Metaliczny proszek tytanu

Przegląd

Metaliczny proszek tytanu to drobnoziarnista forma tytanu metalicznego wykorzystywana w różnych zastosowaniach produkcyjnych. Oferuje doskonały stosunek wytrzymałości do wagi, odporność na korozję i biokompatybilność, dzięki czemu nadaje się do stosowania w komponentach lotniczych, implantach medycznych, sprzęcie sportowym, częściach samochodowych i nie tylko.

Proszek tytanowy może być wytwarzany różnymi metodami, w tym poprzez atomizację stopionego tytanu, elektrolizę związków tytanu i bezpośrednią redukcję rud tytanu. Właściwości i wydajność proszku zależą od techniki produkcji, a także od obróbki końcowej. Krytyczne cechy, które określają jakość i użyteczność proszku tytanowego, obejmują rozkład wielkości cząstek, morfologię, płynność proszku, gęstość pozorną i poziomy zanieczyszczeń.

Rodzaje Metaliczny proszek tytanu

Rozpylony proszek tytanu ma kulistą morfologię z dobrą charakterystyką płynięcia i upakowania. Nadaje się do wymagających zastosowań w produkcji addytywnej i formowaniu wtryskowym metali.

Proszek wodorkowo-wodorkowy ma niższą gęstość i słaby przepływ w porównaniu do rozpylonego proszku. Jest on używany głównie do formowania wtryskowego metali ze względu na niższy koszt.

Proces elektrody rotacyjnej w proszku ma unikalne dendrytyczne cząstki zapewniające wysoką gęstość spieku. Jest stosowany w metodach produkcji addytywnej, takich jak topienie wiązką elektronów.

Skład proszku tytanowo-metalowego

Metaliczne proszki tytanu są ogólnie podzielone na cztery klasy w oparciu o zawartość tlenu i żelaza zgodnie z normami ASTM:

Główne pierwiastki stopowe w proszku tytanowym obejmują:

• Aluminium (Al) - poprawia wytrzymałość i odporność na obróbkę cieplną
• Wanad (V) - zwiększa wytrzymałość i plastyczność
• Cyna (Sn) - poprawia odporność na pełzanie
• Cyrkon (Zr) - uszlachetnia ziarna

Pierwiastki śladowe, takie jak azot, węgiel, wodór i żelazo, również mają znaczący wpływ na właściwości mechaniczne. Ścisła kontrola składu chemicznego jest niezbędna do osiągnięcia optymalnej wydajności.

Właściwości proszku tytanowo-metalowego

Właściwości gotowych elementów tytanowych zależą od charakterystyki proszku, a także od sposobu produkcji części. Duży wpływ ma porowatość, wykończenie powierzchni, obróbka cieplna itp.

Kluczowe zalety tytanu metalicznego obejmują wysoką wytrzymałość właściwą, odporność na korozję, trwałość zmęczeniową i biokompatybilność. Ograniczenia obejmują wysoką reaktywność w podwyższonych temperaturach, wymagającą atmosfery obojętnej do przenoszenia i przetwarzania proszku. Stopy tytanu mogą być również trudniejsze w obróbce w porównaniu do innych metali ze względu na niską przewodność cieplną powodującą miejscowe nagrzewanie podczas obróbki.

Zastosowania Metaliczny proszek tytanu

Drobne proszki o wielkości poniżej 100 mikronów są preferowane do produkcji addytywnej w celu uzyskania dobrej rozdzielczości i właściwości mechanicznych. W przypadku zastosowań prasowanych i spiekanych, kulista morfologia zapewnia optymalną gęstość, podczas gdy nieregularne cząstki są preferowane w przypadku surowców do formowania wtryskowego metali.

Specyfikacje dla tytanu w proszku

Normy ASTM dla różnych gatunków proszku tytanowego:

Inne specyfikacje proszku tytanowego:

Dostawcy Metaliczny proszek tytanu

Orientacyjne ceny tytanu w proszku:

Rabaty hurtowe mogą być dostępne dla dużych zamówień powyżej 100 kg. Rzeczywiste ceny różnią się w zależności od ilości, wymagań jakościowych, czasu realizacji itp.

Porównanie metod produkcji proszku tytanowego

Żadna pojedyncza metoda produkcji nie zapewnia najlepszej równowagi pomiędzy jakością i ekonomią. Większość producentów specjalizuje się w jednej technologii i oferuje różne gatunki przeznaczone do różnych zastosowań. Jakość i powtarzalność proszku ma krytyczne znaczenie dla wymagających zastosowań, podczas gdy koszt jest większym czynnikiem napędzającym produkty o dużej objętości.

Najczęściej zadawane pytania

P: Jaka jest różnica między proszkiem tytanowym klasy 1, 2, 3 i 4?

O: Gatunki różnią się w zależności od dopuszczalnej zawartości tlenu i żelaza. Klasa 1 ma najniższe poziomy tlenu, podczas gdy klasa 4 dopuszcza wyższe poziomy zanieczyszczeń. Niższe klasy zapewniają doskonałe właściwości mechaniczne, podczas gdy wyższe klasy obniżają koszty.

P: Jakiej wielkości cząstek proszku tytanowego potrzebuję do produkcji addytywnej?

O: W przypadku większości procesów AM optymalny zakres wielkości cząstek wynosi od 10 do 45 mikronów. Drobniejsze proszki poniżej 100 mikronów zapewniają dobrą rozdzielczość i właściwości mechaniczne. Jednak bardzo drobne cząstki poniżej 10 μm mogą być trudne do równomiernego rozprowadzenia podczas nakładania warstw. Są one również bardziej podatne na aglomerację.

P: Czy proszek tytanowy jest niebezpieczny?

O: Proszek tytanowy może się zapalić i spowodować zagrożenie wybuchem w określonych warunkach. Drobne proszki tytanu, zwłaszcza proszki wodorkowe, są wysoce łatwopalne. Postępowanie z proszkiem tytanowym wymaga środowiska gazu obojętnego z użyciem argonu lub azotu. Pojemniki do przechowywania powinny być odpowiednio uziemione. Podczas pracy z proszkami tytanu pracownicy muszą podjąć środki ostrożności zapobiegające wdychaniu pyłu i kontaktowi ze skórą.

P: Jak produkowany jest proszek tytanowy?

O: Cztery główne metody produkcji to:

1. Atomizacja gazowa: Strumień stopionego tytanu jest rozbijany na kropelki, które zestalają się w proszek.
2. Atomizacja plazmowa: Niezwykle wysoka temperatura plazmy szybko topi i zestala tytan.
3. Proces HDH: Złom tytanu jest przetwarzany z wykorzystaniem cykli absorpcji i desorpcji wodoru
4. Elektroda obrotowa: Anodowe rozpuszczanie prętów tytanowych tworzy proszek w wyniku reakcji elektrolitycznych.

W wyniku każdego procesu powstaje proszek o różnych właściwościach, nadający się do różnych zastosowań.

P: Jaka jest cena proszku tytanowego?

Proszek tytanu może wahać się od $40 do $500 za kg w zależności od gatunku, jakości, wielkości zamówienia itp. Sferyczny proszek klasy 1 i 2 ma umiarkowaną cenę około $100/kg dla małych ilości. Stopy specjalne stosowane w przemyśle lotniczym mogą kosztować do $500/kg. Proszek wodorkowy i proszek wyższej klasy 4 to tańsze opcje zbliżone do $50/kg dla nabywców przemysłowych.

poznaj więcej procesów druku 3D