Pulver aus Titanlegierungen: Zusammensetzung, Herstellung und Anwendungen

Pulver aus Titanlegierungen enthalten Titan als Hauptelement in Kombination mit anderen Metallen wie Aluminium, Vanadium oder Eisen. Die Legierungszusammensetzung verleiht verbesserte Eigenschaften für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, bei medizinischen Geräten und mehr.

Arten von Titanlegierungspulvern

Gängige Titanlegierungsformulierungen in Pulverform:

• Titanlegierungen mit Aluminium, Vanadium, Eisen und Niob sorgen für ein Gleichgewicht von Härte, Festigkeit und Dichte
• Spezifische Elemente stimmen die mechanischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften auf die Zielanwendungen ab
• Die Mischungen optimieren das Verhalten bei hohen Temperaturen, das Verschleißverhalten, die Schweißbarkeit usw.
• Aluminium stabilisiert die Kristallstruktur des Titans und verbessert die Verarbeitbarkeit; Vanadium erhöht die Festigkeit

So lassen sich durch maßgeschneiderte Kombinationen von Metallen in Titanlegierungen anwendungsspezifische Funktionseigenschaften erzielen.

Produktion von Titanlegierungspulver

Übliche Verfahren zur Herstellung von Titanlegierungspulvern:

• Gas- und Plasmazerstäubung erzeugen feine, kugelförmige Legierungspulver, die für die additive Fertigung geeignet sind
• Hydrid-Dehydrid-Methode zerkleinert spröde Hydridphase in kleine Partikel
• Mechanisches Legieren schweißt kleinere Partikel durch Verformung zu Verbundaggregaten zusammen

So ermöglichen verschiedene Techniken maßgeschneiderte Partikelgrößen, Formen und interne Mikrostrukturen von Titanlegierungen.

Anwendungen von Titanlegierungspulver

Pulver aus Titanlegierungen ermöglichen hochleistungsfähige Teile in allen Bereichen:

• Leichte Festigkeit ermöglicht Treibstoffeinsparungen in Flugzeugen und Fahrzeugen mit Titanbauteilen
• Bioneutrale Implantate aus einer Titanlegierung werden vom menschlichen Körper nicht abgestoßen
• Korrosionsbeständigkeit passt zu aggressiven Chemikalien in Industrieanlagen
• Maßgeschneiderte Legierungen schaffen kundenspezifische Titangüten für jede Anwendung

So ermöglichen maßgeschneiderte Titanlegierungspulver eine fortschrittliche Fertigung in verschiedenen anspruchsvollen Branchen.

Spezifikation von Titanlegierungspulver

Wichtige Qualitätskennzahlen für Titanlegierungspulver:

• Die Überprüfung der Zusammensetzung bestätigt den prozentualen Anteil von Titan, Aluminium, Vanadium usw.
• Die Partikelgrößenverteilung gewährleistet die Eignung für den vorgesehenen Herstellungsprozess
• Die Dichte gibt die Packungseffizienz und die Porosität an
• Die Partikelform beeinflusst die Anwendungsleistung und die Handhabung des Pulvers
• Durchflussmengen qualifizieren die Eignung für automatischen Transport und Dosierung

Diese Kennzahlen tragen dazu bei, dass das gekaufte Titanlegierungspulver den Anforderungen der Anwendung entspricht.

Vergleich der Titanlegierungspulverarten

Wie schneiden einige Titanlegierungen ab?

• Ti-6Al-4V ist das Arbeitspferd unter den Titanlegierungen, das Leistung und Kosten vereint
• Nb- und Ta-Legierungen bieten hervorragende Biokompatibilität für medizinische Anwendungen
• Höhere Vanadium- und Fe-Werte ermöglichen Stabilität bei höheren Temperaturen
• Aluminiumhaltige Legierungen haben ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Jede Titanlegierungsformulierung hat also spezifische vorteilhafte Eigenschaften für bestimmte Anwendungen.

Lieferanten von Titanlegierungspulver

Weltweit führende Hersteller von Titanlegierungspulvern:

• Das US-amerikanische Unternehmen ATI Powder Metals ist ein weltweit führender Hersteller von Titanlegierungspulvern
• Die schwedische Hoganas-Gruppe betreibt auch eine bedeutende Titanpulverproduktion
• China beherbergt mehrere große Hersteller von Titanlegierungspulver, die sich um weltweite Exporte bemühen
• Kleinere Akteure sind ebenfalls an der wachsenden Titanpulverindustrie beteiligt

Die Lieferkapazitäten werden also weiter ausgebaut, um der steigenden Nachfrage nach Titanlegierungen gerecht zu werden.

Titanlegierungspulver Preisgestaltung

Ungefähre Preise für Titanlegierungspulver:

• Die Preise hängen stark von der Abnahmemenge und der spezifischen Partikelgrößenverteilung ab.
• Speziallegierungen und feine medizinische Qualitäten erzielen höhere Preise
• Ti-6Al-4V wird am wirtschaftlichsten im industriellen Maßstab hergestellt
• Verträge über 5-10 Tonnen erhalten ermäßigte Preise

Daher ist Titanlegierungspulver nach wie vor relativ teuer, was die Anwendungen vor allem auf die Luft- und Raumfahrt und den Verteidigungssektor beschränkt.

FAQs zu Titanlegierungspulvern

Titanlegierungspulver eignen sich daher gut für die meisten Verfahren zur Handhabung, Verarbeitung und Beschichtung von Metallpulvern.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Titanlegierungspulver die nötige Flexibilität für ein ausgewogenes Verhältnis von Dichte, Festigkeit, Modul und Biokompatibilität bieten, um den Anforderungen der modernen Technik in verschiedenen Branchen gerecht zu werden. Die Herstellungstechniken verleihen maßgeschneiderte Partikeleigenschaften. Die Legierungsformulierung ermöglicht eine individuelle Abstimmung der Eigenschaften. Trotz des relativ hohen Preises von über $50/kg bietet Titanlegierungspulver eine höhere Leistung in den Bereichen Verteidigung, Medizin, Luft- und Raumfahrt und Automobilbau, in denen die Leistung der Komponenten wichtiger ist als Kostenüberlegungen.

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