Einführung in kugelförmiges Titanpulver

Inhaltsübersicht

kugelförmiges Titanpulver mit kontrollierter Partikelgröße ermöglicht die Herstellung von starken, leichten Titanmetallteilen durch additive Fertigung oder pulvermetallurgisches Pressen. Sein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, seine Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität machen Titan zu einem attraktiven technischen Werkstoff für die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik, die Automobilindustrie und andere anspruchsvolle Anwendungen.

Dieser Leitfaden behandelt Zusammensetzungen, Produktionsmethoden, Spezifikationen, Verwendungszwecke, Preisgestaltung und Beschaffungsaspekte für sphärisches Titanpulver für Metall-AM oder Press-und-Sinter-Fertigung.

kugelförmiges Titanpulver

Typen von kugelförmigem Titanpulver

Je nach Zusammensetzung und Verarbeitung werden sphärische Titanpulver in folgende Kategorien eingeteilt:

TypBeschreibung
CP (Commercially Pure) Titan99,5% und mehr Reintitan mit geringen interstitiellen elementaren Verunreinigungen
Ti-6Al-4VTitanlegierung mit 6% Aluminium- und 4% Vanadiumzusätzen für mehr Festigkeit
Vorlegiertes PulverFeste kugelförmige Teilchen mit homogener Ti-6-4-Zusammensetzung
Blended ElementalGemisch aus Reintitan-, Aluminium- und Vanadiumpulvern

Passen Sie die Güteklasse an die mechanischen Eigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und die Budgetanforderungen der Anwendungen für Titanfertigteile an.

Produktionsmethoden

  • Plasma-Zerstäubung - Ein Hochenergie-Plasmabrenner schmilzt das Ausgangsmaterial. Leistungsstarke Induktionsspulen erzeugen Tröpfchensprühnebel, die zu Titankugeln erstarren. Engste Partikelverteilung mit gutem Pulverfluss und hoher Packungsdichte.
  • Gaszerstäubung - Ähnliches Verfahren, bei dem unter Druck stehende Inertgasstrahlen anstelle von Plasmaenergie verwendet werden, um den geschmolzenen Titanstrom in feine Tröpfchen zu zerstäuben. Verfahren mit geringerer Leistung, aber größeren Partikelgrößen.
  • Verfahren mit rotierenden Elektroden - Durch die Zentrifugalkräfte der rotierenden Elektroden wird geschmolzenes Titan in Tröpfchen zerlegt. Erzielt kleine Partikelgrößen. Hohe Produktionsrate mit engen Verteilungen.

Die Steuerung von Prozessparametern wie Temperatur, Druck und Gasfluss führt zu kugelförmigen, porenfreien Pulvern, die für die Herstellung von Titanmetallen bevorzugt werden.

Zusammensetzung von kugelförmiges Titanpulver

KlasseTitan (Ti)Aluminium (Al)Vanadium (V)Eisen (Fe)Sauerstoff (O)
CP Klasse 198.9% min0,3% max0,2% max0,3% max0,18% max
CP Klasse 298.6% min0,3% max0,1% max0,3% max0,25% max
CP Klasse 497.5% min0,3% max0,1% max0,5% max0,40% max
Ti-6Al-4VBasis5.5-6.75%3.5-4.5%0,3% max0,13% max

Strenge Kontrollen für niedrigen Sauerstoff- und Stickstoffgehalt mit Grenzwerten für Kohlenstoff, Eisen und Chrom erhalten die Korrosionsbeständigkeit und Duktilität. Bei der Auswahl der Sorten werden die erforderlichen Eigenschaften mit den Legierungskosten für verschiedene Anwendungen in Einklang gebracht.

Typische Spezifikationen

ParameterWertPrüfverfahren
Reinheit>99% TitanASTM E2371, ICP-Analyse
PartikelformKugelförmig >92%Mikroskopie
Dichte des Gewindebohrers2,7-3,7 g/ccHall-Durchflussmesser
Partikelgröße15-45 μmLaserbeugung
Sauerstoff(O)<2000 ppmInertgasfusion
Stickstoff(N)<400 ppmInertgasfusion
Wasserstoff(H)<150 ppmInertgasfusion
Durchflussmengen>95% für 50 μmHall-Durchflussmesser

Überprüfen Sie vor dem Kauf die statistischen Chargenzertifikate der Lieferanten, die die Anforderungen an die Standardqualität und die Konsistenz der Leistung in Bezug auf diese Kriterien bestätigen.

Mechanische Eigenschaften

LegierungHöchstzugkraft (ksi)Streckgrenze (ksi)Dehnung (%)
CP Klasse 113012020%
CP Klasse 215014018%
Ti-6Al-4V16015010%

Um die angestrebten Materialfestigkeiten zu erreichen, ist eine optimierte thermische Nachbearbeitung wie heißisostatisches Pressen und Wärmebehandlung erforderlich. Anpassung der Sorte an die erforderlichen Eigenschaften.

Metall-AM-Anwendungen

Wichtige additiv gefertigte Metallteile aus kugelförmigen Titanpulvern:

  • Luft- und Raumfahrt: Flugzeughalterungen, Flügelrippen, Triebwerksaufhängungen - hohe Festigkeit, geringes Gewicht
  • Medizin & Dental: Hüft-, Knie- und Wirbelsäulenimplantate; chirurgische Werkzeuge - biokompatibel
  • Automobilindustrie: Pleuelstangen, Turboladerkomponenten - Hitze- und Korrosionsbeständigkeit
  • Verbraucher: Brillengestelle, Sportgeräte, Uhrengehäuse - ästhetische Qualitäten
  • Industriell: Teile für den Umgang mit Flüssigkeiten wie Ventile, Pumpen; Schiffsteile; Wärmetauscher

Nutzen Sie hohe spezifische Festigkeit und maßgeschneiderte Legierungen wie Ti6-4 für anspruchsvolle Produktionsumgebungen in verschiedenen Branchen.

Spezifikationen für die Industrie

  • ASTM F1580 - Titan-6-Aluminium-4-Vanadium-Knetlegierung für chirurgische Implantate
  • ASTM B348 - Stäbe, Draht, Pulver und Schmiedestücke aus Titan und Titanlegierungen
  • AMS 4999 - Zusammensetzungsgrenzen für die Herstellung von Titanlegierungspulver
  • ISO 23304 - Metallpulver für additive Fertigungsverfahren

Überprüfung statistisch validierter Chargenzertifikate, um sicherzustellen, dass die Qualität der Pulverchargen den Zertifizierungen entspricht.

Überlegungen zur Qualität

MetrischAnnehmbarPrüfverfahren
Zapfstellendichte≥2,7 g/ccHall-Durchflussmesser
Durchflussmengen≥95% für 45 μm-SiebHall-Durchflussmesser
Partikelform≥92% kugelförmigMikroskopie
PartikelgrößenverteilungGemäß ASTM B348Laserbeugung
Wichtige Zwischengitterstoffe (O, H, N)<2000; <150; <400 ppm bzw.Inertgas-Fusion

Die Qualitätseigenschaften des Pulvers stehen in direktem Zusammenhang mit den Materialfestigkeiten, der Oberflächenbeschaffenheit und der Fehlerquote des fertigen Sinterteils.

Preisspanne

KlassePartikelgrößePreis pro kg
CP Klasse 115-45 Mikrometer$50-$150
Ti-6Al-4V15-45 Mikrometer$55-$200
Ti-6Al-4V ELI10-75 Mikrometer$250-$750

Die Preisgestaltung hängt von der Reinheit, der Pulvergröße, dem Produktionsvolumen und regionalen Faktoren ab. Holen Sie verbindliche Kostenvoranschläge von Anbietern ein, die für Ihre Anwendung in die engere Wahl kommen.

kugelförmiges Titanpulver

Überlegungen zum Kauf

ParameterBedeutung
QualitätszertifizierungenHoch
KonsistenzHoch
Teil QualifikationsdatenMittel
Technische UnterstützungMittel
Verfügbarkeit von ProbenahmenNiedrig
Preis-FaktorenNiedrig

FAQs

F: Was sind Anbackungen im Titanpulver und wie kann man sie verhindern?

A: Das Zusammenklumpen von Pulverpartikeln zu teilweise gesinterten Agglomeraten wird als Anbacken bezeichnet. Es stört den Fluss und die Packungsdichte. Lagern Sie das Pulver in luftdichten Behältern mit Trocknungsmitteln, um die Nebenreaktionen der Feuchtigkeits- und Sauerstoffaufnahme zu verhindern, die im Laufe der Zeit zum Zusammenbacken der Titanpartikel führen.

F: Gibt es gesundheitliche Gefahren im Zusammenhang mit Titanpulvern?

A: Wie bei den meisten feinen Metallpulvern ist bei der Handhabung das Einatmen zu vermeiden. Abgesehen von Empfindlichkeitsproblemen ist Titanpulver relativ inert und gilt als ungiftig mit geringem Risiko für externen Kontakt oder Verschlucken. Verwenden Sie bei der Lagerung, dem Transport und der Verarbeitung angemessene Schutzausrüstung und -verfahren.

F: Wie lagert man Titanpulver richtig?

A: Behälter mit Trockenmittelbeuteln luftdicht verschließen, um Oxidation zu verhindern. Temperaturschwankungen zwischen 10-30°C begrenzen. Wegwerfen, wenn sich die Farbe von glänzend grau ändert, was auf eine Verschlechterung wie Wasserstoffversprödung hinweist. Bei ordnungsgemäßer Lagerung über 5 Jahre haltbar.

F: Ist für Titanpulver ein besonderer Versand und eine besondere Handhabung erforderlich?

A: Einstufung als nicht gefährlich, nicht entzündlich. Vermeiden Sie den Transport bei extremer Hitze oder Kälte. Verpackungen fest verschließen, um ein Auslaufen oder eine Verunreinigung zu verhindern. Für hochreine Forschungsqualitäten sind spezielle Kühltransporter mit Gelpacks erhältlich.

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