Poudre Ti6Al4V

Vue d'ensemble

Poudre de Ti6Al4Végalement connu sous le nom de Ti-6Al-4V, titane de grade 5, Ti 6-4 ou Ti 6/4, est une poudre d'alliage de titane composée de titane, d'aluminium 6% et de vanadium 4%. Il offre une combinaison exceptionnelle de haute résistance, de faible poids, de résistance à la corrosion et de biocompatibilité, ce qui en fait un matériau extrêmement polyvalent pour des applications avancées dans l'aérospatiale, les appareils médicaux, le matériel maritime et bien plus encore.

Ti6Al4V est considéré comme le cheval de bataille des alliages de titane, représentant plus de 50% de l'utilisation totale de titane dans le monde. Il présente l'un des meilleurs rapports résistance/poids de tous les matériaux métalliques et conserve ses propriétés à des températures extrêmes.

Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre Ti6Al4V sont les suivantes :

• Excellent rapport résistance/poids, résistance spécifique élevée
• Faible densité - 4,43 g/cm3
• Haute résistance à la corrosion
• Biocompatibilité et capacité d'ostéointégration
• Bonnes propriétés à haute température - utilisable jusqu'à 400°C avec une résistance à l'oxydation jusqu'à 550°C
• Résistance élevée à la rupture et à la fatigue
• Disponibles en différentes tailles et morphologies - sphériques, angulaires, etc.

Grâce à ses propriétés polyvalentes, le Ti6Al4V trouve aujourd'hui diverses applications dans toutes les industries.

Types de poudres Ti6Al4V

La poudre d'alliage Ti6Al4V est disponible en différentes distributions de tailles, formes et méthodes de production pour répondre à des applications spécifiques :

Taille des particules : Disponible de 15 microns à 150+ microns en fonction de la méthode de production.

Distribution de la taille : Classé/séparé, mélangé ou spécifications personnalisées

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

Composition de la poudre Ti6Al4V

Le Ti6Al4V est conforme à la spécification des matériaux aérospatiaux (AMS) 4928 et a la composition nominale :

Le fer, l'oxygène et l'azote sont des impuretés courantes. La composition est analysée régulièrement pour s'assurer qu'elle répond aux spécifications aérospatiales avant d'être pulvérisée sous forme de poudre.

Propriétés de la poudre Ti6Al4V

Le Ti6Al4V est apprécié pour son équilibre exceptionnel entre les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion, la légèreté et la biocompatibilité. Ses propriétés sont les suivantes

Propriétés thermiques
Coefficient de dilatation thermique - 8,6 x 10-6 /K (20-100°C)
Conductivité thermique - 7,2 W/m.K
Température de service maximale - 400°C

Résistance à la corrosion
Excellente résistance à la corrosion comparable à celle du titane non allié Résiste à la corrosion par la plupart des acides, des gaz humides et des produits chimiques organiques

La formation d'une couche superficielle d'oxyde stable et très adhérente lui confère une excellente résistance aux environnements salins. Ti6Al4V présente une protection supérieure à celle de l'acier inoxydable dans les solutions de chlorure en raison de taux de diffusion d'oxygène et de chlorure inférieurs.

Applications de la poudre Ti6Al4V

Grâce à ses propriétés équilibrées, le Ti6Al4V trouve aujourd'hui diverses applications industrielles et médicales :

La fabrication additive élargit les applications des alliages de titane dans tous ces secteurs en permettant des géométries libres qui n'étaient pas possibles auparavant.

Spécifications de la poudre Ti6Al4V

La poudre de titane de grade 5 Eli doit également répondre aux exigences supplémentaires des clients en matière de.. :

• Forme des particules
• Capacité d'écoulement
• Densité apparente
• Densité du robinet
• Densité du pycnomètre
• Analyse chimique
• Propriétés mécaniques

Les fabricants de poudre Ti6Al4V suivent des systèmes de gestion de la qualité et des protocoles de test certifiés avant de fournir leurs clients dans les secteurs de la défense, de l'aérospatiale, de l'énergie, des sports motorisés et de la médecine, entre autres.

Fournisseurs de poudre de Ti6Al4V

La poudre de Ti6Al4V est fabriquée par atomisation au gaz ou au plasma pour produire une poudre sphérique adaptée à l'AM. La matière première de départ est une plaque d'alliage refondue à l'arc sous vide (VAR) ou par faisceau d'électrons (EBM), qui est atomisée en fines gouttelettes qui se solidifient en particules de poudre lors d'un refroidissement rapide.

Les principaux fournisseurs mondiaux de poudres sphériques et pré-alliées de Ti6Al4V sont les suivants

La poudre de Ti6Al4V peut être obtenue en petites quantités pour des applications de recherche et de prototypage. Des alliages et des caractéristiques de particules sur mesure sont également possibles pour les entreprises ayant conclu des accords d'approvisionnement.

Prix :
En tant qu'alliage à haute performance nécessitant une fabrication avancée, la poudre de Ti6Al4V est plus chère que les poudres de titane et d'autres métaux de qualité standard. Les prix varient de $100/kg à $500/kg en fonction de la qualité de l'alliage :

• Quantité commandée
• Forme et distribution de la taille des particules
• Personnalisation des propriétés chimiques/mécaniques
• Exigences en matière d'essais et de certification
• Facteurs économiques - dynamique de l'offre et de la demande, coûts des matières premières

Les qualités de pureté supérieure utilisées dans les appareils médicaux et les applications aérospatiales sont plus coûteuses. Les coûts ont connu une tendance à la baisse avec l'augmentation des capacités de production au niveau mondial.

Comment choisir la poudre Ti6Al4V

La sélection de la poudre Ti6Al4V appropriée dépend de votre application spécifique et des exigences du processus. Quelques considérations clés sont à prendre en compte :

Fabrication additive

• Forme des particules - distributions sphériques/formées pour un meilleur écoulement et un meilleur conditionnement
• Taille des particules - fines <45 microns pour une meilleure résolution et une meilleure finition de surface
• Gamme de taille étroite - assure une fusion et une densification uniformes
• Poudre de titane d'une grande pureté >99,5% pour une contamination réduite
• Faible teneur en oxygène, en azote et en carbone

Moulage par injection de métal (MIM)

• Poudre irrégulière et anguleuse pour une plus grande résistance à l'état vert
• Taille moyenne des particules - 100 mesh
• Mélange de poudres avec des composants de liant
• La qualité économique répond aux objectifs de coûts

Pulvérisation thermique

• Taille des particules adaptée au processus de pulvérisation
• La poudre d'hydrure HDH poreuse permet une meilleure adhérence du revêtement
• Possibilité de développer des alliages sur mesure

Métallurgie des poudres

• Poudre anguleuse et poreuse pour le compactage
• Mélange de poudres adapté à l'application
• Alliage modifié pour la réponse au frittage

Consultez les producteurs de poudres dès le début du processus de conception afin de sélectionner la poudre la mieux adaptée aux exigences spécifiques de vos composants.

Avantages et limites de la poudre Ti6Al4V

Avantages

• Rapport résistance/poids élevé
• Conserve ses propriétés à des températures élevées
• Excellente résistance à la corrosion
• Bioinert - ne produit pas de réactions indésirables lorsqu'il est implanté
• La matière première sous forme de poudre permet la fabrication de pièces complexes de forme nette par AM
• Propriétés mécaniques adaptables par traitement thermique
• Recyclable pour minimiser le gaspillage

Limites

• Coût élevé des matériaux par rapport aux aciers et aux alliages d'aluminium
• Nécessite des températures de traitement élevées Risque de contamination par l'oxygène
• Rigidité inférieure à celle de l'acier
• Sensibilité de l'entaille - risque de fissuration
• Difficile à usiner, nécessitant un outillage spécial

Les ingénieurs choisissent le Ti6Al4V lorsque les besoins en matière de solidité, de résistance à la température, de biocompatibilité et de résistance à la corrosion l'emportent sur les contraintes de coût dans les pièces structurelles critiques.

Poudre Ti6Al4V vs. alternatives

Ti6Al4V est en concurrence avec les aciers inoxydables, les alliages cobalt-chrome, les qualités d'aluminium et le titane pur. La comparaison des paramètres clés est mise en évidence ci-dessous :

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