Ti6Al4V Polvo

Visión general

Polvo de Ti6Al4VTi-6Al-4V, también conocido como titanio de grado 5, Ti 6-4 o Ti 6/4, es una aleación de titanio en polvo compuesta por titanio, aluminio 6% y vanadio 4%. Ofrece una combinación excepcional de alta resistencia, bajo peso, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, lo que lo convierte en un material extremadamente versátil para aplicaciones avanzadas en el sector aeroespacial, dispositivos médicos, hardware marino y más.

El Ti6Al4V se considera el caballo de batalla de las aleaciones de titanio, ya que representa más de 50% del uso total de titanio en todo el mundo. Tiene una de las mejores relaciones resistencia-peso de todos los materiales metálicos y mantiene sus propiedades a temperaturas extremas.

Algunas propiedades y características clave del polvo de Ti6Al4V son:

• Excelente relación resistencia/peso, alta resistencia específica
• Baja densidad - 4,43 g/cm3
• Alta resistencia a la corrosión
• Biocompatibilidad y capacidad de osteointegración
• Buenas propiedades a altas temperaturas - utilizable hasta 400°C con resistencia a la oxidación hasta 550°C
• Elevada tenacidad a la fractura y resistencia a la fatiga
• Disponible en diferentes tamaños y morfologías: esférica, angular, etc.

Gracias a sus versátiles propiedades, el Ti6Al4V se utiliza hoy en día en diversos sectores industriales.

Tipos de polvo Ti6Al4V

El polvo de aleación Ti6Al4V está disponible en diferentes distribuciones de tamaño, formas y métodos de producción para adaptarse a aplicaciones específicas:

Tamaño de las partículas: Disponible de 15 micras a 150+ micras según el método de producción

Distribución por tamaños: Clasificado/tallado, mezclado o especificaciones personalizadas

Normas: ASTM B348, AMS 4943, AMS 4928, AMS 4967

Ti6Al4V Composición del polvo

El Ti6Al4V se ajusta a la Especificación de Material Aeroespacial (AMS) 4928 y tiene la composición nominal:

El hierro, el oxígeno y el nitrógeno son elementos que suelen contener impurezas. La composición se analiza rutinariamente para garantizar que cumple las especificaciones aeroespaciales antes de la atomización en polvo.

Propiedades del polvo Ti6Al4V

El Ti6Al4V es apreciado por su excepcional equilibrio de propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión, ligereza y biocompatibilidad. Entre sus propiedades destacan:

Propiedades térmicas
Coeficiente de dilatación térmica - 8,6 x 10-6 /K (20-100°C)
Conductividad térmica - 7,2 W/m.K
Temperatura máxima de servicio - 400°C

Resistencia a la corrosión
Excelente resistencia a la corrosión comparable a la del titanio sin alear Resiste la corrosión de la mayoría de ácidos, gases húmedos y productos químicos orgánicos

La formación de una capa superficial de óxido estable y altamente adherente le confiere una excelente resistencia a los ambientes salinos. Ti6Al4V demuestra una protección superior a la del acero inoxidable en soluciones de cloruro debido a las menores tasas de difusión de oxígeno y cloruro.

Aplicaciones del polvo Ti6Al4V

Gracias a sus equilibradas propiedades, el Ti6Al4V encuentra hoy diversas aplicaciones industriales y médicas:

La fabricación aditiva está ampliando las aplicaciones de las aleaciones de titanio en todos estos sectores al permitir geometrías de forma libre que antes no eran posibles.

Especificaciones del polvo Ti6Al4V

El polvo de titanio grado 5 Eli también debe cumplir requisitos adicionales del cliente relativos a:

• Forma de las partículas
• Fluidez
• Densidad aparente
• Densidad del grifo
• Densidad del picnómetro
• Análisis químicos
• Propiedades mecánicas

Los fabricantes que producen polvo de Ti6Al4V siguen sistemas de gestión de calidad y protocolos de ensayo certificados antes de suministrarlo a clientes de los sectores de defensa, aeroespacial, energético, automovilístico y médico, entre otros.

Proveedores de polvo Ti6Al4V

El polvo de Ti6Al4V se fabrica mediante atomización con gas o plasma para producir polvo esférico adecuado para la AM. La materia prima de partida es una placa de aleación refundida por arco en vacío (VAR) o fundida por haz de electrones (EBM) que se atomiza en finas gotas que se solidifican en partículas de polvo al enfriarse rápidamente.

Los principales proveedores mundiales de polvos esféricos y prealeados de Ti6Al4V son:

El polvo de Ti6Al4V puede adquirirse en pequeñas cantidades para aplicaciones de investigación y creación de prototipos. Las aleaciones personalizadas y las características de las partículas también son posibles para empresas con acuerdos de suministro establecidos.

Precios:
Como aleación de alto rendimiento que requiere una fabricación avanzada, el polvo Ti6Al4V tiene un precio superior al de los grados estándar de titanio y otros polvos metálicos. Los precios varían de $100/kg a $500/kg en función de:

• Cantidad del pedido
• Forma y distribución del tamaño de las partículas
• Personalización de las propiedades químicas/mecánicas
• Requisitos de ensayo y certificación
• Factores económicos: dinámica oferta-demanda, costes de las materias primas

Los grados de mayor pureza utilizados en dispositivos médicos y aplicaciones aeroespaciales son más caros. Los costes han experimentado una tendencia a la baja con el aumento de las capacidades de producción en todo el mundo.

Cómo elegir el polvo Ti6Al4V

La selección del polvo Ti6Al4V adecuado depende de su aplicación específica y de los requisitos del proceso. Algunas consideraciones clave son:

Fabricación aditiva

• Forma de las partículas: distribuciones esféricas/con forma para un mejor flujo y empaquetamiento.
• Granulometría fina <45 micras para una mejor resolución y acabado superficial
• Estrecha gama de tamaños: garantiza una fusión y densificación uniformes
• Titanio en polvo de alta pureza >99,5% para una menor contaminación
• Bajo contenido de oxígeno, nitrógeno y carbono

Moldeo por inyección de metal (MIM)

• Polvo irregular y anguloso para una mayor resistencia en verde
• Granulometría media - malla 100
• Mezcla de polvos con componentes aglutinantes
• Grado económico que cumple los objetivos de costes

Rociado térmico

• Granulometría adecuada para el proceso de pulverización
• El polvo de hidruro HDH poroso permite una mejor adherencia del revestimiento
• Posibilidad de desarrollar aleaciones a medida

Pulvimetalurgia

• Polvo anguloso y poroso para compactación
• Mezcla de polvos adaptada a la aplicación
• Aleación modificada para la respuesta de sinterización

Consulte a los fabricantes de polvo al principio del proceso de diseño para seleccionar el polvo óptimo que se adapte a los requisitos específicos de su componente.

Ventajas y limitaciones del polvo Ti6Al4V

Ventajas

• Elevada relación resistencia/peso
• Mantiene sus propiedades a temperaturas elevadas
• Excelente resistencia a la corrosión
• Bioinerte: no produce reacciones adversas cuando se implanta
• La materia prima en polvo permite fabricar piezas complejas con forma de red mediante AM
• Propiedades mecánicas adaptables mediante tratamiento térmico
• Reciclable para minimizar los residuos

Limitaciones

• Alto coste de los materiales en comparación con los aceros y las aleaciones de aluminio
• Requiere altas temperaturas de procesado Riesgo de contaminación por oxígeno
• Menor rigidez que el acero
• Sensibilidad de la muesca aguda - riesgo de fisuración
• Difícil de mecanizar, requiere herramientas especiales

Los ingenieros seleccionan el Ti6Al4V cuando las necesidades de solidez, resistencia a la temperatura, biocompatibilidad y resistencia a la corrosión superan las limitaciones de coste en piezas estructurales críticas.

Polvo Ti6Al4V frente a alternativas

Ti6Al4V compite con aceros inoxidables, aleaciones de cobalto-cromo, calidades de aluminio y titanio puro. A continuación se destaca la comparación en parámetros clave:

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