Proszki tytanowe: produkcja, charakterystyka,

Spis treści

Przegląd

Titanium powder is a versatile metallic material valued for its unique combination of high strength, low density, corrosion resistance, and biocompatibility. As a powder, titanium facilitates advanced manufacturing techniques like metal injection molding (MIM), additive manufacturing (AM), hot isostatic pressing (HIP), and powder metallurgy (PM) pressing and sintering to create complex titanium components.

Key applications for titanium powder include aerospace components, medical implants, automotive parts, sporting equipment, chemical processing, and consumer products. This guide provides a comprehensive overview of titanium powder, including production methods, alloy compositions, characteristics, properties, specifications, applications, and global suppliers. It aims to assist engineers, product designers, and technical program managers in selecting and using proszki tytanowe.

proszki tytanowe

Production of Titanium Powder

Titanium powder is produced using the following primary methods:

Metody produkcji proszku tytanowego

  • Atomizacja gazu – High pressure inert gas disintegrates molten titanium into spherical powder
  • Atomizacja plazmowa – Titanium electrode arcs create ultrafine spherical powder
  • Hydriding/Dehydriding – Titanium hydride powder (TiO2) is dehydrided into fine powders
  • Frezowanie mechaniczne – Ball milling breaks down titanium chips into irregular particles
  • Sferoidyzacja plazmy – Irregular powder melted in plasma to produce spherical shapes

Gas atomization and mechanical milling are most common, creating spherical and angular powder shapes respectively. Additional screening, conditioning, and blending create application-specific particle size distributions.

Compositions of Titanium Powder

While commercially pure proszki tytanowe are available, most powders for industrial uses contain small amounts of alloying elements:

Common Titanium Powder Compositions

StopPodstawowe pierwiastki stopoweKluczowe cechy charakterystyczne
CP Titanium99.5%+ TiDoskonała odporność na korozję
Ti-6Al-4V6% Al, 4% VWysoka wytrzymałość, możliwość obróbki cieplnej
Ti-6Al-7Nb6% Al, 7% NbWysoka wytrzymałość, biokompatybilność
Ti-5555% Al, 5% Mo, 5% VMożliwość obróbki cieplnej, możliwość obróbki mechanicznej
Ti-102310% V, 2% Fe, 3% AlWysoka wytrzymałość, dobra ciągliwość

Aluminum, vanadium, and niobium are common additions to enhance strength and workability. Trace boron, carbon, iron, and oxygen also appear.

Alloying tailors microstructure, hardness, machinability, and other properties while retaining excellent corrosion resistance.

Characteristics of Titanium Powders

Key characteristics of titanium powder include:

Charakterystyka proszku tytanowego

CharakterystykaTypowe wartościZnaczenie
Wielkość cząstek10 - 150 mikronówSintering behavior, surface finish
Kształt cząsteczkiSpherical, angular, dendriticPowder flow and packing density
Gęstość pozorna1.5 – 4.0 g/ccPressing and handling behavior
Gęstość kranu2,5 - 4,5 g/ccIndicator of compressibility
Natężenie przepływu w hali25 - 35 s/50gPłynność proszku
Utrata przy zapłonie0.1 – 0.5 wt%Oxygen and moisture content
PyrophoricityBrakFlammability and handling precautions

Particle size distribution and powder shape significantly impact powder flow, compaction, sintering response, and density of pressed and sintered parts. Apparent density indicates powder compressibility.

Właściwości Proszki tytanowe

Key titanium powder properties include:

Titanium Powder Properties

NieruchomośćPure TiTi-6Al-4VTi-6Al-7Nb
Gęstość4,5 g/cc4,43 g/cm34,52 g/cm3
Wytrzymałość na rozciąganie240 MPa930 MPa900 MPa
Wytrzymałość na rozciąganie170 MPa860 MPa825 MPa
Wydłużenie24%10%15%
Moduł sprężystości102 GPa114 GPa105 GPa
Twardość80 HB334 HB321 HB
Heat Capacity522 J/kg·K526 J/kg·K527 J/kg·K
Przewodność cieplna7,2 W/m-K7,2 W/m-K6,7 W/m-K

Alloying with aluminum, vanadium, and niobium enhances strength and hardness significantly. Specific properties depend heavily on final microstructure.

Zastosowania proszku tytanowego

Key applications for titanium powder include:

Titanium Powder Applications

PrzemysłZastosowaniaKey Reasons
Lotnictwo i kosmonautykaStructural components, turbine blades, fastenersWysoki stosunek wytrzymałości do wagi
MedycznyOrthopedic implants, dental implants, surgical toolsBiokompatybilność, odporność na korozję
MotoryzacjaKorbowody, zawory, sprężyny, elementy złączneLight weighting, performance
ChemicznyTanks, pipes, valves, pumpsOdporność na korozję
Artykuły sportoweGolf clubs, bicycles, helmetsStrength, tailored mechanical properties
PetrochemiaNarzędzia wiertnicze, części głowicy odwiertuWytrzymałość, odporność na korozję

Titanium’s unique properties make it attractive for reducing weight in aerospace components while maintaining mechanical integrity in extreme environments.

Excellent biocompatibility and corrosion resistance drive usage in orthopedic and dental implants. The ability to tailor titanium’s properties facilitates sporting goods with specialized performance characteristics.

Specifications for Titanium Powders

Titanium powder compositions and quality are defined by various standard specifications:

Titanium Powder Standards

StandardZakresWielkość cząstekCzystośćChemia
ASTM B348Grade 1-4 unalloyed Ti powder-635 mesh99.5%, 99.9%, 99.95% TiO, C, N, H limits
ASTM B801Ti-6Al-4V alloy powder-635 meshTi, Al, V composition rangesInterstitial limits
ISO 23301Additive manufacturing Ti powder10-45 mikronów99.5%+ TiO, N, C, H, Fe limits
AMS 4992Aerospace grade Ti-6Al-4V powder-150 meshTi, Al, V composition rangesInterstitial limits

These define acceptable levels of alloying additions, impurities like oxygen/nitrogen/carbon, particle size distributions, and other test methods relevant for different applications.

Globalni dostawcy Proszki tytanowe

Many major corporations produce titanium powders along with smaller regional manufacturers:

Producenci proszków tytanowych

DostawcaMetody produkcjiMateriałyMożliwości
ATI MetalsAtomizacja gazuTi-6Al-4V, Ti-1023, pure TiWide alloy range, large volumes
PraxairAtomizacja gazuTi-6Al-4V, CP TiSmall lots, rapid delivery
Carpenter AdditiveGas atomization, hydride-dehydrideTi-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, pure TiCustom alloys, small lots
AP&CAtomizacja plazmowaCP Ti, stopy TiUltrafine 10-45 micron powder
TeknaSferoidyzacja plazmyTi-6Al-4V, CP TiConvert chips into spherical powder
Baoji Hanz TitaniumHydridingCP Ti, Ti-6Al-4VLow costChinese producer

Many supply both standard and custom alloy compositions. Some provide toll processing of scrap and chips into powder.

Selecting Titanium Powder

Key considerations for selecting titanium powder include:

  • Skład stopu – Balances desired properties like strength, ductility, hardness
  • Poziom czystości – Affects mechanical properties and microstructure
  • Rozmiar i kształt cząstek – Influences powder flow, density, surface finish
  • Gęstość pozorna i kranowa – Indicates compressibility and sintering response
  • Kompatybilność chemiczna – For service conditions like acids or salt water
  • Procedury pobierania próbek – Representative testing of powder lots
  • Certyfikaty jakości – ISO 9001, AS9100, etc.
  • Wiedza techniczna from powder producer

Samples builds and prototypes help qualify new alloys and powders for a given application. Work closely with reputable suppliers to obtain well-characterized titanium powder for optimal results.

proszki tytanowe

FAQ

What is the benefit of plasma atomized titanium powder?

Plasma atomization produces very spherical, flowing particles typically 10-45 microns in size. This allows excellent sintered density and surface finish.

What causes titanium powder to be pyrophoric?

Pyrophoric titanium powders ignite spontaneously in air. This is caused by extremely small particle sizes below 10 microns which greatly increase surface area and reactivity. Use inert gas handling for pyrophoric powders.

How does particle shape influence titanium powder properties?

Spherical powder flows well and provides higher and more uniform density and mechanical properties. Irregular powder offers better green strength and compressibility but less predictable shrinkage.

What post-processing can improve titanium powder reuse?

Screening, milling, and thermal treatments allow reuse of off-spec powders. Plasma spheroidization converts chips and coarser particles into spherical powder feedstock.

What standards apply to additive manufacturing of titanium parts?

ASTM F3001-14 covers characterization and quality control of Ti alloy powder for AM. ASTM F2924-14 gives standard test methods for evaluating mechanical properties of AM titanium.

Can you 3D print a titanium and steel composite structure?

Yes, some metal 3D printing processes transition between titanium and stainless steel alloys within one part by precise material switching to build bimetallic components.

Wnioski

Titanium powder provides engineers great flexibility to build high performance components thanks to the metal’s unique properties. Careful selection of powder characteristics and close collaboration with experienced suppliers enables optimal results across many critical applications. Ongoing advances continue to expand the capabilities, quality, and cost-effectiveness of titanium powder metallurgy processes.

poznaj więcej procesów druku 3D

Udostępnij

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail
metalowe logo 3dp małe

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

Informacje o Met3DP

Odtwórz wideo

Ostatnia aktualizacja

Nasz produkt

KONTAKT

Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem. 

Pobierz Metal3DP
Broszura produktu

Pobierz najnowsze produkty i cennik