Ti6Al4V pulver

Översikt

Ti6Al4V-pulver, även känt som Ti-6Al-4V, Grade 5 titanium, Ti 6-4 eller Ti 6/4, är ett titanlegeringspulver som består av titan, 6% aluminium och 4% vanadin. Det erbjuder en exceptionell kombination av hög hållfasthet, låg vikt, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet, vilket gör det till ett extremt mångsidigt material för avancerade applikationer inom flyg, medicintekniska produkter, marin hårdvara och mycket mer.

Ti6Al4V anses vara arbetshästen bland titanlegeringar och står för över 50% av den totala titananvändningen i världen. Det har bland de bästa styrke-/viktförhållandena av alla metalliska material och bibehåller sina egenskaper vid extrema temperaturer.

Några viktiga egenskaper och kännetecken för Ti6Al4V-pulver inkluderar:

• Utmärkt styrka/vikt-förhållande, hög specifik styrka
• Låg densitet - 4,43 g/cm3
• Hög korrosionsbeständighet
• Biokompatibilitet och förmåga till osseointegration
• Goda egenskaper vid höga temperaturer - användbar upp till 400°C med oxidationsbeständighet upp till 550°C
• Hög brottseghet och utmattningshållfasthet
• Finns i olika storleksintervall och morfologier - sfäriska, kantiga

Med sina mångsidiga egenskaper har Ti6Al4V idag många olika användningsområden inom olika branscher.

Typer av Ti6Al4V-pulver

Ti6Al4V legeringspulver finns i olika storleksfördelningar, former och produktionsmetoder för att passa specifika applikationer:

Partikelstorlek: Finns från 15 mikrometer till 150+ mikrometer beroende på produktionsmetod

Storleksfördelning: Sorterade/siktade, blandade eller anpassade specifikationer

Standarder: ASTM B348, AMS 4943, AMS 4928, AMS 4967

Ti6Al4V pulver sammansättning

Ti6Al4V överensstämmer med Aerospace Material Specification (AMS) 4928 och har den nominella sammansättningen:

Järn, syre och kväve är vanligt förekommande orenheter. Sammansättningen analyseras rutinmässigt för att säkerställa att den uppfyller specifikationerna för flyg- och rymdindustrin innan den finfördelas till pulver.

Egenskaper för Ti6Al4V-pulver

Ti6Al4V är uppskattat för sin exceptionella balans mellan mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet, lätthet och biokompatibilitet. Dess egenskaper inkluderar:

Termiska egenskaper
Termisk utvidgningskoefficient - 8,6 x 10-6 /K (20-100°C)
Termisk konduktivitet - 7,2 W/m.K
Maximal driftstemperatur - 400°C

Motståndskraft mot korrosion
Utmärkt korrosionsbeständighet jämförbar med olegerad titan Motstår korrosion av de flesta syror, fuktiga gaser och organiska kemikalier

Bildandet av ett stabilt och mycket vidhäftande oxidytskikt ger utmärkt motståndskraft mot saltlösningar. Ti6Al4V uppvisar ett skydd som är överlägset rostfritt stål i kloridlösningar tack vare lägre diffusionshastigheter för syre och klorid.

Ti6Al4V Pulver Tillämpningar

Tack vare sina välbalanserade egenskaper har Ti6Al4V idag många olika användningsområden inom industri och medicin:

Additiv tillverkning utökar användningsområdena för titanlegeringar inom alla dessa sektorer genom att möjliggöra friformsgeometrier som inte varit möjliga tidigare.

Specifikationer för Ti6Al4V-pulver

Titan klass 5 Eli-pulver måste också uppfylla ytterligare kundkrav avseende:

• Partikelns form
• Flytbarhet
• Skenbar densitet
• Tappdensitet
• Pyknometerns densitet
• Kemisk analys
• Mekaniska egenskaper

Tillverkare som producerar Ti6Al4V-pulver följer certifierade kvalitetsstyrningssystem och testprotokoll innan de levererar till kunder inom bland annat försvars-, flyg-, energi-, motorsport- och medicinska sektorer.

Ti6Al4V pulver leverantörer

Ti6Al4V-pulver tillverkas via gasatomisering eller plasmaatomisering för att producera sfäriskt pulver lämpligt för AM. Utgångsråmaterialet är en legeringsplatta som smälts om med vakuumbåge (VAR) eller elektronstråle (EBM) och som finfördelas till fina droppar som stelnar till pulverpartiklar vid snabb kylning.

Viktiga globala leverantörer av sfäriska och förlegerade pulver av Ti6Al4V är

Ti6Al4V-pulver kan köpas i små kvantiteter för forskning och prototyptillämpningar. Anpassade legeringar och partikelegenskaper är också möjliga för företag med etablerade leveransavtal.

Prissättning:
Ti6Al4V-pulvret är en högpresterande legering som kräver avancerad tillverkning och är därför dyrare än standardkvaliteter av titan och andra metallpulver. Prissättningen varierar från $100/kg till $500/kg baserat på:

• Orderkvantitet
• Partikelform och storleksfördelning
• Anpassning av kemiska/mekaniska egenskaper
• Test- och certifieringskrav
• Ekonomiska faktorer - dynamik mellan utbud och efterfrågan, råvarukostnader

Högre renhetsgrader som används inom medicintekniska produkter och flyg- och rymdtillämpningar är dyrare. Kostnaderna har sjunkit i takt med att produktionskapaciteten har ökat globalt.

Hur man väljer Ti6Al4V-pulver

Valet av lämpligt Ti6Al4V-pulver beror på dina specifika applikations- och processkrav. Några viktiga överväganden inkluderar:

Additiv tillverkning

• Partikelform - sfärisk/formad fördelning för bättre flöde och packning
• Partikelstorlek - fin <45 mikrometer för bättre upplösning och ytfinish
• Smalt storleksintervall - säkerställer enhetlig smältning och förtätning
• Titan med hög pulverrenhet >99,5% för lägre kontaminering
• Låg syre-, kväve- och kolhalt

Formsprutning av metall (MIM)

• Oregelbundet, kantigt pulver för högre grönstyrka
• Medelstor partikelstorlek - 100 mesh
• Pulverblandning med bindemedelskomponenter
• Economic grade uppfyller kostnadsmålen

Termisk spray

• Partikelstorlek lämplig för sprayprocess
• Poröst HDH-hydridpulver ger bättre vidhäftning av beläggningen
• Utveckling av kundanpassade legeringar möjlig

Pulvermetallurgi

• Kantigt, poröst pulver för komprimering
• Pulverblandning skräddarsydd för applikationen
• Legering modifierad för sintringsrespons

Kontakta pulvertillverkare tidigt i designprocessen för att välja det optimala pulvret för dina specifika komponentkrav.

Fördelar och begränsningar med Ti6Al4V-pulver

Fördelar

• Högt förhållande mellan styrka och vikt
• Bibehåller egenskaper vid förhöjda temperaturer
• Utmärkt korrosionsbeständighet
• Bioinert - ger inte upphov till biverkningar vid implantering
• Pulverråvara möjliggör tillverkning av komplexa, nätformade delar via AM
• Skräddarsydda mekaniska egenskaper genom värmebehandling
• Återvinningsbar för att minimera avfallet

Begränsningar

• Hög materialkostnad jämfört med stål och aluminiumlegeringar
• Kräver höga bearbetningstemperaturer risk för syreförorening
• Lägre styvhet än stål
• Skarp skårkänslighet - risk för sprickbildning
• Svårbearbetad och kräver specialverktyg

Ingenjörer väljer Ti6Al4V när kraven på styrka, temperaturbeständighet, biokompatibilitet och korrosionsbeständighet väger tyngre än kostnadsbegränsningar i kritiska konstruktionsdelar.

Ti6Al4V-pulver jämfört med alternativ

Ti6Al4V konkurrerar med rostfritt stål, koboltkromlegeringar, aluminiumkvaliteter och ren titan. Jämförelse av nyckelparametrar belyses nedan:

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser