Proszek TiAl3 do druku 3D

Proszek TiAl3 jest związkiem międzymetalicznym składającym się z tytanu i aluminium. Jest lekki, odporny na utlenianie i wytrzymuje wysokie temperatury. Dzięki temu nadaje się do stosowania w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, energetycznym i innych zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności.

Niektóre kluczowe właściwości i cechy proszku TiAl3:

Właściwości i charakterystyka proszku TiAl3

Proszek TiAl3 może być wytwarzany za pomocą różnych metod, w tym atomizacji gazowej, plazmowego procesu elektrody rotacyjnej (PREP) i mechanicznego stopowania. Rozmiar proszku, morfologia, skład, mikrostruktura i inne właściwości zależą od metody produkcji.

Zawartość tytanu mieści się zazwyczaj w zakresie 55-65 mas%, a pozostałą część stanowi aluminium. Niewielkie ilości chromu, niobu, węgla lub tlenu mogą być obecne maksymalnie do 1%. Stosunek Ti:Al można dostosować w celu optymalizacji właściwości.

Właściwości proszku TiAl3

Kluczowe właściwości obejmują niską gęstość w porównaniu do stopów tytanu, wysoką temperaturę topnienia, umiarkowaną przewodność cieplną oraz zachowanie wytrzymałości i sztywności w wysokich temperaturach.

Charakterystyka proszku TiAl3

Proszek TiAl3 ma kulistą morfologię z gładką powierzchnią, dobrą płynnością i właściwościami upakowania. Ma niską zawartość tlenu i azotu, aby uniknąć kruchości.

Zastosowania proszku TiAl3

Niektóre z głównych zastosowań wykorzystujących właściwości TiAl3 obejmują:

Zastosowania proszku TiAl3 w produkcji addytywnej

• Proszek TiAl3 jest wykorzystywany w procesach syntezy w złożu proszkowym, takich jak selektywne topienie laserowe (SLM) i topienie wiązką elektronów (EBM) do produkcji złożonych komponentów z glinku tytanu dla przemysłu lotniczego i motoryzacyjnego.
• Ma niższą reaktywność i łatwiejsze drukowanie w porównaniu do Ti6Al4V w złożu proszkowym AM. Części TiAl3 mają drobną mikrostrukturę i właściwości mechaniczne porównywalne do stopów odlewanych i kutych.
• Technologia AM z TiAl3 umożliwia projektowanie lżejszych konstrukcji, zmniejszenie liczby części i konsolidację zespołów łopatek turbin, kół turbosprężarek, elementów układu wydechowego itp.

Zastosowania proszku TiAl3 w natryskiwaniu cieplnym

• Powłoki natryskiwane cieplnie z proszku TiAl3 zapewniają odporność na utlenianie i korozję w wysokich temperaturach na łopatkach turbin, łopatkach, pojemnikach do spalania itp.
• Ma lepszą odporność na temperaturę niż stopy niklu i powłoki tytanowe. Powłoki TiAl3 mogą pracować w temperaturze 700-900°C.
• Powłoki nakładane są metodą natrysku plazmowego, tlenowo-paliwowego o wysokiej prędkości (HVOF) lub natrysku na ciepło. Typowa grubość powłoki wynosi 150-500 mikronów.

Zastosowania proszku TiAl3 w napawaniu laserowym

• Proszek TiAl3 może być platerowany laserowo na podłożach ze stopów tytanu lub niklu w celu utworzenia ochronnej warstwy stopu na powierzchni.
• Warstwa platerowana zapewnia lepszą wytrzymałość w wysokich temperaturach, odporność na utlenianie i odporność na zużycie.
• Napawanie laserowe jest stosowane w silnikach odrzutowych i elementach turbin lądowych narażonych na korozję w wysokiej temperaturze.

Specyfikacja proszku TiAl3

Proszek TiAl3 jest dostępny w kilku standardowych gatunkach, które są zgodne ze specyfikacjami takimi jak:

Kompozycje proszkowe TiAl3

Typowe kompozycje oparte są na zawartości tytanu, takiej jak Ti-45Al, Ti-55Al lub Ti-62Al, reprezentującej procent wagowy tytanu. Niewielkie ilości chromu lub niobu mogą być obecne.

Rozkład wielkości cząstek proszku TiAl3

Typowe rozkłady wielkości dla procesów AM koncentrują się wokół 22-45 μm z minimalnymi drobinami poniżej 22 μm. Większe rozmiary do 150 μm są używane do natryskiwania cieplnego.

Standardy dla proszku TiAl3

• ASTM B821 - Norma dotycząca przygotowania proszków stopów ogniotrwałych i materiałów zwartych za pomocą technik plazmowych
• AMS 4982 - Materiały eksploatacyjne w proszku, glinki tytanu, rozpylane plazmowo
• AMS 7008 - Proszek ze stopu glinku tytanu do powłok natryskiwanych cieplnie

Produkcja proszków, pobieranie próbek, testowanie i akceptacja są zgodne z normami przemysłowymi dla stopów ogniotrwałych i glinków tytanu.

Proszek TiAl3 ma pewne zalety i wady w porównaniu z innymi powszechnie stosowanymi proszkami:

Porównanie proszku TiAl3 z innymi proszkami

• TiAl3 ma wyższą wytrzymałość niż stopy tytanu takie jak Ti6Al4V w temperaturach powyżej 600°C.
• Oferuje lepszą odporność na utlenianie w porównaniu do stopów tytanu i aluminium
• Droższe niż stopy tytanu ze względu na wysoką zawartość aluminium
• Nie tak łatwe w obróbce i formowaniu jak stopy tytanu w temperaturze pokojowej
• Najlepiej nadaje się do zastosowań konstrukcyjnych w wysokich temperaturach

Dzięki zrozumieniu, gdzie TiAl3 osiąga lepsze lub gorsze wyniki w porównaniu z innymi stopami, można zidentyfikować idealne zastosowania, aby wykorzystać jego zalety.

Dostawcy proszku TiAl3

Proszek TiAl3 jest dostępny na rynku od wielu dostawców na całym świecie. Niektórzy z głównych producentów to:

Producenci proszków TiAl3

Ceny proszku TiAl3

Ceny zależą od wielkości zakupu, poziomu czystości, rozkładu wielkości cząstek i morfologii. Możliwe są również niestandardowe kompozycje stopów, ale są one droższe.

Najczęściej zadawane pytania

P: Jakich metod można użyć do produkcji proszku TiAl3?

O: Główne metody produkcji to atomizacja gazowa, proces plazmowej elektrody rotacyjnej i stopowanie mechaniczne. Każda z tych metod skutkuje innymi właściwościami proszku, dostosowanymi do różnych zastosowań.

P: Czy TiAl3 jest kompatybilny ze stopami tytanu?

TiAl3 ma bardzo ograniczoną rozpuszczalność w stopach tytanu, takich jak Ti6Al4V. Nie zaleca się mieszania proszku TiAl3 z proszkami stopów tytanu ze względu na tworzenie się kruchych faz międzymetalicznych.

P: Jakie pierwiastki stopowe można dodać do TiAl3?

O: Pierwiastki takie jak Nb, Cr, Ni, Cu zostały stopione z TiAl3 w celu modyfikacji mikrostruktury i właściwości mechanicznych. Nadmierne dodatki stopowe mogą jednak negatywnie wpływać na odporność na utlenianie.

P: Jaka jest różnica między proszkiem PREP a proszkiem TiAl3 rozpylanym gazowo?

O: Proszek PREP ma drobne kuliste cząstki idealne do produkcji dodatków, podczas gdy proszek rozpylany gazem ma nieco grubsze, bardziej opłacalne cząstki odpowiednie do prasowania i spiekania.

P: Jakie środki ostrożności należy podjąć podczas pracy z proszkiem TiAl3?

O: Proszek TiAl3 jest łatwopalny i podatny na utlenianie. Należy nosić odpowiednie środki ochrony indywidualnej, a obsługa powinna odbywać się w atmosferze obojętnej, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Narażenie na wilgoć i tlen pogarsza jakość proszku.

Wnioski

Podsumowując, TiAl3 jest ważnym wysokotemperaturowym materiałem międzymetalicznym dostępnym w postaci proszku do różnych zastosowań. Jego właściwości, takie jak niska gęstość, wytrzymałość i odporność na utlenianie w podwyższonych temperaturach, sprawiają, że jest on odpowiedni dla przemysłu lotniczego, motoryzacyjnego i energetycznego. Właściwa obsługa, przechowywanie i testowanie proszku ma kluczowe znaczenie dla uzyskania ostatecznych właściwości części. TiAl3 oferuje przewagę nad konwencjonalnymi stopami tytanu w przypadku zastosowań konstrukcyjnych w wysokich temperaturach, pomimo pewnych ograniczeń w zakresie skrawalności i plastyczności w temperaturze pokojowej. Trwające badania mają na celu dalsze ulepszanie materiału poprzez dodatki stopowe i innowacyjne techniki przetwarzania.