Poudre de titane HDH

La poudre de titane produite par le procédé Armstrong, également connue sous le nom de poudre de titane HDH (hydrure-déhydrure), est une poudre de titane de haute pureté utilisée dans diverses industries. Cet article fournit un aperçu technique complet de la poudre de titane produite par le procédé Armstrong, également appelée poudre de titane HDH. Poudre de titane HDHLe produit est un élément essentiel de l'économie de l'Union européenne, y compris ses propriétés, son processus de fabrication, ses applications, ses spécifications, ses lignes directrices de sélection, ses fournisseurs et plus encore.

Introduction à la poudre de titane HDH

La poudre de titane HDH est composée presque entièrement de titane, avec une faible teneur en oxygène et en fer. Elle présente un degré élevé de sphéricité et de fluidité. Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre de titane HDH sont résumées ci-dessous :

Tableau 1. Aperçu de la poudre de titane HDH

Propriétés	Détails
Composition	≥99.5% titane
Impuretés	Faible teneur en oxygène, en fer, en azote, en carbone et en hydrogène
Forme des particules	Très sphérique
Distribution de la taille des particules	Typiquement 10-45 μm
Densité apparente	2,2-2,7 g/cm3
Densité du robinet	3,0-3,7 g/cm3
Débit	25-35 s/50g
Couleur	Gris foncé

La grande pureté et la morphologie sphérique de la poudre HDH la rendent adaptée à la fabrication additive, au moulage par injection de métaux, au pressage et au frittage, à la pulvérisation thermique, au soudage et à d'autres fabrications exigeant une densité et une qualité élevées.

Principaux avantages par rapport aux autres variétés de poudre de titane :

• Plus grande pureté avec moins d'éléments interstitiels
• Amélioration de la fluidité grâce à la forme sphérique
• Meilleure densité d'emballage et meilleure aptitude au frittage
• Excellentes propriétés mécaniques
• Bonne stabilité chimique à haute température

Cependant, la poudre de HDH peut être plus chère que les autres variétés en raison du traitement intensif nécessaire pour atteindre les niveaux de pureté.

Processus de fabrication

Poudre de titane HDH est produit par le procédé Armstrong, qui comporte plusieurs étapes :

1. La fonte: Les lingots de titane commercialement purs sont fondus sous forme liquide. Les matières premières courantes sont les éponges de titane, les déchets et les lingots d'alliage.

2. L'hydridage: Le titane fondu réagit avec l'hydrogène gazeux pour produire de l'hydrure de titane (TiH2). Le refroidissement et le broyage créent des morceaux d'hydrure de titane cassants.

3. Déshydratation: Le TiH2 est traité sous vide à des températures supérieures à 600°C, ce qui le décompose en poudre de titane et libère de l'hydrogène. Cette poudre a une teneur élevée en oxygène.

4. Purification sous vide: De multiples cycles de distillation sous vide sont utilisés pour réduire les niveaux d'oxygène, d'azote et d'hydrogène à ≤0,2%, ce qui permet d'obtenir une poudre de titane HDH d'une grande pureté.

Le procédé HDH permet un contrôle précis des caractéristiques de la poudre, telles que la distribution de la taille des particules, la morphologie, le niveau de pureté et la microstructure. La poudre peut être adaptée aux exigences de l'application.

Tableau 2. Aperçu de la fabrication de la poudre de titane HDH

Stade	Détails
Fusion	Lingots fondus sous forme de titane liquide
Hydrides	Le titane liquide réagit avec l'hydrogène pour former de l'hydrure de titane (TiH2).
Déshydratation	TiH2 décomposé en poudre de titane sous vide à >600°C
Purification sous vide	Plusieurs cycles de distillation sous vide pour réduire les impuretés

Composition et propriétés

La poudre de titane HDH contient ≥99,5% de titane avec de faibles niveaux d'impuretés, comme le montre le tableau de composition ci-dessous :

Tableau 3. Composition typique de la poudre de titane HDH

Élément	Poids %
Titane (Ti)	≥ 99.5
Oxygène (O)	≤ 0.13
Carbone (C)	≤ 0.08
Azote (N)	≤ 0.05
Hydrogène (H)	≤ 0.015
Fer (Fe)	≤ 0.20

La pureté, la morphologie sphérique et la faible distribution de la taille des particules confèrent à la poudre HDH des propriétés exceptionnelles qui lui permettent d'être utilisée dans diverses applications de pointe :

Tableau 4. Aperçu des propriétés de la poudre de titane HDH

Propriété	Détails
Forme des particules	Morphologie hautement sphérique
Distribution de la taille des particules	Typiquement 10-45 μm
Densité apparente	2,2-2,7 g/cm3
Densité du robinet	3,0-3,7 g/cm3
Débit	25-35 s/50g
La pureté	≥99.5% teneur en titane
Teneur en oxygène	≤0.13%

Les propriétés telles qu'une meilleure fluidité, une densité de piquage plus élevée et la pureté permettent une utilisation dans la fabrication additive, la production de pièces par métallurgie des poudres, la pulvérisation thermique et d'autres applications.

Classification et spécifications

Poudre de titane HDH est disponible dans une gamme de distributions granulométriques classées en catégories fines, moyennes et grossières. Les qualités fines ont une meilleure aptitude au frittage, tandis que les qualités grossières améliorent la fluidité.

Tableau 5. Classification de la poudre de titane HDH en fonction de la taille des particules

Grade	Taille des particules (μm)	Utilisation typique
Bien	10-25 μm	Fabrication additive, pressage et frittage
Moyen	25-45 μm	Pressage et frittage, pulvérisation thermique
Grossière	45-106 μm	Pulvérisation thermique, soudage

Spécifications communes conformément aux normes établies :

• ASTM B299 : Spécification pour les formes en titane obtenues par métallurgie des poudres
• ASTM B817 : Spécification pour les composants de roue en alliage de titane obtenus par métallurgie des poudres
• ISO 23301 : Matériaux et produits en titane fritté pour implants chirurgicaux

La poudre de titane HDH peut également être personnalisée en fonction des exigences de l'application en termes de distribution de la taille des particules, de morphologie, de niveaux d'impureté et d'autres attributs.

Applications et utilisations

Les propriétés uniques de la poudre de titane HDH de haute pureté lui permettent d'être utilisée dans les applications de pointe suivantes dans tous les secteurs :

Tableau 6. Aperçu des applications et des utilisations de la poudre de titane HDH

L'industrie	Applications
Fabrication additive	Impression 3D de pièces en titane à géométrie complexe destinées à une utilisation finale
Métallurgie des poudres	Pressage et frittage pour créer des composants de forme nette tels que des turbines
Projection thermique	Revêtements résistants à l'usure et à la corrosion
Moulage par injection de métal	Petites pièces complexes telles que les fixations, les engrenages
Soudage	Excellente soudabilité pour le soudage par fusion du titane
Aérospatiale	Composants de moteurs, cellules, turbines
Médical	Implants, instruments chirurgicaux
Automobile	Soupapes, bielles, ressorts

La grande pureté, la morphologie sphérique et le bon écoulement de la poudre HDH en font un excellent choix pour les petites pièces complexes soumises à des exigences de qualité élevées. Les excellentes propriétés mécaniques telles que la solidité et la résistance à la corrosion élargissent les possibilités d'application dans tous les secteurs.

Les pièces en titane HDH offrent un équilibre parfait entre solidité, faible poids, résistance à la corrosion, performance en fatigue et biocompatibilité, ce qui en fait le premier choix par rapport à l'acier inoxydable ou aux alliages de cobalt pour les composants critiques dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, du pétrole et du gaz, de la chimie et de la médecine.

Comparaison avec d'autres poudres de titane

Le titane HDH offre une fluidité, une densité et une pureté de la poudre nettement supérieures à celles des autres variétés de poudre de titane disponibles dans le commerce.

Tableau 7. Comparaison de la poudre de titane HDH avec d'autres types de poudre

Paramètres	Poudre de titane HDH	Atomisation par plasma	Atomisation gazeuse (GA)
Forme des particules	Très sphérique	Rugueux, irrégulier	Arrondi
Capacité d'écoulement	Excellent	Faible	Modéré
La pureté	≥99.5% titane	≤98% titane	≤98% teneur en titane
Teneur en oxygène	≤0.13%	0.18-0.35%	0.15-0.30%
Coût	Haut	Faible	Modéré

Alors que les poudres de titane atomisées au plasma et au gaz peuvent offrir des avantages en termes de coûts, la poudre HDH est largement supérieure pour répondre aux exigences des applications critiques telles que les implants médicaux, les composants aérospatiaux, etc. où les normes de qualité sont beaucoup plus strictes.

Lignes directrices de sélection

Considérations clés pour la sélection de la poudre de titane de qualité HDH :

Tableau 8. Poudre de titane HDH lignes directrices pour la sélection

Paramètres	Lignes directrices
Taille des particules	Correspondre aux exigences du processus de fabrication et aux dimensions des pièces
Forme des particules	Sphérique de préférence pour la fluidité
Niveaux de pureté	≥ 99,5% teneur en titane en fonction de l'application
Oxygène/azote	Oxygène ultra faible ≤ 0,13% pour les propriétés mécaniques.
Fournisseur	Fournisseur réputé répondant aux normes de qualité internationales

Travailler avec les producteurs de poudres pour personnaliser les propriétés des poudres HDH, telles que la distribution de la taille des particules, la morphologie, la densité et les niveaux d'impureté, en fonction des exigences de l'application finale.

Les qualités plus fines de 10-25 μm conviennent aux petits composants complexes. Les qualités plus grossières 45-106 μm sont préférées pour les revêtements par projection thermique.

FAQ

1. Qu'est-ce que la poudre de titane HDH ?

La poudre de titane HDH est une poudre de titane de qualité fine produite à l'aide du procédé Hydride-Déhydride (HDH). Il s'agit d'un matériau d'alimentation courant pour la fabrication additive, également connue sous le nom d'impression 3D.

2. Comment la poudre de titane HDH est-elle produite ?

Le procédé HDH implique l'hydrogénation de l'éponge de titane, suivie de sa déshydrogénation. Ce processus aboutit à la formation d'une poudre de titane présentant les caractéristiques souhaitées.

3. Quelles sont les applications de la poudre de titane HDH ?

La poudre de titane HDH est utilisée dans diverses applications, notamment dans l'aérospatiale, les implants médicaux, les pièces automobiles et les équipements sportifs. Il est particulièrement apprécié pour ses propriétés de légèreté et de résistance.

4. Quels sont les avantages de l'utilisation de la poudre de titane HDH dans la fabrication additive ?

La poudre de titane HDH est privilégiée dans la fabrication additive en raison de son excellente fluidité et de ses caractéristiques d'emballage, ce qui la rend adaptée à la création de composants complexes imprimés en 3D.

5. Quelles sont les gammes de tailles de particules disponibles pour la poudre de titane HDH ?

La poudre de titane HDH est disponible dans différentes distributions granulométriques, allant généralement de quelques micromètres à plusieurs dizaines de micromètres, en fonction des exigences spécifiques de l'application.

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