Ti6Al4V 분말

개요

Ti6Al4V 분말Ti-6Al-4V, 5등급 티타늄, Ti 6-4 또는 Ti 6/4로도 알려진 티타늄은 티타늄, 6% 알루미늄 및 4% 바나듐으로 구성된 티타늄 합금 분말입니다. 고강도, 경량, 내식성 및 생체 적합성의 탁월한 조합을 제공하여 항공우주, 의료 기기, 해양 하드웨어 등의 고급 응용 분야에 매우 다재다능한 소재입니다.

Ti6Al4V는 티타늄 합금의 대표 주자로, 전 세계 티타늄 사용량의 50% 이상을 차지합니다. 티타늄은 금속 소재 중 무게 대비 강도가 가장 우수하며 극한의 온도에서도 그 특성을 유지합니다.

Ti6Al4V 분말의 몇 가지 주요 특성과 특징은 다음과 같습니다:

• 우수한 중량 대비 강도, 높은 비강도
• 저밀도 - 4.43g/cm3
• 높은 내식성
• 생체 적합성 및 골유착 능력
• 우수한 고온 특성 - 최대 400°C까지 사용 가능하며 최대 550°C의 내산화성 제공
• 높은 골절 인성 및 피로 강도
• 구형, 각형 등 다양한 크기 범위와 형태로 제공됨

다재다능한 특성을 지닌 Ti6Al4V는 오늘날 산업 전반에 걸쳐 다양한 용도로 활용되고 있습니다.

Ti6Al4V 파우더 유형

Ti6Al4V 합금 분말은 특정 용도에 맞게 다양한 크기 분포, 모양 및 생산 방법으로 제공됩니다:

입자 크기: 생산 방식에 따라 15미크론에서 150미크론 이상까지 사용 가능

크기 분포: 등급별/체질별, 혼합 또는 맞춤형 사양

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

Ti6Al4V 분말 구성

Ti6Al4V는 항공우주 재료 규격(AMS) 4928을 준수하며 공칭 조성을 가집니다:

철, 산소, 질소는 일반적으로 발견되는 불순물 원소입니다. 분말로 분무하기 전에 항공우주 등급 사양을 충족하는지 확인하기 위해 정기적으로 성분을 분석합니다.

Ti6Al4V 파우더 속성

Ti6Al4V는 기계적 특성, 내식성, 가벼움, 생체 적합성의 탁월한 균형으로 높은 평가를 받고 있습니다. 이 소재의 특성은 다음과 같습니다:

열 속성
열팽창 계수 - 8.6 x 10-6 /K(20-100°C)
열 전도성 - 7.2W/m.K
최대 서비스 온도 - 400°C

내식성
비합금 티타늄에 필적하는 뛰어난 내식성 대부분의 산, 습한 가스, 유기 화학 물질에 의한 부식에 강합니다.

안정적이고 접착력이 높은 산화물 표면층이 형성되어 염분 환경에 대한 내성이 뛰어납니다. Ti6Al4V는 산소 및 염화물 확산 속도가 낮아 염화물 용액에서 스테인리스 스틸보다 우수한 보호 성능을 발휘합니다.

Ti6Al4V 분말 응용 분야

균형 잡힌 특성 덕분에 Ti6Al4V는 오늘날 다양한 산업 및 의료 분야에서 활용되고 있습니다:

적층 가공은 이전에는 불가능했던 자유형 형상을 가능하게 함으로써 이러한 모든 분야에서 티타늄 합금의 적용 분야를 확장하고 있습니다.

Ti6Al4V 파우더 사양

티타늄 등급 5 엘리 파우더는 다음과 관련된 추가 고객 요구 사항도 충족해야 합니다:

• 파티클 모양
• 유동성
• 겉보기 밀도
• 탭 밀도
• 산도계 밀도
• 화학 분석
• 기계적 특성

Ti6Al4V 분말을 생산하는 제조업체는 인증된 품질 관리 시스템과 테스트 프로토콜을 준수한 후 방위, 항공우주, 에너지, 모터스포츠, 의료 분야 등의 고객에게 공급합니다.

Ti6Al4V 분말 공급업체

Ti6Al4V 분말은 가스 분무 또는 플라즈마 분무를 통해 제조되어 적층 가공에 적합한 구형 분말을 생산합니다. 시작 원료는 진공 아크 재용융(VAR) 또는 전자빔 용융(EBM) 합금 슬래브로, 미세한 물방울로 분무되어 급속 냉각 시 분말 입자로 응고됩니다.

Ti6Al4V 구형 및 사전 합금 분말의 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:

연구 및 시제품 제작을 위해 소량으로 조달할 수 있는 Ti6Al4V 분말. 공급 계약을 맺은 기업의 경우 맞춤형 합금 및 입자 특성도 가능합니다.

가격:
고급 제조가 필요한 고성능 합금인 Ti6Al4V 분말은 표준 등급의 티타늄 및 기타 금속 분말에 비해 프리미엄이 붙습니다. 가격은 $100/kg부터 $500/kg까지 다양합니다:

• 주문 수량
• 입자 모양 및 크기 분포
• 화학/기계적 특성 커스터마이징
• 테스트 및 인증 요구 사항
• 경제적 요인 - 수요와 공급의 역학 관계, 원자재 비용

의료 기기 및 항공우주 분야에 사용되는 고순도 등급은 비용이 더 많이 듭니다. 전 세계적으로 생산 능력이 증가함에 따라 비용은 감소하는 추세를 보이고 있습니다.

Ti6Al4V 분말 선택 방법

적합한 Ti6Al4V 분말의 선택은 특정 응용 분야 및 공정 요건에 따라 달라집니다. 몇 가지 주요 고려 사항은 다음과 같습니다:

적층 제조

• 입자 모양 - 더 나은 흐름과 패킹을 위한 구형/모양 분포
• 입자 크기 - 45미크론 미만의 미세한 입자로 해상도 및 표면 마감 향상
• 좁은 크기 범위 - 균일한 용융 및 치밀화 보장
• 99.5% 이상의 높은 분말 순도로 오염을 낮추는 티타늄
• 낮은 산소, 질소 및 탄소 함량

금속 사출 성형(MIM)

• 불규칙하고 각진 파우더로 그린 강도 향상
• 중간 입자 크기 - 100 메시
• 바인더 성분이 포함된 파우더 블렌드
• 경제적인 등급으로 비용 목표 달성

열 스프레이

• 스프레이 공정에 적합한 입자 크기
• 다공성 HDH 하이드라이드 파우더로 코팅 결합력 향상
• 맞춤형 합금 개발 가능

분말 야금

• 다짐을 위한 각진 다공성 분말
• 용도에 맞는 파우더 블렌드
• 소결 반응을 위해 변형된 합금

특정 구성 요소 요구 사항에 맞는 최적의 파우더를 선택하려면 설계 프로세스 초기에 파우더 생산업체와 상담하세요.

Ti6Al4V 분말의 장점과 한계

장점

• 높은 중량 대비 강도 비율
• 고온에서 물성 유지
• 뛰어난 내식성
• 생체 불활성 - 이식 시 부작용이 발생하지 않습니다.
• 분말 공급 원료를 통해 AM을 통한 복잡한 그물 모양의 부품 제작 가능
• 열처리를 통한 맞춤형 기계적 특성
• 재활용이 가능하여 낭비 최소화

제한 사항

• 강철 및 알루미늄 합금에 비해 높은 재료 비용
• 높은 처리 온도 요구 산소 오염 위험
• 강철보다 낮은 강성
• 날카로운 노치 감도 - 균열 위험
• 특수 툴링이 필요한 가공이 어려운 제품

엔지니어는 중요한 구조 부품에서 강도, 내열성, 생체 적합성 및 내식성 요구가 비용 제약보다 더 중요한 경우 Ti6Al4V를 선택합니다.

Ti6Al4V 파우더와 대체품 비교

Ti6Al4V는 스테인리스강, 코발트 크롬 합금, 알루미늄 등급 및 순수 티타늄과 경쟁합니다. 주요 매개변수에 대한 비교는 아래에 강조 표시되어 있습니다:

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