Molybdeen Titanium Poeders

Inhoudsopgave

Overzicht van molybdeen-titaanpoeders

molybdeen titaanpoeder verwijzen naar fijne metaaldeeltjes van elk element die geproduceerd worden via verstuivingsprocessen. Ze vertonen een hoge sterkte, hardheid en hittebestendigheid.

De poeders worden afzonderlijk of als mengsels gebruikt voor de productie van hoogwaardige legeringen. Hun gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling maakt het mogelijk om complexe bijna-netvormige componenten op te bouwen uit lagen tijdens metaal 3D printen.

Enkele belangrijke eigenschappen van molybdeen- en titaanpoeders:

Molybdeen Poeder

  • Uitstekende kruipweerstand en stabiliteit bij hoge temperaturen
  • Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
  • Hoge hardheid en slijtvastheid
  • Gebruikt als legeringsadditie om staal en superlegeringen te versterken

Titanium Poeder

  • Extreem sterk en toch licht als constructief metaal
  • Uitstekende corrosieweerstand
  • Biocompatibel voor medische implantaten
  • Reactief en vereist gecontroleerde verwerking

Gemengde/gelegeerde poeders

  • Combineer de heilzame eigenschappen van elk element
  • Maakt aangepaste materiaalprestaties mogelijk
  • Vereist geoptimaliseerde 3D printparameters

Door de samenstelling via AM te manipuleren, kunnen innovatieve legeringen worden gemaakt met superieure eigenschappen die geschikt zijn voor extreme omgevingen.

molybdeen titaanpoeder

Soorten molybdeen- en titaniumpoeder

Molybdeen- en titaanpoeders zijn commercieel verkrijgbaar in verschillende soorten voor metaaladditieve productie:

Poeder variantKenmerkenTypische toepassingen
MolybdeenZuivere en gelegeerde soortenAM van moly-legeringen, katalysatoren
Titaan Ti-6Al-4VRuimtevaartlegeringDraagconstructies
Titaan Ti-6Al-7NbBiocompatibele alfa-beta legeringMedische implantaten, protheses
Mo-Ti elementaire mengselsAangepaste legeringssamenstellingenGeavanceerde technische toepassingen
Mo-Ti meesterlegeringenVoorgelegeerde mengselsVereenvoudigde AM-verwerking

In hun elementaire vorm biedt molybdeen hardheid bij hoge temperaturen, terwijl titanium bijdraagt aan sterkte en corrosiebestendigheid. Door beide te combineren via AM kunnen innovatieve legeringen worden gemaakt met betere algemene prestaties.

Samenstelling/legeringen

Molybdeen- en titaanpoeders hebben de volgende nominale samenstellingen:

Molybdeen Poeder

ElementSamenstelling bereik
Molybdeen (Mo)99% en hoger
Zuurstof (O)Maximaal 0,01%
Koolstof (C)Maximaal 0,01%
Ijzer (Fe)Maximaal 0,01%
Andere metalenMaximaal 0,01%

Een hoge zuiverheid is nodig voor de reproduceerbaarheid tijdens AM en downstreamverwerking. Verontreiniging kan de materiaaleigenschappen negatief beïnvloeden.

Titaan Ti-6Al-4V

ElementGewicht %
Titaan (Ti)Evenwicht
Aluminium (Al)5.5-6.75
Vanadium (V)3.5-4.5
Ijzer (Fe)< 0.3
Zuurstof (O)<0.2
Andere metalen<0,1

Kleine hoeveelheden legeringstoevoegingen van aluminium en vanadium verbeteren de sterkte van titanium aanzienlijk voor dragende lichtgewicht constructies.

Voor gemengde Mo-Ti poeders kunnen de relatieve verhoudingen gevarieerd worden van 100% Mo tot 100% Ti om aangepaste legeringen te maken. Door zowel elementaire als voorgelegeerde gemengde poeders te gebruiken, biedt de onbeperkte vrijheid van samenstellingen de mogelijkheid om via AM tot nu toe onontgonnen legeringen te ontwikkelen.

Eigenschappen van molybdeen titaanpoeder

Molybdeen Poeder

Fysieke eigenschappen
Dikte10,22 g/cm3
Smeltpunt2610°C
Warmtegeleiding138 W/mK
Elektrische weerstand5,5 μΩ-cm
Uitzettingscoëfficiënt5,3 μm/m-°C
Mechanische eigenschappen
Hardheid~300 HV
Ultieme treksterkte600-800 MPa
Opbrengststerkte (0,2% offset)500+ MPa
Verlenging30-50%
Elasticiteitsmodulus325 GPa

Met molybdeenpoeder kunnen extreem harde en hittebestendige legeringen worden gemaakt met AM-technieken. De onderdelen behouden hun hoge sterkte in oxiderende, corrosieve en wrijvingsslijtageomstandigheden bij verhoogde temperaturen van meer dan 1000 °C.

Titanium Ti-6Al-4V poeder

Fysieke eigenschappenWaarden
Dikte4,43 g/cm3
Smeltpunt1604-1660°C
Warmtegeleiding7,2 W/mK
Elektrische weerstand170 μΩ-cm
Coëfficiënt van thermische uitzetting8,6 μm/m-°C
Mechanische eigenschappenZoals gebouwdGegloeid
Treksterkte1050 MPa950 MPa
Opbrengststerkte (0,2% offset)900 MPa850 MPa
Verlenging~15%~20%
Hardheid~350 HV~300 HV

Door de goede balans tussen hoge sterkte en behoorlijke vervormbaarheid is dit een zeer populaire legering voor de lucht- en ruimtevaart voor kritieke gedrukte onderdelen in raketmotoren, vliegtuigrompen en turbines.

Door molybdeen- en titaanpoeders in verschillende verhoudingen te mengen, kan een combinatie van hun eigenschappen worden gerealiseerd in aangepaste legeringen.

Toepassingen van molybdeen-titaniumpoeders

ToepassingsgebiedHefboomeffectenVoorbeelden
Ruimtevaart en defensieHoge sterkte-gewichtsverhouding, uitstekende hittebestendigheid– Onderdelen van vliegtuigmotoren (schijven, bladen) <br> – Rakethulzen
– Hitteschilden
BiomedischBiocompatibel, goede corrosiebestendigheid, hoge sterkte– Orthopedische implantaten (heupprothesen, kniegewrichten)
- Tandheelkundige implantaten
– Chirurgische instrumenten
Chemische verwerkingCorrosiebestendigheid, goede bewerkbaarheid– Chemische reactoren en vaten
– Warmtewisselaars
– Roerassen
Elektronica en elektronicaHoge elektrische geleidbaarheid, goede thermische stabiliteit– Elektrische contacten en connectoren
– Hoogvermogenweerstanden
– Elektroden voor elektrische vonkbewerking (EDM)
Additieve productieAanpasbare eigenschappen, complexe geometrieën mogelijk– Lichtgewicht, hoogwaardige componenten voor de lucht- en ruimtevaart en de automobielindustrie
– Biocompatibele implantaten met op maat gemaakte structuren
– Complexe warmtewisselaars voor efficiënt thermisch beheer

Specificaties van molybdeen-titaanpoeders

Molybdeen- en titaanpoeders moeten voldoen aan exacte chemische eisen en strenge kwaliteitsspecificaties voor gebruik bij additieve productie volgens industriestandaards:

Chemische zuiverheidsnormen

PoederkwaliteitStandaard
MolybdeenASTM B393
Titaan Ti-6Al-4VASTM F2924
Titaan Ti-6Al-7NbASTM F3001

Typische Poeder Eigenschappen

AttribuutVereistenTestmethoden
DeeltjesvormOverwegend bolvormigSEM-beeldvorming volgens ASTM B822
Schijnbare dichtheid2 tot 5 g/ccMPIF 04 of ASTM B212
Stroomsnelheid>30 sec voor Hall flow testASTM B213
DeeltjesgrootteverdelingD10, D50, D90 geoptimaliseerd voor AM-procesASTM B822
Verlies bij gloeien (LOI)Laag zuurstof/stikstofgehalteAnalyse van inertgasfusie
MicrostructuurDefectvrij, geen satellietenSEM bij hoge vergrotingen

De vereisten zijn gericht op het garanderen van uniform smeltgedrag, foutloos bouwen en reproduceerbare eigenschappen van het eindproduct.

Wereldwijde leveranciers

Veel gevestigde fabrikanten leveren molybdeen- en titaniumpoeders voor AM-toepassingen:

Molybdeen Poeder

BedrijfMerknamenProductie methode
H.C. StarckmaElektrolytisch
MolymetPureMoWaterstofreductie
PlanseeMolyPowderVermindering van calcium
Wolfraam uit het MiddenwestenTeroMolyVermindering van calcium

Titanium Poeder

BedrijfAangeboden rangenProductie methodes
AP&CTi-6Al-4V, andere ti-legeringenPlasma-verneveling
Timmerman additiefTi-6Al-4VPlasma-verneveling
SandvikTi6Al4V ELI, Ti6Al4V ELI-0406Plasma-verneveling
TeknaTi-6Al-4V, Ti 6Al-7NbPlasma-verneveling
TLS-techniekTi6Al4V, Ti6Al4V ELI, Ti Kwaliteit 23Gas, plasmaverneveling

Zowel gevestigde metaalpoederproducenten als gespecialiseerde AM-poederfabrikanten leveren deze materialen volgens veeleisende industriespecificaties.

Prijzen van molybdeen titaanpoeder

Als veelgebruikte materialen in metal AM zijn er gepubliceerde prijsindicatoren voor molybdeen- en titaanpoeders beschikbaar:

Molybdeen Poeder

DeeltjesgroottePrijsbereik
10-45 µm$40 - $60 per kg
15-53 μm$50 - $70 per kg
Aangepaste maten> $100 per kg

Titanium Ti-6Al-4V poeder

DeeltjesgroottePrijsbereik
15-45 µm$150 - $450 per kg
45-100 μm$100 - $350 per kg
Aangepaste maten> $500 per kg

Prijzen zijn afhankelijk van de kwaliteitsklasse, lotgrootte, distributiebereik, plasma vs. gasverstuiving en inkoopvolume. Prijzen voor grote hoeveelheden en contracten worden meestal rechtstreeks met de leveranciers onderhandeld.

Voor- en nadelen van molybdeen- en titaniumlegeringen uit AM

FunctieMolybdeenlegeringen (AM)Titaniumlegeringen (AM)
KrachtZeer hoge sterkte en kruipweerstand bij verhoogde temperaturen. Ideaal voor high-performance toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en energiesector.Uitstekende sterkte-gewichtsverhouding. Lichter dan staal, maar biedt vergelijkbare sterkte, waardoor ze waardevol zijn in de lucht- en ruimtevaart, automobiel- en biomedische sector.
GewichtRelatief dicht vergeleken met titanium, maar nog steeds lichter dan veel andere hoogwaardige metalen.Aanzienlijk lichter dan staal, wat zorgt voor een aanzienlijke gewichtsbesparing in toepassingen waar gewicht van cruciaal belang is.
CorrosieweerstandOver het algemeen goede corrosiebestendigheid, met name in reducerende omgevingen. Kan echter gevoelig zijn voor oxidatie bij hoge temperaturen.Uitstekende corrosiebestendigheid in verschillende omgevingen, waaronder zeewater en lichaamsvloeistoffen. Een voorkeursmateriaal voor maritieme toepassingen en biomedische implantaten.
BiocompatibiliteitBeperkte biocompatibiliteit vanwege mogelijke afgifte van molybdeenionen in het lichaam. Niet ideaal voor de meeste medische implantaten.Uitstekende biocompatibiliteit, waardoor ze zeer geschikt zijn voor implantaten en protheses.
Prestaties bij hoge temperaturenBehoudt sterkte en kruipweerstand bij hoge temperaturen, waardoor gebruik in hete delen van straalmotoren en andere extreme omgevingen mogelijk is.Kan goede mechanische eigenschappen behouden bij hoge temperaturen, maar niet in dezelfde mate als molybdeenlegeringen.
WarmtegeleidingZeer goede thermische geleidbaarheid, waardoor warmte efficiënt kan worden afgevoerd bij toepassingen met hoge temperaturen.Matige thermische geleidbaarheid, lager dan molybdeen, maar voldoende voor veel toepassingen.
Printbaarheid van additieve productie (AM)Molybdeenpoeder kan lastig te verwerken zijn vanwege het hoge smeltpunt en de reactiviteit. Vereist gespecialiseerde AM-technieken zoals Electron Beam Melting (EBM).Gemakkelijker te printen met behulp van verschillende AM-technieken zoals Selective Laser Melting (SLM) en Electron Beam Melting (EBM). Poedereigenschappen en printbaarheid kunnen variëren, afhankelijk van de specifieke titaniumlegering.
KostenMolybdeen is een relatief veelvoorkomend element, maar het AM-proces kan duur zijn vanwege de gespecialiseerde apparatuur en verwerkingsvereisten.Titanium zelf is een duurder element dan molybdeen. Echter, vooruitgang in AM-technologie brengt de kosten van titanium onderdelen omlaag.
OppervlakteafwerkingMet AM geproduceerde molybdeenonderdelen kunnen een ruw oppervlak hebben, waardoor extra nabewerkingsstappen nodig zijn.AM-titaniumonderdelen kunnen een goede oppervlakteafwerking bereiken, afhankelijk van het specifieke AM-proces en de gebruikte parameters.
Toepassingen– Hogetemperatuurcomponenten in straalmotoren en raketmotoren – Warmtewisselaars – Molybdeenkroezen voor hogetemperatuursmeltprocessen– Luchtvaartcomponenten (vliegtuigonderdelen, landingsgestel) – Biomedische implantaten (knieprothesen, heupgewrichten) – Auto-onderdelen (drijfstangen, ophangingscomponenten) – Sportartikelen (golfclubs, fietsframes)

Hoe worden molybdeen- en titaniumpoeders gemaakt?

Geavanceerde gasatomisatieprocessen produceren de fijne metaalpoeders met nauwkeurige controle over kritieke kenmerken zoals deeltjesvorm, groottebereik en chemische zuiverheid.

Gasverstuiving

Hoogzuivere ingots worden inductief gesmolten in een inerte atmosfeer en de vloeibare metaalstroom wordt in gespecialiseerde verstuivingsvaten gegoten. Krachtige argon- of stikstofgasstralen verstuiven het metaal in fijne druppeltjes die snel stollen tot poeder.

Door de gasstroomparameters en koelsnelheden te optimaliseren, worden bolvormige deeltjes met de gewenste deeltjesgrootteverdeling verkregen. Het poeder wordt vervolgens gezeefd in verschillende grootteklassen die nodig zijn voor verschillende AM-processen.

Extra verwerking

Er kunnen verdere stappen worden ondernomen om de poedereigenschappen te verbeteren: ontgassen om het zuurstofgehalte te verlagen, gloeien om de interne spanningen als gevolg van snelle stolling te verminderen en mengen met andere poederfracties om specifieke afmetingen te verkrijgen.

De poeders worden uiteindelijk verpakt onder inerte atmosfeer om oxidatie te voorkomen voordat ze naar de klant worden verzonden. Behandelings- en opslagprotocollen voorkomen vochtabsorptie of besmetting tijdens downstream metaal AM-verwerking.

Binder Jetting vs. poederbedfusie van molybdeen en titanium

Molybdeen- en titaanlegeringen kunnen worden geprint met zowel binder jetting als poederbedfusie:

AspectBinder jettingPoederbedfusie
BouwmethodeVloeibare bindmiddelenLaser/e-beam smelten
Resolutie~100 μm~50 μm
PorositeitHoger, vereist infiltratieLager, dichtheid 99%+
OppervlakteafwerkingRuw, moet bewerkt wordenMatig, moet mogelijk worden afgewerkt
Mechanische eigenschappenLaag, varieert door deelHoger, meer uniform
Dimensionale nauwkeurigheid±0.3% met krimp±0,1% of beter
NabewerkingOntbinden, sinteren, HIPSteunverwijdering, warmtebehandeling
BouwgrootteIndustriële schaalKleinere kamers
TijdsvereistenDagenUren tot 1-2 dagen
EconomieLagere onderdeelkosten, hoger volumeLager volume, dure hardware

Binder jetting is geschikt voor conceptmodellen vanwege de snelheid en lage kosten. Poederbedfusie creëert high-fidelity eindproducten met superieure eigenschappen.

molybdeen titaanpoeder

Molybdeen Titanium Legeringen - Vooruitzichten

FunctieBeschrijvingVoordelenMogelijke uitdagingen
Superieure mechanische eigenschappenMolybdeen (Mo) versterkt titanium (Ti), waardoor legeringen ontstaan met een uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding, een hoge kruipweerstand (weerstand tegen vervorming onder spanning bij hoge temperaturen) en een goede vermoeiingssterkte (weerstand tegen falen onder cyclische belasting).– Ideaal voor toepassingen die lichte maar robuuste componenten vereisen, met name bij hoge temperaturen. – Maakt efficiënte ontwerpen mogelijk omdat er minder materiaal nodig is voor hetzelfde sterkteniveau in vergelijking met zwaardere alternatieven.– Toevoeging van molybdeen kan de ductiliteit van de legering (het vermogen om plastisch te vervormen) verminderen, waardoor de vervormbaarheid voor complexe vormen mogelijk wordt beperkt. – De verwerking van deze legeringen kan complex zijn en gespecialiseerde technieken vereisen, wat mogelijk van invloed is op de kosteneffectiviteit.
Verbeterde prestaties bij hoge temperaturenHet hoge smeltpunt van molybdeen zorgt ervoor dat de maximale gebruikstemperatuur van Ti-Mo-legeringen hoger ligt dan die van ongelegeerd titanium.– Maakt het mogelijk om ze te gebruiken in omgevingen met extreme hitte, zoals straalmotoren, raketcomponenten en hoogwaardige ovens. – Biedt een langere levensduur van componenten in veeleisende thermische toepassingen.– Oxidatiebestendigheid, het vermogen om te weerstaan aan de reactie met zuurstof bij hoge temperaturen, kan een zorg zijn voor sommige Ti-Mo-legeringen. Er wordt onderzoek gedaan om hun oxidatiegedrag te verbeteren door middel van legeringstoevoegingen of oppervlaktebehandelingen.
Toepassingen van elektrische geleidbaarheidBepaalde Ti-Mo-legeringen, met name die met een hoger Mo-gehalte, vertonen een goede elektrische geleidbaarheid.– Handig voor toepassingen waarbij elektrische stroomoverdracht vereist is, zoals elektroden, elektrische contacten en hoogvermogenweerstanden. – Biedt een potentieel materieel alternatief voor traditionele geleiders zoals koper in specifieke scenario's.– De elektrische geleidbaarheid van Ti-Mo-legeringen komt mogelijk niet altijd overeen met die van zuiver koper, waardoor een zorgvuldige materiaalselectie op basis van de specifieke behoeften van de toepassing vereist is. – Broos gedrag bij lage temperaturen kan hun gebruik in cryogene toepassingen beperken.
Opkomend potentieel voor additieve productieDe ontwikkeling van Ti-Mo-legeringpoeders die compatibel zijn met additieve productietechnieken zoals 3D-printen, opent nieuwe mogelijkheden voor complex componentontwerp en lichtgewicht structuren.– Maakt het mogelijk om ingewikkelde geometrieën en roosterstructuren te creëren, wat mogelijk leidt tot gewichtsvermindering en verbeterde prestaties. – Biedt een grotere ontwerpvrijheid vergeleken met traditionele productiemethoden.– Poederproductie en optimalisatie van de bedrukbaarheid voor Ti-Mo-legeringen zijn voortdurende onderzoeksgebieden. – Het garanderen van consistente materiaaleigenschappen en kwaliteitscontrole gedurende het gehele additieve fabricageproces vereist verdere ontwikkeling.
Marktgroei en -ontwikkelingDe wereldwijde markt voor Ti-Mo-legeringen zal naar verwachting een gestage groei doormaken vanwege de toenemende vraag in de lucht- en ruimtevaart-, biomedische en energiesector.– De stijgende vraag naar lichtgewicht en hoogwaardige materialen in deze industrieën stimuleert de marktuitbreiding. – Technologische vooruitgang in verwerkings- en productiemethoden kan de kosteneffectiviteit verder verbeteren en het toepassingspotentieel verbreden.– Concurrentie van gevestigde materialen zoals aluminium en hoogwaardige staalsoorten kan het marktaandeel in bepaalde sectoren beperken. – Schommelingen in de prijzen van molybdeen en titanium kunnen van invloed zijn op de totale kosten van Ti-Mo-legeringen.

Veelgestelde vragen

V: Waar wordt molybdeen voor gebruikt?

A: Met uitstekende eigenschappen bij hoge temperaturen wordt molybdeen veel gebruikt als legeringsadditie om hittebestendig staal en superlegeringen te versterken die worden gebruikt in de ruimtevaart, energieopwekking, ovenbouw, raketonderdelen en andere veeleisende toepassingen.

V: Is molybdeen giftig?

A: Elementair molybdeen en molybdeenlegeringen hebben over het algemeen een lage toxiciteit en zijn veilig voor technisch gebruik. Sommige molybdeenverbindingen kunnen echter bij langdurige inademing potentiële kankerverwekkende effecten hebben, waardoor het gebruik van beschermende uitrusting tijdens het werken met en het machinaal bewerken van molybdeen gerechtvaardigd is.

V: Is titanium duur?

A: Titaanlegeringen hebben hogere grondstofkosten dan staal en aluminiumlegeringen. Echter, met een buy-to-fly ratio die de 1 benadert voor AM-fabricage, kunnen de kosten van afgewerkte titanium onderdelen voordelig zijn voor industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart die bereid zijn om nieuwe technologieën en ontwerpen toe te passen.

V: Waarom is titanium ideaal voor implantaten?

A: De biocompatibiliteit van titaanlegeringen in combinatie met hun hoge sterkte-gewichtsverhouding maakt ze ideaal voor het vervangen van menselijk bot. De elasticiteitsmodulus kan dichter bij die van bot worden gebracht door legeringen met biocompatibele bètastabilisatoren zoals Nb en Ta voor een langere levensduur van lastdragende implantaten.

V: Welk 3D printproces wordt gebruikt voor molybdeen en titanium?

A: Voor hoogwaardige onderdelen voor eindgebruik worden voornamelijk poederbedfusietechnieken zoals selectief lasersmelten (SLM) en elektronenbundelsmelten (EBM) gebruikt. Door de hittebron op hoge temperatuur wordt een bijna volledige dichtheid bereikt met superieure eigenschappen die geschikt zijn voor technische toepassingen.

V: Waarom molybdeen mengen met titaniumpoeder?

A: Molybdeen verbetert de hardheid bij hoge temperaturen, kruipweerstand en gereedschapsstaalachtige eigenschappen, terwijl titanium bijdraagt aan een uitstekende corrosiebestendigheid en een lage dichtheid. Samen vormen op maat gemaakte legeringen, gemaakt door hun poeders direct te mengen met behulp van AM, de ideale combinatie voor geavanceerde toepassingen.

ken meer 3D-printprocessen

Delen op

Facebook
Twitteren
LinkedIn
WhatsAppen
E-mail

MET3DP Technology Co, LTD is een toonaangevende leverancier van additieve productieoplossingen met hoofdkantoor in Qingdao, China. Ons bedrijf is gespecialiseerd in 3D printapparatuur en hoogwaardige metaalpoeders voor industriële toepassingen.

Onderzoek om de beste prijs en een op maat gemaakte oplossing voor uw bedrijf te krijgen!

gerelateerde artikelen

Koop Metal3DP's
Productbrochure

Ontvang de nieuwste producten en prijslijst