Proszki stopów tytanu: Skład, produkcja i zastosowania

Spis treści

Proszki ze stopów tytanu zawierają tytan jako główny pierwiastek w połączeniu z innymi metalami, takimi jak aluminium, wanad lub żelazo. Skład stopu zapewnia ulepszone właściwości do zastosowań w przemyśle lotniczym, urządzeniach medycznych i nie tylko.

Rodzaje proszków ze stopów tytanu

Popularne formuły stopów tytanu w postaci proszku:

StopTi ContentInne elementyKluczowe właściwości
Ti-6Al-4V90%6% Al, 4% VWysoka wytrzymałość, niska gęstość
Ti-6Al-7Nb90%6% Al, 7% NbBiokompatybilność, odporność na korozję
Ti-10V-2Fe-3Al82%10% V, 2% Fe, 3% AlOdporność na ciepło, hartowana
Ti-3Al-2.5V93%3% Al, 2,5% VWytrzymałość w podwyższonej temperaturze
  • Stop tytanu z aluminium, wanadem, żelazem i niobem równoważy twardość, wytrzymałość i gęstość.
  • Określone elementy dostrajają właściwości mechaniczne, fizyczne i biologiczne do docelowych zastosowań
  • Mieszanki optymalizują zachowanie w wysokich temperaturach, odporność na zużycie, spawalność itp.
  • Aluminium stabilizuje strukturę krystaliczną tytanu, zwiększając obrabialność; wanad zwiększa wytrzymałość

W ten sposób dostosowane kombinacje metali w stopach tytanu osiągają właściwości funkcjonalne specyficzne dla danego zastosowania.

proszek ze stopu tytanu
APARAT CYFROWY OLYMPUS

Produkcja proszku ze stopu tytanu

Popularne techniki produkcji proszków ze stopów tytanu:

MetodaProcesOpisWłaściwości cząsteczek
Atomizacja gazuStopiony strumień uderza w strumienie gazuSzybkie chłodzenie tworzy kuliste cząstkiDoskonała płynność
Atomizacja plazmowaWyższa temperatura plazmy topi stopyProdukcja bardzo drobnego proszku sferycznegoRozmiary submikronowe
Wodorek-wodnikRozdrabnianie w fazie wodorkowejNieregularne kruche cząstki z wodorkówUmiarkowany przepływ
Stopy mechaniczneSpawane odkształcenie cząstek proszkuStruktura kompozytowa o drobnym uziarnieniuSłaby przepływ
  • Atomizacja gazowa i plazmowa generuje drobne, sferyczne proszki stopowe odpowiednie do produkcji addytywnej
  • Metoda wodorkowo-wodorkowa kruszy kruchą fazę wodorkową na małe cząstki
  • Stopowanie mechaniczne łączy mniejsze cząstki w agregaty kompozytowe poprzez deformację

Tak więc różne techniki pozwalają na dostosowanie rozmiarów cząstek stopu tytanu, kształtów i wewnętrznych mikrostruktur.

Zastosowania Proszek ze stopu tytanu

Proszki ze stopów tytanu zapewniają wysoką wydajność części w różnych sektorach:

SektorZastosowanieWykorzystane właściwości
Lotnictwo i kosmonautykaŁopatki turbin, części płatowcaWysoka wytrzymałość właściwa
PrzemysłowySprzęt do przetwarzania żywnościOdporność na korozję
MotoryzacjaPręty łączące, zaworyOdporność na ciepło
BiomedyczneImplanty, protetykaBiokompatybilność
ObronaMateriały pancerzaOchrona balistyczna
Produkcja addytywnaCzęści drukowane w 3DMożliwość drukowania
  • Lekka wytrzymałość pozwala na oszczędność paliwa w samolotach i pojazdach z tytanowymi komponentami
  • Bio-neutralne implanty ze stopu tytanu unikają odrzucenia przez ludzkie ciało
  • Odporność na korozję pasuje do agresywnych chemikaliów w zakładach przemysłowych
  • Dostosowanie stopu tworzy gatunki tytanu klienta dla każdego zastosowania

Tak dostosowane proszki stopów tytanu umożliwiają zaawansowaną produkcję w różnych wymagających branżach.

Specyfikacja proszku ze stopu tytanu

Kluczowe wskaźniki jakości proszku stopu tytanu:

ParametrTypowe wartościMetoda testowania
Skład stopuProcent wagowy pierwiastkaSpektroskopia ICP
Rozkład wielkości cząstekZasięg i średnia wielkośćDyfrakcja laserowa
Gęstość pozornaDo 85% rzeczywistej gęstościWolumetr Scott
Gęstość kranuDo 95% rzeczywistej gęstościMierzone przez stuknięcie
Kształt cząsteczkiSferyczność, gładkośćObrazowanie SEM
Natężenie przepływu proszkuKąt usypu, przepływomierz HallaStandardowe lejki/pojemniki testowe
  • Kontrole składu potwierdzają procentową zawartość tytanu, aluminium, wanadu itp.
  • Rozkład wielkości cząstek zapewnia przydatność do zamierzonego procesu produkcyjnego
  • Gęstość wskazuje wydajność upakowania i porowatość
  • Kształt cząstek wpływa na wydajność aplikacji i obsługę proszku
  • Natężenia przepływu kwalifikujące do automatycznego transportu i dozowania

Tak więc te wskaźniki pomagają zapewnić, że zakupiony proszek ze stopu tytanu spełnia wymagania aplikacji.

Porównanie rodzajów proszków ze stopów tytanu

Jak wypadają niektóre stopy tytanu?

StopTi-6Al-4VTi-6Al-7NbTi-10V-2Fe-3Al
Gęstość4,43 g/cm34,52 g/cm34,38 g/cm3
Wytrzymałość na rozciąganie128 ksi126 ksi115 ksi
Moduł Younga16 msi10 msi15 msi
Maksymalna temperatura pracy700°F750°F800°F
BiokompatybilnośćUmiarkowanyDoskonałySłaby
KosztNiskiWysokiUmiarkowany
  • Ti-6Al-4V to stop tytanu łączący w sobie wydajność i koszty.
  • Stopy Nb i Ta oferują doskonałą biokompatybilność w zastosowaniach medycznych
  • Wyższa zawartość wanadu i Fe zapewnia stabilność w podwyższonych temperaturach
  • Stopy zawierające aluminium mają wyższy stosunek wytrzymałości do masy

Tak więc każda formuła stopu tytanu ma określone korzystne właściwości dla docelowych zastosowań.

Dostawcy proszku ze stopu tytanu

Wiodący światowi producenci proszków ze stopów tytanu:

FirmaLokalizacja centraliDostępne stopnieZdolność produkcyjna
ATI Powder MetalsUSATi-6Al-4V, stopy niestandardowe5 000 ton metrycznych rocznie
TeknaKanadaTi-6Al-4V i inneNie opublikowano
Grupa HoganasSzwecjaTi-6Al-4V3 000 ton metrycznych rocznie
TLS TechnikNiemcyTiAl, TiAlNb, proszki TiNie opublikowano
CNPC POWDERChinyTi-6Al-4V, TiAl10 000 ton metrycznych rocznie
  • Amerykańska firma ATI Powder Metals jest wiodącym producentem proszków ze stopów tytanu na świecie
  • Szwedzka Grupa Hoganas również prowadzi znaczącą produkcję proszku tytanowego
  • Chiny goszczą kilku dużych producentów proszków ze stopów tytanu poszukujących globalnego eksportu
  • Mniejsi gracze również uczestniczą w rozwijającym się przemyśle proszku tytanowego

Tak więc moce produkcyjne nadal rosną, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na stopy tytanu.

Proszek ze stopu tytanu Wycena

Orientacyjne ceny proszku ze stopu tytanu:

StopCena za kgZakres wielkości cząstek
Ti-6Al-4V$50 – $15015 do 120 mikronów
Ti-6Al-7Nb$250 – $5005 do 45 mikronów
Ti-10V-2Fe-3Al$75 – $20015 do 63 mikronów
Ti-3Al-2.5V$100 – $15045 do 150 mikronów
  • Ceny zależą w dużej mierze od wielkości zakupu i rozkładu wielkości cząstek.
  • Specjalistyczne stopy i szlachetne gatunki medyczne osiągają wyższe ceny
  • Ti-6Al-4V jest najbardziej ekonomicznie produkowany na skalę przemysłową
  • Kontrakty powyżej 5-10 ton otrzymują obniżone stawki

Tak więc proszek ze stopu tytanu pozostaje stosunkowo drogi, ograniczając zastosowania głównie do sektora lotniczego i obronnego.

proszek ze stopu tytanu

Najczęściej zadawane pytania dotyczące proszków ze stopów tytanu

PytanieOdpowiedź
Jakie kolory mogą mieć stopy tytanu?Najczęściej stosowana jest naturalna szarość. Stosowana jest również koloryzująca obróbka powierzchni.
Czy proszki wymagają specjalnej obsługi?Zaleca się stosowanie gazu obojętnego, aby zapobiec utlenianiu podczas obsługi.
Czy w przypadku tych proszków możliwe jest natryskiwanie na zimno?Tak, deformacja cząstek umożliwia uzyskanie powłok o wysokiej przyczepności.
Czy stopy tytanu są niemagnetyczne?Tak, wszystkie gatunki mają bardzo niską przenikalność magnetyczną.
Czy proszki te mogą być bezpiecznie transportowane drogą lotniczą?Tak, brak ograniczeń transportowych z wyjątkiem bardzo drobnych proszków reaktywnych.

Tak więc proszki ze stopów tytanu dobrze nadają się do większości operacji związanych z obróbką, przetwarzaniem i powlekaniem proszków metali.

Wnioski

Podsumowując, proszek ze stopu tytanu zapewnia elastyczność projektowania w celu zrównoważenia gęstości, wytrzymałości, modułu i biokompatybilności dla zaawansowanych wymagań inżynieryjnych w różnych branżach. Techniki produkcji nadają dostosowaną charakterystykę cząstek. Formuła stopu umożliwia niestandardowe dostrajanie właściwości. Pomimo stosunkowo wysokich cen powyżej $50/kg, proszek ze stopu tytanu zapewnia większą wydajność w zastosowaniach obronnych, medycznych, lotniczych i motoryzacyjnych, w których wydajność komponentów jest ważniejsza niż względy kosztowe.

poznaj więcej procesów druku 3D

Udostępnij

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail

MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.

Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!

Powiązane artykuły

Pobierz Metal3DP
Broszura produktu

Pobierz najnowsze produkty i cennik