CPTi Pulver

Översikt över CPTi-pulver

CPTi-pulver (kemiskt rent titan) är ett titanmetallpulver med hög renhet som används i olika applikationer som kräver utmärkt korrosionsbeständighet, hög hållfasthet, låg vikt och biokompatibilitet. Det erbjuder överlägsna egenskaper jämfört med andra titankvaliteter och legeringspulver.

CPTi-pulver produceras genom gasatomiseringsprocess för att uppnå sfärisk pulvermorfologi med minimal kontaminering. Det har ett partikelstorleksintervall på 15-150 mikron i allmänhet. Den höga renheten och renheten resulterar i utmärkt flytbarhet, packningstäthet och sintringsbarhet.

Några viktiga egenskaper och fördelar med CPTi-pulver är

Egenskaper och kännetecken för CPTi-pulver

Fastigheter	Detaljer
Sammansättning	99,5% minst titan. Låg halt av föroreningar av O, C, N, H, Fe
Täthet	4,5 g/cc
Flytbarhet	Utmärkt tack vare sfärisk morfologi
Sintringsbarhet	Utmärkt, uppnår nästan full densitet
Partikelns form	Övervägande sfärisk
Partikelstorleksintervall	15-150 mikrometer
Skenbar densitet	2,7-3,2 g/cc
Renhet	Upp till 99,995% Ti innehåll
Föroreningar	Lågt syre-, kväve-, kol- och järninnehåll
Färg	Mörkgrå med metallisk lyster

CPTi Powder Viktiga fördelar

• Hög renhet förbättrar prestanda och biokompatibilitet
• Sfärisk pulvermorfologi ger bra flöde och packning
• Används ofta för additiv tillverkning, formsprutning av metall
• Korrosionsbeständighet som är bättre än rostfritt stål i många miljöer
• Högt förhållande mellan styrka och vikt
• Giftfri och icke-allergiframkallande
• Kan legeras för att modifiera egenskaper som styrka
• Kostnadseffektivt jämfört med smidd titan

CPTi-pulver är ett utmärkt val för delar och produkter som kräver en optimal kombination av styrka, låg vikt, korrosionsbeständighet, utmattningshållfasthet och biokompatibilitet.

Den används för olika tillämpningar inom flyg-, medicin-, fordons-, kemi- och konsumentindustrin.

CPTi-pulvers sammansättning och renhetsgrader

CPTi-pulversammansättningen har ett titaninnehåll på minst 99,5%. Föroreningsnivåerna av syre, kväve, kol, väte och järn kontrolleras noggrant. Högre renhetsgrader upp till 99,995% Ti produceras också.

CPTi Pulversammansättning

Element	Vikt %
Titan	99,5% min
Syre	0.08% – 0.40%
Kol	0.03% – 0.08%
Kväve	0.01% – 0.05%
Väte	0.005% – 0.015%
Järn	0.05% – 0.25%

Dessa föroreningsnivåer resulterar i att titanmetallens höga hållfasthet och korrosionsbeständighet bibehålls. Specifika legeringstillsatser kan också göras för att modifiera egenskaper som hållfasthet.

CPTi-pulver finns i olika renhetsgrader beroende på krav:

CPTi renhetsklasser

Betyg	Renhet	Partikelstorlek	Tillämpningar
CPTi klass 1	99,5% min	Medium, stor	Allmän användning
CPTi klass 2	99.9%	Fin, medium	Flyg- och rymdindustrin, medicinteknik
CPTi klass 3	99.95%	Fina	Sjukvård, tandvård
CPTi klass 4	99.99%	Ultrafin	Implantat, användningsområden med hög renhet

Högre renhet minskar risken för toxicitet och förbättrar biokompatibiliteten för medicinsk användning. Det förbättrar också prestandan i applikationer med höga temperaturer.

Högre renhet ökar dock kostnaden. Lämplig kvalitet väljs därför utifrån en balanserad avvägning för avsedd tillämpning.

CPTi Pulver Fysikaliska egenskaper

Viktiga fysikaliska egenskaper hos CPTi-pulver som påverkar dess bearbetning och prestanda:

CPTi Pulver Fysikaliska egenskaper

Fastigheter	Värden
Täthet	4,5 g/cc
Smältpunkt	1668°C
Termisk ledningsförmåga	21,9 W/mK
Elektrisk resistivitet	53,8 ohm-cm
Young's modul	107 GPa
Poissons förhållande	0.33
Mohs hårdhet	6
Oxideringsbeständighet	Upp till 590°C i luft

• Densiteten är ganska låg jämfört med andra metaller, vilket ger ett högt förhållande mellan styrka och vikt
• Smältpunkten är måttligt hög, vilket möjliggör användning i applikationer med förhöjd temperatur
• Värmeledningsförmågan är lägre än för andra metaller som aluminium eller koppar
• Den elektriska resistiviteten är relativt hög, vilket gör den lämplig för korrosionsbeständiga fästelement och anslutningar
• Hårdheten liknar andra titanlegeringar men är lägre än för metaller med hög hårdhet
• Oxidationsbeständigheten förbättras med högre renhetsgrad

Dessa egenskaper gör CPTi lämpligt för lätta konstruktionsdelar som kräver hög mekanisk prestanda och korrosionsbeständighet.

CPTi-pulver Mekaniska egenskaper

Mekaniska egenskaper representerar materialets styrka, hårdhet och bearbetbarhet. Viktiga mekaniska egenskaper:

CPTi-pulver Mekaniska egenskaper

Fastigheter	Värden
Draghållfasthet	420 - 550 MPa
Sträckgräns	380 - 470 MPa
Töjning	15 – 30%
Hårdhet	200-240 HV
Utmattningshållfasthet	200-300 MPa

• Drag- och sträckgränsen är måttligt hög medan töjningen är rimlig
• Utmattningshållfastheten är utmärkt jämfört med andra konkurrerande material
• Hårdheten är liknande eller något lägre än titanlegeringar
• Egenskaperna beror på faktorer som renhet, porositet och bearbetningsmetod
• Legering med element som Al, V, Mo kan öka hållfastheten avsevärt

Kombinationen av god hållfasthet, duktilitet, utmattningshållfasthet och hårdhet ger en balanserad mekanisk prestanda.

CPTi matchar eller överträffar egenskaperna hos rostfritt stål vid en lägre densitet. Det ger den optimala avvägningen mellan hög hållfasthet och måttlig duktilitet.

Applikationer för CPTi-pulver

CPTi-pulver används inom flera industrier på grund av dess utmärkta egenskaper:

Applikationer för CPTi-pulver

Industri	Exempel på tillämpningar
Flyg- och rymdindustrin	Motorkomponenter, flygplansdelar, fästelement
Medicinsk	Implantat, proteser, instrument
Fordon	Ventiler, vevstakar, fjädrar
Kemisk	Pumpar, ventiler, tankar, rör
3D-utskrifter	Komponenter för flyg- och medicinteknik
Formsprutning av metall	Tandläkarinstrument, hårdvara
Investeringsgjutning	Turbinblad, golfklubbsskallar

Några specifika produktapplikationer inkluderar:

• Ortopediska och dentala implantat
• Kirurgiska instrument och bioimplantat
• Lättviktsdelar till bilmotorer, t.ex. vevstakar
• Hydrauliska slangar och komponenter för flyg- och rymdindustrin, t.ex. bussningar
• Livsmedel/kemisk industri Ventiler, pumpar, rör
• Klockfodral, smycken
• Sportartiklar som golfklubbor, cykelramar
• Additiv tillverkning av delar till flyg- och medicinindustrin

Den giftfria egenskapen gör att den kan användas i produkter som kommer i kontakt med livsmedel, läkemedel och biologiska vätskor.

Sammantaget ger CPTi-pulver den bästa balansen av egenskaper för lätta strukturdelar inom flera olika branscher.

Specifikationer för CPTi-pulver

Industriella specifikationer och standarder används för att utvärdera kvaliteten på CPTi-pulvret och för att säkerställa konsekvent prestanda:

CPTi standarder för pulver

Standard	Beskrivning
ASTM B348	Standardspecifikation för pulver av titan och titanlegeringar
ASTM F67	Standardspecifikation för olegerade titanstänger för kirurgiska implantat
ISO 5832-2	Smidda titanmaterial av implantatkvalitet

Dessa standarder anger krav för:

• Kemisk sammansättning - procentandelar titan och föroreningsnivåer
• Fysikaliska egenskaper som partikelstorleksfördelning, flödeshastighet, densitet
• Mekaniska egenskaper som drag- och sträckgräns
• Produktionsmetod som atomisering med argongas
• Kvalitetssäkring genom provtagning, testning och inspektion
• Krav på förpackning och identifiering

Välrenommerade tillverkare av CPTi-pulver producerar material enligt ASTM-standarder och tillhandahåller certifiering av överensstämmelse för kritiska applikationer.

CPTi Pulver Partikelstorlekar

CPTi-pulver produceras i olika partikelstorleksfördelningar baserat på appliceringsmetod:

CPTi Pulver Partikelstorlekar

Partikelstorlek	Typiskt storleksintervall	Tillämpningar
Fina	1-25 mikrometer	Investeringsgjutning, MIM
Medium	25-45 mikrometer	Pressning och sintring, HIP
Grov	45-150 mikrometer	Termisk och kall sprutning

• Fint pulver ger hög sintrad densitet och ytfinish
• Grovt pulver har bättre flytbarhet och används för termisk sprutning
• Medium size-serien erbjuder en balans som är lämplig för pressning och skärning
• Storleksfördelningen optimeras utifrån de egenskaper som krävs för den slutliga detaljen
• Sfärisk morfologi bibehålls i alla storleksintervall

Kontroll av partikelstorleksfördelning och morfologi är avgörande för att uppnå hög pulverpackningsdensitet och sintrad detaljkvalitet.

CPTi Pulver skenbar densitet

Den skenbara densiteten eller tappdensiteten anger pulvrets packningsdensitet:

CPTi Pulver skenbar densitet

Skenbar densitet	Egenskaper
2,7 - 3,0 g/cc	Olegerat CPTi-pulver
3,0 - 3,2 g/cc	Legerat CPTi-pulver
Upp till 50% av verklig densitet	På grund av tomrum mellan partiklarna

• Högre skenbar densitet förbättrar pulverflöde och kompressibilitet
• Legeringselement som Al, V ökar partikeldensiteten
• Värden upp till 60% är möjliga med optimerat pulver
• Hög skenbar densitet minskar presscykeltiden och förbättrar detaljkvaliteten

Maximering av den skenbara densiteten möjliggör effektiv pulverpressning och sintring till full densitet. Det förbättrar tillverkningsproduktiviteten.

CPTi Pulver Produktionsmetoder

CPTi-pulver produceras kommersiellt via gasatomiseringsprocess med hjälp av Ti-stänger med hög renhet:

CPTi Pulverproduktion

Metod	Detaljer
Atomisering av gas	Argongas under högt tryck sönderdelar den smälta Ti-strömmen till fina droppar som stelnar till sfäriskt pulver
Smältning med vakuumbåge	Ti insatsmaterial med hög renhet raffineras för att minska gasformiga föroreningar som O, N, H
Multipel smältning	Säkerställer kemisk homogenitet hos råmaterialet
Siktning	Klassificerar pulver i olika partikelstorleksfördelningar
Blandning	Pulver med olika partikelstorlekar blandas i optimerade proportioner

• Gasatomisering möjliggör storskalig produktion av sfäriskt CPTi-pulver
• I flera steg produceras pulver med hög renhet och kontrollerad storlek och morfologi
• Argongas förhindrar kontaminering under finfördelningen
• Efterbearbetning ger anpassade pulverkvaliteter för kunderna

Högautomatiserad utrustning möjliggör effektiv produktion av CPTi-pulver med noggrann kontroll över alla egenskaper som renhet, partikelstorleksfördelning, morfologi och skenbar densitet.

Prissättning för CPTi Powder

Priset på CPTi-pulver beror på olika faktorer:

Prissättning för CPTi Powder

Faktor	Påverkan
Renhet	Prisökningar för högre renhetsgrad
Partikelstorlek	Ultrafint pulver är dyrare
Kvantitet	Prisreduktion för större orderkvantiteter
Produktionsmetod	Flera omsmältningar ökar kostnaden
Förpackning	Argonfyllda flaskor kostar mer
Testning/certifiering	Extra kostnad för mer rigorösa tester
Ledtid	Snabbare leverans ökar priset

Vägledande priser för pulver med medelstor partikelstorlek:

• CPTi Grad 1: $50-$100 per kg
• CPTi Grad 2: $100-$150 per kg
• CPTi Grad 3: $150-$300 per kg
• CPTi Grad 4: $300+ per kg

Reducerade priser är typiska för bulkbeställningar som överstiger flera hundra kg.

CPTi pulver leverantörer

Populära leverantörer av CPTi-pulver inkluderar:

CPTi pulver leverantörer

Företag	Plats
Avancerade pulver och ytbeläggningar	USA
Atlantic Equipment Engineers	USA
Reading Alloys, Inc.	USA
TLS Technik GmbH & Co.	Tyskland
AP&C	Kanada
Xi'an Saite metallmaterial	Kina

Faktorer att ta hänsyn till vid val av leverantör:

• alternativ för pulverkvalitet
• intervall för genomsnittlig partikelstorlek
• produktionskapacitet
• pulvrets morfologi och konsistens
• förpackningsalternativ
• ledtid och leverans
• prissättning
• överensstämmelse med ASTM-standarder
• inspektions- och testprocesser
• kvalitetssäkring och kvalitetskontroll

CPTi Pulverhantering och säkerhet

Säker hantering av pulver ska följas:

CPTi Pulverhantering

Rekommendation	Anledning
Undvik inandning	På grund av liten partikelstorlek
Använd skyddsmask	Förhindra intag genom näsa/mun
Utför hanteringen i ventilerade utrymmen	Minska luftburen pulvercirkulation
Använda skyddsdräkter vid stora operationer	Minimera hudkontakt
Se till att inga antändningskällor finns i närheten	Pulver kan antändas i syrehaltig atmosfär
Följ antistatiska protokoll	Förhindrar oavsiktlig brand på grund av uppbyggnad av statisk laddning
Använd verktyg som inte slår gnistor	Undviker risken för antändning under hanteringen
Förvara förseglade behållare i svalt, torrt utrymme	Förhindrar fuktupptagning och reaktivitet

Även om CPTi-pulver är relativt inert jämfört med reaktiva metallpulver, är det nödvändigt att följa försiktighetsåtgärder för att minska säkerhets- och brandrisker.

CPTi Pulverinspektion och provning

Kvalitetstestning säkerställer att CPTi-pulvret uppfyller de nödvändiga materialspecifikationerna:

CPTi testning av pulver

Test	Detaljer
Kemisk analys	ICP-spektroskopi verifierar grundämnessammansättningen
Fördelning av partikelstorlek	Siktanalys bestämmer storleksfördelningen
Skenbar densitet	Mätt enligt standarden ASTM B212
Morfologi för pulver	Skannande elektronmikroskopi verifierar sfärisk form
Flödeshastighet	Tid det tar för en bestämd pulvermängd att flöda genom ett definierat munstycke
Tappdensitet	Densitet uppmätt efter mekanisk knackning av pulverprov
Kompressibilitet	Övervakning av förändring av pulverbäddens densitet under komprimering

Rigorösa testprotokoll säkerställer tillförlitlig och konsekvent hög prestanda för CPTi-pulver för kritiska applikationer.

CPTi-pulvrets lagring och reaktivitet

CPTi-pulvret har måttlig reaktivitet:

CPTi Pulverförvaring

Faktor	Effekt
Luft, syre	Måttlig oxidationsrisk över 500°C
Fukt	Låg korrosionshastighet vid rumstemperatur
Kolväten	Risk för brand om pulvret förorenas
Syror, baser	Låg korrosionshastighet i neutrala lösningar
Organiska lösningsmedel	Viss absorption och missfärgning vid nedsänkning i vatten
Förhöjda temperaturer	Ökad reaktivitet med syre och kväve

Rekommendationer:

• Förvaras i slutna behållare fyllda med inert gas
• Håll temperaturen under 30°C
• Öppna behållare endast i torra, kontrollerade miljöer
• Begränsa kontakt med oxiderande syror och klorerade kolväten

Med lämpliga försiktighetsåtgärder under lagring och hantering uppvisar CPTi-pulver utmärkt stabilitet och låg reaktivitet.

Jämförelse med pulver av legeringen Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V är ett populärt alfa-beta-titanlegeringspulver. Jämförelse med CPTi:

CPTi vs Ti-6Al-4V pulver

Parameter	CPTi Pulver	Ti-6Al-4V pulver
Täthet	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Draghållfasthet	420 - 550 MPa	950 - 1050 MPa
Duktilitet	15 – 30%	10 – 18%
Utmattningshållfasthet	200 - 300 MPa	500 - 600 MPa
Korrosionsbeständighet	Utmärkt	Måttlig
Oxideringsbeständighet	Utmärkt	Bra
Kostnad	Låg	Måttlig
Toxicitet	Ingen	Låg
Användningsområden	Tillämpningar vid låga temperaturer, proteser	Komponenter för flyg- och rymdindustrin, bildelar

• CPTi ger bättre duktilitet och oxidationsbeständighet
• Ti-6Al-4V är starkare med högre utmattningshållfasthet
• CPTi har bättre biokompatibilitet och korrosionsbeständighet
• Ti-6Al-4V ger högre förhållande mellan styrka och vikt
• CPTi är mer kostnadseffektivt medan Ti-6Al-4V ger högre prestanda

Fördelar och nackdelar med CPTi-pulver

Fördelar med CPTi-pulver:

• Utmärkt korrosionsbeständighet
• Högt förhållande mellan styrka och vikt
• God duktilitet och brottseghet
• Icke-toxisk och biokompatibel
• Icke-magnetisk och termiskt stabil
• Kostnadseffektivt jämfört med titanlegeringar
• Kan legeras för att förbättra egenskaperna
• Lämplig för olika tillämpningar inom olika branscher

Begränsningar av CPTi-pulver:

• Relativt dyrt jämfört med järn-/stålpulver
• Lägre hållfasthet än titanlegeringar
• Måttlig oxidationsbeständighet vid höga temperaturer
• Kräver skyddsatmosfärer under bearbetning
• Känslig för urgröpning och kärvning i glidande kontakt
• Svårare att bearbeta jämfört med stål och aluminiumlegeringar

Vanliga frågor om CPTi-pulver

F: Vilka är de främsta fördelarna med CPTi-pulver?

A: De viktigaste fördelarna är hög hållfasthet, låg densitet, utmärkt korrosionsbeständighet, biokompatibilitet, termisk stabilitet och kostnadseffektivitet.

F: Vilka är de typiska användningsområdena för CPTi-pulver?

A: De viktigaste användningsområdena är ortopediska implantat, tandimplantat, flyg- och rymdkomponenter, bildelar, sportartiklar, smycken, kemisk utrustning och medicintekniska produkter.

F: Vilka är skillnaderna mellan olika CPTi-pulverkvaliteter?

S: Pulver med högre renhetsgrad (grad 3 och 4) används för medicinska implantat och högpresterande applikationer. Lägre halter ger tillräckliga egenskaper till lägre kostnad för industriell användning.