구형 티타늄 분말 입자 크기가 제어된 티타늄은 적층 제조 또는 분말 야금 프레스를 사용하여 강하고 가벼운 티타늄 금속 부품을 제조할 수 있습니다. 티타늄은 높은 중량 대비 강도, 내식성 및 생체 적합성으로 인해 항공우주, 의료, 자동차 및 기타 까다로운 응용 분야에서 매력적인 엔지니어링 소재입니다.

이 가이드에서는 금속 적층 가공 또는 프레스 및 소결 제조용 구형 티타늄 분말의 구성, 생산 방법, 사양, 용도, 가격 및 소싱 고려 사항을 다룹니다.

유형 구형 티타늄 분말의

구성 및 가공에 따라 구형 티타늄 분말은 다음과 같이 분류됩니다:

유형	설명
CP(상업적으로 순수한) 티타늄	간질 원소 불순물이 적은 99.5% 이상의 순수 티타늄
Ti-6Al-4V	6% 알루미늄과 4% 바나듐이 추가된 티타늄 합금으로 강도를 높였습니다.
사전 합금 분말	균일한 Ti-6-4 성분의 고체 구형 입자
혼합 원소	순수 티타늄, 알루미늄 및 바나듐 분말의 혼합물

완성된 티타늄 부품 애플리케이션의 기계적 특성, 내식성 및 예산 요구 사항에 맞게 등급을 조정합니다.

생산 방법

• 플라즈마 원자화 - 고에너지 플라즈마 토치가 공급 원료를 녹입니다. 강력한 인덕션 코일은 티타늄 스페로이드 형태로 응고되는 액적 스프레이를 생성합니다. 입자 분포가 가장 좁고 파우더 흐름과 포장 밀도가 우수합니다.
• 가스 분무 - 플라즈마 에너지 대신 가압 불활성 가스 제트를 사용하여 용융 티타늄 스트림을 미세한 물방울로 분무하는 유사한 공정입니다. 저전력 공정이지만 입자 크기가 더 넓습니다.
• 회전 전극 공정 - 회전하는 전극의 원심력이 용융된 티타늄을 물방울로 분해합니다. 작은 입자 크기를 달성합니다. 좁은 분포로 고속 생산.

온도, 압력 및 가스 흐름과 같은 공정 파라미터를 제어하면 티타늄 금속 제조에 선호되는 구형의 비다공성 분말을 얻을 수 있습니다.

구성 의 구형 티타늄 분말

등급	티타늄(Ti)	알루미늄(Al)	바나듐(V)	철(Fe)	산소(O)
CP 1등급	98.9% 분	최대 0.3%	최대 0.2%	최대 0.3%	최대 0.18%
CP 등급 2	98.6% 분	최대 0.3%	최대 0.1%	최대 0.3%	최대 0.25%
CP 등급 4	97.5% 분	최대 0.3%	최대 0.1%	최대 0.5%	최대 0.40%
Ti-6Al-4V	기본	5.5-6.75%	3.5-4.5%	최대 0.3%	최대 0.13%

탄소, 철, 크롬 제한을 통해 저산소 및 질소를 엄격하게 제어하여 내식성과 연성을 유지합니다. 다양한 용도에 따라 필요한 특성과 합금 비용의 균형을 맞출 수 있는 등급을 선택할 수 있습니다.

일반 사양

매개변수	가치	테스트 방법
순도	>99% 티타늄	ASTM E2371, ICP 분석
파티클 모양	구형 >92%	현미경
탭 밀도	2.7-3.7g/cc	홀 유량계
입자 크기	15-45 μm	레이저 회절
산소(O)	<2000 ppm	불활성 가스 융합
질소(N)	<400 ppm	불활성 가스 융합
수소(H)	<150 ppm	불활성 가스 융합
유량	50μm의 경우 >95%	홀 유량계

구매 전에 공급업체의 통계적 배치 인증을 검토하여 표준 등급 요건과 이러한 지표 전반의 일관성 있는 성과를 확인합니다.

기계적 특성

합금	최대 인장 강도(ksi)	항복 강도(ksi)	연신율(%)
CP 1등급	130	120	20%
CP 등급 2	150	140	18%
Ti-6Al-4V	160	150	10%

목표 재료 강도를 달성하려면 열간 등방성 프레스 및 열처리와 같은 최적화된 열 후처리가 필요합니다. 필요한 속성에 맞게 등급을 조정합니다.

금속 3D 프린팅 애플리케이션

구형 티타늄 분말을 사용하는 주요 금속 첨가제 부품:

• 항공우주: 기체 브래킷, 윙 리브, 엔진 마운트 - 고강도, 저중량
• 의료 및 치과: 고관절, 무릎 및 척추 임플란트, 수술 도구 - 생체 적합성
• 자동차: 커넥팅 로드, 터보차저 부품 - 내열성 및 내식성
• 소비자: 안경 프레임, 스포츠 장비, 시계 본체 - 미적 품질
• 산업: 밸브, 펌프와 같은 유체 취급 부품, 선박용 하드웨어, 열교환기 등

산업 전반의 까다로운 생산 환경을 위해 높은 비강도와 Ti6-4와 같은 맞춤형 합금을 활용하세요.

산업 사양

• ASTM F1580 - 수술용 임플란트용 단조 티타늄 6-알루미늄 4-바나듐 합금
• ASTM B348 - 티타늄 및 티타늄 합금 바, 와이어, 분말 및 단조 스톡 사양
• AMS 4999 - 티타늄 합금 분말 생산에 대한 조성 제한 사항
• ISO 23304 - 적층 제조 공정에 사용되는 금속 분말

통계적으로 검증된 배치 인증서를 검토하여 파우더 로트 품질이 인증을 충족하는지 확인합니다.

품질 고려 사항

메트릭	허용됨	테스트 방법
탭 밀도	≥2.7g/cc	홀 유량계
유량 요금	45μm 체의 경우 ≥95%	홀 유량계
파티클 모양	≥92% 구형	현미경
입자 크기 분포	ASTM B348 기준	레이저 회절
주요 전면 광고(O, H, N)	<2000; <150; <400 ppm 각각.	불활성 가스 융합

파우더 품질 특성은 최종 소결 부품 소재의 강도, 표면 마감 및 결함률과 직접적인 상관관계가 있습니다.

가격 범위

등급	입자 크기	kg당 가격
CP 1등급	15-45 미크론	$50-$150
Ti-6Al-4V	15-45 미크론	$55-$200
Ti-6Al-4V ELI	10-75 미크론	$250-$750

가격은 순도, 분말 크기, 생산량 및 지역적 요인에 따라 달라집니다. 애플리케이션에 맞는 최종 후보 공급업체로부터 확실한 예산 견적을 받아보세요.

구매 고려 사항

매개변수	중요성
품질 인증	높음
일관성	높음
부품 인증 데이터	Medium
기술 지원	Medium
샘플링 가용성	낮음
가격 요소	낮음

자주 묻는 질문

Q: 티타늄 파우더의 고결이란 무엇이며 어떻게 방지할 수 있나요?

A: 분말 입자가 서로 뭉쳐서 부분적으로 소결된 덩어리가 되는 것을 케이킹이라고 합니다. 이는 흐름과 포장 밀도를 방해합니다. 시간이 지남에 따라 티타늄 입자 사이에 고결이 생기는 수분 및 산소 흡수 부반응을 방지하기 위해 건조제와 함께 밀폐 용기에 보관하십시오.

질문: 티타늄 파우더와 관련된 건강상의 위험이 있나요?

A: 대부분의 미세 금속 분말과 마찬가지로 취급 시 흡입하지 않도록 주의하세요. 민감성 문제를 제외하면 티타늄 분말은 비교적 불활성이며 무독성으로 간주되어 외부 접촉이나 섭취 사고의 위험이 낮습니다. 보관, 운송 또는 처리 시 적절한 보호 장비와 절차를 사용하세요.

Q: 티타늄 파우더를 올바르게 보관하는 방법은 무엇인가요?

A: 산화를 방지하기 위해 디시전 백으로 용기를 밀폐하세요. 온도 변화를 10~30°C로 제한하세요. 색상이 반짝이는 회색으로 변하면 수소 취화 등 변질을 의미하므로 폐기하세요. 적절히 보관하면 유통기한은 5년 이상입니다.

질문: 티타늄 파우더는 특별한 배송 및 취급이 필요한가요?

A: 위험하지 않은 불연성 물질로 분류됩니다. 너무 덥거나 추울 때는 운송을 피하세요. 누출이나 오염을 방지하기 위해 포장을 단단히 고정하세요. 고순도 연구용은 젤 팩이 포함된 특수 저온 배송기를 사용할 수 있습니다.

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Additional FAQs about spherical titanium powder (5)

1) What PSD and morphology are optimal for LPBF vs. binder jetting?

• LPBF typically uses 15–45 μm or 20–63 μm, highly spherical (>90% roundness), low satellites, O2 ≤ 1500 ppm. Binder jetting favors finer medians (Dv50 ≈ 15–25 μm) with controlled fines (<10% <10 μm) to maximize green density.

2) How do oxygen, nitrogen, and hydrogen impact mechanical properties?

• Interstitials embrittle titanium. Keep O ≤ 0.13–0.20 wt% (grade‑dependent), N ≤ 0.04 wt%, H ≤ 0.015 wt% for Ti‑6Al‑4V. Elevated H promotes delayed cracking; O increases strength but lowers elongation and fracture toughness.

3) Which atomization route yields the cleanest spherical titanium powder?

• PREP and EIGA typically deliver the lowest oxygen/contamination and highest sphericity, ideal for medical and aerospace. Plasma atomization also achieves excellent shape with competitive cleanliness. Conventional gas atomization is less common for Ti due to reactivity.

4) What storage and reuse practices maintain powder quality in AM?

• Use inert, desiccated storage (<2% RH), nitrogen/argon backfilled containers, and track reuse cycles. Sieve to spec each cycle, measure O/N/H (ASTM E1409/E1019) and flow/tap density; refresh 10–30% virgin powder when interstitials or fines rise.

5) How does Ti‑6Al‑4V ELI differ from standard Ti‑6Al‑4V powders?

• ELI (Extra Low Interstitials) has tighter O/N/H limits to improve toughness and fatigue, required for many implants (ASTM F3001). Expect higher price and stricter CoA requirements, including bioburden and cytotoxicity documentation for medical use.

2025 Industry Trends for spherical titanium powder

• Cleaner feedstocks for implants: Wider adoption of EIGA/PREP and argon recovery systems to cut O/N and CO2e per kg powder.
• Cost optimization: Regional atomization capacity increases reduce Ti‑6Al‑4V premiums; more vendors offer recycle/repowder services with analytical verification.
• Process windows narrowing: LPBF parameter sets tuned for lower porosity at 30–60 μm layer thickness using contour + core strategies; in‑situ monitoring correlates spatter/optic signals to density.
• Copper‑alloyed Ti and beta‑Ti R&D: Interest grows for antimicrobial surfaces (Ti‑Cu) and high‑toughness beta grades in lattice energy absorbers.
• Regulatory alignment: Greater use of ISO/ASTM 52907 feedstock requirements on purchase orders, and tighter traceability of powder reuse for medical/aerospace parts.

2025 snapshot: spherical titanium powder metrics

메트릭	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical O in Ti‑6Al‑4V (wt%) AM grade	0.12–0.18	0.11–0.16	0.10–0.15	LECO trends from suppliers
LPBF relative density (Ti‑6Al‑4V, tuned)	99.5–99.8%	99.6–99.9%	99.7–99.95%	CT/metallography
As‑built Ra, vertical walls (μm)	12–18	10–16	9–14	Skin scan + powder shape
Powder price Ti‑6Al‑4V AM (USD/kg)	180–300	160–280	140–260	Regional capacity up
Sites using argon recovery (%)	25–35	35–45	45–55	ESG/EPD reports
Typical refresh rate per build (%)	15-30	12–25	10–22	Better sieving/analytics

References:

• ISO/ASTM 52907 (feedstock quality), ASTM F2924/F3001 (Ti‑6Al‑4V AM), ASTM E1409/E1019 (O/N/H), ASM Handbook; supplier technical datasheets and peer‑reviewed AM studies

Latest Research Cases

Case Study 1: PREP Ti‑6Al‑4V ELI for LPBF Spinal Cages (2025)
Background: A medical OEM needed higher fatigue life and tighter pore geometry in ELI cages.
Solution: Switched to PREP powder (O = 0.11 wt%, D10/50/90 = 18/32/46 μm), implemented contour‑skin strategy and 200–350°C build plate preheat; post‑processed with HIP + stress relief per ASTM F3001.
Results: Relative density 99.92%; HCF life +24% vs baseline; pore size CV −18%; first‑pass yield 98.4%; CoA compliance improved audit time by 30%.

Case Study 2: EIGA CP‑Ti for Binder Jetting Heat Exchanger Cores (2024)
Background: An energy startup targeted lightweight CP‑Ti BJ cores with leak‑tight channels.
Solution: Used EIGA CP‑Ti (Dv50 ≈ 22 μm), solvent‑free binder, debind under N2 and sinter in high‑purity H2 (dew point < −60°C); applied voxel shrink‑compensation map.
Results: Sintered density 98.3% without HIP; helium leak rate <1×10⁻⁹ mbar·L/s; thermal effectiveness +11% vs Al baseline at equal mass.

전문가 의견

• Prof. Peter B. Fox, Materials Science, University of Manchester
  Key viewpoint: “Powder cleanliness and true sphericity govern LPBF stability as much as laser settings—tight O/N/H control pays back in fatigue.”
• Dr. Laura Predina, Orthopedic Surgeon and AM Advisor
  Key viewpoint: “For implants, ELI certification and validated cleaning of lattice structures are non‑negotiable. Powder reuse logs must be tied to clinical risk.”
• Daniel Günther, Head of Powder Technology, Fraunhofer IAPT
  Key viewpoint: “Real‑time analytics plus disciplined refresh rates cut porosity scatter. Many ‘parameter’ issues are actually powder issues.”

Citations: ISO/ASTM standards, ASM Handbook, supplier white papers, and peer‑reviewed AM journals: https://www.astm.org, https://www.iso.org

Practical Tools and Resources

• Standards and QA:
• ISO/ASTM 52907 (metal feedstock), ASTM F2924/F3001 (Ti‑6Al‑4V and ELI), ASTM E1409/E1019 (O/N/H), ASTM B212/B527 (apparent/tap density)
• Metrology and monitoring:
• CT per ASTM E1441, dynamic image analysis for sphericity/aspect ratio, laser diffraction (ISO 13320), surface metrology (ISO 4287)
• Process playbooks:
• LPBF parameter guides for Ti alloys, HIP cycles for Ti‑6Al‑4V, powder reuse/sieving SOPs, desiccated/inert storage checklists
• Design and simulation:
• Lattice/topology tools (nTopology, 3‑matic), LPBF build simulation for distortion and support optimization
• 지속 가능성:
• Environmental Product Declaration (EPD) templates; argon recovery best practices and powder reclamation guidelines

Notes on reliability and sourcing: Specify grade (CP1/2/4, Ti‑6Al‑4V vs ELI), PSD (D10/D50/D90), sphericity metrics, satellites, O/N/H limits, and flow/tap density on POs. Require CoA with lot genealogy. Validate each lot with density coupons and CT. Maintain inert, low‑humidity storage and track reuse cycles to keep interstitials and fines within control.

Last updated: 2025-10-15
Changelog: Added 5 targeted FAQs, a 2025 trend table with key metrics, two concise case studies, expert viewpoints, and practical standards/resources focused on spherical titanium powder for AM and PM
Next review date & triggers: 2026-02-15 or earlier if ISO/ASTM feedstock standards change, major suppliers release new low‑interstitial Ti powders, or studies revise LPBF/HIP property benchmarks for Ti‑6Al‑4V/ELI