90. Plus la distribution est étroite, plus votre processus d'impression ou de moulage est cohérent. Si la distribution est trop large, la poudre fine bloquera le filtre et la poudre grossière provoquera des défauts de fusion incomplets.

FAQ sur la poudre d'acier inoxydable

Q : Puis-je utiliser de la poudre MIM pour l'impression 3D ?

A : En général, non. Les poudres MIM ont tendance à être trop fines (<22 μm) et à manquer de fluidité. Dans les imprimantes SLM, le racleur (lames de repositionnement) ne peut pas du tout pousser une poudre aussi collante, et l'étalement de la poudre sera très irrégulier. Lorsque vous passez une commande, n'oubliez pas d'expliquer votre processus d'application spécifique.

Q : Quelle est la durée de conservation de la poudre d'acier inoxydable ?

A : Si vous conservez l'emballage d'origine sous vide, vous pouvez le conserver sans problème pendant plus de deux ans. En revanche, une fois ouvert, il doit être consommé le plus rapidement possible ou stocké dans une armoire étanche avec contrôle de l'humidité. Il est important de noter que l'oxydation est irréversible.

Auteur :Mark Harrison

Je m'appelle Mark Harrison et je suis directeur technique principal. J'ai plus de 9 ans d'expérience pratique dans la métallurgie des poudres (PM) et la fabrication additive métallique (AM). Ancien responsable de la R&D dans une grande usine de poudres métalliques, je suis spécialisé dans les processus d'atomisation de gaz et le développement d'alliages sur mesure. Aujourd'hui, j'aide les fabricants internationaux à combler le fossé entre la science des matériaux complexes et l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement, en veillant à ce que vous sélectionniez la qualité de poudre précise pour vos applications MIM et SLM critiques.