Ti6Al4V 粉末 添加製造用チタン系金属粉末
3D印刷用Ti6Al4V粉末 価格表 ：
| 金属粉末 | サイズ | 数量 | 価格/kg | サイズ | 数量 | 価格/kg |
| TiAl6V4 gr.23 | 20-63μm | 1KG | 138 | 0-45μm | 1KG | 144 |
| 10KG | 109 | 10KG | 124 | |||
| 100KG | 105 | 100KG | 117 |
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目次
Ti6Al4V粉末の概要
Ti6Al4V粉末はグレード5チタン合金とも呼ばれ、最も人気のあるチタン合金粉末の一つです。6%のアルミニウムと4%のバナジウムを主要合金元素として含み、残りはチタンです。
球状粉末ti6al4vは、高強度、低重量、耐食性の優れた組み合わせを提供します、 生体適合性そして作業性である。
Ti6Al4V粉末の主な特性と利点：
Ti6Al4V粉末の特性と特性
| プロパティ | 詳細 |
|---|---|
| 構成 | Ti-6Al-4V合金 |
| 密度 | 4.43 g/cc |
| 粒子形状 | 主に球形 |
| サイズ範囲 | 15-45ミクロン |
| 見かけ密度 | 最大60%の真密度 |
| 流動性 | グッド |
| 強さ | チタン合金としては高い |
| 耐食性 | 素晴らしい |
Ti6Al4Vは、そのバランスのとれた特性プロファイルにより、航空宇宙、医療、自動車、化学、消費者産業で広く使用されている。
Ti6Al4V粉末組成
Ti6Al4V粉末の典型的な組成：
Ti6Al4V粉末組成
| エレメント | 重量 % |
|---|---|
| チタン | バランス |
| アルミニウム | 5.5-6.75% |
| バナジウム | 3.5-4.5% |
| 酸素 | <0.2% |
| カーボン | <0.1% |
| 窒素 | <0.05% |
| 水素 | <0.015% |
| 鉄 | <0.3% |
- チタンがマトリックスを形成し、強度と耐食性をもたらす
- アルミニウムはアルファ相を安定させ、強度を高める
- バナジウムはβ相を安定させ、加工性を向上させる。
- 不純物として制限されるその他の元素
最適化されたTi-Al-V比は、強度、延性、破壊靭性、疲労強度の優れた組み合わせを提供する。
Ti6Al4V 粉末物理的性質
Ti6Al4V 粉末物理的性質
| プロパティ | 価値観 |
|---|---|
| 密度 | 4.43 g/cc |
| 融点 | 1604-1660°C |
| 熱伝導率 | 6.7 W/mK |
| 電気抵抗率 | 170 μΩ-cm |
| 熱膨張係数 | 8.4 x 10^-6 /K |
| 最高使用温度 | 400°C |
- 鋼鉄に比べて密度が低い
- 高い融点により、中程度の高温での使用が可能。
- 熱伝導率が低いため、設計上の配慮が必要
- 耐食性ファスナーに適した高い電気抵抗率
- 鋼やニッケル合金よりも低いCTE
これらの特性により、Ti6Al4Vは、あらゆる産業における多くの軽量構造用途に適している。
Ti6Al4V粉末の機械的性質
Ti6Al4V粉末の機械的性質
| プロパティ | 価値観 |
|---|---|
| 引張強さ | 950 - 1050 MPa |
| 降伏強度 | 860 - 950 MPa |
| 伸び | 10 – 18% |
| 硬度 | 330 - 380 HB |
| 弾性係数 | 110 - 120 GPa |
| 疲労強度 | 400 - 500 MPa |
- 高強度と適度な延性の優れた組み合わせ
- 市販の純チタンのような他のチタングレードを上回る強度
- 非合金チタンより高い硬度
- 優れた疲労寿命により、繰り返し荷重の用途に適している。
この特性により、Ti6Al4Vは高い比強度と耐疲労性が要求される厳しい用途に適している。
Ti6Al4V粉末の用途
Ti6Al4V粉末は産業界で広く使用されている：
Ti6Al4V粉末の用途
| 産業 | 用途 |
|---|---|
| 航空宇宙 | 機体構造部品、エンジン部品 |
| バイオメディカル | 整形外科および歯科インプラント |
| 自動車 | コンロッド、バルブ、スプリング |
| ケミカル | タンク、容器、熱交換器 |
| 消費者 | スポーツ用品、時計ケース、携帯電話本体 |
| 3Dプリンティング | 航空宇宙および医療部品 |
具体的な製品用途としては、以下のようなものがある：
- 骨プレート、人工関節インプラント
- 航空機およびヘリコプターの構造部品
- 自動車エンジンのバルブとコネクティングロッド
- パイプ、ポンプ、バルブなどの化学機器
- ゴルフクラブ、自転車フレームなどのスポーツ用品
- 軽量構造物の積層造形
Ti6Al4Vは、これらの要求の厳しい分野の重要な構造部品に、最高の強度対重量比と生体適合性を提供します。
金属3DプリンティングにおけるTi6Al4V粉末の用途
Ti6Al4V粉末は、その卓越した機械的特性、生体適合性、耐食性により、金属3Dプリンティングに広く使用されている材料です。特に、航空宇宙、医療、自動車産業での用途に適しています。ここでは、Ti6Al4V粉末を利用できる金属3Dプリント法をいくつかご紹介します：
1.選択的レーザー溶融（SLM）:SLMは、高出力レーザーを使用してTi6Al4V粉末の微細層を選択的に溶融・融合させる粉末床溶融（PBF）技術である。この方法では、複雑な形状の高密度・高強度部品を製造することができます。
2.電子ビーム溶解 (EBM):EBMは、集束電子ビームを利用してTi6Al4V粉末を溶融する、もうひとつのPBF技術である。優れた表面品質と微細な形状を持つ部品を製造できることで知られています。
3.指向性エネルギー蒸着（DED）:DEDは、レーザーや電子ビームで材料を溶かしながら、同時にノズルから材料を堆積させる積層造形プロセスである。Ti6Al4V粉末をDEDに使用することで、大規模なニアネットシェイプの部品を作ることができる。
4.バインダージェット（BJ）:BJは、液体バインダーを使用してTi6Al4V粉末粒子を選択的に付着させるPBF技術である。その後、結合していない粉末を除去し、完全な密度を達成するために焼結される予備成形部品を残す。
その他の考慮事項
-
Ti6Al4V粉末の3Dプリント法の選択は、部品の形状、機械的特性、表面仕上げなど、特定の用途要件によって決まる。
-
各3Dプリント法にはそれぞれ利点と限界があり、最適な技術を選択する前に、これらの要素を慎重に評価することが極めて重要です。
-
Ti6Al4V粉末の適切な取り扱いと保管は、3Dプリント部品の品質を保証し、安全上の危険を最小限に抑えるために不可欠である。
Ti6Al4V粉末は、金属3Dプリンティング用の貴重な材料であり続け、さまざまな産業向けの高性能部品の製造を可能にしている。3Dプリンティング技術の進歩に伴い、Ti6Al4V粉末の用途はさらに拡大すると予想される。
Ti6Al4Vパウダー仕様
Ti6Al4V粉末の主な仕様と規格：
Ti6Al4V粉末規格
| スタンダード | 説明 |
|---|---|
| ASTM F2924 | 積層造形Ti6Al4V合金 |
| ASTM F3001 | AM用ガスアトマイズTi合金粉末の仕様 |
| AMS 4954 | 積層造形用Ti-6Al-4V粉末の組成限界 |
| ASTM B348 | チタンおよびチタン合金粉末の仕様 |
| ASTM F1472 | 外科用インプラント用Ti6Al4V錬合金 |
これらを定義する：
- 化学組成の範囲
- 必要な機械的特性
- 粉末製造法 - 不活性ガスアトマイズ
- O、N、C、Feなどの不純物制限
- 粒度分布と形態
- 粉体の品質を確認する試験方法
これらの仕様に適合した認定Ti6Al4V粉末は、産業界の様々な用途に最適な特性と性能を保証します。
Ti6Al4V粉末の粒子径
Ti6Al4V粉末の粒度分布
| 粒子径 | 特徴 |
|---|---|
| 15-45ミクロン | 汎用サイズ |
| 45-100ミクロン | コールドスプレー用に最適化 |
| 5～25ミクロン | レーザーAMプロセスで使用される微細サイズ |
- より微細なパウダーが高い解像度と表面仕上げを実現
- より粗いパウダーはコールドスプレーのような高成膜速度の方法に適している。
- 使用する製造方法に基づいて調整されたサイズ範囲
- 球状形態はサイズ範囲を超えて維持される
粒度分布とモルフォロジーを制御することは、高い粉末充填密度、流動性、および最終的な部品特性にとって非常に重要です。
Ti6Al4V粉末 見掛密度
Ti6Al4V粉末 見掛密度
| 見かけ密度 | 詳細 |
|---|---|
| 最大60%の真密度 | 球状粉末の形態 |
| 2.6 - 3.0 g/cc | 梱包密度が高いほど改善される |
- 見掛け密度が高いため、粉末の流動性が向上し、金型への充填効率が高まる
- 最適化された球状粉末で65%まで可能
- 高い見掛け密度により、プレスサイクル時間を最小化
見かけ密度を最大にすることで、効率的な自動粉末プレスと完全密度までの焼結が可能になる。
Ti6Al4V粉末の製造方法
Ti6Al4V粉末の製造
VIGA装置は、主に高性能の鉄系、ニッケル系、コバルト系、アルミニウム系、銅系およびその他の先端合金粉末材料の製造に幅広く応用されています。航空宇宙、健康、工具、自動車、機械、エレクトロニクス、新エネルギーなどの分野で広く使用されており、積層造形（3Dプリンティング）、溶融析出、レーザークラッディング、溶射、粉末冶金、熱間静水圧プレスなどの高度な製造プロセスにも適しています。
| 方法 | 詳細 |
|---|---|
| ガス噴霧 | 高圧不活性ガスが溶融合金の流れを微細な液滴に分解する。 |
| 真空アーク溶解 | 真空中で精製・溶解された高純度原料 |
| 複数のリメルト | 化学的均質性の向上 |
| ふるい分け | 粉体を粒度別に分級 |
- 不活性ガスによるガスアトマイズにより、清浄な球状粉末を製造
- 真空処理によりガス状不純物を最小化
- 複数の再溶解により組成の均一性が向上
- 後処理による粒度分布制御
自動化された方法と厳格な品質管理の組み合わせにより、重要な用途に適した信頼性の高い一貫したTi6Al4V粉末が得られます。
Ti6Al4Vパウダー価格
Ti6Al4Vパウダー価格
| ファクター | 価格への影響 |
|---|---|
| 純度グレード | 高純度化で価格上昇 |
| 粒子径 | 超微粉はより高価 |
| 注文数量 | 大量注文で価格が下がる |
| 製造方法 | 複数のリメルトの使用はコスト増 |
| パッケージング | アルゴン充填ボンベはもっと高い |
| リードタイム | 納期が早ければ価格も上がる |
参考価格
- 医療用Ti6Al4V1kgあたり$150-250
- 工業用Ti6Al4V：$100-150/kg
トン単位の大量注文に適用される大幅な低価格設定。
メット3DP Ti6Al4Vパウダー価格：
| 金属粉末 | サイズ | 数量 | 価格/kg | サイズ | 数量 | 価格/kg |
| TiAl6V4 gr.23 | 20-63μm | 1KG | 138 | 0-45μm | 1KG | 144 |
| 10KG | 109 | 10KG | 124 | |||
| 100KG | 105 | 100KG | 117 |
Ti6Al4V 粉末 供給者
Ti6Al4V 粉末 供給者
| 会社概要 | 所在地 |
|---|---|
| エーピーアンドシー | アメリカ、カナダ |
| カーペンター添加剤 | アメリカ |
| メット3DP | 中国 |
| TLSテクニーク | ドイツ |
| サンドビック・オスプレイ | 英国 |
| テクナ | カナダ |
主な選考要因
- 幅広い純度グレードと粒子径を提供
- 粉体の品質とバッチ間の一貫性
- 生産能力とリードタイム
- 医療および航空宇宙規格への準拠
- 注文量に応じた価格設定
- 技術的専門知識と顧客サポート
Ti6Al4V粉末の取り扱いと保管
Ti6Al4Vパウダーハンドリング
| 推薦 | 理由 |
|---|---|
| 吸入を避ける | 微粒子による肺組織損傷のリスクがあるため |
| 保護マスクの使用 | 誤飲の防止 |
| 換気の良い場所で取り扱うこと | 浮遊粒子懸濁液の低減 |
| 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 | 取り扱い時の静電気放電による火災を防ぐ |
| 密封した容器を涼しく乾燥した場所に保管すること。 | 水分のピックアップと反応性を防ぐ |
Ti6Al4V粉末は比較的不活性であるが、純度を保つため、取り扱い時および保管時に推奨される予防措置を講じる必要がある。
Ti6Al4V粉末の検査と試験
Ti6Al4V粉末試験
| テスト | 詳細 |
|---|---|
| 化学分析 | 組成を確認するためのICP分光法 |
| 粒度分布 | レーザー回折法による粒度分布測定 |
| 見かけ密度 | ASTM B212に準拠したホール流量計で測定 |
| 粉末形態 | 粒子の真球度をチェックするためのSEMイメージング |
| 流量分析 | ホール流量計ファンネルの使用 |
| タップ密度テスト | 粉体試料を機械的にタッピングした後に測定した密度 |
試験により、パウダーが適用規格に従って要求される化学組成、物理的特性、形態、密度、流動性の仕様を満たしていることが確認される。
Ti6Al4Vパウダーの長所と短所
Ti6Al4V粉末の利点
- 優れた強度対重量比
- 高い疲労強度と破壊靭性
- 優れた耐食性
- 優れた延性と成形性
- 医療用として高い生体適合性
- 他のチタン合金と比較してコスト効率が高い
Ti6Al4V粉末の限界
- 適度な高温耐酸化性
- 一部のチタン合金より強度が低い
- 反応性が高いため、不活性な処理雰囲気が必要
- 完全焼結状態では機械加工が困難
- 合金溶接の限界
- バナジウム元素への毒性懸念
Ti64およびTiグレード2粉末との比較
Ti6Al4VとTi64およびグレード2粉末の比較
| パラメータ | Ti6Al4V | Ti64 | Tiグレード2 |
|---|---|---|---|
| アルミニウム | 6% | 6% | – |
| バナジウム | 4% | 4% | – |
| 強さ | 950-1050 MPa | 950-1050 MPa | 420-550 MPa |
| 延性 | 10-18% | 10-18% | 15-30% |
| コスト | 中程度 | 中程度 | 低い |
| 用途 | 航空宇宙、医療 | 航空宇宙、自動車 | 産業、消費者 |
- Ti6Al4VとTi64の特性はほぼ同じ
- グレード2のTiは延性に優れるが、強度は低い。
- 高強度を必要とする重要な構造部品にはTi6Al4Vが好ましい。
Ti6Al4Vパウダーに関するFAQ
Q: Ti6Al4V粉末の主な用途は何ですか？
A：主な用途は、航空宇宙構造部品、股関節や膝関節のような生物医学インプラント、バルブやコネクティングロッドのような自動車部品、化学プロセス機器、スポーツ用品や時計ケースのような消費者向け製品などです。
Q: なぜTi6Al4Vが最も人気のあるチタン合金なのですか？
A: Ti6Al4Vは、高強度、低密度、破壊靭性、耐食性、生体適合性、溶接性、そして適度なコストという、オールラウンドで最高の組み合わせを提供する。
Q: Ti6Al4V粉末を取り扱う際の注意点は？
A: 推奨される予防措置には、保護具の使用、不活性雰囲気での取り扱い、着火源の回避、静電気の管理、火花の出ない工具の使用、密閉容器の涼しく乾燥した場所での保管が含まれる。
Q: バナジウムはTi6Al4V合金の特性にどのような影響を与えますか？
A: バナジウムはベータ安定剤として働き、加工性を向上させる。また、合金に強度と耐高温クリープ性を与える析出硬化にも寄与します。
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