チタン合金粉末
3Dプリンティング金属粉末サプライヤーについて知っておくべきすべて
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チタン合金粉末 はチタンにアルミニウム、バナジウム、鉄、モリブデンなどの金属元素を混ぜたものである。この粉末はガスアトマイズ法で作られる。ガスアトマイズ法とは、高圧ガスを用いて溶融合金を添加剤製造に最適な微細な球状粒子にするプロセスである。
チタン合金は、あらゆる金属材料の中で最高の強度対重量比を提供します。チタン合金は鋼鉄と同等の強度を持ちながら、45%軽量です。微粉末として製造された場合、チタン合金は選択的レーザー焼結（SLS）、電子ビーム溶解（EBM）、バインダージェッティングのような高度な製造技術に適した原料になります。これらの方法は、従来の製造では不可能であった複雑な形状やカスタムデザインを可能にします。
チタンとその合金は、過酷な環境下での耐食性で際立っています。チタンはアルミニウム、マグネシウム、スチール合金よりも海水、酸、塩素によく耐えます。また、チタンは人体に移植された場合、不活性で無毒です。この生体適合性により、チタンは医療機器やインプラントにとって貴重な存在となっています。
高強度、低密度、耐腐食性、生体適合性などの高度な特性を持つチタン合金粉末は、航空宇宙、自動車、医療、化学、海洋、消費者産業において、より軽く、より強く、より長持ちする部品を可能にします。
チタン合金粉末の組成
チタン合金粉末は、主にチタンと、強度、硬度、高温性能を向上させるための合金元素を含んでいます。最も一般的なチタン合金はTi-6Al-4V、Ti-6Al-4V ELI、Ti-3Al-2.5Vです。
| 合金 | 構成 |
|---|---|
| Ti-6Al-4V | 90%チタン、6%アルミニウム、4%バナジウム |
| Ti-6Al-4V ELI | 90%チタン、6%アルミニウム、4%バナジウム、低い格子間不純物 |
| Ti-3Al-2.5V | 95%チタン、3%アルミニウム、2.5%バナジウム |
鉄、モリブデン、ジルコニウム、スズ、タンタル、ニオブのような他の合金元素が少量含まれることもある。組成は、積層造形後に目標特性を達成するために慎重に制御される。
チタン合金粉末の特性
粉末状のチタン合金のユニークな特性は、高度な製造、航空宇宙、医療、その他の最先端のアプリケーションを可能にします。
| プロパティ | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI | Ti-3Al-2.5V |
|---|---|---|---|
| 密度 | 4.43 g/cm3 | 4.43 g/cm3 | 4.48 g/cm3 |
| 融点 | 1604°C | 1604°C | 1615°C |
| 引張強度 | 最低1170MPa | 最低1100MPa | 最小 1095 MPa |
| 降伏強度 | 最小1035MPa | 最小1035MPa | 最小1000MPa |
| 伸び | 10-15% | 8-15% | 8-10% |
| 弾性係数 | 114 GPa | 114 GPa | 115 GPa |
| 疲労強度 | 485 MPa | 485 MPa | 450 MPa |
| 破壊靭性 | 75 MPa・m^1/2 | 60MPa・m^1/2 | 65 MPa・m^1/2 |
| 熱伝導率 | 7 W/m-K | 7 W/m-K | 6.7 W/m-K |
| 電気抵抗率 | 170-190 μΩ-cm | 170-190 μΩ-cm | 172 μΩ-cm |
| 熱膨張係数 | 8.6 μm/m-°C | 8.6 μm/m-°C | 8.8 μm/m-°C |
印刷部品の特性は、積層造形プロセスと印刷後の熱処理に依存する。例えば、電子ビーム溶解（EBM）は、選択的レーザー溶解（SLM）と比較して、より微細な微細構造と優れた機械的特性を生成する。熱間静水圧プレス（HIP）のような後処理は、密度、表面仕上げ、寸法精度、材料性能をさらに高めることができる。
チタン合金粉末の用途
チタン合金粉末の主な用途には以下のようなものがある：
| 産業 | アプリケーション |
|---|---|
| 航空宇宙 | エンジン部品、機体部品、ファスナー、油圧システム |
| メディカル | インプラント、手術器具、歯根、歯列矯正器具 |
| 自動車 | コネクティングロッド、バルブ、スプリング、ファスナー、ギア |
| ケミカル | ポンプ、バルブ、パイプ、熱交換器、反応容器 |
| 石油・ガス | ドリルビット、完成工具、海底部品 |
| 発電 | タービンブレード、熱交換器、蒸気およびガス配管 |
| スポーツ用品 | ゴルフクラブ、自転車フレーム、ホッケースティック、ラクロススティック |
| 消費財 | 時計、メガネ、ジュエリー、スマートフォン、カメラ |
チタン合金は、強度、耐食性、生体適合性が重要な産業において、軽量で高性能な設計を可能にします。粉末冶金の柔軟性は、従来のチタンミル製品では不可能であった複雑なネットシェイプ部品の製造を可能にします。
チタン合金粉末仕様
チタン合金粉末は、異なるサイズ範囲、組成、製造方法、純度レベルで入手可能です。以下は主な仕様パラメータの一部です：
| パラメータ | 代表値 |
|---|---|
| 粒子径 | 10～45μm、15～53μm、45～150μm |
| 粒子形状 | 球形、不規則 |
| 製造方法 | ガスアトマイズ、プラズマ回転電極プロセス、水素化物-脱水素化物 |
| 純度 | グレード1、2、3、4、5 |
| 合金グレード | Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb、Ti-555、Ti-1023など。 |
| 見かけ密度 | 2.5-4.5 g/cm3 |
| タップ密度 | 最大80%の材料密度 |
| 酸素含有量 | 3000-5000 ppm |
| 窒素含有量 | 150-500 ppm |
| 水素含有量 | 100-200 ppm |
| 流量 | 最大25秒/50g |
| 比表面積 | 0.1-1.0 m2/g |
仕様は、ガスアトマイズ球状チタン合金粉末のASTM B988およびその他の国際規格に基づいています。特殊な用途には、カスタム組成や粒子特性も可能です。
チタン合金パウダー価格
チタン合金粉末の価格は多くの要因に左右されます：
| ファクター | 価格への影響 |
|---|---|
| 合金組成 | 合金含有量が高いほどコストが高くなる |
| 純度レベル | 高純度グレードはより高価 |
| 粒度分布 | 小さいサイズは価格が高い |
| 製造方法 | プラズマとHDHパウダーは、ガスアトマイズよりもコストが高い |
| 注文数量 | 注文数量が多いほど価格が下がる |
| パッケージング | アルゴンパージ付き密閉缶はコストアップになる |
価格帯の目安
- Ti-6Al-4V 粉末 15-45 μm: $50-80/lb
- Ti-6Al-4V 粉末 45-150 μm: $30-50/lb
- 密閉缶の小ロットは～30%高い
- プラズマTi-6Al-4V粉: $120-150/lb
- 純度1級粉末：$200-300/lb
AP&C、Tekna、Advanced Powdersのような信頼できるサプライヤーに問い合わせ、特定の要件に基づいた見積もり価格を入手する。供給元が不明で品質が疑わしい低価格の粉体には注意してください。
チタン粉末製造法の比較
チタン粉末製造法の比較
| 方法 | ガス噴霧 | プラズマ霧化 |
|---|---|---|
| 説明 | 真空チャンバー内で溶融した合金を高速不活性ガスジェットで衝突させて粉末にする。 | プラズマアークトーチで合金溶融、超微細液滴の蒸気で急冷凝固、粉末化 |
| 粒子径 | 15-150ミクロン | 5-45ミクロン |
| 粒子形状 | 不規則なスフェロイド | 非常に球形 |
| 酸素ピックアップ | 中程度 | 低い |
| コスト | より低い | より高い |
| スケーラビリティ | 大容量 | 小ロット |
| 代表的なアプリケーション | ほとんどのアディティブ・マニュファクチャリング | 航空宇宙、医療 |
ガスアトマイズは、主要なチタンパウダーサプライヤーによって使用されている標準的な製造方法です。プラズマアトマイズはより微細で、より球状の粉末を作りますが、コストが高く、生産量も低くなります。
よくある質問
Q: チタン合金粉末を使用する主な利点は何ですか？
A：主な利点は、優れた強度対重量比、耐食性、生体適合性、設計の柔軟性、複雑なネットシェイプ部品の製造能力、高温での性能である。
Q: チタン合金粉末はどのような産業で最も多く使用されていますか？
A: 航空宇宙、医療、自動車、化学処理、石油・ガス、スポーツ用品、発電は、先端部品用チタン粉末の主要ユーザーです。
Q: チタン合金粉末の用途例を教えてください。
A: 具体的な用途としては、航空機エンジンや機体部品、生物医学インプラントや器具、自動車バルブやコネクティングロッド、化学処理装置、ゴルフクラブ、時計、自転車などが挙げられる。
Q: 一般的にチタンパウダーはどのような合金組成で使用されていますか？
A: 一般的な合金には、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb、Ti-555、Ti-1023、および市販の純チタン等級1から4が含まれます。正確な組成は、特性および加工要件を満たすように調整されます。
Q: チタン合金粉末を原料として使用する製造プロセスにはどのようなものがありますか？
A：主なプロセスは、金属射出成形（MIM）、レーザー粉末床融合法（L-PBF）、電子ビーム粉末床融合法（EB-PBF）、および指向性エネルギー堆積法（DED）です。
Q: 粉末冶金チタン合金の特性は、鍛造チタンや鋳造チタンと比べてどうですか？
A:最適な処理により、粉末冶金チタン部品は鋳造品や錬成品と同等、時にはそれ以上の機械的特性を達成することができます。しかしながら、特性の異方性と欠陥は綿密な管理と適格性を必要とします。
Q: チタン合金粉末の主な仕様にはどのようなものがありますか？
A: 重要な特性には、粒度分布、粒子形状、見かけ密度、タップ密度、流量、合金組成、酸素/窒素/水素含有量、比表面積、粉末製造方法などがあります。
Q: チタン合金粉末の取り扱いにはどのような注意が必要ですか？
A: 反応性チタン粉末を安全に取り扱うためには、不活性雰囲気、着火源の回避、機器の接地、粉塵の発生を最小限に抑えること、PPEの着用が不可欠です。汚染や粉末の特性の変化を防ぐためには、厳密な手順が必要です。
卸売価格: $20/Kg-$300/Kg
3Dプリンティング金属粉末に関するFAQ
Metal3DPのカスタマーサービスへの連絡方法を教えてください。
年中無休のカスタマーサポートを提供しています。電話、Eメール、オンラインチャットなど、連絡先の詳細は「お問い合わせ」ページをご覧ください。
Metal3DPはどのような金属粉末材料を提供していますか？
ステンレス鋼、高温合金を含む様々な高品質の金属粉末を提供しており、レーザーや電子ビーム粉末床溶融などのプロセスに適しています。
Metal3DPは、どのようにして3Dプリント用金属粉末の品質を確保しているのですか？
金属積層造形に関する幅広い専門知識を持つ当社は、高度なプロセスと厳格な品質管理を採用し、部品の機械的特性と表面品質を保証しています。
Metal3DPの3Dプリンティングデバイスは、どのような産業に応用されていますか？
当社の装置は、航空宇宙、医療、自動車などの産業で幅広い用途があり、製造業における高性能金属部品のソリューションを提供しています。
Metal3DPはカスタム合金のオプションを提供していますか？
はい、お客様からの特定の材料要求を満たすために、カスタム合金サービスを提供しています。
Metal3DPのSEBMシステムの利点は何ですか？
当社のSEBMシステムは、卓越した機械的特性を持つ複雑な金属部品の製造に優れています。主な特徴は、業界をリードする造形量、精度、信頼性です。
アプリケーション事例は、Metal3DPのウェブサイトに掲載されていますか?
はい。当社のウェブサイトでは、さまざまな業界でMetal3DPテクノロジーを導入して成功している事例を幅広く紹介しています。
Metal3DPとのコラボレーションを開始するにはどうすればよいですか?
お客様のニーズに合わせたソリューションとコラボレーションプランをご提案いたします。
Metal3DPのカスタムサービスの納期は?
カスタムサービスの納期は、プロジェクトの複雑さによって異なります。お客様のご要望に基づき、正確な納期をお知らせいたします。
Metal3DPはどのような3Dプリント技術を提供していますか?
当社は、選択的レーザー焼結（SLS）、選択的レーザー溶融（SLM）、選択的電子ビーム溶融（SEBM）などの3Dプリンティング技術を専門としています。
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