Kovový prášek z titanu

Přehled

Kovový prášek z titanu je jemně zrnitá forma kovového titanu používaná v různých výrobních aplikacích. Vyznačuje se vynikajícím poměrem pevnosti a hmotnosti, odolností proti korozi a biokompatibilitou, takže je vhodný pro použití v leteckých komponentech, lékařských implantátech, sportovním vybavení, automobilových dílech a dalších.

Titanový prášek lze vyrábět různými metodami, včetně atomizace roztaveného titanu, elektrolýzy sloučenin titanu a přímé redukce titanových rud. Vlastnosti a výkonnost prášku závisí na výrobní technice i na následném zpracování. Mezi kritické vlastnosti, které určují kvalitu a použitelnost titanového prášku, patří distribuce velikosti částic, morfologie, tekutost prášku, zdánlivá hustota a obsah nečistot.

Typy Kovový prášek z titanu

Atomizovaný titanový prášek má kulovitou morfologii s dobrými tokovými a balicími vlastnostmi. Je vhodný pro náročné aplikace aditivní výroby a vstřikování kovů.

Hydrid-dehydridový prášek má ve srovnání s rozprašovaným práškem nižší hustotu a špatnou tekutost. Vzhledem k nižším nákladům se používá převážně pro vstřikování kovů.

Prášek pro rotační elektrody má unikátní dendritické částice, které zajišťují vysokou hustotu slinutí. Používá se v aditivních výrobních metodách, jako je tavení elektronovým svazkem.

Složení kovového prášku z titanu

Titanové kovové prášky se obecně dělí do čtyř tříd podle obsahu kyslíku a železa podle norem ASTM:

Mezi hlavní legující prvky v titanovém prášku patří:

• Hliník (Al) - zlepšuje pevnost a tepelnou zpracovatelnost
• Vanad (V) - zvyšuje pevnost a tažnost
• Cín (Sn) - zvyšuje odolnost proti tečení
• Zirkonium (Zr) - zjemňuje zrna

Významný vliv na mechanické vlastnosti mají také stopové prvky, jako je dusík, uhlík, vodík a železo. Pro dosažení optimálních vlastností je nutná přísná kontrola chemického složení.

Vlastnosti kovového prášku z titanu

Vlastnosti hotových titanových dílů závisí na vlastnostech prášku i na způsobu výroby dílů. Velký vliv má pórovitost, povrchová úprava, tepelné zpracování atd.

Mezi hlavní výhody titanu patří vysoká specifická pevnost, odolnost proti korozi, únavová životnost a biokompatibilita. Mezi omezení patří vysoká reaktivita při zvýšených teplotách, která vyžaduje inertní atmosféru pro manipulaci s práškem a jeho zpracování. Slitiny titanu se také mohou ve srovnání s jinými kovy obtížněji obrábět kvůli nízké tepelné vodivosti, která způsobuje lokální zahřívání při obrábění.

Aplikace z Kovový prášek z titanu

Pro aditivní výrobu se upřednostňují jemné prášky o velikosti pod 100 mikronů, aby se dosáhlo dobrého rozlišení a mechanických vlastností. Pro lisované a slinované aplikace poskytuje sférická morfologie optimální hustotu, zatímco nepravidelné částice jsou preferovány pro vstupní suroviny pro vstřikování kovů.

Specifikace pro titanový kovový prášek

Normy ASTM pro různé třídy titanového prášku:

Další specifikace titanového prášku:

Dodavatelé Kovový prášek z titanu

Orientační ceny titanového kovového prášku:

Při velkých objednávkách nad 100 kg mohou být k dispozici hromadné slevy. Skutečné ceny se liší v závislosti na množství, požadavcích na kvalitu, době dodání atd.

Srovnání metod výroby titanového prášku

Žádná výrobní metoda nenabízí nejlepší rovnováhu mezi kvalitou a ekonomikou. Většina výrobců se specializuje na jednu technologii a nabízí různé druhy zaměřené na různé aplikace. Kvalita a opakovatelnost prášku je rozhodující pro náročné aplikace, zatímco náklady jsou větším hnacím faktorem pro velkoobjemové výrobky.

Nejčastější dotazy

Otázka: Jaký je rozdíl mezi titanovým práškem tříd 1, 2, 3 a 4?

Odpověď: Třídy se liší podle povoleného obsahu kyslíku a železa. Třída 1 má nejnižší obsah kyslíku, zatímco třída 4 povoluje vyšší obsah nečistot. Nižší třídy poskytují lepší mechanické vlastnosti, zatímco vyšší třídy snižují náklady.

Otázka: Jakou velikost částic titanového prášku potřebuji pro aditivní výrobu?

Odpověď: Pro většinu procesů AM je optimální velikost částic 10 až 45 mikronů. Jemnější prášky pod 100 mikronů umožňují dobré rozlišení a mechanické vlastnosti. Extrémně jemné částice pod 10 mikrometrů však může být náročné rovnoměrně rozprostřít při vrstvení. Jsou také náchylnější k problémům s aglomerací.

Otázka: Je titanový prášek nebezpečný?

Odpověď: Titanový prášek se může za určitých podmínek vznítit a způsobit nebezpečí výbuchu. Jemný titanový prášek, zejména hydridový, je vysoce hořlavý. Manipulace s titanovým práškem vyžaduje prostředí inertního plynu s použitím argonu nebo dusíku. Skladovací nádoby by měly být řádně uzemněny. Při manipulaci s titanovými prášky musí pracovníci dodržovat bezpečnostní opatření proti vdechování prachu a kontaktu s kůží.

Otázka: Jak se vyrábí titanový prášek?

Odpověď: Čtyři hlavní výrobní metody jsou:

1. Rozprašování plynu: Proud roztaveného titanu se rozbíjí na kapičky, které tuhnou na prášek.
2. Plazmová atomizace: Extrémně vysoké teplo z plazmatu rychle taví a tuhne titan.
3. Proces HDH: Titanový šrot se zpracovává pomocí vodíkových cyklů absorpce a desorpce.
4. Rotační elektroda: Anodické rozpouštění titanových tyčinek tvoří prášek elektrolytickými reakcemi

Výsledkem každého procesu je prášek s různými vlastnostmi vhodný pro různé aplikace.

Otázka: Jaká je cena titanového prášku?

Odpověď: Titanový prášek se může pohybovat od $40 do $500 za kg v závislosti na třídě, kvalitě, objemu objednávky atd. Sférický prášek tříd 1 a 2 má mírnou cenu kolem $100/kg pro malá množství. Speciální slitiny používané v leteckém průmyslu mohou stát až $500/kg. Hydrid-dehydrid a prášek vyšší třídy 4 jsou levnější variantou blížící se $50/kg pro odběratele v průmyslu.

znát více procesů 3D tisku