Molybden-titanpulver

Översikt över molybdentitanpulver

molybden titanpulver hänvisar till fina metalliska partiklar av varje grundämne som produceras genom finfördelningsprocesser. De uppvisar hög hållfasthet, hårdhet och värmebeständighet.

Pulvren används individuellt eller som blandningar för tillverkning av högpresterande legeringar. Deras kontrollerade partikelstorleksfördelning gör att komplexa komponenter i nästan nätform kan byggas upp från lager under 3D-utskrift av metall.

Några nyckelegenskaper hos molybden- och titanpulver:

Molybdenpulver

• Utmärkt krypmotstånd och stabilitet vid höga temperaturer
• Låg värmeutvidgningskoefficient
• Hög hårdhet och slitstyrka
• Används som legeringstillsats för att stärka stål och superlegeringar

Titanpulver

• Extremt stark men ändå lätt som en strukturell metall
• Utmärkt korrosionsbeständighet
• Biokompatibel för medicinska implantat
• Reaktiv och kräver kontrollerad bearbetning

Blandade/legerade pulver

• Kombinera fördelaktiga egenskaper hos varje element
• Tillåter anpassad materialprestanda
• Kräver optimerade 3D-utskriftsparametrar

Genom att manipulera kompositioner genom AM kan innovativa legeringar med överlägsna egenskaper som lämpar sig för extrema miljöer skapas.

Typer av molybden- och titanpulver

Molybden- och titanpulver finns kommersiellt tillgängliga i olika typer för tillverkning av metalltillsatser:

I sin elementära form ger molybden hårdhet vid hög temperatur medan titan bidrar med styrka och korrosionsbeständighet. Genom att kombinera båda genom AM kan innovativa legeringar skapas med förbättrad övergripande prestanda.

Sammansättning/legering

Molybden- och titanpulver har följande nominella sammansättningar:

Molybdenpulver

Hög renhet krävs för reproducerbarhet under AM och nedströms bearbetning. Kontaminering kan påverka materialegenskaperna negativt.

Titan Ti-6Al-4V

Små mängder legeringstillsatser av aluminium och vanadin förbättrar titanets styrka avsevärt för bärande lättviktskonstruktioner.

För blandade Mo-Ti-pulver kan de relativa förhållandena varieras från 100% Mo till 100% Ti för att skapa skräddarsydda legeringar. Genom att använda både elementära och förlegerade blandade pulver, tillåter den obegränsade friheten av kompositioner hittills outforskade legeringar att utvecklas genom AM.

Egenskaper för molybden titanpulver

Molybdenpulver

Molybdenpulver gör att extremt hårda och värmebeständiga legeringar kan tillverkas med AM-tekniker. Delar bibehåller hög hållfasthet under oxiderande, korrosiva och friktionsförslitningsförhållanden vid förhöjda temperaturer över 1000°C.

Titan Ti-6Al-4V pulver

Den fina balansen av hög hållfasthet tillsammans med anständig duktilitet gör detta till en extremt populär flyglegering för kritiska tryckta delar i raketmotorer, flygplan och turbiner.

Genom att blanda molybden och titanpulver i olika förhållanden kan en kombination av deras egenskaper realiseras i skräddarsydda legeringar.

Tillämpningar av molybden titan pulver

Specifikationer för molybdentitanpulver

Molybden- och titanpulver måste uppfylla exakta kemikrav och strikta kvalitetsspecifikationer för användning av additiv tillverkning enligt industrigodkända standarder:

Kemiska renhetsstandarder

Typiska pulveregenskaper

Kraven syftar till att säkerställa enhetligt smältbeteende, defektfria konstruktioner och reproducerbara änddelars egenskaper.

Globala leverantörer

Många etablerade tillverkare tillhandahåller molybden- och titanpulver för AM-applikationer:

Molybdenpulver

Titanpulver

Både etablerade metallpulvertillverkare såväl som specialiserade AM-pulvertillverkare tillhandahåller dessa material till krävande industrispecifikationer.

Prissättning av molybden titanpulver

Som allmänt använda material i metall AM finns publicerade prisindikatorer för molybden- och titanpulver tillgängliga:

Molybdenpulver

Titan Ti-6Al-4V pulver

Priserna beror på kvalitetsklass, partistorlek, distributionsintervall, plasma vs gasatomisering och inköpsvolym. Stora kvantiteter och kontraktspriser förhandlas vanligtvis direkt med leverantörer.

För- och nackdelar med molybden och titanlegeringar från AM

Hur tillverkas molybden- och titanpulver?

Avancerade gasatomiseringsprocesser tillverkar de fina metalliska pulvren med exakt kontroll över kritiska egenskaper som partikelform, storleksintervall och kemisk renhet.

Atomisering av gas

Högren göt induktionssmälts i en inert atmosfär och den flytande metallströmmen hälls i specialiserade finfördelningskärl. Kraftfulla argon- eller kvävgasstrålar finfördelar metallen till fina droppar som snabbt stelnar till pulver.

Genom att optimera gasflödesparametrar och kylningshastigheter erhålls sfäriska partiklar med önskad partikelstorleksfördelning. Pulvret siktas sedan till olika storleksklassificeringar som krävs för olika AM-processer.

Ytterligare bearbetning

Ytterligare steg kan vidtas för att förbättra pulveregenskaperna – avgasning för att sänka syrenivåer, glödgning för att minska inre spänningar från snabb stelning och blandning med andra pulverfraktioner för att erhålla specifika storleksintervall.

Pulvren förpackas slutligen under inerta atmosfärer för att förhindra oxidation innan de skickas till kunderna. Hanterings- och lagringsprotokoll förhindrar fuktabsorption eller kontaminering under nedströms metall AM-bearbetning.

Binder Jetting vs. Powder Bed Fusion av molybden och titan

Molybden och titanlegeringar kan tryckas med både bindemedelssprutning och pulverbäddsfusionskategorier:

Binder jetting är lämplig för designkonceptmodeller på grund av hastighet och låg kostnad. Pulverbäddsfusion skapar högtrogna slutanvändningsdelar med överlägsna egenskaper.

Molybden titanlegeringar – framtidsutsikter

Vanliga frågor

F: Vad används molybden till?

S: Med utmärkta högtemperaturegenskaper ser molybden stor användning som ett legeringstillskott för att stärka värmebeständiga stål och superlegeringar som används inom rymd, kraftgenerering, ugnskonstruktion, missilkomponenter bland andra krävande applikationer.

F: Är molybden giftigt?

S: Elementärt molybden och dess legeringar har i allmänhet låga toxicitetsnivåer och är säkra för teknisk användning. Emellertid kan vissa molybdenföreningar vid inandning under lång tid ha potentiella cancerogena effekter som motiverar användning av skyddsutrustning under hantering och bearbetning.

F: Är titan dyrt?

S: Titanlegeringar uppvisar en högre råmaterialkostnad jämfört med stål och aluminiumlegeringar. Men med köp-till-flyg-förhållanden som närmar sig 1 för AM-tillverkning, kan kostnader för färdiga titandelar vara ekonomiska för industrier som flygindustrin som är villiga att ta till sig ny teknik och design.

F: Vad gör titan idealiskt för implantat?

S: Biokompatibiliteten hos titanlegeringar i kombination med deras höga styrka-till-vikt-förhållande gör dem idealiska för att ersätta mänskligt ben. Elasticitetsmodulen kan reduceras närmare benets genom legering med biokompatibla betastabilisatorer som Nb och Ta för förbättrad livslängd för bärande implantat.

F: Vilken 3D-utskriftsprocess används för molybden och titan?

S: För högpresterande slutanvändningsdelar används främst pulverbäddsfusionstekniker som selektiv lasersmältning (SLM) och elektronstrålesmältning (EBM). Värmekällan med hög temperatur uppnår nästan full densitet med överlägsna egenskaper lämpade för tekniska tillämpningar.

F: Varför blanda molybden med titanpulver?

S: Molybden förbättrar hårdhet vid hög temperatur, krypmotstånd och verktygsstålliknande egenskaper medan titan bidrar med utmärkt korrosionsbeständighet och lågdensitetsegenskaper. Tillsammans ger skräddarsydda legeringar gjorda genom att direkt blanda deras pulver med AM den idealiska kombinationen för avancerade applikationer.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser