bolvormig titaniumpoeder met gecontroleerde deeltjesgrootte maakt de productie mogelijk van sterke, lichtgewicht titanium metalen onderdelen met behulp van additieve productie of poedermetallurgie persen. De hoge sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit maken titanium tot een aantrekkelijk engineeringmateriaal voor de ruimtevaart, de medische sector, de auto-industrie en andere veeleisende toepassingen.

Deze gids behandelt samenstellingen, productiemethoden, specificaties, toepassingen, prijzen en inkoopoverwegingen voor sferisch titaniumpoeder voor metaal-AM of press-and-sinterfabricage.

Soorten van bolvormig titaniumpoeder

Op basis van samenstelling en verwerking worden sferische titaniumpoeders gecategoriseerd als:

Type	Beschrijving
CP (Commercieel Puur) Titanium	99,5% en hoger zuiver titaan met lage interstitiële elementaire onzuiverheden
Ti-6Al-4V	Titaniumlegering met 6% aluminium en 4% vanadium toevoegingen voor sterkte
Voorgelegeerd poeder	Vaste bolvormige deeltjes met homogene Ti-6-4 samenstelling
Gemengd Elementair	Mengsel van zuivere titanium-, aluminium- en vanadiumpoeders

Stem de kwaliteit af op de mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid en budgetbehoeften van afgewerkte titanium onderdelen.

Productie methodes

• Plasma-verneveling - Een plasmatoorts met hoge energie smelt de grondstof. Krachtige inductiespoelen genereren druppelspatten die stollen tot titaniumsferoïden. Smalste deeltjesverdeling met goede poederstroom en verpakkingsdichtheid.
• Gasverstuiving - Vergelijkbaar proces waarbij inerte gasstralen onder druk worden gebruikt in plaats van plasma-energie om een stroom gesmolten titanium te atomiseren tot fijne druppeltjes. Proces met lager vermogen maar grotere deeltjesgrootten.
• Roterend elektrodeproces - Centrifugaalkrachten van ronddraaiende elektroden verdelen gesmolten titanium in druppeltjes. Bereikt kleine deeltjesgrootten. Productie met hoge snelheid en smalle verdelingen.

Het regelen van procesparameters zoals temperatuur, druk en gasstroom resulteert in sferische niet-poreuze poeders die de voorkeur genieten bij de fabricage van titaniummetaal.

Samenstelling van bolvormig titaniumpoeder

Cijfer	Titaan (Ti)	Aluminium (Al)	Vanadium (V)	Ijzer (Fe)	Zuurstof (O)
CP Rang 1	98,9% min	Maximaal 0,3%	0,2% max	Maximaal 0,3%	0,18% max
CP Rang 2	98,6% min	Maximaal 0,3%	Maximaal 0,1%	Maximaal 0,3%	Maximaal 0,25%
CP Rang 4	97,5% min	Maximaal 0,3%	Maximaal 0,1%	Maximaal 0,5%	0,40% max
Ti-6Al-4V	Basis	5.5-6.75%	3.5-4.5%	Maximaal 0,3%	Maximaal 0,13%

Strenge controles op lage zuurstof- en stikstofgehaltes met koolstof-, ijzer- en chroomlimieten zorgen voor behoud van corrosiebestendigheid en vervormbaarheid. De selectie van kwaliteiten brengt de vereiste eigenschappen in evenwicht met de legeringkosten voor verschillende toepassingen.

Typische specificaties

Parameter	Waarde	Test methode
Puurheid	>99% titanium	ASTM E2371, ICP-analyse
Deeltjesvorm	Bolvormig >92%	Microscopie
Tik op dichtheid	2,7-3,7 g/cc	Hall-debietmeter
Deeltjesgrootte	15-45 µm	Laserdiffractie
Zuurstof (O)	<2000 ppm	Fusie van inert gas
Stikstof (N)	<400 ppm	Fusie van inert gas
Waterstof (H)	<150 ppm	Fusie van inert gas
Debieten	>95% voor 50 μm	Hall-debietmeter

Controleer vóór aankoop statistische batchcertificering van leveranciers die de vereisten voor standaardkwaliteit en consistente prestaties op deze punten bevestigen.

Mechanische eigenschappen

Legering	Uiteindelijke treksterkte (ksi)	Opbrengststerkte (ksi)	Verlenging (%)
CP Rang 1	130	120	20%
CP Rang 2	150	140	18%
Ti-6Al-4V	160	150	10%

Om de beoogde materiaalsterkte te bereiken, is een geoptimaliseerde thermische nabewerking nodig, zoals heet isostatisch persen en warmtebehandeling. Stem de kwaliteit af op de benodigde eigenschappen.

Metalen AM-toepassingen

Belangrijke additieve metalen onderdelen met bolvormige titaniumpoeders:

• Ruimtevaart: Steunen voor vliegtuigrompen, vleugelribben, motorsteunen - hoge sterkte, laag gewicht
• Medisch & tandheelkundig: heup-, knie- & wervelkolomimplantaten; chirurgisch gereedschap - biocompatibel
• Automobiel: Drijfstangen, onderdelen van turbocompressors - hitte- en corrosiebestendigheid
• Consument: Oogmonturen, sportuitrusting, horlogebehuizingen - esthetische kwaliteiten
• Industrieel: Vloeistofverwerkende onderdelen zoals kleppen, pompen; scheepshardware; warmtewisselaars

Maak gebruik van de hoge specifieke sterkte en maak legeringen zoals Ti6-4 op maat voor veeleisende productieomgevingen in verschillende industrieën.

Specificaties voor de industrie

• ASTM F1580 - Smeedlegering van titaan 6-aluminium 4-vanadium voor chirurgische implantaten
• ASTM B348 - Staven, draad, poeder en smeedstukspecificaties voor titaan en titaanlegeringen
• AMS 4999 - Samenstellingslimieten voor de productie van poeder van titaniumlegeringen
• ISO 23304 - Metaalpoeders gebruikt voor additieve productieprocessen

Statistisch gevalideerde batchcertificaten controleren om te garanderen dat de kwaliteit van de poederpartij voldoet aan de certificeringen.

Kwaliteitsoverwegingen

Metrisch	Aanvaardbaar	Test methode
Tik op Dichtheid	≥2,7 g/cc	Hall Debietmeter
Stroomsnelheden	≥95% voor zeef van 45 μm	Hall Debietmeter
Deeltjesvorm	Sferisch ≥92%	Microscopie
Deeltjesgrootteverdeling	Volgens ASTM B348	Laser diffractie
Belangrijke tussenproducten (O, H, N)	<2000; <150; <400 ppm resp.	Fusie met inert gas

De poederkwaliteitsattributen hebben een directe correlatie met de materiaalsterkte, oppervlakteafwerking en defectpercentages van de uiteindelijke gesinterde onderdelen.

Prijsbereik

Cijfer	Deeltjesgrootte	Prijs per kilo
CP Rang 1	15-45 micron	$50-$150
Ti-6Al-4V	15-45 micron	$55-$200
Ti-6Al-4V ELI	10-75 micron	$250-$750

De prijs hangt af van de zuiverheid, de grootte van het poeder, de productievolumes en regionale factoren. Vraag vaste budgettaire offertes aan van leveranciers op de shortlist, specifiek voor jouw toepassing.

Overwegingen bij het kopen

Parameter	Belang
Kwaliteitscertificeringen	Hoog
Samenhang	Hoog
Deelkwalificatiegegevens	Medium
Technische ondersteuning	Medium
Bemonsteringsbeschikbaarheid	Laag
Prijsfactoren	Laag

Veelgestelde vragen

V: Wat is klonteren in titaniumpoeder en hoe voorkom je dat?

A: Het samenklonteren van poederdeeltjes tot gedeeltelijk gesinterde agglomeraten wordt klonteren genoemd. Dit verstoort de stroming en verpakkingsdichtheid. Bewaar in luchtdichte containers met een droogmiddel om nevenreacties door vocht- en zuurstofabsorptie te voorkomen die na verloop van tijd klonteren tussen titaniumdeeltjes mogelijk maken.

V: Zijn er gezondheidsrisico's verbonden aan titaniumpoeders?

A: Zoals de meeste fijne metaalpoeders moet inademing tijdens het hanteren worden vermeden. Afgezien van gevoeligheidsproblemen is titaanpoeder relatief inert en wordt het beschouwd als niet-toxisch met een laag risico op uitwendig contact of inslikken. Gebruik geschikte beschermende uitrusting en procedures tijdens opslag, transport of verwerking.

V: Hoe bewaar je titaniumpoeder op de juiste manier?

A: Sluit containers luchtdicht af met droogzakjes om oxidatie te voorkomen. Beperk temperatuurschommelingen tussen 10-30°C. Gooi weg als de kleur verandert van glanzend grijs, wat wijst op bederf zoals waterstofbrosheid. Houdbaarheid meer dan 5 jaar bij juiste opslag.

V: Moet titaniumpoeder speciaal worden verzonden en verwerkt?

A: Geclassificeerd als ongevaarlijk, niet brandbaar. Vermijd transport bij extreme hitte of koude. Zet verpakkingen stevig vast om lekkage of verontreiniging te voorkomen. Speciale cold shippers met gel packs beschikbaar voor zeer zuivere onderzoekskwaliteiten.

ken meer 3D-printprocessen

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

Metrisch	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.

Meningen van experts

• 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
• Duurzaamheid:
• 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