Introduktion till titanlegeringar i pulverform
Innehållsförteckning
Pulver av titanlegeringar är ett mångsidigt konstruktionsmaterial med unika egenskaper som gör det lämpligt för avancerade tillämpningar inom olika branscher. Denna artikel ger en översikt över titanlegeringarnas pulvermetallurgi, tillverkningsmetoder, sammansättningar, mekaniska och fysikaliska egenskaper, tillämpningar, specifikationer, prissättning, för- och nackdelar samt vanliga frågor.
Metoder för tillverkning av titanlegeringspulver
Pulver av titanlegeringar kan produceras genom olika metoder som påverkar pulveregenskaper som partikelstorleksfördelning, morfologi, renhetsnivåer och mer. De viktigaste tillverkningsvägarna inkluderar:
Metod | Beskrivning | Typiska pulveregenskaper |
---|---|---|
Atomisering av gas | Flytande legeringsström som sönderdelas av gasstrålar med högt tryck till fina droppar som stelnar till pulver | Sfärisk morfologi, medelstor till fin partikelstorlek (15-180 μm), skräddarsydda legeringssammansättningar, hög renhet |
Process med roterande elektrod och plasma (PREP) | Elektrodspetsen smälts av plasmabåge, centrifugalkraften bildar mikrodroppar som stelnar till pulver | Sfäroida partiklar, mycket fint pulver (25-75 μm), medelhög renhet, många legeringsalternativ |
Hydrid-Dehydrid (HDH) | Hydridbildning och sönderdelning av legeringar ger poröst grovt pulver | Oregelbunden morfologi, stor partikelstorlek (75-250 μm), medelhög till hög renhet, begränsat antal legeringar |
Varje produktionsmetod resulterar i titanlegeringspulver med distinkta egenskaper som lämpar sig för olika tillämpningar inom olika branscher.
![Introduktion till titanlegeringar pulver 1 titanlegeringar pulver](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/D2.jpg)
Pulverblandningar av titanlegeringar
Titanlegeringspulver för metallurgi består av titan blandat huvudsakligen med aluminium och vanadin, med spårtillsatser av järn, syre, kol och kväve. Vanliga formuleringar av titanlegeringar i massprocent inkluderar:
Legering | Aluminium | Vanadin | Övriga element |
---|---|---|---|
Ti-6Al-4V (klass 5) | 5.5-6.75% | 3.5-4.5% | Järn ≤ 0,3%, Syre ≤ 0,2%, Kol ≤ 0,1%, Kväve ≤ 0,05% |
Ti-6Al-4V ELI (Extra låg interstitial, grad 23) | 5.5-6.5% | 3.5-4.5% | Järn ≤ 0,3%, syre ≤ 0,13%, kol ≤ 0,08%, kväve ≤ 0,05% |
Ti-10V-2Fe-3Al | 2.5-3.5% | 9-11% | Järn 1,8-2,2%, syre ≤ 0,2%, kol ≤ 0,1%, kväve ≤ 0,05% |
Titanlegeringarnas pulverkemi kan skräddarsys för att optimera prestandaprofiler från styrka och hårdhet till korrosionsbeständighet, biokompatibilitet, högtemperaturbeständighet, viktbesparingar och andra prioriteringar beroende på slutanvändningen.
Pulver av titanlegeringar Fastigheter
Viktiga egenskaper för titanlegeringar i pulverform som värderas i olika applikationer är bl.a:
Fastighet | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI | Ti-10V-2Fe-3Al |
---|---|---|---|
Densitet (g/cm3) | 4.42 | 4.42 | 4.35 |
Smältpunkt (°C) | 1604-1660 | 1604-1660 | 1590-1650 |
Slutlig draghållfasthet (MPa) | 860-1200 | 860-1050 | 900-1150 |
Sträckgräns (MPa) | 750-1100 | 760-960 | 800-1050 |
Töjning vid brott (%) | 8-15 | 8-12 | 7-14 |
Elastisk modul (GPa) | 100-115 | 95-115 | 90-110 |
Hårdhet (HRC) | 30-38 | 32-36 | 30-40 |
Titanpulverlegeringarna har en avancerad egenskapsprofil som kombinerar titans låga vikt med hög hållfasthet i förhållande till vikt, brottseghet, utmattnings- och korrosionsbeständighet som lämpar sig för kritiska applikationer.
![Introduktion till titanlegeringar Pulver 2 Introduktion till titanlegeringar pulver](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/in718-powder.jpg)
Tillämpningar för titanlegeringar i pulverform
Den lätta styrkan, biokompatibiliteten och motståndskraften mot extrema miljöer gör titanlegeringar till ett mångsidigt val på många marknader. Typiska applikationer inkluderar:
Industri | Tillämpningar |
Flyg- och rymdindustrin | Flygplansmotorer och strukturella komponenter, strukturer för rymdfarkoster, raketer |
Medicinsk | Ortopediska och dentala implantat, kirurgiska instrument, proteser |
Fordon | Ventiler, vevstakar, fjädrar, fästelement, avgaskomponenter |
Kemisk | Pumpar, ventiler, rör, tankar, reaktionskärl för korrosionsbeständighet |
Kraftgenerering | Blad till ång- och gasturbiner, komponenter till offshoreplattformar |
Sportartiklar | Golfklubbor, tennisracketar, cyklar och annan högpresterande utrustning |
Olja & Gas | Rör för borrhål, offshore-riggar, komponenter för borrhålshuvud |
Dessa krävande miljöer i olika sektorer drar nytta av titanlegeringars egenskaper som högt hållfasthet/viktförhållande, utmattningshållfasthet, brottseghet, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet.
Specifikationer för titanlegeringar i pulverform
Pulver av titanlegeringar produceras med standardiserade specifikationer för kemi, partikelstorleksfördelning, morfologi och andra parametrar som är skräddarsydda för additiv tillverkning eller press- och sintringsbehov.
Parameter | Specifikation |
---|---|
Legeringsklass | Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI, Ti-10V-2Fe-3Al, andra kvaliteter |
Partikelform | Sfäriska, oregelbundna former |
Partikelstorleksintervall (μm) | 15-45, 45-100, 100-180 föredras för AM |
Hall Flödeshastighet (s/50g) | >32 sekunder, vilket indikerar god flytbarhet hos pulvret |
Skenbar densitet (g/cm3) | 2,7-3,2 för sfäriskt, 2,2-2,8 för oregelbundet pulver |
Tapp Densitet (g/cm3) | >4,0, förbättrar packningseffektiviteten |
Att uppfylla kemiska analyser inom tillåtna gränser för syre, kväve, kol, järn och andra spårämnen är avgörande för högpresterande pulver. Dessa specifikationer möjliggör bearbetning med AM- eller press- och sintringstekniker.
Jämförelse av titanlegeringar i pulverform
De mest använda pulvervarianterna av titanlegeringar - Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI och Ti-10V-2Fe-3Al - har olika fördelar när det gäller egenskaper:
Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI | Ti-10V-2Fe-3Al | |
---|---|---|---|
Styrka | Hög hållfasthet | Något lägre hållfasthet men bättre duktilitet | Hållfasthet jämförbar med Ti-6Al-4V |
Svetsbarhet | Måttlig | Utmärkt | Bättre än Ti-6Al-4V |
Motståndskraft mot korrosion | Måttlig | Bättre, för känsliga applikationer | Överlägsen korrosionsbeständighet |
Kostnad | Måttligt pris | Liten kostnadspåslag | Lägre kostnad än Ti-6Al-4V-legeringar |
Biokompatibilitet | Utmärkt | Överlägsen för kroppsimplantat | Mindre förmånligt för medicintekniska produkter |
Pulver av kvalitet Ti-6Al-4V ELI utmärker sig för duktilitet, svetsbarhet, biokompatibilitet och korrosionsbeständighet men kostar mer, medan Ti-10V-2Fe-3Al utmärker sig för korrosionsbeständighet till lägre pris men förlorar i biomedicinsk lämplighet jämfört med legeringarna av kvalitet 5 och 23.
![Introduktion till pulver av titanlegeringar 12 AlSi50](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/AlSi50.jpg)
Prissättning av titanlegeringar pulver
Pulver av titanlegeringar har en betydande prispremie jämfört med stålpulver på grund av bearbetningsintensivitet och unika egenskaper:
Pulverkvalitet | Prisintervall (USD per kg) |
---|---|
Ti-6Al-4V | 120 – 160 |
Ti-6Al-4V ELI | 135 – 185 |
Ti-10V-2Fe-3Al | 100 – 165 |
Kostnaden beror på tillverkningsmetod, kemi, storleksfördelning, form och orderkvantiteter. Oregelbundet pulver kan vara billigare än sfäriskt. Prispåslag för argon- eller vakuumförpackning tillkommer också. Betydande volymrabatter sänker också priset per kilo.
Pulver av titanlegeringar För- och nackdelar
Proffs | Nackdelar | |
---|---|---|
Mekaniska egenskaper | Högt förhållande mellan styrka och vikt, stark men lätt | Lägre hållfasthet än vissa stållegeringar |
Fysikaliska egenskaper | Korrosionsbeständig, biokompatibel, icke-magnetisk, värmeledande | Hög reaktivitet med element som syre, vilket kräver inert hantering |
Bearbetning | Lämplighet för flera AM-tekniker, kapacitet för värmebehandling | Sfäriskt pulver dyrare att tillverka jämfört med stål |
Prestanda | Överlägsen brottseghet, utmattningslivslängd och slitstyrka | Kan drabbas av väteförsprödning, tendenser till frätning |
Ekonomi | Stor möjlighet att spara vikt | Högre materialkostnad än stålalternativ |
Titanpulverlegeringar ger bättre prestanda men till högre kostnad. De överträffar stål när det gäller specifik hållfasthet och miljötålighet, men hamnar efter när det gäller absolut hållfasthet och kostnadsmått. Kortare utmattningslivslängd, väteupptag och nötning kan också plåga vissa titanlegeringar.
![Introduktion till pulver av titanlegeringar 13 titanlegeringar pulver](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/FeCoNiCrMo-Powder.jpg)
VANLIGA FRÅGOR
Fråga | Svar |
---|---|
Vilka är de viktigaste titanlegeringarna som finns i pulverform? | De mest använda titanlegeringspulvren är Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI och Ti-10V-2Fe-3Al som tillverkas i vanliga AM-klara partikelstorleksfördelningar och sammansättningar. Kundanpassade legeringar är också möjliga. |
Vilket partikelstorleksintervall fungerar bäst för titanlegeringar pulverbädd AM? | Ett partikelstorleksintervall på 15-100 mikrometer med en genomsnittlig storlek på 30-60 mikrometer är optimalt. För fina partiklar leder till utmaningar vid pulverhantering och spridning. För grova partiklar kan ge mindre täta detaljer. |
Hur förvaras och hanteras pulver av titanlegeringar? | Inertgasrening och minimerad exponering för luft är avgörande för att undvika upptagning av syre som kan förändra legeringskemin. Vakuumförslutna behållare och argonfyllda handskboxar möjliggör effektiv förvaring och hantering av pulver. |
Vilken efterbearbetning används på AM-delar i titan? | Värmebehandlingar som varm isostatisk pressning och glödgning kan bidra till att förbättra de mekaniska egenskaperna. Ytbehandlingsstegen kan omfatta CNC-bearbetning, borrning, slipning och polering. Shot peening används också för att framkalla tryckspänningar. |
Är titanlegeringar återvinningsbara efter additiv tillverkning? | Ja, begagnat titanpulver kan ofta återvinnas, siktas och blandas med jungfruligt pulver för återanvändning. Återvinningsutbyten över 90% uppnås för vissa titanlegeringar, vilket ger betydande kostnadsbesparingar. |
Slutsatser
Med egenskaper som hög specifik hållfasthet, utmattnings- och korrosionsbeständighet möjliggör pulver av titanlegeringar lättare och mer hållbara delar inom flyg, medicin, fordon, energi och andra krävande tillämpningar. Framstegen inom titanpulvermetallurgi ökar användningsområdet ytterligare genom optimerade pulver som är skräddarsydda för AM-tekniker.
De ledande titankvaliteterna Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI och Ti-10V-2Fe-3Al balanserar egenskaper som hållfasthet, duktilitet, seghet, svetsbarhet, biokompatibilitet och kemisk resistens till attraktiva priser. Fortsatt utveckling av titanlegeringar och framsteg inom AM-kapacitet för metall kommer att påskynda användningen av titanpulver för verksamhetskritiska komponenter.
Dela på
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-post
MET3DP Technology Co, LTD är en ledande leverantör av lösningar för additiv tillverkning med huvudkontor i Qingdao, Kina. Vårt företag är specialiserat på 3D-utskriftsutrustning och högpresterande metallpulver för industriella tillämpningar.
Förfrågan för att få bästa pris och anpassad lösning för ditt företag!
Relaterade artiklar
Om Met3DP
Spela videoklipp
Senaste uppdateringen
Vår produkt
KONTAKTA OSS
Har du några frågor? Skicka oss meddelande nu! Vi kommer att betjäna din begäran med ett helt team efter att ha fått ditt meddelande.
![metall 3dp logotyp liten](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Metallpulver för 3D-printing och additiv tillverkning
FÖRETAG
PRODUKT
cONTACT INFO
- Qingdao City, Shandong, Kina
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731