Titanium Gas Atomizer Ausrüstung

Inhaltsübersicht

Überblick über Titan-Gaszerstäuber-Ausrüstung

Titan-Gaszerstäuber beziehen sich auf Geräte, die zur Zerstäubung (Zerlegung in feine Partikel) von Titanmetall für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Diese Geräte verwenden Gas, in der Regel Argon, um geschmolzenes Titan in einen Sprühnebel aus feinen Tröpfchen zu zerstäuben.

Einige wichtige Details über Titan-Gaszerstäuber-Ausrüstung:

  • Für die Herstellung von Titanpulvern und -beschichtungen aus geschmolzenem Titan
  • Verwendung von Inertgas wie Argon zur Zerstäubung des geschmolzenen Metalls
  • Kann feines Titanpulver in Größen von 10 Mikron bis Submikron herstellen
  • Ermöglicht die Kontrolle über Pulvergrößenverteilung und Morphologie
  • Pulver haben eine hohe Reinheit und Fließfähigkeit
  • Wird zur Herstellung von Titan-Metallspritzguss (MIM)-Rohstoffpulvern verwendet
  • Wird auch zur Herstellung von thermischen Spritzschichten aus Titan und Metallpulvern für den 3D-Druck verwendet
Titan-Gaszerstäuber-Ausrüstung

Arten von Titanium-Gaszerstäubern

Es gibt zwei Haupttypen von Gaszerstäubungsanlagen, die für die Herstellung von Titanpulver verwendet werden:

TypBeschreibung
Gekoppelter ZerstäuberDer Titanschmelzestrom wird in einer eng gekoppelten Düse direkt am Austritt aus dem Schmelztiegel gasverdüst. Erzeugt eine höhere Ausbeute an feineren Pulvern.
Freier Fall ZerstäuberDer geschmolzene Titanstrom fällt frei durch eine Inertgasatmosphäre und wird in Tröpfchen zerstäubt. Wird normalerweise zur Herstellung von gröberen Pulvern über 50 Mikrometer verwendet.

Zusammensetzung der Titanium Gas Atomizer Ausrüstung

Die Titan-Gaszerstäubungsanlage besteht aus den folgenden Hauptkomponenten:

KomponenteZusammensetzung
SchmelztiegelHergestellt aus Kupfer aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und ausgelegt für hohe Schmelzpunkte über 1660°C. Kann am Boden einen Schädel aus erstarrtem Titan enthalten.
InduktionsspulenWassergekühlte Kupferinduktionsspulen umschließen den Tiegel und erhitzen die Titanladung durch elektromagnetische Induktion bis zum Schmelzpunkt.
GießrohrGeschmolzenes Titan fließt durch dieses keramische Gießrohr in die Zerstäubungsdüse. Hält den Sauerstoff vom Schmelzestrom fern.
ZerstäuberdüseFortschrittliches Hochdruckdüsendesign für Inertgas, das unter präzisen Bedingungen mit der Titanschmelze interagiert und feine Tröpfchen erzeugt.
GassteuerungSteuert Gasflussparameter wie Druck, Geschwindigkeit und Turbulenz, um die gewünschte Pulverausbeute und Partikelgrößenverteilung zu erreichen.
ErfassungssystemSammelt und trennt Pulverprodukte aus dem Zerstäubungsgas, typischerweise über Zyklone und Filterschläuche.

Eigenschaften von Titan-Gaszerstäuber-Pulvern

Gasverdüstes Titanpulver hat die folgenden typischen Eigenschaften:

EigentumEinzelheitenVorteile
ReinheitÜber 99,5% TitangehaltAusgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
PartikelformMeistens kugelförmige MorphologieVerbessert Pulverfluss und Packungsdichte
GrößenbereichVon Submikron bis 300 MikrometerSteuerbar je nach Anwendung
FließfähigkeitHervorragend durch sphärische FormNützlich für die additive Fertigung
Scheinbare DichteEtwa 2 g/cm3Gleichwertig mit geschmiedetem Titan
PorositätGering - Sehr dichte PartikelFührt zu besseren mechanischen Eigenschaften
SauerstoffgehaltSo niedrig wie 0,13%Behält die Festigkeit des Titans nach der Konsolidierung bei

Eigenschaften von gaszerstäubten Titanpulvern

Wichtige Partikeleigenschaften von unter Schutzgas zerstäubten Titanpulvern:

  • Glatte Oberflächenmorphologie
  • Enge Partikelgrößenverteilung
  • Minimale Satellitenpartikel oder Agglomeration
  • Chemisch sauber mit geringer Sauerstoff- und Stickstoffaufnahme

Dank dieser Eigenschaften können die Pulver in verschiedenen Anwendungen, die eine hohe Reinheit und Fließfähigkeit erfordern, effektiv eingesetzt werden.

Anwendungen von Titan-Gaszerstäuber-Pulvern

Einige typische Anwendungen von gaszerstäubtem Titanpulver sind:

Additive Fertigung

  • Selektives Laserschmelzen (SLM)
  • Elektronenstrahlschmelzen (EBM)
  • Bindemittelausstoß

Metall-Spritzgießen

  • Hochreines Ausgangsmaterial für MIM
  • Verbessert die mechanischen Eigenschaften

Thermische Sprays

  • Abriebfeste Beschichtungen
  • Triebwerkskomponenten für die Luft- und Raumfahrt

Spezifikationen von Titanpulvern aus der Gaszerstäubung

Gasverdüstes Titanpulver ist in verschiedenen Zuschnitten erhältlich und muss je nach Anwendung bestimmten Eigenschaftsanforderungen genügen:

ParameterTypischer Bereich
Partikelgrößenverteilung10 - 45 μm, 15-53 μm, 45-100 μm usw.
Scheinbare Dichte≥ 2 g/cm3
Durchflussmenge25–35 Sek./50 g
PartikelformÜberwiegend kugelförmig
Reinheit≥ 99,5% Ti-Gehalt
Sauerstoffgehalt≤ 0,25%

Lieferanten von Titanium Gas Atomizer Equipment

Zu den weltweit führenden Anbietern von Titan-Gaszerstäubungsanlagen gehören:

AnbieterStandortModelle
Fortgeschrittene Materialverarbeitung (AMP)USGekoppelte und frei fallende Zerstäuber
3DCeramFrankreichZerstäuber der LAB-Serie
Pyrogenese KanadaKanadaPlasma-Zerstäubungsgeräte
TSI IncorporatedUSKundenspezifische Zerstäubungssysteme
Phoenix ScientificUSIntegrierte Gas- und Wasserzerstäuber

Preisgestaltung für Titan-Gaszerstäuber-Ausrüstung reicht von etwa $200.000 bis über $750.000, je nach Zerstäubungsleistung, Pulverausbeute und Optionen wie integrierte Pulverklassifizierungssysteme.

Vor- und Nachteile des Titan-Gaszerstäubungsverfahrens

ProfisNachteile
Ausgezeichnete Reinheit des PulversHoher Ausrüstungsaufwand
Kontrolle über Partikelgröße und -formGeringe Pulverausbeute im Vergleich zur Wasserzerstäubung
Geringere SauerstoffaufnahmeZusätzliche Schritte zur Klassifizierung von Pulver erforderlich
Sphärische Pulver mit gutem FließverhaltenArgonverbrauch verursacht zusätzliche Kosten
Breites Spektrum an Pulvergrößen realisierbarDer Umgang mit pyrophoren Pulvern stellt eine Herausforderung dar
Pulver geeignet für AM- und MIM-AnwendungenErfordert Fachwissen des Bedieners
Titan-Gaszerstäuber-Ausrüstung

FAQ

Welche verschiedenen Methoden gibt es zur Herstellung von Titanpulver?

Die drei wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Titanpulver sind die Gaszerstäubung, die Plasmazerstäubung und das Hydrid-Dehydrid-Verfahren. Bei der Gaszerstäubung wird geschmolzenes Titan mit einem Inertgas zerstäubt, bei der Plasmazerstäubung werden Plasmabrenner verwendet, während beim HDH-Verfahren Titan in sprödes Titanhydrid umgewandelt wird, das anschließend zerkleinert und zu feinem Pulver dehydriert wird.

Wie klein ist die Partikelgröße, die mit gasverdüstem Titanpulver erreicht werden kann?

Mit eng gekoppelten Gaszerstäubungsdüsen können Titanpulverpartikelgrößen von bis zu 10 Mikrometern mit einer mittleren Größe von etwa 20 Mikrometern erreicht werden. Spezielle Düsenkonstruktionen ermöglichen auch die Herstellung von Pulvern im Submikronbereich.

Welches Gas wird typischerweise bei der Titangaszerstäubung verwendet?

Argon wird aufgrund seiner inerten Eigenschaften, seiner im Vergleich zu anderen Edelgasen wie Helium und Neon relativ geringen Kosten und seiner geeigneten Zerstäubungswirkung am häufigsten verwendet. Um das Risiko einer Verunreinigung zu minimieren, wird hochreines Argon (≥99,999%) verwendet.

Was ist der Vorteil von kugelförmigem Titanpulver?

Die kugelförmige Morphologie von gasverdüstem Titanpulver bietet einige wichtige Vorteile wie hervorragende Fließfähigkeit, höhere Packungsdichte, bessere Verdichtung, gleichmäßiges Schmelzen und verbesserte Eigenschaften des Endprodukts wie Isotropie und Ermüdungsfestigkeit.

Wie wird die Pulverausbeute bei der Gasverdüsung von Titan berechnet?

Die Pulverausbeute bezieht sich auf den prozentualen Anteil der entnommenen Pulvermasse im Vergleich zur ursprünglichen Masse des eingesetzten geschmolzenen Titans. Die Ausbeute hängt von Faktoren wie Düsengeometrie, Gasdurchsatz und Schmelzüberhitzung ab und kann bei Titan zwischen 30 und 60% liegen. Um die Ausbeute zu maximieren, müssen die Zerstäubungsbedingungen optimiert werden.

In welchen Branchen werden gaszerstäubte Titanpulver verwendet?

Zu den Schlüsselindustrien, die gasverdüstes Titanpulver verwenden, gehören die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik, die Rüstungsindustrie, die Sportartikelindustrie, die Automobilindustrie und die chemische Verarbeitung. Die Pulver werden für die Herstellung von endkonturnahen Titankomponenten durch Metall-Spritzgießen, additive Fertigung oder thermisches Spritzen geschätzt.

Schlussfolgerung

Titan-Gaszerstäubungsanlagen produzieren hochreine sphärische Titanpulver, die für fortschrittliche Metallverarbeitungsmethoden benötigt werden, durch die Inertgaszerstäubung von geschmolzenen Titanströmen. Durch die Steuerung der Prozessparameter können Pulver mit anpassbaren Partikelgrößen und -verteilungen, die für nachgelagerte Prozesse wie die additive Fertigung und den Metallspritzguss geeignet sind, zuverlässig hergestellt werden. Führende Anbieter bieten integrierte Schmelz-, Gaszerstäubungs- und Pulversammlungssysteme an, um die Produktivität und Pulvereigenschaften wie Morphologie, Sauerstoffaufnahme und Schüttdichte zu maximieren. Titanpulver, die durch Gaszerstäubung hergestellt werden, finden in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Medizintechnik aufgrund der damit erzielten hervorragenden Bauteileigenschaften immer mehr Verbreitung.

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