Gasatomiserat titanpulver

Gasatomiserat titanpulver är ett titanpulver med hög renhet som framställs genom gasatomisering, en process där smält titan träffas av högtrycksgasströmmar för att producera fina titanpartiklar. Detta pulver har unika egenskaper som gör det lämpligt för olika tillämpningar inom olika branscher.

Översikt över gasatomiserat titanpulver

Gasatomiserat titanpulver har följande viktiga egenskaper:

Sammansättning

Huvudkomponent	Titan (Ti)
Vanliga legeringar	Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI
Spårämnen	Syre, kväve, väte, järn

Fastigheter

Partikelns form	Sfärisk
Partikelstorlek	15 - 150 mikrometer
Flytbarhet	Utmärkt tack vare sfärisk form
Skenbar densitet	2,7 – 3,5 g/cm³
Tappdensitet	3,5 – 4,5 g/cm³

Tillverkningsprocess

• Råa titaningotar smälts med plasmalightbågssmältning
• Högtrycksinert gas (vanligtvis argon eller kväve) används för att atomisera det smälta titanet
• Fina sfäriska pulverpartiklar stelnar snabbt i atomiseringstornet
• Pulver samlas in och siktas i lämpliga partikelstorleksintervall

Kvalitetsstandarder

• ASTM B849
• AMS 4992
• ISO 22068

Vanliga handelsnamn

• Ti64 ELI Grade 23
• Plasmaatomiserad Ti-6Al-4V Grade 5

Kostnad

Partikelstorlek	Pris per kg
15-45 mikrometer	$50-$100
45-105 mikrometer	$30-$60
105-150 mikron	$20-$40

Tillämpningar av Gasatomiserat titanpulver

Gasatomiserat titan används inom olika branscher tack vare sina unika egenskaper. Några viktiga tillämpningar inkluderar:

Additiv tillverkning

• Selektiv lasersmältning (SLM)
• Smältning med elektronstråle (EBM)
• Sprutning av bindemedel

Används för att producera komplexa titankomponenter för flyg-, medicinska och fordonsdelar.

Formsprutning av metall

• Små komplexa delar som fästelement, kugghjul
• Hög mekanisk hållfasthet
• Nettoformade eller nära nettoformade delar

Beläggningar för termisk sprutning

• Korrosions- och slitstarka beläggningar
• Hårdhetsbeläggningar upp till 550 HV

Pulvermetallurgi

• Sintrade delar som klubbhuvuden för golfklubbor, cykeldelar
• Porösa strukturer för filter, implantat

Pyroteknik

• Starkt brinnande titangnistor
• Militära, underhållnings- och andra tillämpningar

Leverantörer av gasatomiserat titanpulver

De flesta stora titantillverkare och metallpulvertillverkare levererar gasatomiserat titanpulver. Några ledande globala leverantörer inkluderar:

Leverantör	Plats
AP&C	Kanada
ATI Pulvermetall	USA
Snickeriteknik	USA
Hoganas	Sverige
GfE Metalle und Materialien	Tyskland
TLS Teknik	Tyskland

Prissättning

Gasatomiserat titanpulver är dyrare än andra former av titanpulver på grund av den komplexa tillverkningsprocessen. Priserna varierar från 20 dollar per kg för större storleksfraktioner till 100 dollar per kg för de finaste medicinska pulvren. Minsta orderkvantiteter ligger vanligtvis runt 25-100 kg.

För- och nackdelar med Gasatomiserat titanpulver

Fördelar

• Sfärisk morfologi ger utmärkt flytförmåga
• Hög renhet, legerade kvaliteter tillgängliga
• Kontrollerad partikelstorleksfördelning
• Används i avancerade tillämpningar som additiv tillverkning

Nackdelar

• Dyrare än andra typer av titanpulver
• Begränsade leverantörer och produktionskapacitet globalt
• Kräver specialiserad lagring och hantering

Jämförelse med andra typer av titanpulver

Jämfört med fint svamp-titan

• 10 gånger högre kostnad
• Överlägsna pulvregenskaper och konsistens

Jämfört med hydrid-dehydrid-titan

• 2X högre kostnad i genomsnitt
• Bättre sfäricitet och flytförmåga
• Används i mer avancerade applikationer

Jämfört med Plasma Rotating Electrode Process Powder

• Kostnaden är jämförbar
• Gasatomiserat har något bättre sfäricitet
• PREP tillåter större partikelstorlekar

Fördelning av partikelstorlek

Att kontrollera partikelstorleksfördelningen är avgörande för gasatomiserat titanpulver. Några vanliga storleksfraktioner inkluderar:

Partikelstorlek	Typiska tillämpningar
15-45 mikrometer	Additiv tillverkning
45-105 mikrometer	Formsprutning av metall
105-150 mikron	Termiska sprutbeläggningar

Laserdiffraktion eller siktning teknik används för att karakterisera partikelstorleksfördelningen. Vanliga statistiska parametrar som används är:

• D10, D50, D90 (Storlek under vilken 10%, 50%, 90% partiklar faller)
• Span (Mått på fördelningsbredd)

ISO 13320-standarden specificerar förfarandet för att analysera storleksfördelning med hjälp av laserdiffraktion.

Effekten av föroreningar

Föroreningar påverkar pulveregenskaperna negativt och måste kontrolleras genom smält- och atomiseringsprocessen.

• Syre – Ökar hårdhet och sprödhet om >0,4%
• Kväve – Orsakar porositetsproblem > 0,05%
• Väte – Orsakar porositet och sprickbildningsproblem
• Järn – Minskar duktilitet och brottmotstånd

Vakuuminduktionssmältning och sprayformning hjälper till att uppnå låga syre- och järnnivåer.

Förvaring och hantering

Särskilda försiktighetsåtgärder behövs vid lagring och hantering av titanpulver:

• Fuktkänsligt – förvara i förseglade behållare med torkmedelspåsar
• Explosionsrisk – inert gasblankning krävs
• Pyroforiskt – brinner vid fina partikelstorlekar
• Kräver elektriskt ledande behållare som rostfritt stål

Dedikerade pulverförvaringsrum, handskboxar och dragskåp används för hantering av reaktivt titanpulver.

Standarder och specifikationer

Standard	Organisation	Beskrivning
ASTM B849	ASTM	Specifikation för förlegerat titanpulver
AMS 4992	SAE	Specifikation för gasatomiserat titanlegeringspulver
ISO 22068	ISO	Specifikation för gasatomiserat titan- och titanlegeringspulver

Specifikationer listar acceptabla gränser för föroreningsnivåer, partikelstorleksfördelning, skenbar densitet och andra parametrar. Anpassade kundspecifikationer är också vanliga.

Vanliga frågor

Vad är gasatomiseringsprocessen?

Gasatomisering använder högtrycks-inergassstrålar för att bryta upp en ström av smält metall i fina droppar. Dessa droppar stelnar snabbt till sfäriska pulverpartiklar.

Vilken är fördelen med sfärisk pulvermorfologi?

Sfäriska partiklar har utmärkt flytförmåga. Detta möjliggör enhetlig packning och spridning som behövs för additiv tillverkning och formsprutning av metall.

Vilka är vanliga legeringar av gasatomiserat titanpulver?

Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI och Ti-6Al-7Nb-legeringar är populära för additiv tillverkning inom flyg- och medicinska sektorer.

Vad påverkar kostnaden för gasatomiserat titanpulver?

Renhet, partikelstorleksintervall, form och sfäricitet bestämmer kostnaden. Finare pulver av medicinsk kvalitet är mycket dyrare än grova pulver av industriell kvalitet.

Vad avgör lämpligheten för en specifik applikation?

Faktorer som partikelstorleksintervall, morfologi, skenbar densitet, tappdensitet, flödeshastighet, föroreningsnivåer avgör om pulvret matchar kraven för AM, termisk sprutning eller MIM-processen.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser