Gasverneveld titaniumpoeder is een zeer zuiver titaniumpoeder dat wordt geproduceerd door middel van gasatomisatie, een proces waarbij gesmolten titanium wordt geraakt door gasstromen onder hoge druk om fijne titaniumdeeltjes te produceren. Dit poeder heeft unieke eigenschappen die het geschikt maken voor verschillende toepassingen in verschillende industrieën.
Overzicht van gasverstoven titaniumpoeder
Gasverneveld titaniumpoeder heeft de volgende belangrijke eigenschappen:
Samenstelling
| Belangrijkste component | Titaan (Ti) |
| Algemene legeringen | Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI |
| Sporenelementen | Zuurstof, stikstof, waterstof, ijzer |
Eigenschappen
| Deeltjesvorm | Bolvormig |
| Deeltjesgrootte | 15 – 150 micron |
| Vloeibaarheid | Uitstekend dankzij de bolvorm |
| Schijnbare dichtheid | 2,7 - 3,5 g/cc |
| Tik op dichtheid | 3,5 - 4,5 g/cc |
Productieproces
- Ruwe titanium blokken worden gesmolten met behulp van plasma boog smelten
- Hoge druk inert gas (meestal argon of stikstof) wordt gebruikt om het gesmolten titanium te atomiseren.
- Fijne bolvormige poederdeeltjes stollen snel in de verstuivingstoren
- Poeder wordt verzameld en gezeefd tot de juiste deeltjesgrootte
Kwaliteitsnormen
- ASTM B849
- AMS 4992
- ISO 22068
Gebruikelijke handelsnamen
- Ti64 ELI Graad 23
- Plasma Verstoven Ti-6Al-4V Rang 5
Kosten
| Deeltjesgrootte | Prijs per kilo |
|---|---|
| 15-45 micron | $50-$100 |
| 45-105 micron | $30-$60 |
| 105-150 micron | $20-$40 |
Toepassingen van Gas Verstoven Titaniumpoeder
Gas geatomiseerd titanium wordt gebruikt in verschillende industrieën vanwege de unieke eigenschappen. Enkele belangrijke toepassingen zijn:
Additieve productie
- Selectief lasersmelten (SLM)
- Elektronenbundelsmelten (EBM)
- Binder spuiten
Gebruikt om complexe titanium onderdelen te produceren voor de ruimtevaart, medische en auto-onderdelen.
Metaal spuitgieten
- Kleine complexe onderdelen zoals bevestigingsmiddelen, tandwielen
- Hoge mechanische sterkte
- Netvormige of bijna netvormige onderdelen
Thermische spuitcoatings
- Corrosie- en slijtvaste coatings
- Hardface-coatings tot 550 HV
Poeder-Metallurgie
- Gesinterde onderdelen zoals golfclubkoppen, fietsonderdelen
- Poreuze structuren voor filters, implantaten
Pyrotechniek
- Helder brandende titanium vonken
- Militair, entertainment, andere toepassingen
Leveranciers van gasverstoven titaniumpoeder
De meeste grote titaniumproducenten en metaalpoederfabrikanten leveren gasverneveld titaniumpoeder. Enkele toonaangevende wereldwijde leveranciers zijn:
| Leverancier | Plaats |
|---|---|
| AP&C | Canada |
| ATI-poedermetalen | VS |
| Timmerman technologie | VS |
| Hoganas | Zweden |
| GfE metaal en materiaal | Duitsland |
| TLS-techniek | Duitsland |
Prijzen
Gasverneveld titaniumpoeder is duurder dan andere vormen van titaniumpoeder vanwege het complexe productieproces. De prijzen variëren van $20 per kg voor grotere fracties tot $100 per kg voor de fijnste poeders van medische kwaliteit. Minimum bestelhoeveelheden liggen meestal rond de 25-100 kg.
Voor- en nadelen van Gas Verstoven Titaniumpoeder
Voordelen
- Bolvormige morfologie zorgt voor uitstekende vloeibaarheid
- Zeer zuivere, gelegeerde kwaliteiten beschikbaar
- Gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling
- Gebruikt in geavanceerde toepassingen zoals additive manufacturing
Nadelen
- Duurder dan andere soorten titaniumpoeder
- Beperkte leveranciers en productiecapaciteit wereldwijd
- Vereist speciale opslag en verwerking
Vergelijking met andere soorten titaniumpoeder
Versus Spons Fijn Titanium
- 10X hogere kosten
- Veel betere poedereigenschappen en consistentie
Versus Hydride-Dehydride Titanium
- Gemiddeld 2X hogere kosten
- Betere bolvorm en vloeibaarheid
- Gebruikt in meer geavanceerde toepassingen
Versus Plasma roterende elektrode proces poeder
- Kosten zijn vergelijkbaar
- Gasverstuiving heeft een iets betere bolvorm
- PREP maakt grotere deeltjesgrootten mogelijk
Deeltjesgrootteverdeling
Het beheersen van de deeltjesgrootteverdeling is essentieel voor gasverneveld titaniumpoeder. Enkele veelvoorkomende deeltjesgrootteverdelingen zijn:
| Deeltjesgrootte | typische applicaties |
|---|---|
| 15-45 micron | Additieve productie |
| 45-105 micron | Metaal spuitgieten |
| 105-150 micron | Thermische spuitcoatings |
Laserdiffractie of zeven techniek wordt gebruikt om de deeltjesgrootteverdeling te karakteriseren. Veel gebruikte statistische parameters zijn:
- D10, D50, D90 (grootte waaronder 10%, 50%, 90% deeltjes vallen)
- Spanwijdte (Maat voor distributiebreedte)
ISO 13320 specificeert de procedure voor het analyseren van de grootteverdeling met behulp van laserdiffractie.
Effect van onzuiverheden
Onzuiverheden hebben een negatieve invloed op de poedereigenschappen en moeten onder controle worden gehouden tijdens het smelt- en verstuivingsproces.
- Zuurstof - Verhoogt de hardheid en brosheid indien >0,4%
- Stikstof - Veroorzaakt porositeitsproblemen > 0,05%
- Waterstof - Veroorzaakt poreusheid en scheurvorming
- IJzer - Vermindert taaiheid en breukbestendigheid
Vacuüm inductiesmelten en spuitgieten helpt om lage zuurstof- en ijzergehaltes te bereiken.
Opslag en behandeling
Speciale voorzorgsmaatregelen nodig bij het opslaan en hanteren van titaniumpoeder:
- Vochtgevoelig - bewaren in afgesloten containers met droogzakjes
- Explosiegevaar - inert gas vereist
- Pyrofoor - brandt bij fijne deeltjesgrootte
- Vereist elektrisch geleidende containers zoals roestvrij staal
Speciale poederopslagruimten, handschoenkasten en zuurkasten voor het werken met reactief titaanpoeder.
Normen en specificaties
| Standaard | Organisatie | Beschrijving |
|---|---|---|
| ASTM B849 | ASTM | Specificatie voor voorgelegeerd titaanpoeder |
| AMS 4992 | SAE | Specificatie voor gas geatomiseerd titanium legering poeder |
| ISO 22068 | ISO | Specificatie voor gasverneveld titaan en titaanlegeringspoeder |
Specificaties vermelden aanvaardbare grenzen van onzuiverheidsniveaus, deeltjesgrootteverdeling, schijnbare dichtheid en andere parameters. Aangepaste klantspecificaties zijn ook gebruikelijk.
Veelgestelde vragen
Wat is gasverneveling?
Gasverstuiving maakt gebruik van hogedrukstralen inert gas om een stroom gesmolten metaal op te splitsen in fijne druppeltjes. Deze druppeltjes stollen snel tot bolvormige poederdeeltjes.
Wat is het voordeel van een sferische poedermorfologie?
Bolvormige deeltjes hebben een uitstekende vloeibaarheid. Dit maakt een gelijkmatige verpakking en verspreiding mogelijk, wat nodig is voor additieve productie en metaalspuitgieten.
Wat zijn veelvoorkomende legeringen van gasgeatomiseerd titaniumpoeder?
Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI en Ti-6Al-7Nb legeringen zijn populair voor additieve productietoepassingen in de lucht- en ruimtevaart en de medische sector.
Wat beïnvloedt de kosten van titaniumpoeder met gasverneveling?
Zuiverheid, deeltjesgrootte, vorm en bolvorm bepalen de kosten. Fijnere poeders van medische kwaliteit zijn veel duurder dan grove poeders van industriële kwaliteit.
Wat bepaalt de geschiktheid voor een specifieke toepassing?
Factoren zoals de grootte van de deeltjes, morfologie, schijnbare dichtheid, tapdichtheid, stroomsnelheid en onzuiverheden bepalen of het poeder voldoet aan de vereisten van het AM-, thermisch sproei- of MIM-proces.
