Titanyum Metal Tozu
İçindekiler
titanyum metal tozu metalurjisi, yüksek özgül mukavemet, korozyon direnci ve biyouyumluluğu bir araya getiren gelişmiş hafif yapısal parçaların üretilmesini sağlar. Bu kılavuz titanyum tozu üretim yöntemlerini, özelliklerini, alaşım stratejilerini, uygulamalarını, teknik özelliklerini, fiyatlandırmasını ve alternatif metallerle karşılaştırmalarını kapsamaktadır. Ayrıca, optimize edilmiş özellikler için titanyum tozunun işlenmesine ilişkin araştırma yönergelerini ve uzman tavsiyelerini de içerir.
Genel Bakış
Temel özellikler titanyum metal tozunu havacılıktan tıbba kadar tüm sektörlerde kullanışlı hale getirir:
- Tüm metalik elementler arasında en yüksek mukavemet/ağırlık oranı
- Tamamen biyouyumludur ve toksik değildir
- Tuzlu su, su ve fizyolojik korozyona karşı dayanıklıdır
- Kriyojenik sıcaklıktan 600°C sıcaklığa kadar termal olarak inert
- Rakip yüksek mukavemetli alaşımlara göre daha sünek
- Toz yatak füzyon 3D baskı uyumluluğu
- Hafif kompozitlere ve güçlendirilmiş yapılara izin verir
Titanyum toz metalürjisinde devam eden gelişmeler artık ortopedik implantlar, havacılık ve uzay bileşenleri, otomobil sistemleri ve titanyumun kendine özgü avantajlarından yararlanan birçok genel mühendislik uygulaması için daha büyük basılı parçalara olanak sağlıyor.
![Titanyum Metal Tozu 1 titanyum metal tozu](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/17-4PH-Stainless-Steel-Powder.jpg)
Titanyum Metal Tozu Kompozisyon
Ticari olarak saf titanyum, düşük oksijen ve demir safsızlıkları ile >99% titanyum içerir:
Element | Ağırlık % | Rol |
---|---|---|
Titanyum (Ti) | 99.5%+ | Korozyon direnci, mukavemet |
Oksijen (O) | <0,20% | Kirletici - sünekliği azaltır |
Demir (Fe) | <0,30% | Kirletici - korozyon direncini azaltır |
Azot (N) | <0,03% | Kirletici - gevrekleşmeye neden olur |
Karbon (C) | <0,10% | Kirletici - yapışmayı azaltır |
Titanyumun yüksek reaktivitesi, hiçbir zaman doğal olarak saf halde bulunmadığı anlamına gelir. Ancak ekstrakte edilip saflaştırılarak toz haline getirildiğinde, yüksek performanslı parçaların üretimi için uygun olağanüstü özellikler gösterir.
Özellikleri ve Nitelikleri
- Yüksek Çekme Dayanımı - 490 MPa
- Yoğunluk - 4,5 g/cm3
- Erime noktası - 1668°C
- Termal genleşme - 8,6 μm/(m.K)
- Elektriksel direnç - 420 nΩ.m
- Termal iletkenlik - 21,9 W/(m.K)
- Biyotoksisitesi olmayan paramanyetik
- Mükemmel biyouyumluluk
Bu özellikler, daha sonra açıklanacağı üzere toz üretim aşamalarındaki safsızlık kontrollerine büyük ölçüde bağlıdır.
Titanyum Tozu Üretim Yöntemleri
Armstrong Süreci
- İnert atmosfer altında titanyum tetraklorürün sodyum/magnezyum ile indirgenmesi
- Katmanlı üretim için uygun düşük ara element tozunu kolaylaştırır
Hidrür-Dehidrür (HDH) Prosesi
- Titanyum süngeri küresel toza dönüştüren en yaygın yöntem
- Daha düşük maliyet ancak optimizasyon gerektiren daha yüksek oksijen toplama
Adımlar | Detaylar |
---|---|
Hammadde | Titanyum külçe veya sünger |
Hydriding | Kırılgan TiH2 yapmak için Ti'yi hidrojenle reaksiyona sokan işlem |
Frezeleme | Hidrürün ince toz parçacıklarına kırılması |
Hidrasyon giderme | TiH2'den hidrojenin dikkatlice uzaklaştırılması |
Şartlandırma | Kurutma, karıştırma, partikül boyutu dağılımı ayarı |
Son Test | Kimyasal analizler, partikül boyutu dağılımı, morfoloji kontrolleri |
Temel özellikler:
- Partikül boyutları 15 mikron ila 150 mikron arasında ayarlanmıştır
- Bazı uydularla birlikte neredeyse küresel morfolojiler
- Kontrollü düşük oksijen ve nitrojen safsızlık seviyeleri
- Stabilizasyon ısıl işlemleri kullanılarak en aza indirilmiş yüzey oksidasyonu
- Hidrür tozlarını karıştırarak özel kimyasal karışım mümkündür
Bir sonraki bölüm, titanyum tozunu son kullanım parçaları ve bileşenlerine birleştirmek için bazı yaklaşımları vurgulamaktadır.
Kullanan Uygulamalar Titanyum Metal Tozu
Katmanlı Üretim
- Lazer toz yatağı füzyonu kullanarak karmaşık geometrilerin 3D baskısı
- Ortopedik diz/kalça eklemleri gibi havacılık ve tıbbi implantlar
- Hafif, aksi takdirde işlenmiş bileşenler
Toz Enjeksiyon Kalıplama
- Bağlantı elemanları gibi yüksek hacimli net şekilli küçük bileşenler
- Titanyum donanıma uygun maliyetli konsolidasyon
Metal Enjeksiyon Kalıplama
- İnce duvarlı küçük karmaşık titanyum parçalar
- Korozyona dayanıklı vanalar ve bağlantı parçaları
Toz Metalurjisi Pres ve Sinter
- Kapsüllenmiş titanyumun sıcak izostatik preslenmesi
- Kemik büyüme yüzeyleri gibi gözenekli yapılar
Termal Püskürtme
- Aşınmaya ve korozyona dayanıklı titanyum kaplamalar
- Aşınmış bileşenlerin metalik kaplamalarla kurtarılması
Gelişmekte olan: Ultrasonik konsolidasyon ve soğuk sprey katkı tekniklerinin yanı sıra polimer yapıştırıcılar kullanan bağlayıcı jet 3D baskı şu anda geliştirilme aşamasında.
Daha sonra, özel titanyum tozu sipariş etmek için kullanılan genel spesifikasyon ayrıntılarını özetleyeceğiz.
Titanyum Tozu Özellikleri
Endüstriyel kullanım için ticari olarak temin edilebilen titanyum tozu, belirlenmiş kalite ölçütlerine uygundur:
Parametre | Tipik Değerler |
---|---|
Parçacık Boyutu Dağılımı | 10 μm ila 150 μm |
Parçacık Şekli | Ağırlıklı olarak küresel |
musluk yoğunluğu | 2,2 g/cc ila 3,0 g/cc |
Görünür yoğunluk | 1,5 g/cc ila 2,0 g/cc |
Saflık | 99,7% titanyum içeriği |
Oksijen Safsızlığı | <2000 ppm |
Azot Safsızlığı | <150 ppm |
Hidrojen Safsızlığı | <100 ppm |
Akışkanlık | Kuru kaplamalar ile geliştirilmiştir |
Parçacık mühendisliği - Daha küçük olması zordur ama daha iyidir. 100 mikrondan büyük olması kusur riski taşır.
Saflık - Özellikler için hayati önem taşır ve üretim rotasına bağlıdır.
Toz özellikleri - Konsolidasyon tekniği ve istenen malzeme performansı ile uyumludur.
Önemli ölçüde özelleştirme mümkündür ancak MOQ parti taahhütleri gerektirir. Tedarik ortaklıkları uygulama geliştirmeyi kolaylaştırır.
Titanyum Tozu İşleme Öngörüleri
İnce titanyum tozunun taşınması, güvenlik kontrolleri gerektiren yanma riskleri oluşturur:
- Depolama ve taşıma için inert gaz eldiven kutuları kullanın
- Toplu miktarları ateşleme kaynaklarının yakınında depolamaktan kaçının
- Statik birikimi dağıtmak için ekipmanı elektriksel olarak topraklayın
- Özel vakum ve havalandırma sistemleri kullanın
- Hidrür gibi reaktif ara ürünleri termal olarak korur
- Malzeme reaktivitesi göz önüne alındığında sıkı güvenlik protokollerini takip edin
Bir sonraki bölümde, geleneksel dövme metal formlarından daha maliyetli olan titanyum tozu ile ilgili ekonomi incelenmektedir.
Titanyum Tozu Fiyat Analizi
Ürün | Fiyat Aralığı |
---|---|
Ar-Ge sınıfı Ti tozu | $800+ kg başına |
Endüstriyel sınıf | $100+ kg başına |
Havacılık ve uzay sınıfı | $200+ kg başına |
Tıbbi sınıf | $500+ kg başına |
Toz üretim ekonomisi, eklenen malzeme değerine göre bitmiş parça maliyetlerine hakimdir. Ancak hafiflik potansiyeli havacılık, uzay ve yarış mobilitesi uygulamaları için benimsenmeyi haklı çıkarmaktadır.
Biyouyumluluk sertifikasyonu için sıkı kimya gereklilikleri tıbbi fiyatlandırma kademelerini yükseltiyor. Yüksek nitrojen, tozu kemikle temas eden implant cihazları için uygunsuz hale getirir.
Tedarik ortaklıkları ve nitelikli LTA düzenlemeleri, ihracat kontrollü titanyum sünger maliyetlerindeki değişken hammadde dalgalanmalarını dengeleyerek en iyi fiyatlandırmanın güvence altına alınmasına yardımcı olur.
Alternatiflerle Karşılaştırma
Titanyum çelikler, alüminyum alaşımları, magnezyum ve gelişmiş kompozitlere karşı rekabet etmektedir:
Malzeme | Çekme Dayanımı | Yoğunluk | Korozyon Direnci | Biyo-uyumluluk | Maliyet |
---|---|---|---|---|---|
Titanyum Ti64 | Yüksek | Işık | Mükemmel | Mükemmel | $$$ |
Paslanmaz Çelik 316L | Orta | Ağır | İyi | Adil | $ |
Al 6061 | Orta | Işık | Zayıf | İyi | $ |
CoCr Alaşımları | Yüksek | Ağır | Mükemmel | Toksisite riskleri | $$ |
Mg AZ91 | Düşük | En hafif | Adil | İyi | $ |
Peek Polimer | Orta | Düşük | Mükemmel | Biyolojik olarak inert | $$$ |
Titanyum Faydaları
- En yüksek mukavemet/ağırlık oranı
- Tam korozyon direnci
- Kanıtlanmış biyouyumluluk
- Mevcut tedarik altyapısı
Titanyum Sınırlamaları
- Tasarım geometrilerine karşı yüksek hassasiyet
- Zorlu yanma ve bağ çözme
- Reaktif toz elleçleme kontrol gerektirir
- Nispeten pahalı hammadde fiyatlandırması
Bu teknik ve ticari dengelerin anlaşılması, titanyum toz metalürjisinden en fazla fayda sağlayan ideal uygulamaların belirlenmesine yardımcı olur.
Araştırma ve Geliştirme Görünümü
Titanyum tozunu iyileştirmeye yönelik yeni çabalar şunlardır:
Alaşım Tasarım
- Dermatolojik implantlar için özelleştirilmiş bileşimler
- Egzotik element karışımları ile yüksek entropili alaşımlar
Modelleme
- Isıl işlemler sırasında mikroyapısal evrimin tahmin edilmesi
- Tozun yeniden kullanım limitlerinin karakterize edilmesi
AM Süreci
- Binder jet baskı ve ardından mikrodalga sinterleme
- Soğuk sprey yoğunlaştırmayı birleştiren hibrit üretim
Toz Üretimi
- Hidrürleme olmadan elektrostatik sferoidizasyon
- Yeniden kullanım yoluyla düşük maliyetli titanyum tozu karışımları
Uygulamalar
- Havacılık ve uzay türbini prototiplerinin kalifiye edilmesi
- Elektronik termal yönetim cihazları
- Sürekli değişken şanzıman dişli kutusu
![Titanyum Metal Tozu 11 titanyum metal tozu](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/Copper-base-Solder.png)
Özet
Titanyum en yüksek mukavemet/ağırlık oranına sahip metalik elementtir ancak geleneksel döküm ve işleme teknikleri kullanılarak çıkarılması ve üretilmesi her zaman zor olmuştur. Toz metalürjisindeki son gelişmeler, titanyumun korozyon direnci ve biyouyumluluğu bir araya getiren hafif, yüksek mukavemetli basılı parçalar sunma potansiyelini dönüştürmektedir. Medikal, havacılık ve otomotiv uygulamalarında kimya uyumluluğunun uyarlanması artık teknik veya ekonomik olarak daha önce imkansız olan yenilikçi geometrilerin kilidini açıyor. Bununla birlikte, ince titanyum tozunun piroforik reaktivite risklerini ele almak, benimsemeyi araştırırken son derece dikkatli olunması gereken bir uzmanlık engeli olmaya devam etmektedir. Uzman malzeme ortaklarıyla yakın çalışmak, operasyonel riskleri azaltırken titanyumun tüm potansiyelinden yararlanmaya olanak tanır.
Paylaş
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-posta
MET3DP Technology Co, LTD, merkezi Qingdao, Çin'de bulunan lider bir katmanlı üretim çözümleri sağlayıcısıdır. Şirketimiz, endüstriyel uygulamalar için 3D baskı ekipmanları ve yüksek performanslı metal tozları konusunda uzmanlaşmıştır.
İşletmeniz için en iyi fiyatı ve özelleştirilmiş Çözümü almak için sorgulayın!
İlgili Makaleler
Met3DP Hakkında
Video Oynat
Son Güncelleme
Bizim Ürünümüz
BİZE ULAŞIN
Herhangi bir sorunuz var mı? Bize şimdi mesaj gönderin! Mesajınızı aldıktan sonra tüm ekibimizle talebinize hizmet edeceğiz.
![metal 3dp logo küçük](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
3D Baskı ve Katmanlı Üretim için Metal Tozları
ÜRÜN
cONTACT BİLGİLERİ
- Qingdao Şehri, Shandong, Çin
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731