TC4 ELI prášek

Prášek TC4 ELI, známý také jako prášek Titanium 6Aluminum 4Vanadium ELI, je pokročilý prášek ze slitiny titanu používaný v různých vysoce výkonných aplikacích. Tento průvodce poskytuje ucelený přehled prášku TC4 ELI, jeho vlastností, aplikací, dodavatelů, tříd a srovnání s jinými titanovými prášky.

Přehled prášku TC4 ELI

 

 

Prášek TC4 ELI je vysoce čistá varianta titanové slitiny TC4 s extra nízkým obsahem intersticiálů (ELI), která obsahuje 6% hliníku, 4% vanadu a nízké množství železa a kyslíku.

V porovnání s jinými titanovými slitinami nabízí TC4 ELI vynikající kombinaci vysoké pevnosti, nízké hmotnosti, mimořádné odolnosti proti korozi a biokompatibility. Třída ELI zajišťuje maximální tažnost a houževnatost.

TC4 ELI je vhodný pro aditivní výrobu, vstřikování kovů a další aplikace v práškové metalurgii. Jeho jemné prášky umožňují vytvářet složité geometrie a tenké stěny 3D tištěných nebo slinutých dílů.

Klíčové vlastnosti a charakteristiky prášku TC4 ELI:

TC4 ELI Prášek Vlastnosti

Vlastnictví	Popis
Složení	6% Al, 4% V, 0,08% max Fe, 0,13% max O
Hustota	4,43 g/cc
Bod tání	1604°C
Síla	895-930 MPa mez pevnosti v tahu
Tažnost	10-15% prodloužení
Únavová pevnost	500-550 MPa
Youngův modul	110 GPa
Tepelná vodivost	6,7 W/m-K
Elektrický odpor	178 μΩ-cm
Koeficient tepelné roztažnosti	8,9 μm/m-°C

TC4 ELI poskytuje optimální poměr mezi vysokou pevností a hmotností, lomovou houževnatostí, únavovou odolností a odolností proti korozi. Vysoký obsah hliníku a vanadu přispívá k dosažení vysoké pevnosti díky zpevnění pevným roztokem a tepelnému zpracování srážením.

Nízký obsah intersticiálů zajišťuje lepší tažnost a lomovou houževnatost ve srovnání se standardní třídou TC4. Kyslík je omezen na max. 0,13%, aby se zabránilo křehnutí. Obsah železa je rovněž omezen.

Celkově jsou vlastnosti TC4 ELI vhodné pro kritické aplikace v letectví, vesmíru, obraně, motoristickém sportu, lékařství, ropném a plynárenském průmyslu a dalších oblastech.

Aplikace a použití prášku TC4 ELI

Prášek TC4 ELI se používá k výrobě vysoce výkonných dílů pomocí aditivní výroby, vstřikování kovů, izostatického lisování za tepla a dalších technik práškové metalurgie.

Mezi klíčové aplikace a použití prášku TC4 ELI patří:

Použití prášku TC4 ELI

Oblast	Aplikace
Aerospace	Letecké konstrukce, součásti motorů, kosmické nosné systémy
Implantáty	Ortopedické implantáty, zubní implantáty, čelistní implantáty
Automobilový průmysl	Komponenty pro motorsport, kola turbodmychadel
Průmyslový	Námořní hardware, díly pro vrtání na moři, ventily, čerpadla
Energie	Součásti ústí vrtu, vrtné nástroje, potrubí
Obrana	Balistická výzbroj, součásti zbraní, ochranné pomůcky

V letectví a kosmonautice je TC4 ELI díky vysokému poměru pevnosti a hmotnosti vhodný pro statické a rotační součásti kritické pro let v dracích letadel, turbínách, podvozcích atd. Díly lze vytisknout 3D tiskem nebo slinutím do tvaru blízkého síťovému.

Biokompatibilita a odolnost proti korozi TC4 ELI v lékařství umožňují jeho použití pro ortopedické kloubní náhrady a zubní implantáty. Lze vyrábět kyčelní klouby, kolenní implantáty a lebeční destičky.

Pro motoristický sport může TC4 ELI vyrábět lehčí a pevnější komponenty, jako jsou ojnice, sací ventily, kola turbodmychadel, hnací hřídele a díly podvozku.

V ropných a plynových aplikacích se TC4 ELI volí pro svou odolnost vůči korozivnímu prostředí. Lze z něj vyrábět hardware pro vrty, ventily, čerpadla a spotřební materiál, jako jsou objímky, zátky, kuličky a sedla.

V obranném průmyslu se TC4 ELI používá k výrobě balistických pancéřových desek, které zastavují střely a střepiny a zároveň minimalizují hmotnost. Další vojenské využití zahrnuje letecké díly a součásti zbraní, jako jsou hlavně, přijímače, kolejnice, spouště atd.

Celkově lze říci, že prášek TC4 ELI umožňuje vyrábět lehké a vysoce výkonné kovové díly v průmyslových odvětvích důležitých z hlediska bezpečnosti, a to s využitím nejnovějších výrobních technik.

Specifikace prášku TC4 ELI

Prášek TC4 ELI je komerčně dostupný v různých rozděleních velikosti, známých také jako rozsahy velikosti částic. Morfologie prášku může být sférická, hranatá nebo směsná.

Typické specifikace prášku TC4 ELI zahrnují:

Specifikace prášku TC4 ELI

Parametr	Podrobnosti
Rozsah velikosti částic	15-45 mikronů, 45-105 mikronů, 105-250 mikronů
Tvar částice	Sférické, hranaté, smíšené
Distribuce velikosti	Hodnoty D10, D50, D90
Zdánlivá hustota	2,5-3,5 g/cc
Klepněte na položku Hustota	3,5-4,5 g/cc
Průtok	Měření Hallovým průtokoměrem
Chemická analýza	Al, V, Fe, O, N, C, H, Ti
Číslo pozemku	Pro sledovatelnost
Balení	Lahvičky, sklenice do 25 kg

Pro tisk složitých geometrických tvarů a dosažení hladké povrchové úpravy se upřednostňuje jemnější rozdělení částic od 15 do 45 mikronů. Větší velikosti nad 100 mikronů umožňují vyšší rychlost vytváření.

Sférické prášky zlepšují tekutost, hustotu balení a chování při spékání. Úhlové a směsné prášky nabízejí lepší mechanickou přilnavost mezi částicemi.

Zdánlivá a kohoutková hustota určují množství prášku potřebné k naplnění daného objemu. Průtoková rychlost udává snadnost dávkování při tisku nebo vstřikování.

Chemická analýza potvrzuje, že prvkové složení odpovídá specifikacím třídy. Čísla šarží zajišťují sledovatelnost pro kontrolu kvality. Vhodný obal zachovává integritu prášku při manipulaci a skladování.

Stupně prášku TC4 ELI

Prášek TC4 ELI se vyrábí v různých třídách pomocí různých metod následného zpracování po plynové atomizaci. To ovlivňuje mikrostrukturu a mechanické vlastnosti.

Mezi hlavní třídy patří:

TC4 ELI Práškové třídy

Třída	Popis
As-atomizované	Žádné následné zpracování po rozprašování plynu
Žíhané	Tepelné zpracování pro snížení zbytkových napětí
Izostatické lisování za tepla	Konsolidované při vysoké teplotě a tlaku
Plazmové spékání	Rychle slinuté pomocí plazmového výboje
ISO-S	Sférický prášek vyrobený plynovou atomizací

As-atomizovaná třída obsahuje zbytková napětí z rychlého tuhnutí. Žíhání tato pnutí odstraňuje a usnadňuje práci s práškem při tisku nebo lisování.

Pískování a plazmové spékání zvyšují hustotu a zlepšují mikrostrukturu a mechanické vlastnosti finálních dílů.

Sférická třída (ISO-S) nabízí lepší tekutost a hustotu balení pro vysoce kvalitní 3D tisk.

Vhodná třída prášku TC4 ELI se vybírá na základě konkrétního procesu aditivní výroby nebo práškové metalurgie.

Dodavatelé TC4 ELI Powder

Prášek TC4 ELI dodávají přední výrobci kovových prášků i specializovaní dodavatelé prášků pro aditivní výrobu. Mezi hlavní dodavatele patří:

Dodavatelé prášku TC4 ELI

Společnost	Země
AP&C	Kanada
Tesařská technologie	USA
Sandvik	Švédsko
Praxair	USA
Technika TLS	Německo
AMETEK	USA
Technologie LPW	Spojené království
Skupina CNPC Powder	Čína

Tyto společnosti vyrábějí prášek TC4 ELI pomocí plynové atomizace a přísně kontrolují distribuci velikosti částic. Někteří dodavatelé také poskytují vlastní následné zpracování, jako je žíhání, hipping a spékání, aby zlepšili vlastnosti prášku.

Vysoce čisté suroviny, přísná kontrola kvality a specializované balení pomáhají zajistit spolehlivý a konzistentní prášek TC4 ELI pro kritické aplikace. Velké výrobní kapacity umožňují hromadné dodávky prášku TC4 ELI.

Ceny prášku TC4 ELI

Jako pokročilá titanová slitina je prášek TC4 ELI dražší než základní titanové třídy, jako je Ti-6Al-4V. Ceny závisí na:

• Rozsah velikosti částic
• Objem objednávky
• Další zpracování/kvalita
• Úroveň čistoty
• Zeměpisná poloha

Některá orientační cenová rozpětí:

Ceny prášku TC4 ELI

Velikost částic	Cena za kg
15-45 mikronů	$80 – $120
45-105 mikronů	$60 – $90
105-250 mikronů	$40 – $70

Obecně platí, že menší velikosti částic mají vyšší ceny kvůli přísnější kontrole rozprašování plynu. Menší dávky jsou také dražší na kilogram ve srovnání s hromadnými objednávkami.

Z geografického hlediska jsou ceny prášku TC4 ELI vyrobeného v Číně nižší než ceny evropského/amerického prášku. Kontrola kvality se však může lišit.

S rostoucím rozšířením aditivní výroby se ceny prášku TC4 ELI snížily, ale zůstávají vyšší než u konvenčních titanových slitin. Dlouhodobé dohody a velké objednávky mohou pomoci zajistit konkurenceschopné ceny.

Srovnání prášku TC4 ELI s jinými slitinami titanu

TC4 ELI má oproti jiným běžným titanovým slitinám, jako je Ti-6Al-4V, výhody z hlediska pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti korozi.

Srovnání TC4 ELI s jinými titanovými slitinami

Slitina	Síla	Houževnatost	Odolnost proti korozi	Náklady
Ti-6Al-4V	Střední	Střední	Střední	Nízký
Ti-6Al-7Nb	Střední	Střední	Vysoký	Střední
Ti-555 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr)	Velmi vysoká	Nízký	Střední	Vysoký
TC4 ELI (Ti-6Al-4V-0,08Fe-0,13O)	Velmi vysoká	Vysoký	Velmi vysoká	Vysoký

Hlavní výhody TC4 ELI oproti jiným titanovým slitinám:

• Vyšší pevnost než Ti-6Al-4V a Ti-6Al-7Nb
• Vyšší lomová houževnatost a tažnost ve srovnání s Ti-555
• Vynikající odolnost proti korozi v drsném prostředí
• Zachovává si lépe vlastnosti při extrémních teplotách
• Nižší hustota než u ocelových slitin
• Lepší biokompatibilita než u nerezových ocelí
• Lze eloxovat pro barevné úpravy

Mezi omezení TC4 ELI patří:

• Vyšší cena než Ti-6Al-4V
• Obtížněji obrobitelné než Ti-6Al-4V
• náchylné k žluknutí proti sobě
• Nelze svařovat běžným tavným svařováním
• Stále těžší než hliníkové slitiny

Kombinace výjimečných mechanických vlastností, odolnosti proti korozi, nízké hustoty a biokompatibility činí z TC4 ELI pokročilý materiál, který je i přes vyšší cenu vhodný pro kritické aplikace.

Často kladené otázky o TC4 ELI Powder

Zde jsou odpovědi na některé časté otázky týkající se prášku TC4 ELI:

Časté dotazy týkající se TC4 ELI Powder

Otázka: Co znamená zkratka ELI v prášku TC4 ELI?

Odpověď: ELI je zkratka pro extra nízký obsah intersticiálů. Označuje minimální obsah kyslíku a železa ve složení prášku.

Otázka: Jaká velikost částic prášku TC4 ELI je ideální?

Odpověď: Prášek o tloušťce 15-45 mikronů se nejlépe hodí pro tisk jemných prvků a tenkých stěn. 45-105 mikronů umožňuje vyšší rychlost vytváření, ale nižší rozlišení.

Otázka: Jaké metody následného zpracování lze použít u prášku TC4 ELI?

Odpověď: Žíhání, izostatické lisování za tepla, plazmové spékání a výroba sférického prášku zlepšují vlastnosti prášku.

Otázka: Je prášek TC4 ELI pro 3D tisk lepší než Ti-6Al-4V?

Odpověď: Ano, TC4 ELI má vyšší pevnost a houževnatost ve srovnání s Ti-6Al-4V ve stavu po tisku a po úpravě.

Otázka: Vyžaduje prášek TC4 ELI po aditivní výrobě lisování za tepla?

Odpověď: HIPování může odstranit vnitřní póry a zvýšit odolnost proti únavě. Pro nekritické díly však může postačovat TC4 ELI vytištěný as-printed.

Otázka: Jaké přesnosti lze dosáhnout s práškem TC4 ELI při 3D tisku kovů?

O: Tolerance ±0,1% jsou možné pro tištěné díly TC4 ELI v závislosti na použitém procesu AM.

Otázka: Lze díly TC4 ELI po 3D tisku obrábět?

Odpověď: Ano, ale TC4 ELI je obtížně obrobitelný a kvůli své tvrdosti vyžaduje pevné nastavení a ostré nástroje.

Otázka: Jaká povrchová úprava je možná pro díly TC4 ELI AM?

Odpověď: Drsnost povrchu po vytištění se liší v závislosti na procesu, ale dokončovací kroky, jako je broušení, elektroerozivní obrábění a leštění, umožňují hladký jemný povrch.

Závěr

Prášek TC4 ELI má výjimečnou kombinaci vysoké pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti korozi díky nízkému obsahu intersticiální titanové slitiny složené z 6% hliníku, 4% vanadu, 0,08% železa a 0,13% kyslíku.

Díky své schopnosti vyrábět lehké, vysoce výkonné kovové součásti pro kritické aplikace v letectví, zdravotnictví, energetice a obranném průmyslu nabízí TC4 ELI jedinečné schopnosti, kterým se jiné titanové slitiny nevyrovnají.

Prášek TC4 ELI rozšířil možnosti konstrukce strojírenských dílů nové generace pomocí nejnovějších technik aditivní výroby a práškové metalurgie. S rostoucími dodávkami prášků a dalším snižováním nákladů se očekává, že využití TC4 ELI bude v různých průmyslových odvětvích stále stoupat a odemkne nové úrovně výkonu.