Katmanlı Üretim için Ti6Al4V Toz Titanyum Bazlı Metal Tozu

Ti6Al4V Tozuna Genel Bakış

Grade 5 titanyum alaşımı olarak da adlandırılan Ti6Al4V tozu, en popüler titanyum alaşım tozlarından biridir. Kalan titanyum ile birlikte temel alaşım elementleri olarak 6% alüminyum ve 4% vanadyum içerir.

Küresel toz ti6al4v, yüksek mukavemet, düşük ağırlık ve korozyon direncinin olağanüstü bir kombinasyonunu sunar, biyouyumlulukve işlenebilirlik.

Ti6Al4V tozunun temel özellikleri ve avantajları:

Ti6Al4V Toz Özellikleri ve Karakteristikleri

Özellikler	Detaylar
Kompozisyon	Ti-6Al-4V alaşımı
Yoğunluk	4,43 g/cc
Parçacık şekli	Ağırlıklı olarak küresel
Boyut aralığı	15-45 mikron
Görünür yoğunluk	60%'ye kadar gerçek yoğunluk
Akışkanlık	İyi
Güç	Bir titanyum alaşımı için yüksek
Korozyon direnci	Mükemmel

Ti6Al4V, iyi dengelenmiş özellik profili sayesinde havacılık, tıp, otomotiv, kimya ve tüketici endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ti6Al4V Toz Bileşimi

Ti6Al4V tozunun tipik bileşimi:

Ti6Al4V Toz Bileşimi

Element	Ağırlık %
Titanyum	Denge
Alüminyum	5.5-6.75%
Vanadyum	3.5-4.5%
Oksijen	<0,2%
Karbon	<0,1%
Azot	<0,05%
Hidrojen	<0,015%
Demir	<0,3%

• Titanyum, mukavemet ve korozyon direnci sağlayan matrisi oluşturur
• Alüminyum alfa fazını stabilize eder ve mukavemeti artırır
• Vanadyum beta fazını stabilize eder ve işlenebilirliği artırır
• Safsızlık olarak sınırlandırılmış diğer elementler

Optimize edilmiş Ti-Al-V oranları, mukavemet, süneklik, kırılma tokluğu ve yorulma mukavemetinin olağanüstü bir kombinasyonunu sağlar.

Ti6Al4V Toz Fiziksel Özellikleri

Ti6Al4V Toz Fiziksel Özellikleri

Mülkiyet	Değerler
Yoğunluk	4,43 g/cc
Erime noktası	1604-1660°C
Termal iletkenlik	6,7 W/mK
Elektriksel direnç	170 μΩ-cm
Termal genleşme katsayısı	8,4 x 10^-6 /K
Maksimum servis sıcaklığı	400°C

• Çeliklere kıyasla düşük yoğunluk
• Yüksek erime noktası orta derecede yüksek sıcaklıklarda kullanıma olanak sağlar
• Düşük ısı iletkenliği tasarımda dikkat edilmesi gereken hususlar
• Korozyona dayanıklı bağlantı elemanları için uygun yüksek elektrik direnci
• Çeliklerden ve nikel alaşımlarından daha düşük CTE

Bu özellikler Ti6Al4V'yi endüstrilerdeki birçok hafif yapısal uygulama için çok uygun hale getirir.

Ti6Al4V Toz Mekanik Özellikler

Ti6Al4V Toz Mekanik Özellikler

Mülkiyet	Değerler
Çekme mukavemeti	950 - 1050 MPa
Akma dayanımı	860 - 950 MPa
Uzama	10 – 18%
Sertlik	330 - 380 HB
Elastisite modülü	110 - 120 GPa
Yorulma dayanımı	400 - 500 MPa

• Yüksek mukavemet ve makul sünekliğin mükemmel kombinasyonu
• Mukavemet, ticari olarak saf titanyum gibi diğer titanyum kalitelerini aşar
• Alaşımsız titanyumdan daha yüksek sertlik
• Üstün yorulma ömrü, döngüsel yükleme uygulamaları için uygun olmasını sağlar

Bu özellikler Ti6Al4V'yi yüksek özgül mukavemet ve yorulma direnci gerektiren zorlu uygulamalar için uygun hale getirir.

Ti6Al4V Toz Uygulamaları

 

Ti6Al4V tozu endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır:

Ti6Al4V Toz Uygulamaları

Endüstri	Kullanım Alanları
Havacılık ve Uzay	Yapısal gövde parçaları, motor bileşenleri
Biyomedikal	Ortopedik ve diş implantları
Otomotiv	Biyel kolları, supaplar, yaylar
Kimyasal	Tanklar, kaplar, ısı eşanjörleri
Tüketici	Spor malzemeleri, saat kılıfları, cep telefonu gövdeleri
3D Baskı	Havacılık ve tıbbi bileşenler

Bazı özel ürün uygulamaları şunlardır:

• Kemik plakları, eklem replasman implantları
• Uçak ve helikopter yapısal bileşenleri
• Otomotiv motor valfleri ve bağlantı çubukları
• Borular, pompalar, vanalar gibi kimyasal ekipmanlar
• Golf sopaları ve bisiklet çerçeveleri dahil spor malzemeleri
• Hafif yapıların katmanlı üretimi

Ti6Al4V, bu zorlu sektörlerdeki kritik yapısal parçalar için en iyi mukavemet-ağırlık oranını ve biyouyumluluğu sağlar.

 

 

Ti6Al4V Toz Özellikleri

Ti6Al4V tozu için temel özellikler ve standartlar:

Ti6Al4V Toz Standartları

Standart	Açıklama
ASTM F2924	Katmanlı üretim Ti6Al4V alaşımı
ASTM F3001	AM için gaz atomize Ti alaşım tozu spesifikasyonları
AMS 4954	Katmanlı üretim için Ti-6Al-4V tozunun bileşim sınırları
ASTM B348	Ti ve Ti alaşım tozları için teknik özellikler
ASTM F1472	Cerrahi implantlar için dövme Ti6Al4V alaşımı

Bunlar tanımlar:

• Kimyasal bileşim aralıkları
• Gerekli mekanik özellikler
• Toz üretim yöntemi - inert gaz atomizasyonu
• O, N, C, Fe gibi safsızlık sınırları
• Partikül boyutu dağılımı ve morfolojisi
• Toz kalitesini doğrulamak için test yöntemleri

Bu spesifikasyonları karşılayan sertifikalı Ti6Al4V tozu, endüstrilerdeki farklı uygulamalar için optimum özellikler ve performans sağlar.

Ti6Al4V Toz Parçacık Boyutları

Ti6Al4V Toz Parçacık Boyutu Dağılımı

Parçacık Boyutu	Özellikler
15-45 mikron	Genel amaçlı boyut aralığı
45-100 mikron	Soğuk püskürtme için optimize edilmiştir
5-25 mikron	Lazer AM süreçlerinde kullanılan daha ince boyutlar

• Daha ince toz, daha yüksek çözünürlük ve yüzey kalitesi sağlar
• Daha kaba toz, soğuk püskürtme gibi yüksek biriktirme hızı yöntemlerine uygundur
• Kullanılan üretim yöntemine göre uyarlanmış boyut aralığı
• Boyut aralıkları boyunca korunan küresel morfoloji

Partikül boyutu dağılımını ve morfolojisini kontrol etmek, yüksek toz paketleme yoğunluğu, akışkanlık ve nihai parça özellikleri için kritik öneme sahiptir.

Ti6Al4V Toz Görünür Yoğunluk

Ti6Al4V Toz Görünür Yoğunluk

Görünür Yoğunluk	Detaylar
60%'ye kadar gerçek yoğunluk	Küresel toz morfolojisi için
2,6 - 3,0 g/cc	Daha fazla paketleme yoğunluğu ile iyileşir

• Daha yüksek görünür yoğunluk, toz akışkanlığını ve kalıp dolum verimliliğini artırır
• Optimize edilmiş küresel toz ile 65%'ye kadar değerler mümkündür
• Yüksek görünür yoğunluk pres döngü süresini en aza indirir

Görünür yoğunluğun en üst düzeye çıkarılması, verimli otomatik toz presleme ve tam yoğunluğa kadar sinterleme sağlar.

Ti6Al4V Toz Üretim Yöntemi

Ti6Al4V Toz Üretimi

 

 

Yöntem	Detaylar
Gaz atomizasyonu	Yüksek basınçlı inert gaz, erimiş alaşım akışını ince damlacıklara ayırır
Vakum ark eritme	Vakumda rafine edilmiş ve eritilmiş yüksek saflıkta girdi malzemeleri
Çoklu yeniden eritme	Kimyasal homojenliği artırır
Eleme	Tozu farklı partikül boyutu fraksiyonlarına ayırır

• İnert gaz ile gaz atomizasyonu temiz, küresel toz üretir
• Vakum işleme gaz safsızlıklarını en aza indirir
• Çoklu yeniden eritme bileşimin homojenliğini artırır
• İşlem sonrası partikül boyutu dağılımı kontrolü sağlar

Sıkı kalite kontrol ile birleştirilmiş otomatik yöntemler, kritik uygulamalar için uygun güvenilir ve tutarlı Ti6Al4V tozu ile sonuçlanır.

Ti6Al4V Toz Fiyatlandırması

Ti6Al4V Toz Fiyatlandırması

Faktör	Fiyat Üzerindeki Etkisi
Saflık derecesi	Daha yüksek saflık için fiyat artışları
Parçacık boyutu	Ultra ince toz daha pahalı
Sipariş miktarı	Toplu siparişler için fiyat indirimi
Üretim yöntemi	Çoklu yeniden eritme kullanımı maliyeti artırır
Paketleme	Argon dolu silindirler daha pahalıdır
Teslim süresi	Daha hızlı teslimat süreleri fiyatı artırır

Gösterge Niteliğinde Fiyatlandırma

• Tıbbi uygulamalar için Ti6Al4V: $150-250 kg başına
• Endüstriyel uygulamalar için Ti6Al4V: Kg başına $100-150

Ton aralığındaki toplu sipariş miktarları için önemli ölçüde daha düşük fiyat uygulanabilir.

Met3DP Ti6Al4V Toz Fiyatı:

Metal Tozu	Boyut	Miktar	Fiyat/kg	Boyut	Miktar	Fiyat/kg
TiAl6V4 gr.23	20-63μm	1KG	138	0-45μm	1KG	144
		10KG	109		10KG	124
		100KG	105		100KG	117

Ti6Al4V Toz Tedarikçileri

Ti6Al4V Toz Tedarikçileri

Şirket	Konum
AP&C	ABD, Kanada
Marangoz Katkısı	ABD
Met3DP	Çin
TLS Technik	Almanya
Sandvik Osprey	BIRLEŞIK KRALLIK
Tekna	Kanada

Anahtar seçim faktörleri:

• Sunulan saflık dereceleri ve partikül boyutları yelpazesi
• Toz kalitesi ve partiden partiye tutarlılık
• Üretim kapasitesi ve teslim süreleri
• Tıbbi ve havacılık standartlarına uygunluk
• Sipariş hacmine göre fiyatlandırma seviyeleri
• Teknik uzmanlık ve müşteri desteği

Ti6Al4V Toz Elleçleme ve Depolama

Ti6Al4V Toz İşleme

Tavsiye	Sebep
Solumaktan kaçının	İnce partiküllerden kaynaklanan akciğer dokusu hasarı riski nedeniyle
Koruyucu maske kullanın	Kazara yutmayı önleyin
Havalandırılmış alanlarda taşıyın	Havadaki partikül süspansiyonunu azaltın
Ateşleme kaynağı olmadığından emin olun	Toz oksijen atmosferinde yanabilir
Anti-statik protokolleri takip edin	Taşıma sırasında statik deşarjdan kaynaklanan yangını önleyin
Kapalı kapları serin ve kuru bir yerde saklayın	Nem toplanmasını ve reaktiviteyi önleyin

Ti6Al4V tozu nispeten inert olmasına rağmen, saflığı korumak için taşıma ve depolama sırasında önerilen önlemler alınmalıdır.

Ti6Al4V Toz Muayenesi ve Testi

Ti6Al4V Toz Testi

Test	Detaylar
Kimyasal analiz	Bileşimi doğrulamak için kullanılan ICP spektroskopisi
Parçacık boyutu dağılımı	Boyut dağılımını belirlemek için kullanılan lazer kırınımı
Görünür yoğunluk	ASTM B212 uyarınca Hall akış ölçer kullanılarak ölçülmüştür
Toz morfolojisi	Parçacık küreselliğini kontrol etmek için SEM görüntüleme
Akış hızı analizi	Hall akış ölçer hunisinin kullanılması
Musluk yoğunluğu testi	Toz numuneye mekanik olarak vurulduktan sonra ölçülen yoğunluk

Testler, tozun geçerli standartlara göre gerekli kimyasal bileşimi, fiziksel özellikleri, morfolojiyi, yoğunluğu ve akış özelliklerini karşılamasını sağlar.

Ti6Al4V Toz Artıları ve Eksileri

Ti6Al4V Tozunun Avantajları

• Mükemmel güç/ağırlık oranı
• Yüksek yorulma dayanımı ve kırılma tokluğu
• Üstün korozyon direnci
• İyi süneklik ve şekillendirilebilirlik
• Tıbbi kullanımlar için yüksek biyouyumluluk
• Diğer titanyum alaşımlarına kıyasla uygun maliyetli

Ti6Al4V Tozunun Sınırlamaları

• Orta derecede yüksek sıcaklık oksidasyon direnci
• Bazı titanyum alaşımlarından daha düşük mukavemet
• Yüksek reaktivite, inert işleme atmosferi gerektirir
• Tamamen sinterlenmiş halde işlenmesi zordur
• Alaşım kaynağındaki sınırlamalar
• Vanadyum elementi ile ilgili toksisite endişeleri

Ti64 ve Ti Sınıf 2 Tozları ile Karşılaştırma

Ti6Al4V vs. Ti64 ve 2. Sınıf Toz

Parametre	Ti6Al4V	Ti64	Ti Sınıf 2
Alüminyum	6%	6%	–
Vanadyum	4%	4%	–
Güç	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa
Süneklik	10-18%	10-18%	15-30%
Maliyet	Orta düzeyde	Orta düzeyde	Düşük
Kullanım Alanları	Havacılık ve uzay, medikal	Havacılık ve uzay, otomotiv	Endüstriyel, tüketici

• Ti6Al4V ve Ti64 neredeyse aynı özelliklere sahiptir
• 2. Sınıf Ti daha iyi süneklik ancak daha düşük mukavemet sağlar
• Ti6Al4V yüksek mukavemet gerektiren kritik yapısal parçalar için tercih edilir

Ti6Al4V Toz SSS

S: Ti6Al4V tozunun ana uygulamaları nelerdir?

C: Başlıca uygulamalar arasında havacılık ve uzay yapısal bileşenleri, kalça ve diz eklemleri gibi biyomedikal implantlar, valfler ve bağlantı çubukları gibi otomotiv parçaları, kimyasal proses ekipmanları ve spor ekipmanları ve saat kasaları gibi tüketici ürünleri yer almaktadır.

S: Ti6Al4V neden en popüler titanyum alaşımıdır?

C: Ti6Al4V, yüksek mukavemet, düşük yoğunluk, kırılma tokluğu, korozyon direnci, biyo-uyumluluk, kaynaklanabilirlik ve orta maliyetin en iyi çok yönlü kombinasyonunu sağlar.

S: Ti6Al4V tozu ile çalışırken ne gibi önlemler alınmalıdır?

C: Önerilen önlemler arasında koruyucu giysilerin kullanılması, inert atmosferde taşıma, ateşleme kaynaklarından kaçınma, statik yüklerin kontrol edilmesi, kıvılcım çıkarmayan aletlerin kullanılması ve kapalı kapların serin ve kuru bir yerde saklanması yer almaktadır.

S: Vanadyum Ti6Al4V alaşımının özelliklerini nasıl etkiler?

C: Vanadyum, işlenebilirliği artıran bir beta stabilizatörü görevi görür. Ayrıca alaşıma mukavemet ve yüksek sıcaklıkta sürünme direnci kazandıran çökelme sertleşmesine katkıda bulunur.