CPTiパウダー

CPTiパウダーの概要

CPTi（化学的純チタン）粉末は、優れた耐食性、高強度、軽量、生体適合性を必要とする様々な用途に使用される高純度のチタン金属粉末です。他のチタングレードや合金粉末と比較して優れた特性を提供します。

CPTi 粉末はガスアトマイズプロセスによって製造され、汚染を最小限に抑えながら球状の粉末形態を実現します。通常、粒子サイズの範囲は 15 ～ 150 ミクロンです。高純度で清浄度が高いため、流動性、充填密度、焼結性に優れています。

CPTi パウダーの主な特性と利点には次のようなものがあります。

CPTi粉末の特性と特徴

プロパティ	詳細
構成	99.5%最小チタン。 O、C、N、H、Fe 不純物が少ない
密度	4.5g/cc
流動性	球状形態により優れています
焼結性	優れており、ほぼ完全な密度を実現
粒子形状	主に球形
粒子径範囲	15-150ミクロン
見かけ密度	2.7～3.2g/cc
純度	最大 99.995% Ti 含有量
不純物	低酸素、窒素、炭素、鉄
カラー	金属光沢のあるダークグレー

CPTiパウダーの主な利点

• 高純度により性能と生体適合性が向上
• 球状の粉末形態により良好な流動性と充填性を実現
• 積層造形、金属射出成形に広く使用されています
• 多くの環境においてステンレス鋼を上回る耐食性
• 高い強度対重量比
• 非毒性、非アレルギー性
• 合金化して強度などの特性を変更できる
• 鍛造チタンと比較してコスト効率が高い

CPTi パウダーは、強度、軽量、耐食性、耐疲労性、生体適合性の最適な組み合わせを必要とする部品や製品に最適です。

航空宇宙、医療、自動車、化学、消費者産業のさまざまな用途に使用されています。

CPTi粉末の組成と純度グレード

CPTi 粉末組成には、最小 99.5% チタン含有量があります。酸素、窒素、炭素、水素、鉄の不純物レベルは注意深く管理されています。 99.995% Ti までの高純度グレードも生産されています。

CPTi粉末組成

エレメント	重量 %
チタン	99.5%分
酸素	0.08% – 0.40%
カーボン	0.03% – 0.08%
窒素	0.01% – 0.05%
水素	0.005% – 0.015%
鉄	0.05% – 0.25%

これらの不純物レベルにより、チタン金属に関連する高い強度と耐食性が維持されます。強度などの特性を変更するために、特定の合金を追加することもできます。

CPTi パウダーは、要件に応じてさまざまな純度グレードで入手できます。

CPTi純度グレード

グレード	純度	粒子径	アプリケーション
CPTi グレード 1	99.5%分	中、大	一般用途
CPTi グレード 2	99.9%	上質、中程度	航空宇宙、医療
CPTi グレード 3	99.95%	ファイン	医療、歯科
CPTi グレード 4	99.99%	ウルトラファイン	インプラント、高純度用途

純度が高いほど毒性のリスクが軽減され、医療用途の生体適合性が向上します。また、高温用途での性能も向上します。

ただし、純度を高くするとコストが高くなります。したがって、目的の用途に応じてバランスの取れたトレードオフに基づいて適切なグレードが選択されます。

CPTi粉末の物性

CPTi 粉末の加工と性能に影響を与える主要な物理的特性:

CPTi粉末の物性

プロパティ	価値観
密度	4.5g/cc
融点	1668℃
熱伝導率	21.9W/mK
電気抵抗率	53.8オーム・センチメートル
ヤング率	107GPa
ポアソン比	0.33
モース硬度	6
耐酸化性	空気中で最高 590°C

• 他の金属と比べて密度が非常に低く、高い強度重量比を実現します。
• 融点が適度に高く、高温用途での使用が可能
• 熱伝導率はアルミニウムや銅などの他の金属よりも低い
• 電気抵抗率が比較的高いため、耐食性のファスナーやコネクターに適しています。
• 硬度は他のチタン合金と同様ですが、高硬度金属よりも低い
• 純度が高くなるほど耐酸化性が向上します

これらの特性により、CPTi は高い機械的性能と耐食性を必要とする軽量構造部品に適しています。

CPTi粉末の機械的性質

機械的性質は、材料の強度、硬さ、加工性を表します。重要な機械的特性:

CPTi粉末の機械的性質

プロパティ	価値観
引張強さ	420～550MPa
降伏強度	380～470MPa
伸び	15 – 30%
硬度	200-240HV
疲労強度	200-300 MPa

• 引張強さと降伏強さは中程度に高く、伸びは適度です
• 他の競合材料と比較して疲労強度が優れています
• 硬度はチタン合金と同等か若干低い
• 特性は純度、気孔率、加工方法などの要因に依存します
• Al、V、Moなどの元素と合金化すると、強度が大幅に向上します

優れた強度、延性、疲労寿命、硬度の組み合わせにより、バランスのとれた機械的性能が得られます。

CPTi は、より低い密度でステンレス鋼の特性に匹敵するか、それを上回ります。高強度と適度な延性の間で最適なトレードオフを実現します。

CPTi粉末の用途

CPTi パウダーは、その優れた特性により、さまざまな業界で使用されています。

CPTi粉末の用途

産業	応用例
航空宇宙	エンジン部品、機体部品、ファスナー
メディカル	インプラント、補綴物、器具
自動車	バルブ、コンロッド、スプリング
ケミカル	ポンプ、バルブ、タンク、パイプ
3Dプリンティング	航空宇宙および医療部品
金属射出成形	歯科用器具、ハードウェア
インベストメント鋳造	タービンブレード、ゴルフクラブヘッド

具体的な製品用途としては、以下のようなものがある：

• 整形外科および歯科インプラント
• 手術器具とバイオインプラント
• コネクティングロッドなどの軽量自動車エンジン部品
• 航空宇宙用油圧チューブおよびブッシュなどのコンポーネント
• 食品・化学工業用バルブ、ポンプ、パイプ
• 時計ケース、ジュエリー
• ゴルフクラブ、自転車フレームなどのスポーツ用品
• 航空宇宙部品および医療部品の積層造形

非毒性の特性により、食品、医薬品、体液と接触する製品での使用が可能になります。

全体として、CPTi パウダーは、複数の業界にわたる軽量構造部品の特性の最適なバランスを提供します。

CPTi粉末の仕様

CPTi 粉末の品質を評価し、性能の一貫性を確保するために、工業仕様および規格が使用されます。

CPTi粉末標準品

スタンダード	説明
ASTM B348	チタン及びチタン合金粉末の標準仕様
ASTM F67	外科用インプラント用非合金チタン棒の標準仕様
ISO 5832-2	インプラントグレードの鍛造チタン素材

これらの規格では、次の要件が指定されています。

• 化学組成 - チタンの割合と不純物レベル
• 粒度分布、流量、密度などの物理的特性
• 引張強度や降伏強度などの機械的特性
• アルゴンガスアトマイズ法などの製造方法
• サンプリング、テスト、検査による品質保証
• 梱包および識別要件

信頼できる CPTi 粉末メーカーは、ASTM 規格に従って材料を製造し、重要な用途に対する準拠の証明書を提供しています。

CPTi粉末の粒子サイズ

CPTi パウダーは、塗布方法に基づいてさまざまな粒度分布で製造されます。

CPTi粉末の粒子サイズ

粒子径	一般的なサイズ範囲	アプリケーション
ファイン	1～25ミクロン	インベストメント鋳造、MIM
ミディアム	25～45ミクロン	プレス焼結、HIP
粗目	45～150ミクロン	サーマルスプレーおよびコールドスプレー

• 微細な粉末により高い焼結密度と表面仕上げを実現
• 粗粉は流動性が良く溶射に使用されます。
• 中型サイズの範囲は、プレスおよび焼結に適したバランスを提供します
• サイズ分布は、必要な最終部品の特性に基づいて最適化されます
• 球形の形態はすべてのサイズ範囲で維持されます

高い粉末充填密度と焼結部品の品質を達成するには、粒度分布と形態を制御することが重要です。

CPTi粉末の見掛け密度

見掛け密度またはタップ密度は、粉末の充填密度を示します。

CPTi粉末の見掛け密度

見かけ密度	特徴
2.7～3.0g/cc	非合金CPTi粉末
3.0～3.2g/cc	合金CPTi粉末
最大 50% の真密度	粒子間の空隙によるもの

• 見掛け密度が高いため、粉体の流動性と圧縮性が向上する
• Al、Vなどの合金元素により粒子密度が増加します
• 最適化された粉末により最大 60% の値が可能
• 見掛け密度が高いとプレスサイクル時間が短縮され、部品の品質が向上します

見掛け密度を最大化することで、効率的に粉末をプレスし、完全な密度まで焼結することができます。製造の生産性が向上します。

CPTi粉末の製造方法

CPTi 粉末は、高純度の Ti 棒/棒を使用したガス噴霧プロセスによって商業的に製造されています。

CPTi粉末の製造

方法	詳細
ガス噴霧	高圧のアルゴンガスが溶融Tiの流れを微細な液滴に分解し、凝固して球状の粉末になります。
真空アーク溶解	高純度の Ti 原料を精製して、O、N、H などのガス状不純物を低減します。
多重溶解	原材料の化学的均一性を確保します
ふるい分け	粉末をさまざまな粒度分布に分類します
ブレンド	粒径の異なる粉末を最適な比率で混合

• ガスアトマイズにより球状CPTi粉末の大規模生産が可能
• 複数のステップにより、サイズと形態が制御された高純度の粉末が生成されます
• アルゴンガスにより霧化時の汚染を防止
• 後処理により、お客様向けにカスタマイズされた粉末グレードを提供します

高度に自動化された装置により、純度、粒度分布、形態、見掛け密度などのすべての特性を厳密に制御しながら、効率的な CPTi 粉末の製造が可能になります。

CPTiパウダーの価格設定

CPTi パウダーの価格はさまざまな要因によって異なります。

CPTiパウダーの価格設定

ファクター	インパクト
純度	高純度化で価格上昇
粒子径	超微粒子粉末は高価です
数量	大量注文の場合は値下げします
製造方法	再溶解を複数回行うとコストが増加する
パッケージング	アルゴン充填ボンベはもっと高い
試験/認証	より厳密なテストには追加コストがかかります
リードタイム	納期が早ければ価格も上がる

中粒径粉末の参考価格:

• CPTi グレード 1: 1kg あたり $50 ～ $100
• CPTi グレード 2: 1kg あたり $100 ～ $150
• CPTi グレード 3: $150 ～ $300/kg
• CPTi グレード 4: 1kg あたり $300+

数百kgを超える大量注文の場合、通常、割引価格が適用されます。

CPTi粉末のサプライヤー

CPTi パウダーの人気のあるサプライヤーは次のとおりです。

CPTi粉末のサプライヤー

会社概要	所在地
高度なパウダーとコーティング	アメリカ
アトランティック・エクイップメント・エンジニア	アメリカ
レディング アロイズ株式会社	アメリカ
TLS テクニック GmbH & Co.	ドイツ
エーピーアンドシー	カナダ
西安西安金属材料	中国

サプライヤーを選択する際に考慮すべき要素:

• 粉末グレードのオプション
• 平均粒径範囲
• 生産能力
• 粉末の形態と粘稠度
• 梱包オプション
• リードタイムと納期
• 価格設定
• ASTM規格への準拠
• 検査およびテストのプロセス
• 品質保証と管理

CPTi 粉末の取り扱いと安全性

安全な粉末の取り扱い方法に従う必要があります。

CPTi粉末の取り扱い

推薦	理由
吸入を避ける	粒径が小さいため
保護マスクの使用	鼻・口からの摂取を防ぐ
換気の良い場所で取り扱う	空気中の粉体の循環を減らす
大規模な作戦では防護服を使用する	皮膚への接触を最小限に抑える
近くに発火源がないことを確認する	粉体は酸素雰囲気中で発火する可能性がある。
静電気防止プロトコルに従う	静電気の蓄積による不慮の火災を防止します。
火花の出ない工具を使用する	取り扱い中の発火の可能性を回避
密封した容器を涼しく乾燥した場所に保管すること。	湿気の吸収と反応を防ぎます

CPTi 粉末は反応性金属粉末に比べて比較的不活性ですが、安全性と火災のリスクを軽減するには以下の予防措置が必要です。

CPTi粉末の検査と試験

品質テストにより、CPTi パウダーが必要な材料仕様を満たしていることが確認されます。

CPTi粉末試験

テスト	詳細
化学分析	ICP分光法で元素組成を検証
粒度分布	ふるい分析によるサイズ分布の決定
見かけ密度	ASTM B212規格に従って測定
粉末形態	走査電子顕微鏡による球形の検証
流量	一定量の粉体が規定のノズルを通過するのにかかる時間
タップ密度	粉体試料を機械的にタッピングした後に測定した密度
圧縮性	圧縮中の粉体層密度変化のモニタリング

厳格な試験プロトコルにより、重要な用途に対する CPTi パウダーの信頼性と一貫した高性能が保証されます。

CPTi 粉末の保管と反応性

CPTi パウダーは中程度の反応性を持っています。

CPTi粉末保管庫

ファクター	効果
空気、酸素	500℃を超えると中程度の酸化リスク
水分	室温での腐食速度が低い
炭化水素	粉末を汚染すると火災の危険性がある
酸、塩基	中性溶液中での低い腐食速度
有機溶剤	浸すと多少の吸収と変色が発生します
高温	酸素および窒素との反応性の増加

推薦する：

• 不活性ガスを充填した密閉容器に保管する
• 30℃以下に保つ
• 乾燥した管理された環境でのみ容器を開けてください
• 酸化性の酸や塩素化炭化水素との接触を制限する

保管および取り扱いの際に適切な注意を払えば、CPTi 粉末は優れた安定性と低い反応性を示します。

Ti-6Al-4V合金粉末との比較

Ti-6Al-4V は、一般的なアルファ - ベータ チタン合金粉末です。 CPTiとの比較:

CPTi 対 Ti-6Al-4V 粉末

パラメータ	CPTiパウダー	Ti-6Al-4Vパウダー
密度	4.5g/cc	4.42g/cc
引張強さ	420～550MPa	950 - 1050 MPa
延性	15 – 30%	10 – 18%
疲労強度	200～300MPa	500～600MPa
耐食性	素晴らしい	中程度
耐酸化性	素晴らしい	グッド
コスト	低い	中程度
毒性	なし	低い
用途	低温用途、補綴物	航空宇宙部品、自動車部品

• CPTi は優れた延性と耐酸化性を提供します
• Ti-6Al-4V は強度が高く、疲労強度が高い
• CPTi は優れた生体適合性と耐食性を備えています
• Ti-6Al-4V はより高い強度対重量比を提供します
• CPTi はコスト効率が高く、Ti-6Al-4V はより高いパフォーマンスを提供します

CPTi パウダーの長所と短所

CPTi パウダーの利点:

• 優れた耐食性
• 高い強度対重量比
• 優れた延性と破壊靱性
• 無毒性、生体適合性
• 非磁性で熱的に安定
• チタン合金と比較してコスト効率が高い
• 合金化して特性を向上させることができます
• 業界全体の多様なアプリケーションに最適

CPTi パウダーの限界:

• 鉄・鋼粉に比べて比較的高価
• チタン合金よりも強度が低い
• 適度な高温耐酸化性
• 加工中に保護雰囲気が必要
• 摺動接触ではかじりや焼き付きが発生しやすい
• 鋼やアルミニウム合金に比べて機械加工が難しい

CPTiパウダーに関するよくある質問

Q: CPTi パウダーの主な利点は何ですか?

A: 主な利点は、高強度、低密度、優れた耐食性、生体適合性、熱安定性、および費用対効果です。

Q: CPTi パウダーの一般的な用途は何ですか?

A: 主な用途は、整形外科インプラント、歯科インプラント、航空宇宙部品、自動車部品、スポーツ用品、宝飾品、化学機器、医療機器です。

Q: さまざまな CPTi 粉末グレードの違いは何ですか?

A: より高純度の粉末グレード (グレード 3 および 4) は、医療用インプラントや高性能用途に使用されます。低グレードのものは、工業用途に適した特性を低コストで提供します。