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.
Soorten molybdeen- en titaniumpoeder
Molybdeen- en titaanpoeders zijn commercieel verkrijgbaar in verschillende soorten voor metaaladditieve productie:
| Poeder variant | Kenmerken | Typische toepassingen |
|---|---|---|
| Molybdeen | Zuivere en gelegeerde soorten | AM van moly-legeringen, katalysatoren |
| Titaan Ti-6Al-4V | Ruimtevaartlegering | Draagconstructies |
| Titaan Ti-6Al-7Nb | Biocompatibele alfa-beta legering | Medische implantaten, protheses |
| Mo-Ti elementaire mengsels | Aangepaste legeringssamenstellingen | Geavanceerde technische toepassingen |
| Mo-Ti meesterlegeringen | Voorgelegeerde mengsels | Vereenvoudigde 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
| Element | Samenstelling bereik |
|---|---|
| Molybdeen (Mo) | 99% en hoger |
| Zuurstof (O) | Maximaal 0,01% |
| Koolstof (C) | Maximaal 0,01% |
| Ijzer (Fe) | Maximaal 0,01% |
| Andere metalen | Maximaal 0,01% |
Een hoge zuiverheid is nodig voor de reproduceerbaarheid tijdens AM en downstreamverwerking. Verontreiniging kan de materiaaleigenschappen negatief beïnvloeden.
Titaan Ti-6Al-4V
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| 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 | |
|---|---|
| Dikte | 10,22 g/cm3 |
| Smeltpunt | 2610°C |
| Warmtegeleiding | 138 W/mK |
| Elektrische weerstand | 5,5 μΩ-cm |
| Uitzettingscoëfficiënt | 5,3 μm/m-°C |
| Mechanische eigenschappen | |
|---|---|
| Hardheid | ~300 HV |
| Ultieme treksterkte | 600-800 MPa |
| Opbrengststerkte (0,2% offset) | 500+ MPa |
| Verlenging | 30-50% |
| Elasticiteitsmodulus | 325 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 eigenschappen | Waarden |
|---|---|
| Dikte | 4,43 g/cm3 |
| Smeltpunt | 1604-1660°C |
| Warmtegeleiding | 7,2 W/mK |
| Elektrische weerstand | 170 μΩ-cm |
| Coëfficiënt van thermische uitzetting | 8,6 μm/m-°C |
| Mechanische eigenschappen | Zoals gebouwd | Gegloeid |
|---|---|---|
| Treksterkte | 1050 MPa | 950 MPa |
| Opbrengststerkte (0,2% offset) | 900 MPa | 850 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.
Applications of Molybdenum Titanium Powders
| Toepassingsgebied | Hefboomeffecten | Voorbeelden |
|---|---|---|
| Ruimtevaart en defensie | High strength-to-weight ratio, excellent heat resistance | – Aircraft engine components (disks, blades) <br> – Missile casings – Heat shields |
| Biomedisch | Biocompatible, good corrosion resistance, high strength | – Orthopedic implants (hip replacements, knee joints) - Tandheelkundige implantaten – Surgical instruments |
| Chemische verwerking | Corrosion resistance, good machinability | – Chemical reactors and vessels – Heat exchangers – Agitator shafts |
| Elektronica en elektronica | High electrical conductivity, good thermal stability | – Electrical contacts and connectors – High-power resistors – Electrodes for electrical discharge machining (EDM) |
| Additieve productie | Tailorable properties, complex geometries possible | – Lightweight, high-performance components for aerospace and automotive – Biocompatible implants with customized structures – Complex heat exchangers for efficient thermal management |
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
| Poederkwaliteit | Standaard |
|---|---|
| Molybdeen | ASTM B393 |
| Titaan Ti-6Al-4V | ASTM F2924 |
| Titaan Ti-6Al-7Nb | ASTM F3001 |
Typische Poeder Eigenschappen
| Attribuut | Vereisten | Testmethoden |
|---|---|---|
| Deeltjesvorm | Overwegend bolvormig | SEM-beeldvorming volgens ASTM B822 |
| Schijnbare dichtheid | 2 tot 5 g/cc | MPIF 04 of ASTM B212 |
| Stroomsnelheid | >30 sec voor Hall flow test | ASTM B213 |
| Deeltjesgrootteverdeling | D10, D50, D90 geoptimaliseerd voor AM-proces | ASTM B822 |
| Verlies bij gloeien (LOI) | Laag zuurstof/stikstofgehalte | Analyse van inertgasfusie |
| Microstructuur | Defectvrij, geen satellieten | SEM 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
| Bedrijf | Merknamen | Productie methode |
|---|---|---|
| H.C. Starck | ma | Elektrolytisch |
| Molymet | PureMo | Waterstofreductie |
| Plansee | MolyPowder | Vermindering van calcium |
| Wolfraam uit het Middenwesten | TeroMoly | Vermindering van calcium |
Titanium Poeder
| Bedrijf | Aangeboden rangen | Productie methodes |
|---|---|---|
| AP&C | Ti-6Al-4V, andere ti-legeringen | Plasma-verneveling |
| Timmerman additief | Ti-6Al-4V | Plasma-verneveling |
| Sandvik | Ti6Al4V ELI, Ti6Al4V ELI-0406 | Plasma-verneveling |
| Tekna | Ti-6Al-4V, Ti 6Al-7Nb | Plasma-verneveling |
| TLS-techniek | Ti6Al4V, Ti6Al4V ELI, Ti Kwaliteit 23 | Gas, 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
| Deeltjesgrootte | Prijsbereik |
|---|---|
| 10-45 µm | $40 - $60 per kg |
| 15-53 μm | $50 - $70 per kg |
| Aangepaste maten | > $100 per kg |
Titanium Ti-6Al-4V poeder
| Deeltjesgrootte | Prijsbereik |
|---|---|
| 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
| Functie | Molybdenum Alloys (AM) | Titanium Alloys (AM) |
|---|---|---|
| Kracht | Very high strength and creep resistance at elevated temperatures. Ideal for high-performance applications in aerospace and energy sectors. | Excellent strength-to-weight ratio. Lighter than steel but offers comparable strength, making them valuable in aerospace, automotive, and biomedical fields. |
| Gewicht | Relatively dense compared to titanium, but still lighter than many other high-performance metals. | Significantly lighter than steel, offering substantial weight reduction benefits in applications where weight is critical. |
| Corrosieweerstand | Generally good corrosion resistance, particularly in reducing environments. However, can be susceptible to oxidation at high temperatures. | Outstanding corrosion resistance in various environments, including seawater and human body fluids. A preferred material for marine applications and biomedical implants. |
| Biocompatibiliteit | Limited biocompatibility due to potential release of molybdenum ions in the body. Not ideal for most medical implants. | Excellent biocompatibility, making them well-suited for implants and prosthetics. |
| Prestaties bij hoge temperaturen | Maintains strength and creep resistance at high temperatures, enabling use in hot sections of jet engines and other extreme environments. | Can maintain good mechanical properties at elevated temperatures, but not to the same extent as molybdenum alloys. |
| Warmtegeleiding | Very good thermal conductivity, allowing for efficient heat dissipation in high-temperature applications. | Moderate thermal conductivity, lower than molybdenum but sufficient for many applications. |
| Additive Manufacturing (AM) Printability | Molybdenum powder can be challenging to process due to its high melting point and reactivity. Requires specialized AM techniques like Electron Beam Melting (EBM). | More readily printable using various AM techniques like Selective Laser Melting (SLM) and Electron Beam Melting (EBM). Powder characteristics and printability can vary depending on the specific titanium alloy. |
| Kosten | Molybdenum is a relatively abundant element, but the AM process can be expensive due to specialized equipment and handling requirements. | Titanium itself is a more expensive element than molybdenum. However, advancements in AM technology are bringing down the cost of titanium parts. |
| Oppervlakteafwerking | AM-produced molybdenum parts can have a rough surface finish, requiring additional post-processing steps. | AM titanium parts can achieve a good surface finish depending on the specific AM process and parameters used. |
| Toepassingen | – High-temperature components in jet engines and rocket engines – Heat exchangers – Molybdenum crucibles for high-temperature melting processes | – Aerospace components (aircraft parts, landing gear) – Biomedical implants (knee replacements, hip joints) – Automotive parts (connecting rods, suspension components) – Sporting goods (golf clubs, bicycle frames) |
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:
| Aspect | Binder jetting | Poederbedfusie |
|---|---|---|
| Bouwmethode | Vloeibare bindmiddelen | Laser/e-beam smelten |
| Resolutie | ~100 μm | ~50 μm |
| Porositeit | Hoger, vereist infiltratie | Lager, dichtheid 99%+ |
| Oppervlakteafwerking | Ruw, moet bewerkt worden | Matig, moet mogelijk worden afgewerkt |
| Mechanische eigenschappen | Laag, varieert door deel | Hoger, meer uniform |
| Dimensionale nauwkeurigheid | ±0.3% met krimp | ±0,1% of beter |
| Nabewerking | Ontbinden, sinteren, HIP | Steunverwijdering, warmtebehandeling |
| Bouwgrootte | Industriële schaal | Kleinere kamers |
| Tijdsvereisten | Dagen | Uren tot 1-2 dagen |
| Economie | Lagere onderdeelkosten, hoger volume | Lager volume, dure hardware |
Binder jetting is geschikt voor conceptmodellen vanwege de snelheid en lage kosten. Poederbedfusie creëert high-fidelity eindproducten met superieure eigenschappen.
Molybdeen Titanium Legeringen - Vooruitzichten
| Functie | Beschrijving | Voordelen | Potential Challenges |
|---|---|---|---|
| Superieure mechanische eigenschappen | Molybdenum (Mo) strengthens titanium (Ti), creating alloys with exceptional strength-to-weight ratio, high creep resistance (resistance to deformation under stress at high temperatures), and good fatigue strength (resistance to failure under cyclic loading). | – Ideal for applications requiring lightweight yet robust components, particularly at elevated temperatures. – Enables efficient designs due to less material needed for the same level of strength compared to heavier alternatives. | – Molybdenum addition can reduce the alloy’s ductility (ability to deform plastically), potentially limiting its formability for complex shapes. – The processing of these alloys can be complex and require specialized techniques, potentially impacting cost-effectiveness. |
| Enhanced High-Temperature Performance | Molybdenum’s high melting point elevates the maximum service temperature of Ti-Mo alloys compared to unalloyed titanium. | – Enables their use in environments with extreme heat, such as jet engines, rocket components, and high-performance furnaces. – Provides extended component lifespan in demanding thermal applications. | – Oxidation resistance, the ability to resist reacting with oxygen at high temperatures, can be a concern for some Ti-Mo alloys. Research is ongoing to improve their oxidation behavior through alloying additions or surface treatments. |
| Electrical Conductivity Applications | Certain Ti-Mo alloys, particularly those with a higher Mo content, exhibit good electrical conductivity. | – Useful for applications requiring electrical current transmission, such as electrodes, electrical contacts, and high-power resistors. – Offers a potential material alternative to traditional conductors like copper in specific scenarios. | – The electrical conductivity of Ti-Mo alloys might not always match that of pure copper, requiring careful material selection based on the specific application’s needs. – Brittle behavior at low temperatures can limit their use in cryogenic applications. |
| Emerging Additive Manufacturing Potential | The development of Ti-Mo alloy powders compatible with additive manufacturing techniques like 3D printing opens new possibilities for complex component design and lightweight structures. | – Enables creation of intricate geometries and lattice structures, potentially leading to weight reduction and improved performance. – Offers greater design freedom compared to traditional manufacturing methods. | – Powder production and printability optimization for Ti-Mo alloys are ongoing research areas. – Ensuring consistent material properties and quality control throughout the additive manufacturing process requires further development. |
| Market Growth and Development | The global market for Ti-Mo alloys is projected to experience steady growth due to increasing demand in aerospace, biomedical, and energy sectors. | – Rising demand for lightweight and high-performance materials in these industries drives market expansion. – Technological advancements in processing and production methods can further improve cost-effectiveness and broaden application potential. | – Competition from established materials like aluminum and high-performance steels can limit market share in certain sectors. – Fluctuations in the prices of molybdenum and titanium can impact the overall cost of Ti-Mo alloys. |
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.
Delen op
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
Over Met3DP
Recente update
Ons product
NEEM CONTACT MET ONS OP
Nog vragen? Stuur ons nu een bericht! Na ontvangst van uw bericht behandelen wij uw verzoek met een heel team.
Metaalpoeders voor 3D printen en additieve productie
BEDRIJF
PRODUCT
contact informatie
- Qingdao-stad, Shandong, China
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731