Polvo de titanio y aluminio TA7

Descripción general del polvo de titanio y aluminio TA7

TA7 pertenece al sistema de aleaciones intermetálicas de titanio-aluminio que combina las propiedades ligeras del aluminio con la fuerza y la resistencia a la corrosión del titanio. La proporción casi equiatómica de Ti y Al proporciona un excelente equilibrio de propiedades para aplicaciones a temperaturas elevadas.

Las principales características del polvo TA7 son:

• Resistencia específica muy elevada (relación resistencia/peso)
• Excelente resistencia a la tracción y a la fluencia a altas temperaturas
• Baja densidad en comparación con las aleaciones de níquel o acero
• Buena resistencia a la corrosión en diversos entornos
• Disponible en una amplia gama de tamaños de partículas y morfologías

El polvo TA7 se ha revelado como una excelente opción para reducir el peso y mejorar la eficiencia en motores aeroespaciales y fuselajes que funcionan a altas temperaturas.

Composición química del polvo TA7

El polvo TA7 tiene la siguiente composición nominal:

La cantidad de estaño y circonio puede variar para optimizar las propiedades mecánicas a alta temperatura. Los niveles de impurezas de Si, C, O se reducen al mínimo.

Propiedades del polvo TA7

Entre las propiedades clave del polvo TA7 se incluyen:

Sus propiedades, como alta resistencia, baja densidad, resistencia a la oxidación y estabilidad térmica, hacen que el TA7 sea adecuado para las aplicaciones más exigentes a temperaturas elevadas.

Método de producción del polvo TA7

El polvo TA7 puede producirse mediante métodos como:

• Atomización de gases - Gas inerte a alta presión utilizado para atomizar la aleación TA7 fundida, dando como resultado un polvo esférico ideal para AM.
• Proceso de electrodo giratorio de plasma - La desintegración centrífuga de una corriente de metal fundido que gira rápidamente produce polvo esférico.
• Aleación mecánica - Molienda por bolas de alta energía de polvos mezclados de Ti y Al elementales seguida de recocido.

La atomización con gas proporciona un excelente control de las características del polvo, como la distribución del tamaño de las partículas, la morfología, la microlimpieza y la fluidez.

Aplicaciones del polvo TA7

El polvo TA7 se utiliza habitualmente en:

• Fabricación aditiva - Fusión selectiva por láser para producir formas complejas de perfiles aerodinámicos, impulsores y álabes de turbina.
• Moldeo por inyección de metales - Para fabricar piezas pequeñas y complejas con forma de red, como componentes de turbocompresores que requieren una gran solidez y resistencia a la temperatura.
• Revestimientos por pulverización térmica - Se aplica mediante pulverización por plasma o HVOF en superficies de válvulas, cojinetes, componentes de trenes de aterrizaje que necesitan resistencia al desgaste/corrosión a altas temperaturas.
• Pulvimetalurgia - Prensado y sinterizado para crear piezas estructurales ligeras y de alta resistencia para aplicaciones aeroespaciales.

Especificaciones del polvo TA7

El polvo TA7 está disponible en varios tamaños, formas y niveles de pureza:

• Tamaño de las partículas: Desde 15-45 μm para métodos AM, hasta 100 μm para procesos de pulverización térmica.
• Morfología: La forma casi esférica del polvo proporciona un flujo y una densidad de empaquetamiento óptimos.
• Pureza: Desde la pureza comercial hasta los niveles de pureza ultra alta, en función de los límites de impurezas y los requisitos del proceso.
• Contenido de oxígeno: Niveles mantenidos por debajo de 2000 ppm para la mayoría de las aplicaciones.
• Caudal: Polvo personalizado para excelentes caudales superiores a 25 s/50 g.

Proveedores mundiales de TA7 en polvo

Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo TA7 son:

• AP&C (Canadá)
• TLS Technik (Alemania)
• Sandvik Osprey (Reino Unido)
• Tekna (Canadá)
• ECKA Granules (Alemania)
• Tecnología del metal (Reino Unido)

Estas empresas producen diversos grados de polvo TA7 adaptados a la fabricación aditiva, la pulverización térmica, la pulvimetalurgia y otras aplicaciones de alta temperatura.

Precios del polvo TA7

El polvo TA7 tiene un precio más elevado que los aceros y las aleaciones de níquel:

• Cantidad - $100-150 por kg para pedidos a granel superiores a 500 kg. Las cantidades más pequeñas tienen un precio considerablemente superior.
• Calidad - El polvo esférico de gran pureza fabricado en condiciones estrictamente controladas mediante procesos avanzados exige precios superiores.
• Proveedor - Los grandes proveedores mundiales ofrecen ventajas de costes en comparación con los fabricantes más pequeños debido a sus mayores volúmenes de producción.
• Geografía - Los precios varían según las regiones, siendo Europa y Norteamérica mercados más caros que Asia.

Para aplicaciones críticas, los compradores deben centrarse en la calidad del polvo más que en el menor coste a la hora de adquirir polvo TA7.

Almacenamiento y manipulación del polvo TA7

El polvo TA7 requiere un almacenamiento y una manipulación cuidadosos:

• Debe almacenarse en recipientes herméticos bajo gas inerte como el argón para evitar la oxidación.
• Evitar la acumulación de polvo fino para minimizar el riesgo de explosiones de polvo.
• Utilice EPI, ventilación, conexión a tierra y prácticas de seguridad adecuadas durante la manipulación del polvo.
• Evitar el contacto del polvo con fuentes de ignición debido al riesgo de inflamabilidad.
• Siga las directrices de seguridad aplicables de la FDS del proveedor.

Debe tenerse cuidado al manipular este polvo de aleación altamente reactivo.

Inspección y ensayo del polvo TA7

Pruebas clave de control de calidad realizadas en el polvo TA7:

• Análisis químico mediante ICP-OES o XRF para garantizar que la composición cumple las especificaciones.
• Distribución del tamaño de las partículas mediante difracción láser según la norma ASTM B822.
• Análisis morfológico mediante imágenes SEM.
• Medición del caudal de polvo mediante caudalímetro Hall según la norma ASTM B213.
• Medición de la densidad por picnometría de helio.
• Análisis de impurezas mediante fusión con gas inerte o ICP-MS.
• Caracterización de la microestructura por difracción de rayos X.

Las pruebas exhaustivas garantizan la consistencia de los lotes y la calidad del polvo para la aplicación prevista.

Comparación entre los polvos TA7 e Inconel 718

Comparación de los polvos TA7 e Inconel 718:

El TA7 ofrece un ahorro de peso con respecto al Inconel 718. Sin embargo, la trabajabilidad y la disponibilidad del polvo de aluminuro de titanio son menores.

Preguntas frecuentes sobre el polvo TA7

P: ¿Cómo se produce el polvo TA7?

R: El polvo TA7 se produce comercialmente mediante atomización con gas, proceso de electrodo giratorio de plasma y aleación mecánica seguida de recocido. La atomización con gas ofrece el mejor control de las características del polvo.

P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo TA7?

R: Las principales aplicaciones del polvo TA7 incluyen la fabricación aditiva, los recubrimientos por pulverización térmica, el moldeo por inyección de metales y la pulvimetalurgia para fabricar piezas estructurales ligeras que necesiten capacidad para altas temperaturas.

P: ¿Cuál es el tamaño típico del polvo TA7 utilizado para la fusión selectiva por láser?

R: Para el proceso SLM, el tamaño ideal del polvo TA7 es de 15-45 micras con morfología esférica y buena densidad de flujo y empaquetamiento del polvo.

P: ¿Requiere el polvo TA7 precauciones especiales de manipulación?

R: Sí, es altamente reactivo y requiere una manipulación cuidadosa en atmósfera inerte utilizando ventilación adecuada, conexión a tierra y EPI para evitar riesgos de incendio o explosión.

P: ¿Dónde puedo comprar polvo TA7 adecuado para piezas aeroespaciales?

R: Para aplicaciones aeroespaciales que requieran ligereza y alta resistencia, el polvo TA7 puede adquirirse a fabricantes líderes como AP&C, TLS Technik, Sandvik Osprey y Tekna.