Cetim kennzeichnet eine neue Stahlsorte 33CrMoV12

Maschinenbauingenieure haben jetzt eine neue Stahlsorte für die Herstellung von Teilen, die einer Nitrierbehandlung unterzogen werden können.

Die Liste der Stähle für die additive Fertigung wurde um eine neue Sorte erweitert. Tatsächlich hat Cetim den 33CrMoV12-Stahl für die Herstellung von Bauteilen mittels Laserpulverbett-Additivherstellung im Rahmen seiner Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Auftrag französischer Hersteller charakterisiert. Mit seiner hohen Kohlenstoffrate und Nitrierfähigkeit bietet dieser Stahl attraktive mechanische Eigenschaften und eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere im Bereich der Kraftübertragung. Dieses Material hat sich nun zu den drei Stählen gesellt, die üblicherweise für die Herstellung von Laserpulverschmelzungen verwendet werden: X2CrNiMo17-12-2 (316L) und X5CrNiCuNb16-4 (17-4PH) Edelstahl sowie X2NiCoMo18-9-5 (Maraging 300) Stahl.

Obwohl diese drei Stähle aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts (ungefähr 0,05%) leicht geschweißt werden können, gilt dies nicht für die 33CrMoV12-Sorte, deren Kohlenstoffanteil bis zu 0,36% betragen kann. Daher muss für diese Art von Material das Pulver vor dem Laserschmelzen vorgewärmt werden, wodurch der Herstellungsprozess lästiger wird. Vor allem, obwohl einige additive Fertigungsmaschinen über ein Vorheizsystem verfügen, reicht die Vorheiztemperatur in den meisten Fällen nicht aus und liegt bei etwa 200 °C unter den erforderlichen 500 °C. Um diesen Vorgang einzuschränken und möglicherweise zu eliminieren, besteht eine Lösung darin, die Laserschmelzparameter spezifisch zu bestimmen.

Die Studie von Cetim wurde in Zusammenarbeit mit Volum-e durchgeführt, einem Spezialisten für das Prototyping und die additive Fertigung von Polymeren und Metallen in Blangy-sur-Bresle (Seine-Maritime, Frankreich). Dieses Unternehmen hat Erfahrung in der Arbeit mit dem untersuchten Stahl.

Durch die Feinabstimmung der Prozessparameter erstellten die beiden Partner durch Laserschmelzen Prüfkörper und einen Demonstrator im untersuchten Stahl. Cetim setzte die Arbeit fort, indem es die Teile genau untersuchte: chemische Analyse des Materials, Porositätsraten, Restspannungen, Einfluss der Wärmebehandlung auf die mechanische Festigkeit (Spannung und Biegung), Nitrierfähigkeit, Dauerfestigkeit usw.

Die Bewertung dieser Studie ergab, dass der Stahl 33CrMoV12 durch Laserpulverschmelzen bearbeitet werden kann und eine mechanische Leistung aufweist, die sogar höher ist als die des gleichen Stahls beim Laminieren. Dank seiner Nitrierfähigkeit reicht sein Einsatzbereich bis zu stark oberflächenbelasteten Teilen.