CPTi Powder

Przegląd proszku CPTi

CPTi (chemicznie czysty tytan) to proszek tytanu o wysokiej czystości, wykorzystywany w różnych zastosowaniach wymagających doskonałej odporności na korozję, wysokiej wytrzymałości, niskiej wagi i biokompatybilności. Oferuje doskonałe właściwości w porównaniu do innych gatunków tytanu i proszków stopowych.

Proszek CPTi jest wytwarzany w procesie atomizacji gazowej w celu uzyskania sferycznej morfologii proszku przy minimalnym zanieczyszczeniu. Zakres wielkości cząstek wynosi zazwyczaj 15-150 mikronów. Wysoka czystość i czystość skutkują doskonałą płynnością, gęstością upakowania i spiekalnością.

Niektóre kluczowe właściwości i zalety proszku CPTi obejmują:

Właściwości i charakterystyka proszku CPTi

Właściwości	Szczegóły
Skład	99,5% minimum tytanu. Niski poziom zanieczyszczeń O, C, N, H, Fe
Gęstość	4,5 g/cc
Płynność	Doskonała dzięki sferycznej morfologii
Spiekalność	Doskonała, osiąga prawie pełną gęstość
Kształt cząsteczki	Głównie kulisty
Zakres wielkości cząstek	15-150 mikronów
Gęstość pozorna	2,7-3,2 g/cc
Czystość	Zawartość Ti do 99,995%
Zanieczyszczenia	Niska zawartość tlenu, azotu, węgla, żelaza
Kolor	Ciemnoszary z metalicznym połyskiem

Kluczowe zalety proszku CPTi

• Wysoka czystość poprawia wydajność i biokompatybilność
• Sferyczna morfologia proszku zapewnia dobry przepływ i upakowanie
• Szeroko stosowane w produkcji dodatków uszlachetniających, formowaniu wtryskowym metali
• Odporność na korozję przewyższająca stal nierdzewną w wielu środowiskach
• Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
• Nietoksyczny i antyalergiczny
• Może być stopowany w celu modyfikacji właściwości, takich jak wytrzymałość
• Opłacalność w porównaniu do kutego tytanu

Proszek CPTi jest doskonałym wyborem dla części i produktów wymagających optymalnego połączenia wytrzymałości, niskiej wagi, odporności na korozję, odporności zmęczeniowej i biokompatybilności.

Jest wykorzystywany do różnych zastosowań w przemyśle lotniczym, medycznym, motoryzacyjnym, chemicznym i konsumenckim.

Skład i stopień czystości proszku CPTi

Skład proszku CPTi zawiera co najmniej 99,5% tytanu. Poziomy zanieczyszczeń tlenem, azotem, węglem, wodorem i żelazem są dokładnie kontrolowane. Produkowane są również wyższe klasy czystości do 99,995% Ti.

Skład proszku CPTi

Element	Waga %
Tytan	99.5% min
Tlen	0.08% – 0.40%
Węgiel	0.03% – 0.08%
Azot	0.01% – 0.05%
Wodór	0.005% – 0.015%
Żelazo	0.05% – 0.25%

Te poziomy zanieczyszczeń skutkują zachowaniem wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję związanej z tytanem metalicznym. Specyficzne dodatki stopowe mogą być również wykonane w celu modyfikacji właściwości, takich jak wytrzymałość.

Proszek CPTi jest dostępny w różnych klasach czystości w zależności od wymagań:

Stopnie czystości CPTi

Klasa	Czystość	Wielkość cząstek	Zastosowania
CPTi Grade 1	99.5% min	Średni, duży	Ogólne zastosowanie
CPTi Grade 2	99.9%	Delikatny, średni	Lotnictwo i kosmonautyka, medycyna
CPTi Grade 3	99.95%	Dobrze	Medycyna, stomatologia
CPTi Grade 4	99.99%	Ultrafine	Implanty, zastosowania o wysokiej czystości

Wyższa czystość zmniejsza ryzyko toksyczności, poprawia biokompatybilność w zastosowaniach medycznych. Poprawia również wydajność w zastosowaniach wysokotemperaturowych.

Jednak wyższa czystość zwiększa koszty. Dlatego odpowiedni gatunek jest wybierany w oparciu o zrównoważony kompromis dla zamierzonego zastosowania.

CPTi Powder Właściwości fizyczne

Kluczowe właściwości fizyczne proszku CPTi, które wpływają na jego przetwarzanie i wydajność:

CPTi Powder Właściwości fizyczne

Właściwości	Wartości
Gęstość	4,5 g/cc
Temperatura topnienia	1668°C
Przewodność cieplna	21,9 W/mK
Rezystywność elektryczna	53,8 om-cm
Moduł Younga	107 GPa
Współczynnik Poissona	0.33
Twardość w skali Mohsa	6
Odporność na utlenianie	Do 590°C w powietrzu

• Gęstość jest dość niska w porównaniu z innymi metalami, co zapewnia wysoki stosunek wytrzymałości do masy.
• Temperatura topnienia jest umiarkowanie wysoka, co pozwala na stosowanie w podwyższonych temperaturach
• Przewodność cieplna jest niższa niż w przypadku innych metali, takich jak aluminium czy miedź.
• Oporność elektryczna jest stosunkowo wysoka, dzięki czemu nadaje się do produkcji odpornych na korozję elementów złącznych i łączników.
• Twardość jest podobna do innych stopów tytanu, ale niższa niż w przypadku metali o wysokiej twardości.
• Odporność na utlenianie poprawia się wraz z wyższym poziomem czystości

Właściwości te sprawiają, że CPTi nadaje się do lekkich części konstrukcyjnych wymagających wysokiej wydajności mechanicznej i odporności na korozję.

Właściwości mechaniczne proszku CPTi

Właściwości mechaniczne reprezentują wytrzymałość, twardość i obrabialność materiału. Ważne właściwości mechaniczne:

Właściwości mechaniczne proszku CPTi

Właściwości	Wartości
Wytrzymałość na rozciąganie	420 - 550 MPa
Granica plastyczności	380 - 470 MPa
Wydłużenie	15 – 30%
Twardość	200-240 HV
Wytrzymałość zmęczeniowa	200-300 MPa

• Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności są umiarkowanie wysokie, podczas gdy wydłużenie jest rozsądne
• Wytrzymałość zmęczeniowa jest doskonała w porównaniu z innymi konkurencyjnymi materiałami
• Twardość jest podobna lub nieco niższa niż stopów tytanu
• Właściwości zależą od takich czynników jak czystość, porowatość, metoda przetwarzania
• Stopowanie z pierwiastkami takimi jak Al, V, Mo może znacznie zwiększyć wytrzymałość.

Połączenie dobrej wytrzymałości, plastyczności, trwałości zmęczeniowej i twardości zapewnia zrównoważoną wydajność mechaniczną.

CPTi dorównuje lub przewyższa właściwościami stale nierdzewne przy niższej gęstości. Oferuje optymalny kompromis między wysoką wytrzymałością i umiarkowaną plastycznością.

Zastosowania proszku CPTi

Proszek CPTi jest stosowany w wielu gałęziach przemysłu ze względu na swoje doskonałe właściwości:

Zastosowania proszku CPTi

Przemysł	Przykłady zastosowań
Lotnictwo i kosmonautyka	Komponenty silnika, części płatowca, elementy złączne
Medyczny	Implanty, protetyka, narzędzia
Motoryzacja	Zawory, korbowody, sprężyny
Chemiczny	Pompy, zawory, zbiorniki, rury
Drukowanie 3D	Komponenty lotnicze i medyczne
Formowanie wtryskowe metali	Instrumenty dentystyczne, sprzęt
Odlewanie inwestycyjne	Łopatki turbin, główki kijów golfowych

Niektóre konkretne zastosowania produktu obejmują:

• Implanty ortopedyczne i dentystyczne
• Narzędzia chirurgiczne i bioimplanty
• Lekkie części silników samochodowych, takie jak korbowody
• Przewody hydrauliczne dla przemysłu lotniczego i komponenty takie jak tuleje
• Zawory, pompy, rury dla przemysłu spożywczego/chemicznego
• Koperty zegarków, biżuteria
• Artykuły sportowe, takie jak kije golfowe, ramy rowerowe
• Produkcja addytywna części lotniczych i medycznych

Nietoksyczność pozwala na stosowanie w produktach mających kontakt z żywnością, farmaceutykami i płynami biologicznymi.

Ogólnie rzecz biorąc, proszek CPTi zapewnia najlepszą równowagę właściwości dla lekkich części konstrukcyjnych w wielu branżach.

Specyfikacje proszku CPTi

Specyfikacje i normy przemysłowe są wykorzystywane do oceny jakości proszku CPTi i zapewnienia spójności działania:

Standardy CPTi dla proszków

Standard	Opis
ASTM B348	Standardowa specyfikacja proszków tytanu i stopów tytanu
ASTM F67	Standardowa specyfikacja prętów z niestopowego tytanu do implantów chirurgicznych
ISO 5832-2	Kute materiały tytanowe klasy implantologicznej

Normy te określają wymagania dotyczące:

• Skład chemiczny - procentowa zawartość tytanu i poziomy zanieczyszczeń
• Właściwości fizyczne, takie jak rozkład wielkości cząstek, szybkość przepływu, gęstość
• Właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności
• Metoda produkcji, taka jak rozpylanie argonu
• Zapewnienie jakości poprzez pobieranie próbek, testowanie i inspekcję
• Wymagania dotyczące opakowania i identyfikacji

Renomowani producenci proszków CPTi wytwarzają materiały zgodnie z normami ASTM i zapewniają certyfikaty zgodności dla krytycznych zastosowań.

Rozmiary cząstek proszku CPTi

Proszek CPTi jest produkowany w różnych rozkładach wielkości cząstek w zależności od metody aplikacji:

Rozmiary cząstek proszku CPTi

Wielkość cząstek	Typowy zakres rozmiarów	Zastosowania
Dobrze	1-25 mikronów	Odlewanie inwestycyjne, MIM
Średni	25-45 mikronów	Tłoczenie i spiekanie, HIP
Gruboziarnisty	45-150 mikronów	Natryskiwanie cieplne i na zimno

• Drobny proszek zapewnia wysoką gęstość spieku i wykończenie powierzchni
• Gruboziarnisty proszek ma lepszą płynność i jest używany do natryskiwania termicznego
• Średni zakres rozmiarów oferuje równowagę odpowiednią do prasowania i spiekania
• Rozkład wielkości jest optymalizowany w oparciu o wymagane właściwości końcowej części
• Sferyczna morfologia jest zachowana we wszystkich zakresach wielkości

Kontrolowanie rozkładu wielkości i morfologii cząstek ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia wysokiej gęstości upakowania proszku i jakości spiekanych części.

Gęstość pozorna proszku CPTi

Gęstość pozorna lub gęstość kranowa wskazuje gęstość upakowania proszku:

Gęstość pozorna proszku CPTi

Gęstość pozorna	Charakterystyka
2,7 - 3,0 g/cc	Niestopowy proszek CPTi
3,0 - 3,2 g/cc	Stopiony proszek CPTi
Do 50% rzeczywistej gęstości	Ze względu na puste przestrzenie między cząsteczkami

• Wyższa gęstość pozorna poprawia przepływ i ściśliwość proszku
• Pierwiastki stopowe, takie jak Al, V, zwiększają gęstość cząstek
• Wartości do 60% są możliwe przy zoptymalizowanym proszku
• Wysoka gęstość pozorna skraca czas cyklu prasowania i poprawia jakość części

Maksymalizacja gęstości pozornej umożliwia wydajne prasowanie i spiekanie proszku do pełnej gęstości. Poprawia to wydajność produkcji.

Metody produkcji proszku CPTi

Proszek CPTi jest produkowany komercyjnie w procesie atomizacji gazowej przy użyciu prętów Ti o wysokiej czystości:

Produkcja proszku CPTi

Metoda	Szczegóły
Atomizacja gazu	Gaz argonowy pod wysokim ciśnieniem rozbija strumień stopionego Ti na drobne kropelki, które zestalają się w kulisty proszek
Topienie łukiem próżniowym	Wsad Ti o wysokiej czystości jest rafinowany w celu redukcji zanieczyszczeń gazowych, takich jak O, N, H
Wielokrotne topienie	Zapewnia jednorodność chemiczną surowca
Przesiewanie	Klasyfikuje proszek do różnych rozkładów wielkości cząstek
Mieszanie	Proszki o różnych rozmiarach cząstek są mieszane w zoptymalizowanych proporcjach

• Atomizacja gazowa umożliwia produkcję sferycznego proszku CPTi na dużą skalę
• Wielostopniowa produkcja proszku o wysokiej czystości, kontrolowanym rozmiarze i morfologii
• Gaz argonowy zapobiega zanieczyszczeniu podczas atomizacji
• Przetwarzanie końcowe zapewnia klientom niestandardowe gatunki proszku

Wysoce zautomatyzowany sprzęt umożliwia wydajną produkcję proszku CPTi przy ścisłej kontroli wszystkich atrybutów, takich jak czystość, rozkład wielkości cząstek, morfologia i gęstość pozorna.

Ceny proszków CPTi

Ceny proszku CPTi zależą od różnych czynników:

Ceny proszków CPTi

Czynnik	Wpływ
Czystość	Wzrost cen za wyższą czystość
Wielkość cząstek	Najdrobniejszy proszek jest droższy
Ilość	Obniżona cena dla zamówień hurtowych
Metoda produkcji	Wielokrotne przetapianie zwiększa koszty
Opakowanie	Butle wypełnione argonem kosztują więcej
Testowanie/certyfikacja	Dodatkowy koszt bardziej rygorystycznych testów
Czas realizacji	Szybsza dostawa zwiększa cenę

Orientacyjna cena proszku o średniej wielkości cząstek:

• CPTi Grade 1: $50-$100 na kg
• CPTi Grade 2: $100-$150 na kg
• CPTi Grade 3: $150-$300 na kg
• CPTi Grade 4: $300+ za kg

Obniżone ceny są typowe dla zamówień hurtowych przekraczających kilkaset kilogramów.

Dostawcy proszku CPTi

Popularni dostawcy proszku CPTi to:

Dostawcy proszku CPTi

Firma	Lokalizacja
Zaawansowane proszki i powłoki	USA
Atlantic Equipment Engineers	USA
Reading Alloys, Inc.	USA
TLS Technik GmbH & Co.	Niemcy
AP&C	Kanada
Xi'an Saite Metal Materials	Chiny

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze dostawcy:

• Opcje klasy proszkowej
• średnie zakresy wielkości cząstek
• zdolność produkcyjna
• Morfologia i konsystencja proszku
• opcje pakowania
• czas realizacji i dostawa
• wycena
• zgodność z normami ASTM
• procesy kontroli i testowania
• zapewnienie i kontrola jakości

Obsługa i bezpieczeństwo proszków CPTi

Należy przestrzegać zasad bezpiecznego obchodzenia się z proszkiem:

Obsługa proszków CPTi

Zalecenie	Powód
Unikać wdychania	Ze względu na mały rozmiar cząstek
Używanie masek ochronnych	Zapobieganie połknięciu przez nos/usta
Obsługa w wentylowanych pomieszczeniach	Ograniczenie cyrkulacji proszku w powietrzu
Używanie kombinezonów ochronnych podczas dużych operacji	Minimalizacja kontaktu ze skórą
Upewnij się, że w pobliżu nie ma źródeł zapłonu	Proszek może zapalić się w atmosferze tlenu
Postępuj zgodnie z protokołami antystatycznymi	Zapobieganie przypadkowemu pożarowi spowodowanemu gromadzeniem się ładunków elektrostatycznych
Używaj narzędzi nieiskrzących	Unika możliwości zapłonu podczas obsługi
Przechowywać zamknięte pojemniki w chłodnym, suchym miejscu	Zapobiega gromadzeniu się wilgoci i reaktywności

Chociaż proszek CPTi jest stosunkowo obojętny w porównaniu z reaktywnymi proszkami metali, konieczne jest przestrzeganie środków ostrożności w celu zmniejszenia ryzyka związanego z bezpieczeństwem i pożarem.

Kontrola i testowanie proszków CPTi

Testy jakości zapewniają, że proszek CPTi spełnia wymagane specyfikacje materiałowe:

Testowanie proszków CPTi

Test	Szczegóły
Analiza chemiczna	Spektroskopia ICP weryfikuje skład pierwiastkowy
Rozkład wielkości cząstek	Analiza sitowa określa rozkład wielkości
Gęstość pozorna	Pomiar zgodnie z normą ASTM B212
Morfologia proszku	Skaningowa mikroskopia elektronowa weryfikuje sferyczny kształt
Natężenie przepływu	Czas przepływu ustalonej ilości proszku przez określoną dyszę
Gęstość kranu	Gęstość zmierzona po mechanicznym stuknięciu próbki proszku
Ściśliwość	Monitorowanie zmian gęstości złoża proszku podczas kompresji

Rygorystyczne protokoły testowe zapewniają niezawodną i stałą wysoką wydajność proszku CPTi w krytycznych zastosowaniach.

Przechowywanie i reaktywność proszku CPTi

Proszek CPTi ma umiarkowaną reaktywność:

Przechowywanie proszku CPTi

Czynnik	Efekt
Powietrze, tlen	Umiarkowane ryzyko utleniania powyżej 500°C
Wilgotność	Niska szybkość korozji w temperaturze pokojowej
Węglowodory	Ryzyko pożaru w przypadku zanieczyszczenia proszku
Kwasy, zasady	Niska szybkość korozji w roztworach neutralnych
Rozpuszczalniki organiczne	Pewna absorpcja i odbarwienie w przypadku zanurzenia
Podwyższone temperatury	Zwiększona reaktywność z tlenem i azotem

Zalecenia:

• Przechowywać w szczelnie zamkniętych pojemnikach wypełnionych gazem obojętnym
• Temperatura poniżej 30°C
• Otwarte pojemniki tylko w suchym, kontrolowanym środowisku
• Ograniczenie kontaktu z kwasami utleniającymi i chlorowanymi węglowodorami

Przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności podczas przechowywania i obsługi, proszek CPTi wykazuje doskonałą stabilność i niską reaktywność.

Porównanie z proszkiem stopu Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V to popularny proszek ze stopu tytanu alfa-beta. Porównanie z CPTi:

CPTi vs proszek Ti-6Al-4V

Parametr	CPTi Powder	Proszek Ti-6Al-4V
Gęstość	4,5 g/cc	4,42 g/cm3
Wytrzymałość na rozciąganie	420 - 550 MPa	950 - 1050 MPa
Plastyczność	15 – 30%	10 – 18%
Wytrzymałość zmęczeniowa	200 - 300 MPa	500 - 600 MPa
Odporność na korozję	Doskonały	Umiarkowany
Odporność na utlenianie	Doskonały	Dobry
Koszt	Niski	Umiarkowany
Toksyczność	Brak	Niski
Zastosowania	Zastosowania niskotemperaturowe, protetyka	Komponenty lotnicze i kosmiczne, części samochodowe

• CPTi zapewnia lepszą ciągliwość i odporność na utlenianie
• Ti-6Al-4V jest mocniejszy i ma wyższą wytrzymałość zmęczeniową
• CPTi ma lepszą biokompatybilność i odporność na korozję
• Ti-6Al-4V zapewnia wyższy stosunek wytrzymałości do masy
• CPTi jest bardziej opłacalne, podczas gdy Ti-6Al-4V oferuje wyższą wydajność

Zalety i wady proszku CPTi

Zalety proszku CPTi:

• Doskonała odporność na korozję
• Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
• Dobra ciągliwość i odporność na pękanie
• Nietoksyczny i biokompatybilny
• Niemagnetyczny i stabilny termicznie
• Opłacalność w porównaniu do stopów tytanu
• Może być stopowany w celu poprawy właściwości
• Nadaje się do różnych zastosowań w różnych branżach

Ograniczenia proszku CPTi:

• Stosunkowo drogie w porównaniu do proszków żelaza/stalowych
• Niższa wytrzymałość niż stopów tytanu
• Umiarkowana odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze
• Wymaga atmosfery ochronnej podczas przetwarzania
• Podatność na zatarcie i zatarcie w kontakcie ślizgowym
• Trudniejsze w obróbce w porównaniu do stali i stopów aluminium

Najczęściej zadawane pytania dotyczące proszku CPTi

P: Jakie są główne zalety proszku CPTi?

Główne zalety to wysoka wytrzymałość, niska gęstość, doskonała odporność na korozję, biokompatybilność, stabilność termiczna i opłacalność.

P: Jakie są typowe zastosowania proszku CPTi?

O: Główne zastosowania to implanty ortopedyczne, implanty dentystyczne, komponenty lotnicze, części samochodowe, artykuły sportowe, biżuteria, sprzęt chemiczny i urządzenia medyczne.

P: Jakie są różnice między różnymi gatunkami proszku CPTi?

O: Wyższe klasy czystości proszku (klasa 3 i 4) są używane do implantów medycznych i zastosowań o wysokiej wydajności. Niższe klasy zapewniają odpowiednie właściwości przy niższych kosztach dla zastosowań przemysłowych.