Prášky ze slitin titanu: Složení, výroba a aplikace
Obsah
Prášky ze slitin titanu obsahují titan jako hlavní prvek v kombinaci s dalšími kovy, jako je hliník, vanad nebo železo. Složení slitiny zajišťuje lepší vlastnosti pro použití v letectví, zdravotnictví a dalších odvětvích.
Typy prášků ze slitin titanu
Běžné složení slitiny titanu v práškové formě:
| Slitina | Ti Obsah | Ostatní prvky | Klíčové vlastnosti |
|---|---|---|---|
| Ti-6Al-4V | 90% | 6% Al, 4% V | Vysoká pevnost, nízká hustota |
| Ti-6Al-7Nb | 90% | 6% Al, 7% Nb | Biokompatibilita, odolnost proti korozi |
| Ti-10V-2Fe-3Al | 82% | 10% V, 2% Fe, 3% Al | Tepelná odolnost, kalené |
| Ti-3Al-2,5V | 93% | 3% Al, 2,5% V | Pevnost při zvýšené teplotě |
- Titan legovaný hliníkem, vanadem, železem a niobem vyvažuje tvrdost, pevnost a hustotu.
- Specifické prvky ladí mechanické, fyzikální a biologické vlastnosti pro cílové aplikace.
- Směsi optimalizují chování při vysokých teplotách, opotřebení, svařitelnost atd.
- Hliník stabilizuje krystalovou strukturu titanu pro lepší zpracovatelnost; vanad zvyšuje pevnost.
Takto přizpůsobené kombinace kovů v titanových slitinách dosahují funkčních vlastností specifických pro danou aplikaci.
Výroba prášku ze slitiny titanu
Běžné techniky výroby prášků ze slitin titanu:
| Metoda | Proces | Popis | Vlastnosti částic |
|---|---|---|---|
| Rozprašování plynu | Proud taveniny naráží na proudy plynu | Rychlé ochlazení vytváří sférické částice | Vynikající tekutost |
| Plazmová atomizace | Plazma při vyšších teplotách taví slitiny | Výroba velmi jemného sférického prášku | Submikronové velikosti |
| Hydrid-dehydrid | Rozmělňování v hydridové fázi | Nepravidelné křehké částice z hydridů | Mírný průtok |
| Mechanické legování | Svařované deformační částice prášku | Kompozitní struktura s jemnou zrnitostí | Špatný průtok |
- Plynová a plazmová atomizace vytváří jemné sférické prášky slitin vhodné pro aditivní výrobu
- Hydrid-dehydridová metoda rozdrtí křehkou hydridovou fázi na malé částice
- Mechanické legování svařuje menší částice do kompozitních agregátů prostřednictvím deformace.
Různé techniky tak umožňují přizpůsobit velikost, tvar a vnitřní mikrostrukturu částic titanové slitiny.
Aplikace z Prášek ze slitiny titanu
Prášky ze slitin titanu umožňují výrobu vysoce výkonných dílů v různých odvětvích:
| Sektor | aplikace | Využívané vlastnosti |
|---|---|---|
| Aerospace | Lopatky turbíny, části draku letadla | Vysoká specifická pevnost |
| Průmyslový | Zařízení pro zpracování potravin | Odolnost proti korozi |
| Automobilový průmysl | ojnice, ventily | Tepelná odolnost |
| Biomedicína | Implantáty, protetika | Biokompatibilita |
| Obrana | Pancéřové materiály | Balistická ochrana |
| Aditivní výroba | 3D tištěné díly | Možnost tisku |
- Lehká pevnost umožňuje úsporu paliva v letadlech a vozidlech s titanovými součástmi.
- Bioneutrální implantáty ze slitiny titanu, které lidské tělo neodmítá
- Odolnost proti korozi vyhovuje agresivním chemikáliím v průmyslových provozech
- Přizpůsobení slitin vytváří zákaznické titanové třídy pro každou aplikaci
Prášky z titanových slitin na míru tak umožňují pokročilou výrobu v různých náročných průmyslových odvětvích.
Specifikace prášku ze slitiny titanu
Klíčové ukazatele kvality prášku ze slitiny titanu:
| Parametr | Typické hodnoty | Metoda testování |
|---|---|---|
| Složení slitiny | Hmotnostní podíl prvku | ICP spektroskopie |
| Distribuce velikosti částic | Rozsah a průměrná velikost | Difrakce laseru |
| Zdánlivá hustota | Až 85% skutečné hustoty | Volumetr Scott |
| Hustota poklepání | Až 95% skutečné hustoty | Měřeno poklepáním |
| Tvar částic | Sféricita, hladkost | Zobrazování pomocí SEM |
| Průtok prášku | Úhel sklonu, Hallův průtokoměr | Standardní testovací nálevky/kontejnery |
- Kontroly složení potvrzují procentuální obsah titanu, hliníku, vanadu atd.
- Rozložení velikosti částic zajišťuje vhodnost pro zamýšlený výrobní proces
- Hustota udává účinnost balení a pórovitost
- Tvar částic ovlivňuje výkonnost aplikace a manipulaci s práškem
- Průtoky určují vhodnost pro automatizovanou přepravu a dávkování
Tyto ukazatele tedy pomáhají zajistit, aby zakoupený prášek ze slitiny titanu splňoval požadavky aplikace.
Porovnání typů prášku ze slitiny titanu
Jak jsou na tom některé slitiny titanu?
| Slitina | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-7Nb | Ti-10V-2Fe-3Al |
|---|---|---|---|
| Hustota | 4,43 g/cc | 4,52 g/cc | 4,38 g/cc |
| Pevnost v tahu | 128 ksi | 126 ksi | 115 ksi |
| Youngův modul | 16 msi | 10 msi | 15 msi |
| Maximální provozní teplota | 700 °F | 750°F | 800°F |
| Biokompatibilita | Mírný | Vynikající | Špatný |
| Náklady | Nízký | Vysoký | Mírný |
- Ti-6Al-4V je pracovní slitina titanu, která kombinuje výkon a cenu.
- Slitiny Nb a Ta nabízejí vynikající biokompatibilitu pro lékařské použití
- Vyšší obsah vanadu a Fe umožňuje stabilitu při zvýšených teplotách.
- Slitiny obsahující hliník mají vyšší poměr pevnosti k hmotnosti.
Každá formulace slitiny titanu má tedy specifické výhodné vlastnosti pro cílové aplikace.
Dodavatelé prášku ze slitiny titanu
Přední světoví výrobci práškových slitin titanu:
| Společnost | Umístění centrály | Dostupné stupně | Výrobní kapacita |
|---|---|---|---|
| Práškové kovy ATI | NÁS | Ti-6Al-4V, vlastní slitiny | 5 000 tun/rok |
| Tekna | Kanada | Ti-6Al-4V a další | Nezveřejněno |
| Skupina Hoganas | Švédsko | Ti-6Al-4V | 3 000 tun/rok |
| Technika TLS | Německo | TiAl, TiAlNb, Ti prášky | Nezveřejněno |
| CNPC POWDER | Čína | Ti-6Al-4V, TiAl | 10 000 tun/rok |
- Americká společnost ATI Powder Metals je předním světovým výrobcem práškových titanových slitin.
- Švédská společnost Hoganas Group rovněž provozuje významnou výrobu titanového prášku.
- Čína hostí několik velkých výrobců prášku ze slitiny titanu, kteří usilují o celosvětový vývoz
- Na rostoucím průmyslu titanového prášku se podílejí i menší hráči
Dodavatelská kapacita se tak nadále zvyšuje, aby uspokojila rostoucí poptávku po titanových slitinách.
Prášek ze slitiny titanu Stanovení cen
Orientační ceny prášku ze slitiny titanu:
| Slitina | Ceny za kg | Rozsah velikosti částic |
|---|---|---|
| Ti-6Al-4V | $50 – $150 | 15 až 120 mikronů |
| Ti-6Al-7Nb | $250 – $500 | 5 až 45 mikronů |
| Ti-10V-2Fe-3Al | $75 – $200 | 15 až 63 mikronů |
| Ti-3Al-2,5V | $100 – $150 | 45 až 150 mikronů |
- Ceny jsou do značné míry závislé na objemu nákupu a specifikach distribuce velikosti částic.
- Specializované slitiny a jemné lékařské jakosti mají vyšší ceny
- Ti-6Al-4V se nejhospodárněji vyrábí v průmyslovém měřítku.
- Smlouvy nad 5 až 10 tun mají zvýhodněné sazby
Prášek ze slitiny titanu je tedy stále relativně drahý, což omezuje jeho použití především na letecký a obranný průmysl.
Prášky ze slitin titanu
| Otázka | Odpovědět |
|---|---|
| Jaké barvy mohou mít slitiny titanu? | Nejčastěji se používá přírodní šedá barva. Používají se také barvící povrchové úpravy. |
| Vyžadují prášky speciální zacházení? | Doporučuje se přikrytí inertním plynem, aby se zabránilo oxidaci při manipulaci. |
| Je u těchto prášků možný nástřik za studena? | Ano, deformace částic umožňuje povlaky s vysokou přilnavostí. |
| Jsou slitiny titanu nemagnetické? | Ano, všechny třídy mají velmi nízkou magnetickou propustnost. |
| Lze tyto prášky bezpečně přepravovat letecky? | Ano, žádná přepravní omezení s výjimkou velmi jemných reaktivních prášků. |
Prášky ze slitin titanu se tedy dobře hodí pro většinu operací manipulace s kovovými prášky, jejich zpracování a nanášení povlaků.
Závěr
Prášek ze slitiny titanu poskytuje flexibilitu při navrhování, která umožňuje vyvážit hustotu, pevnost, modul a biokompatibilitu pro pokročilé technické požadavky v různých průmyslových odvětvích. Výrobní techniky propůjčují částicím vlastnosti na míru. Složení slitiny umožňuje vyladění vlastností na míru. Navzdory relativně vysokým cenám nad $50/kg přináší prášek ze slitiny titanu vyšší výkon v obranných, lékařských, leteckých a automobilových aplikacích, kde výkonnost součástek převažuje nad hlediskem nákladů.
Sdílet na
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
O Met3DP
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731