Титановые порошки: производство, характеристики,
Оглавление
Обзор
Титановый порошок - это универсальный металлический материал, который ценится за уникальное сочетание высокой прочности, низкой плотности, коррозионной стойкости и биосовместимости. В виде порошка титан позволяет использовать такие передовые технологии производства, как литье металлов под давлением (MIM), аддитивное производство (AM), горячее изостатическое прессование (HIP), прессование и спекание в порошковой металлургии (PM) для создания сложных титановых компонентов.
Основные области применения титанового порошка - аэрокосмические компоненты, медицинские имплантаты, автомобильные детали, спортивное оборудование, химическая обработка и потребительские товары. В данном руководстве представлен полный обзор титанового порошка, включая методы производства, составы сплавов, характеристики, свойства, спецификации, области применения и мировых поставщиков. Оно призвано помочь инженерам, конструкторам изделий и руководителям технических программ в выборе и использовании титановые порошки.
![Титановые порошки: производство, характеристики, 1 титановые порошки](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/FeCoNiCrMo-Powder.jpg)
Производство титанового порошка
Титановый порошок производится следующими основными методами:
Методы производства титановых порошков
- Газовая атомизация - Инертный газ под высоким давлением расщепляет расплавленный титан в сферический порошок
- Плазменное распыление - Дуги титановых электродов создают сверхтонкий сферический порошок
- Гидрирование/дегидрирование - Порошок гидрида титана (TiO2) обезвоживается и превращается в мелкий порошок
- Механическое фрезерование - Шаровое измельчение разбивает титановую стружку на частицы неправильной формы
- Сфероидизация плазмы - Порошок неправильной формы, расплавленный в плазме для получения сферических форм
Наиболее распространены газовое распыление и механическое измельчение, создающие сферические и угловатые формы порошка соответственно. Дополнительное просеивание, кондиционирование и смешивание создают распределение частиц по размерам в зависимости от конкретного применения.
Составы титанового порошка
В то время как коммерчески чистые титановые порошки большинство порошков для промышленного использования содержат небольшое количество легирующих элементов:
Распространенные составы титановых порошков
Сплав | Первичные легирующие элементы | Основные характеристики |
---|---|---|
CP Titanium | 99.5%+ Ti | Отличная коррозионная стойкость |
Ti-6Al-4V | 6% Al, 4% V | Высокая прочность, возможность термообработки |
Ti-6Al-7Nb | 6% Al, 7% Nb | Высокая прочность, биосовместимость |
Ti-555 | 5% Al, 5% Mo, 5% V | Поддается термической обработке, поддается механической обработке |
Ти-1023 | 10% V, 2% Fe, 3% Al | Высокая прочность, хорошая пластичность |
Алюминий, ванадий и ниобий - обычные добавки для повышения прочности и обрабатываемости. Также встречаются следы бора, углерода, железа и кислорода.
Легирование позволяет изменять микроструктуру, твердость, обрабатываемость и другие свойства, сохраняя при этом отличную коррозионную стойкость.
Характеристики титановых порошков
Основные характеристики титанового порошка включают:
Характеристики титанового порошка
Характеристика | Типовые значения | Значение |
---|---|---|
Размер частиц | 10 - 150 мкм | Поведение при спекании, качество поверхности |
Форма частиц | Сферические, угловатые, дендритные | Расход порошка и плотность упаковки |
Кажущаяся плотность | 1,5 - 4,0 г/куб. см | Поведение при нажатии и обращении |
Плотность отвода | 2,5 - 4,5 г/куб. см | Показатель сжимаемости |
Расход воздуха в зале | 25 - 35 с/50 г | Текучесть порошка |
Потери при воспламенении | 0,1 - 0,5 wt% | Содержание кислорода и влаги |
Пирофорность | Никто | Воспламеняемость и меры предосторожности при обращении |
Гранулометрический состав и форма порошка существенно влияют на текучесть порошка, его уплотнение, реакцию спекания и плотность прессованных и спеченных деталей. Кажущаяся плотность указывает на сжимаемость порошка.
Свойства Титановые порошки
Основные свойства титанового порошка включают:
Свойства титанового порошка
Недвижимость | Чистый титан | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-7Nb |
---|---|---|---|
Плотность | 4,5 г/см3 | 4,43 г/куб. см | 4,52 г/куб. см |
Прочность на разрыв | 240 МПа | 930 МПа | 900 МПа |
Предел текучести | 170 МПа | 860 МПа | 825 МПа |
Удлинение | 24% | 10% | 15% |
Модуль упругости | 102 ГПа | 114 ГПа | 105 ГПа |
Твердость | 80 HB | 334 HB | 321 HB |
Теплоемкость | 522 Дж/кг-К | 526 Дж/кг-К | 527 Дж/кг-К |
Теплопроводность | 7,2 Вт/м-К | 7,2 Вт/м-К | 6,7 Вт/м-К |
Легирование алюминием, ванадием и ниобием значительно повышает прочность и твердость. Конкретные свойства в значительной степени зависят от конечной микроструктуры.
Области применения титанового порошка
Основные области применения титанового порошка включают:
Применение титанового порошка
Промышленность | Используется | Основные причины |
---|---|---|
Аэрокосмическая промышленность | Конструктивные элементы, лопатки турбин, крепеж | Высокое соотношение прочности и массы |
Медицина | Ортопедические имплантаты, зубные имплантаты, хирургические инструменты | Биосовместимость, коррозионная стойкость |
Автомобильная промышленность | Шатуны, клапаны, пружины, крепеж | Небольшой вес, производительность |
Химическая | Резервуары, трубы, клапаны, насосы | Коррозионная стойкость |
Спортивные товары | Клюшки для гольфа, велосипеды, шлемы | Прочность, индивидуальные механические свойства |
Нефтехимия | Скважинный инструмент, устьевые детали | Прочность, коррозионная стойкость |
Уникальные свойства титана делают его привлекательным для снижения веса аэрокосмических компонентов при сохранении механической целостности в экстремальных условиях.
Отличная биосовместимость и коррозионная стойкость способствуют использованию титана в ортопедических и стоматологических имплантатах. Способность изменять свойства титана позволяет создавать спортивные товары с особыми эксплуатационными характеристиками.
Технические характеристики титановых порошков
Состав и качество титанового порошка определяются различными стандартными спецификациями:
Стандарты титанового порошка
Стандарт | Область применения | Размер частиц | Чистота | Химия |
---|---|---|---|---|
ASTM B348 | Порошок нелегированного титана класса 1-4 | -635 ячеек | 99.5%, 99.9%, 99.95% Ti | O, C, N, H пределы |
ASTM B801 | Порошок сплава Ti-6Al-4V | -635 ячеек | Диапазоны составов Ti, Al, V | Интерстициальные пределы |
ISO 23301 | Аддитивное производство Порошок титана | 10-45 мкм | 99.5%+ Ti | O, N, C, H, пределы Fe |
AMS 4992 | Порошок Ti-6Al-4V аэрокосмического класса | -150 меш | Диапазоны составов Ti, Al, V | Интерстициальные пределы |
Они определяют допустимые уровни легирующих добавок, примесей, таких как кислород/азот/углерод, распределение частиц по размерам и другие методы испытаний, актуальные для различных областей применения.
Мировые поставщики Титановые порошки
Многие крупные корпорации производят титановые порошки наряду с небольшими региональными производителями:
Производители титанового порошка
Поставщик | Методы производства | Материалы | Возможности |
---|---|---|---|
ATI Metals | Распыление газа | Ti-6Al-4V, Ti-1023, чистый Ti | Широкий диапазон сплавов, большие объемы |
Praxair | Распыление газа | Ti-6Al-4V, CP Ti | Небольшие партии, быстрая доставка |
Столярная присадка | Газовая атомизация, гидрид-дегидрид | Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, чистый Ti | Сплавы на заказ, небольшие партии |
AP&C | Плазменное распыление | CP Ti, сплавы Ti | Ультратонкий порошок 10-45 микрон |
Tekna | Сфероидизация плазмы | Ti-6Al-4V, CP Ti | Превращение стружки в сферический порошок |
Баоцзи Ханц Титан | Гидрирование | CP Ti, Ti-6Al-4V | Низкая ценаКитайский производитель |
Многие поставляют как стандартные, так и нестандартные составы сплавов. Некоторые обеспечивают толлинговую переработку лома и стружки в порошок.
Выбор титанового порошка
При выборе титанового порошка необходимо учитывать следующие факторы:
- Состав сплава - Сбалансированность желаемых свойств, таких как прочность, пластичность, твердость
- Уровень чистоты - Влияет на механические свойства и микроструктуру
- Размер и форма частиц - Влияет на расход порошка, плотность, качество поверхности
- Кажущаяся и таповая плотность - Указывает на сжимаемость и реакцию спекания
- Химическая совместимость - Для таких условий эксплуатации, как кислота или соленая вода
- Процедуры отбора проб - Репрезентативные испытания партий порошка
- Сертификаты качества - ISO 9001, AS9100 и др.
- Техническая экспертиза от производителя порошка
Создание образцов и прототипов помогает проверить новые сплавы и порошки для конкретного применения. Тесно сотрудничая с авторитетными поставщиками, мы получаем титановый порошок с хорошими характеристиками для достижения оптимальных результатов.
![Титановые порошки: производство, характеристики, 5 титановые порошки](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Ti-6Al-4V-Titanium-Alloy-Powder.jpg)
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
В чем преимущество плазменного распыления титанового порошка?
Плазменное распыление позволяет получить очень сферические, текучие частицы размером 10-45 микрон. Это обеспечивает превосходную плотность спекания и чистоту поверхности.
Почему титановый порошок является пирофорным?
Пирофорные титановые порошки самовозгораются в воздухе. Это происходит из-за чрезвычайно малого размера частиц менее 10 микрон, что значительно увеличивает площадь поверхности и реакционную способность. Для работы с пирофорными порошками используйте инертный газ.
Как форма частиц влияет на свойства титанового порошка?
Сферический порошок хорошо сыпется и обеспечивает более высокую и равномерную плотность и механические свойства. Порошок неправильной формы обеспечивает лучшую прочность и сжимаемость, но менее предсказуемую усадку.
Какая последующая обработка может улучшить повторное использование титанового порошка?
Просеивание, измельчение и термическая обработка позволяют повторно использовать порошки, не входящие в состав. Плазменная сфероидизация превращает стружку и более крупные частицы в сферическое порошковое сырье.
Какие стандарты применяются к аддитивному производству титановых деталей?
ASTM F3001-14 описывает характеристики и контроль качества порошка сплава титана для AM. ASTM F2924-14 дает стандартные методы испытаний для оценки механических свойств титана для АМ.
Можно ли напечатать в 3D композитную конструкцию из титана и стали?
Да, некоторые процессы 3D-печати металлов позволяют переходить от титанового сплава к сплаву из нержавеющей стали в рамках одной детали путем точного переключения материалов для создания биметаллических компонентов.
Заключение
Благодаря уникальным свойствам титанового порошка инженеры могут создавать высокоэффективные компоненты. Тщательный выбор характеристик порошка и тесное сотрудничество с опытными поставщиками позволяют добиться оптимальных результатов во многих критически важных областях применения. Постоянный прогресс продолжает расширять возможности, качество и экономическую эффективность процессов порошковой металлургии титана.
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731