sfäriskt titanpulver med kontrollerade partikelstorlekar möjliggör tillverkning av starka, lätta titanmetalldelar med hjälp av additiv tillverkning eller pulvermetallurgisk pressning. Dess höga styrka/vikt-förhållande, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet gör titan till ett attraktivt tekniskt material inom flyg- och rymdindustrin, medicinteknik, fordonsindustrin och andra krävande applikationer.

Denna guide täcker sammansättningar, produktionsmetoder, specifikationer, användningsområden, prissättning och inköp av sfäriskt titanpulver för metall AM eller press- och sintringstillverkning.

Typer av sfäriskt titanpulver

Baserat på sammansättning och bearbetning kategoriseras sfäriska titanpulver som:

Typ	Beskrivning
CP (kommersiellt ren) titan	99.5% och högre ren titan med låga interstitiella elementära föroreningar
Ti-6Al-4V	Titanlegering med 6% aluminium- och 4% vanadintillsatser för styrka
Förlegerat pulver	Fasta sfäriska partiklar med homogen Ti-6-4-sammansättning
Blandad Elemental	Blandning av rent titan-, aluminium- och vanadinpulver

Anpassa kvalitet till mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och budgetbehov för applikationer med färdiga titandelar.

Produktionsmetoder

• Plasmaatomisering - Plasmabrännare med hög energi smälter råmaterialet. Kraftfulla induktionsspolar genererar droppspray som stelnar till titansfäroider. Smalaste partikelfördelningen med bra pulverflöde och packningsdensitet.
• Atomisering av gas - Liknande process där trycksatta inertgasstrålar används istället för plasmaenergi för att atomisera smält titan till fina droppar. Processen har lägre effekt men större partikelstorlekar.
• Process med roterande elektrod - Centrifugalkrafter från roterande elektroder sönderdelar smält titan till droppar. Uppnår små partikelstorlekar. Hög produktionstakt med snäva fördelningar.

Kontroll av processparametrar som temperatur, tryck och gasflöde resulterar i sfäriska, icke-porösa pulver som föredras vid tillverkning av titanmetaller.

Sammansättning av sfäriskt titanpulver

Betyg	Titan (Ti)	Aluminium (Al)	Vanadin (V)	Järn (Fe)	Syre (O)
CP klass 1	98,9% min	0,3% max	0,2% max	0,3% max	0,18% max
CP klass 2	98,6% min	0,3% max	0,1% max	0,3% max	0,25% max
CP klass 4	97,5% min	0,3% max	0,1% max	0,5% max	0,40% max
Ti-6Al-4V	Bas	5.5-6.75%	3.5-4.5%	0,3% max	0,13% max

Strikta kontroller av låga syre- och kvävehalter med gränser för kol, järn och krom bevarar korrosionsbeständighet och duktilitet. Val av kvalitet balanserar nödvändiga egenskaper med legeringskostnader för olika applikationer.

Typiska specifikationer

Parameter	Värde	Testmetod
Renhet	>99% titan	ASTM E2371, ICP-analys
Partikelns form	Sfärisk >92%	Mikroskopi
Tappdensitet	2,7-3,7 g/cc	Hall-flödesmätare
Partikelstorlek	15-45 μm	Laserdiffraktion
Syre(O)	<2000 ppm	Fusion med inert gas
Kväve(N)	<400 ppm	Fusion med inert gas
Väte(H)	<150 ppm	Fusion med inert gas
Flödeshastigheter	>95% för 50 μm	Hall-flödesmätare

Granska statistiska batchcertifikat från leverantörer som bekräftar standardkvalitetskrav och konsekvent prestanda för dessa mätvärden före inköp.

Mekaniska egenskaper

Legering	Slutlig draghållfasthet (ksi)	Sträckgräns (ksi)	Förlängning (%)
CP klass 1	130	120	20%
CP klass 2	150	140	18%
Ti-6Al-4V	160	150	10%

För att uppnå önskade materialstyrkor krävs optimerad termisk efterbearbetning som varm isostatisk pressning och värmebehandling. Matcha kvalitet med nödvändiga egenskaper.

AM-applikationer för metall

Viktiga additiva metalldelar med sfäriska titanpulver:

• Flyg- och rymdindustrin: Fästen för flygplansskrov, vingribbor, motorfästen - hög hållfasthet, låg vikt
• Medicin & Dental: Höft-, knä- och ryggradsimplantat; kirurgiska verktyg - biokompatibla
• Fordon: Kopplingsstavar, komponenter till turboladdare - värme- och korrosionsbeständighet
• Konsument: Glasögonbågar, sportutrustning, klockhus - estetiska kvaliteter
• Industriella: Delar för vätskehantering som ventiler, pumpar; marin hårdvara; värmeväxlare

Utnyttja hög specifik styrka och skräddarsy legeringar som Ti6-4 för krävande produktionsmiljöer i olika branscher.

Specifikationer för industrin

• ASTM F1580 - Smidd titan 6-aluminium 4-vanadiumlegering för kirurgiska implantat
• ASTM B348 - Stänger, tråd, pulver och smidesmaterial av titan och titanlegeringar
• AMS 4999 - Gränsvärden för sammansättning vid pulvertillverkning av titanlegeringar
• ISO 23304 - Metallpulver som används för additiv tillverkning

Granska statistiskt validerade batchcertifikat för att säkerställa att pulverpartiets kvalitet uppfyller certifieringarna.

Överväganden om kvalitet

Metrisk	Godtagbar	Testmetod
Tappdensitet	≥2,7 g/cc	Hall flödesmätare
Flödeshastigheter	≥95% för 45 μm sikt	Hall flödesmätare
Partikelform	≥92% sfärisk	Mikroskopi
Fördelning av partikelstorlek	Enligt ASTM B348	Laserdiffraktion
Större interstitialer (O, H, N)	<2000; <150; <400 ppm resp.	Fusion med inert gas

Pulverets kvalitetsegenskaper är direkt korrelerade till den slutliga sintrade detaljens materialstyrka, ytfinish och defektfrekvens.

Prisintervall

Betyg	Partikelstorlek	Pris per kg
CP klass 1	15-45 mikrometer	$50-$150
Ti-6Al-4V	15-45 mikrometer	$55-$200
Ti-6Al-4V ELI	10-75 mikrometer	$250-$750

Priserna beror på renhet, pulverstorlekar, produktionsvolymer och regionala faktorer. Få fasta budgetofferter från kortlistade leverantörer som är specifika för din applikation.

Överväganden vid köp

Parameter	Betydelse
Kvalitetscertifieringar	Hög
Samstämmighet	Hög
Data för kvalificering av delar	Medium
Teknisk support	Medium
Tillgänglighet för provtagning	Låg
Prisfaktorer	Låg

Vanliga frågor

F: Vad är kakbildning i titanpulver och hur kan man förhindra det?

A: Pulverpartiklar som klumpar ihop sig till delvis sintrade agglomerat kallas kakning. Det stör flödet och packningstätheten. Förvara i lufttäta behållare med torkmedel för att förhindra sidoreaktioner med fukt- och syreabsorption som möjliggör kakbildning mellan titanpartiklar över tid.

F: Finns det hälsorisker förknippade med titanpulver?

A: Som de flesta fina metallpulver, undvik inandning under hantering. Bortsett från känslighetsfrågor är titanpulver relativt inert och anses vara giftfritt med låg risk för incidenter vid extern kontakt eller förtäring. Använd lämplig skyddsutrustning och lämpliga skyddsåtgärder under lagring, transport och bearbetning.

F: Hur lagrar man titanpulver ordentligt?

A: Försegla behållarna lufttätt med torkpåsar för att förhindra oxidation. Begränsa temperaturvariationen till mellan 10-30°C. Kassera om färgen ändras från glänsande grå, vilket indikerar försämring som väteförsprödning. Hållbarhet över 5 år vid korrekt förvaring.

F: Kräver titanpulver särskild frakt och hantering?

A: Klassificerad som icke-farlig, ej brandfarlig. Undvik transport under extrem värme eller kyla. Säkra förpackningarna ordentligt för att förhindra läckage eller kontaminering. Speciella kyltransportbehållare med gelförpackningar finns för forskningskvaliteter med hög renhet.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

Additional FAQs about spherical titanium powder (5)

1) What PSD and morphology are optimal for LPBF vs. binder jetting?

• LPBF typically uses 15–45 μm or 20–63 μm, highly spherical (>90% roundness), low satellites, O2 ≤ 1500 ppm. Binder jetting favors finer medians (Dv50 ≈ 15–25 μm) with controlled fines (<10% <10 μm) to maximize green density.

2) How do oxygen, nitrogen, and hydrogen impact mechanical properties?

• Interstitials embrittle titanium. Keep O ≤ 0.13–0.20 wt% (grade‑dependent), N ≤ 0.04 wt%, H ≤ 0.015 wt% for Ti‑6Al‑4V. Elevated H promotes delayed cracking; O increases strength but lowers elongation and fracture toughness.

3) Which atomization route yields the cleanest spherical titanium powder?

• PREP and EIGA typically deliver the lowest oxygen/contamination and highest sphericity, ideal for medical and aerospace. Plasma atomization also achieves excellent shape with competitive cleanliness. Conventional gas atomization is less common for Ti due to reactivity.

4) What storage and reuse practices maintain powder quality in AM?

• Use inert, desiccated storage (<2% RH), nitrogen/argon backfilled containers, and track reuse cycles. Sieve to spec each cycle, measure O/N/H (ASTM E1409/E1019) and flow/tap density; refresh 10–30% virgin powder when interstitials or fines rise.

5) How does Ti‑6Al‑4V ELI differ from standard Ti‑6Al‑4V powders?

• ELI (Extra Low Interstitials) has tighter O/N/H limits to improve toughness and fatigue, required for many implants (ASTM F3001). Expect higher price and stricter CoA requirements, including bioburden and cytotoxicity documentation for medical use.

2025 Industry Trends for spherical titanium powder

• Cleaner feedstocks for implants: Wider adoption of EIGA/PREP and argon recovery systems to cut O/N and CO2e per kg powder.
• Cost optimization: Regional atomization capacity increases reduce Ti‑6Al‑4V premiums; more vendors offer recycle/repowder services with analytical verification.
• Process windows narrowing: LPBF parameter sets tuned for lower porosity at 30–60 μm layer thickness using contour + core strategies; in‑situ monitoring correlates spatter/optic signals to density.
• Copper‑alloyed Ti and beta‑Ti R&D: Interest grows for antimicrobial surfaces (Ti‑Cu) and high‑toughness beta grades in lattice energy absorbers.
• Regulatory alignment: Greater use of ISO/ASTM 52907 feedstock requirements on purchase orders, and tighter traceability of powder reuse for medical/aerospace parts.

2025 snapshot: spherical titanium powder metrics

Metrisk	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical O in Ti‑6Al‑4V (wt%) AM grade	0.12–0.18	0.11–0.16	0.10–0.15	LECO trends from suppliers
LPBF relative density (Ti‑6Al‑4V, tuned)	99.5–99.8%	99.6–99.9%	99.7–99.95%	CT/metallography
As‑built Ra, vertical walls (μm)	12–18	10–16	9–14	Skin scan + powder shape
Powder price Ti‑6Al‑4V AM (USD/kg)	180–300	160–280	140–260	Regional capacity up
Sites using argon recovery (%)	25–35	35–45	45–55	ESG/EPD reports
Typical refresh rate per build (%)	15-30	12–25	10–22	Better sieving/analytics

References:

• ISO/ASTM 52907 (feedstock quality), ASTM F2924/F3001 (Ti‑6Al‑4V AM), ASTM E1409/E1019 (O/N/H), ASM Handbook; supplier technical datasheets and peer‑reviewed AM studies

Latest Research Cases

Case Study 1: PREP Ti‑6Al‑4V ELI for LPBF Spinal Cages (2025)
Background: A medical OEM needed higher fatigue life and tighter pore geometry in ELI cages.
Solution: Switched to PREP powder (O = 0.11 wt%, D10/50/90 = 18/32/46 μm), implemented contour‑skin strategy and 200–350°C build plate preheat; post‑processed with HIP + stress relief per ASTM F3001.
Results: Relative density 99.92%; HCF life +24% vs baseline; pore size CV −18%; first‑pass yield 98.4%; CoA compliance improved audit time by 30%.

Case Study 2: EIGA CP‑Ti for Binder Jetting Heat Exchanger Cores (2024)
Background: An energy startup targeted lightweight CP‑Ti BJ cores with leak‑tight channels.
Solution: Used EIGA CP‑Ti (Dv50 ≈ 22 μm), solvent‑free binder, debind under N2 and sinter in high‑purity H2 (dew point < −60°C); applied voxel shrink‑compensation map.
Results: Sintered density 98.3% without HIP; helium leak rate <1×10⁻⁹ mbar·L/s; thermal effectiveness +11% vs Al baseline at equal mass.

Expertutlåtanden

• Prof. Peter B. Fox, Materials Science, University of Manchester
  Key viewpoint: “Powder cleanliness and true sphericity govern LPBF stability as much as laser settings—tight O/N/H control pays back in fatigue.”
• Dr. Laura Predina, Orthopedic Surgeon and AM Advisor
  Key viewpoint: “For implants, ELI certification and validated cleaning of lattice structures are non‑negotiable. Powder reuse logs must be tied to clinical risk.”
• Daniel Günther, Head of Powder Technology, Fraunhofer IAPT
  Key viewpoint: “Real‑time analytics plus disciplined refresh rates cut porosity scatter. Many ‘parameter’ issues are actually powder issues.”

Citations: ISO/ASTM standards, ASM Handbook, supplier white papers, and peer‑reviewed AM journals: https://www.astm.org, https://www.iso.org

Practical Tools and Resources

• Standards and QA:
• ISO/ASTM 52907 (metal feedstock), ASTM F2924/F3001 (Ti‑6Al‑4V and ELI), ASTM E1409/E1019 (O/N/H), ASTM B212/B527 (apparent/tap density)
• Metrology and monitoring:
• CT per ASTM E1441, dynamic image analysis for sphericity/aspect ratio, laser diffraction (ISO 13320), surface metrology (ISO 4287)
• Process playbooks:
• LPBF parameter guides for Ti alloys, HIP cycles for Ti‑6Al‑4V, powder reuse/sieving SOPs, desiccated/inert storage checklists
• Design and simulation:
• Lattice/topology tools (nTopology, 3‑matic), LPBF build simulation for distortion and support optimization
• Hållbarhet:
• Environmental Product Declaration (EPD) templates; argon recovery best practices and powder reclamation guidelines

Notes on reliability and sourcing: Specify grade (CP1/2/4, Ti‑6Al‑4V vs ELI), PSD (D10/D50/D90), sphericity metrics, satellites, O/N/H limits, and flow/tap density on POs. Require CoA with lot genealogy. Validate each lot with density coupons and CT. Maintain inert, low‑humidity storage and track reuse cycles to keep interstitials and fines within control.

Last updated: 2025-10-15
Changelog: Added 5 targeted FAQs, a 2025 trend table with key metrics, two concise case studies, expert viewpoints, and practical standards/resources focused on spherical titanium powder for AM and PM
Next review date & triggers: 2026-02-15 or earlier if ISO/ASTM feedstock standards change, major suppliers release new low‑interstitial Ti powders, or studies revise LPBF/HIP property benchmarks for Ti‑6Al‑4V/ELI