Металлический порошок титана

Обзор

Металлический порошок титана представляет собой мелкозернистую форму металлического титана, используемого в различных производственных сферах. Он обладает превосходным соотношением прочности и веса, коррозионной стойкостью и биосовместимостью, что позволяет использовать его в аэрокосмических компонентах, медицинских имплантатах, спортивном оборудовании, автомобильных деталях и многом другом.

Титановый порошок может быть получен различными методами, включая распыление расплавленного титана, электролиз соединений титана и прямое восстановление титановых руд. Свойства и характеристики порошка зависят от технологии производства, а также от последующей обработки. Важнейшие характеристики, определяющие качество и пригодность титанового порошка, включают гранулометрический состав, морфологию, текучесть порошка, кажущуюся плотность и содержание примесей.

Виды Металлический порошок титана

Распыленный титановый порошок имеет сферическую морфологию с хорошими характеристиками текучести и упаковки. Он подходит для сложных задач аддитивного производства и литья металлов под давлением.

Порошок гидрида-дегидрида обладает меньшей плотностью и плохой текучестью по сравнению с распыляемым порошком. Он используется преимущественно для литья металлов под давлением из-за своей низкой стоимости.

Порошок для процесса вращающегося электрода имеет уникальные дендритные частицы, обеспечивающие высокую плотность спекания. Он используется в аддитивных методах производства, таких как электронно-лучевое плавление.

Состав металлического порошка титана

Металлические порошки титана подразделяются на четыре марки в зависимости от содержания кислорода и железа в соответствии со стандартами ASTM:

Основные легирующие элементы в титановом порошке включают:

• Алюминий (Al) - повышает прочность и улучшает термообработку
• Ванадий (V) - повышает прочность и пластичность
• Олово (Sn) - повышает сопротивление ползучести
• Цирконий (Zr) - очищает зерно

Микроэлементы, такие как азот, углерод, водород и железо, также оказывают значительное влияние на механические свойства. Для достижения оптимальных характеристик необходим строгий контроль химического состава.

Свойства металлического порошка титана

Свойства готовых титановых деталей зависят от характеристик порошка, а также от способа изготовления деталей. Большое влияние оказывают пористость, обработка поверхности, термическая обработка и т. д.

К основным преимуществам металлического титана относятся высокая удельная прочность, коррозионная стойкость, усталостная долговечность и биосовместимость. К ограничениям относится высокая реакционная способность при повышенных температурах, требующая инертной атмосферы при работе с порошком и его обработке. Титановые сплавы также сложнее поддаются обработке по сравнению с другими металлами из-за низкой теплопроводности, вызывающей локальный нагрев при обработке.

Применение Металлический порошок титана

Для аддитивного производства предпочтительны тонкие порошки размером менее 100 микрон для достижения хорошего разрешения и механических свойств. Для прессования и спекания сферическая морфология обеспечивает оптимальную плотность, в то время как частицы неправильной формы предпочтительнее для сырья для литья металлов под давлением.

Технические характеристики металлического порошка титана

Стандарты ASTM для различных марок титанового порошка:

Другие характеристики титанового порошка:

Поставщики Металлический порошок титана

Ориентировочные цены на металлический порошок титана:

При крупных заказах свыше 100 кг могут предоставляться оптовые скидки. Фактическая цена зависит от количества, требований к качеству, времени выполнения заказа и т. д.

Сравнение методов производства титановых порошков

Ни один метод производства не предлагает оптимального соотношения качества и экономичности. Большинство производителей специализируются на одной технологии и предлагают различные сорта, предназначенные для различных областей применения. Качество и повторяемость порошка критически важны для ответственных применений, в то время как стоимость является более важным фактором при производстве больших объемов продукции.

Вопросы и ответы

Вопрос: В чем разница между титановыми порошками марок 1, 2, 3 и 4?

О: Сорта различаются по допустимому содержанию кислорода и железа. Сорт 1 имеет самый низкий уровень содержания кислорода, в то время как сорт 4 допускает более высокий уровень примесей. Более низкие сорта обеспечивают превосходные механические свойства, а более высокие сорта снижают стоимость.

Вопрос: Какой размер частиц титанового порошка мне нужен для аддитивного производства?

О: Для большинства процессов AM оптимальный диапазон размеров частиц составляет от 10 до 45 микрон. Более мелкие порошки менее 100Copy мкм обеспечивают хорошее разрешение и механические свойства. Однако очень мелкие частицы менее 10 мкм сложно равномерно распределить во время наслоения. Кроме того, они более склонны к агломерации.

В: Опасен ли титановый порошок?

О: При определенных условиях титановый порошок может воспламениться и стать причиной взрыва. Мелкие титановые порошки, особенно гидридные, очень огнеопасны. Работа с титановым порошком требует использования инертного газа - аргона или азота. Контейнеры для хранения должны иметь надлежащее заземление. При работе с титановыми порошками работники должны соблюдать меры предосторожности против вдыхания пыли и контакта с кожей.

Вопрос: Как производится титановый порошок?

О: Четыре основных метода производства:

1. Газовое распыление: Поток расплавленного титана разбивается на капли, которые застывают в порошок
2. Плазменное распыление: Чрезвычайно высокая температура плазмы быстро расплавляет и затвердевает титан
3. Процесс HDH: Титановый лом перерабатывается с использованием водородных циклов абсорбции и десорбции
4. Вращающийся электрод: Анодное растворение титановых стержней образует порошок в результате электролитических реакций

В результате каждого процесса получается порошок с различными характеристиками, подходящий для разных областей применения.

Вопрос: Какова цена титанового порошка?

A: Цена на титановый порошок может варьироваться от $40 до $500 за кг в зависимости от сорта, качества, объема заказа и т.д. Сферические порошки сортов 1 и 2 имеют умеренную цену около $100 за кг при небольших объемах. Специальные сплавы, используемые в аэрокосмической промышленности, могут стоить до $500/кг. Гидрид-дегидрид и порошок высшего сорта 4 являются более дешевыми вариантами по цене ближе к $50/кг для промышленных покупателей.

узнать больше о процессах 3D-печати