Ti6Al4V Toz

Genel Bakış

Ti6Al4V tozTi-6Al-4V, Grade 5 titanyum, Ti 6-4 veya Ti 6/4 olarak da bilinen, titanyum, 6% alüminyum ve 4% vanadyumdan oluşan bir titanyum alaşım tozudur. Yüksek mukavemet, düşük ağırlık, korozyon direnci ve biyouyumluluğun olağanüstü bir kombinasyonunu sunar, bu da onu havacılık, tıbbi cihazlar, deniz donanımı ve daha birçok alanda gelişmiş uygulamalar için son derece çok yönlü bir malzeme haline getirir.

Ti6Al4V, titanyum alaşımlarının beygiri olarak kabul edilir ve dünyadaki toplam titanyum kullanımının 50%'sinden fazlasını oluşturur. Tüm metalik malzemeler arasında en iyi mukavemet/ağırlık oranlarına sahiptir ve aşırı sıcaklıklarda özelliklerini korur.

Ti6Al4V tozunun bazı temel özellikleri ve karakteristikleri şunlardır:

• Mükemmel mukavemet/ağırlık oranı, yüksek özgül mukavemet
• Düşük yoğunluk - 4,43 g/cm3
• Yüksek korozyon direnci
• Biyouyumluluk ve osseointegrasyon yeteneği
• İyi yüksek sıcaklık özellikleri - 550°C'ye kadar oksidasyon direnci ile 400°C'ye kadar kullanılabilir
• Yüksek kırılma tokluğu ve yorulma dayanımı
• Farklı boyut aralıklarında ve morfolojilerde mevcuttur - küresel, açısal

Çok yönlü özellikleriyle Ti6Al4V, günümüzde endüstrilerde çeşitli uygulamalar bulmaktadır.

Ti6Al4V Toz Çeşitleri

Ti6Al4V alaşım tozu, belirli uygulamalara uyacak şekilde farklı boyut dağılımlarında, şekillerde ve üretim yöntemlerinde mevcuttur:

Parçacık Boyutu: Üretim yöntemine bağlı olarak 15 mikrondan 150+ mikrona kadar mevcuttur

Boyut Dağılımı: Derecelendirilmiş/elenmiş, harmanlanmış veya özel spesifikasyonlar

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

Ti6Al4V Toz Bileşimi

Ti6Al4V, Havacılık ve Uzay Malzeme Spesifikasyonu (AMS) 4928'e uygundur ve nominal bileşime sahiptir:

Demir, oksijen ve nitrojen yaygın olarak bulunan safsızlık elementleridir. Bileşim, toz haline getirilmeden önce havacılık ve uzay sınıfı spesifikasyonlarını karşıladığından emin olmak için rutin olarak analiz edilir.

Ti6Al4V Toz Özellikleri

Ti6Al4V, mekanik özellikler, korozyon direnci, hafiflik ve biyouyumluluğun olağanüstü dengesi için ödüllendirilir. Özellikleri şunları içerir:

Termal Özellikler
Termal Genleşme Katsayısı - 8,6 x 10-6 /K (20-100°C)
Termal İletkenlik - 7,2 W/m.K
Maksimum Servis Sıcaklığı - 400°C

Korozyon Direnci
Alaşımsız titanyum ile karşılaştırılabilir mükemmel korozyon direnci Çoğu asit, nemli gazlar ve organik kimyasallarla korozyona karşı dayanıklıdır

Kararlı ve son derece yapışkan oksit yüzey tabakasının oluşumu, tuzlu ortamlara karşı mükemmel direnç sağlar. Ti6Al4V, daha düşük oksijen ve klorür difüzyon oranları nedeniyle klorür çözeltilerinde paslanmaz çelikten daha üstün koruma gösterir.

Ti6Al4V Toz Uygulamaları

İyi dengelenmiş özellikleri sayesinde Ti6Al4V günümüzde çeşitli endüstriyel ve tıbbi uygulamalar bulmaktadır:

Katmanlı üretim, daha önce mümkün olmayan serbest biçimli geometrileri mümkün kılarak tüm bu sektörlerde titanyum alaşımlarının kullanım alanlarını genişletiyor.

Ti6Al4V Toz Özellikleri

Titanyum sınıf 5 Eli tozunun ayrıca aşağıdakilerle ilgili ek müşteri gereksinimlerini karşılaması gerekir:

• Parçacık şekli
• Akışkanlık
• Görünür yoğunluk
• Musluk yoğunluğu
• Piknometre yoğunluğu
• Kimyasal analiz
• Mekanik özellikler

Ti6Al4V tozu üreten üreticiler, diğerlerinin yanı sıra savunma, havacılık, enerji, motor sporları ve medikal sektörlerindeki müşterilere tedarik sağlamadan önce sertifikalı kalite yönetim sistemlerini ve test protokollerini takip etmektedir.

Ti6Al4V Toz Tedarikçileri

Ti6Al4V tozu, AM'ye uygun küresel toz üretmek için gaz atomizasyonu veya plazma atomizasyonu yoluyla üretilir. Başlangıç hammaddesi, hızlı soğutmada toz parçacıklarına katılaşan ince damlacıklar halinde atomize edilen vakum ark yeniden eritilmiş (VAR) veya elektron ışını eritilmiş (EBM) alaşım levhadır.

Ti6Al4V küresel ve ön alaşımlı tozların başlıca küresel tedarikçileri şunlardır:

Ti6Al4V tozu araştırma ve prototipleme uygulamaları için küçük miktarlarda tedarik edilebilir. Yerleşik tedarik anlaşmaları olan şirketler için özel alaşımlar ve partikül özellikleri de mümkündür.

Fiyatlandırma:
Gelişmiş üretim gerektiren yüksek performanslı bir alaşım olan Ti6Al4V tozu, standart titanyum ve diğer metal tozlarına göre daha yüksek fiyatlara sahiptir. Fiyatlandırma $100/kg ile $500/kg arasında değişmektedir:

• Sipariş miktarı
• Partikül şekli ve boyut dağılımı
• Kimya/mekanik özelliklerin özelleştirilmesi
• Test ve belgelendirme gereklilikleri
• Ekonomik faktörler - arz-talep dinamikleri, hammadde maliyetleri

Tıbbi cihazlarda ve havacılık uygulamalarında kullanılan daha yüksek saflık dereceleri daha maliyetlidir. Küresel olarak üretim kapasitelerindeki artışla birlikte maliyetlerde düşüş eğilimi görülmüştür.

Ti6Al4V Tozu Nasıl Seçilir

Uygun Ti6Al4V tozunun seçimi, özel uygulamanıza ve proses gereksinimlerinize bağlıdır. Bazı önemli hususlar şunlardır:

Katmanlı Üretim

• Partikül şekli - daha iyi akış ve paketleme için küresel/şekilli dağılımlar
• Parçacık boyutu - daha iyi çözünürlük ve yüzey kalitesi için ince <45 mikron
• Dar boyut aralığı - homojen erime ve yoğunlaştırma sağlar
• Daha düşük kirlenme için yüksek toz saflığı >99,5% titanyum
• Düşük oksijen, nitrojen ve karbon içeriği

Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM)

• Daha yüksek yeşil mukavemet için düzensiz, köşeli toz
• Orta partikül boyutu - 100 mesh
• Bağlayıcı bileşenli toz karışımı
• Ekonomik sınıf maliyet hedeflerini karşılıyor

Termal Sprey

• Püskürtme işlemi için uygun partikül boyutu
• Gözenekli HDH hidrit tozu daha iyi kaplama yapışması sağlar
• Özel alaşım geliştirme mümkün

Toz Metalurjisi

• Sıkıştırma için köşeli, gözenekli toz
• Uygulamaya göre uyarlanmış toz karışımı
• Sinterleme tepkisi için modifiye edilmiş alaşım

Özel bileşen gereksinimlerinize uygun optimum tozu seçmek için tasarım sürecinin başlarında toz üreticilerine danışın.

Ti6Al4V Tozunun Avantajları ve Sınırlamaları

Avantajlar

• Yüksek mukavemet/ağırlık oranı
• Yüksek sıcaklıklarda özelliklerini korur
• Mükemmel korozyon direnci
• Bioinert - implante edildiğinde advers reaksiyonlar oluşturmaz
• Toz hammadde, AM yoluyla karmaşık, net şekilli parça üretimine olanak tanır
• Isıl işlemle uyarlanabilir mekanik özellikler
• İsrafı en aza indirmek için geri dönüştürülebilir

Sınırlamalar

• Çelik ve alüminyum alaşımlarına kıyasla yüksek malzeme maliyeti
• Yüksek işleme sıcaklıkları gerektirir oksijen kontaminasyonu riski
• Çelikten daha düşük sertlik
• Keskin çentik hassasiyeti - çatlama riski
• Özel takım gerektiren zor işlenebilirlik

Mühendisler, kritik yapısal parçalarda mukavemet, sıcaklık direnci, biyouyumluluk ve korozyon direnci ihtiyaçlarının maliyet kısıtlamalarından daha ağır bastığı durumlarda Ti6Al4V'yi seçmektedir.

Ti6Al4V Toz ve Alternatifleri

Ti6Al4V paslanmaz çelikler, kobalt krom alaşımları, alüminyum kaliteleri ve saf titanyum ile rekabet etmektedir. Temel parametreler üzerindeki karşılaştırma aşağıda vurgulanmıştır:

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin