bolvormig titaniumpoeder met gecontroleerde deeltjesgrootte maakt de productie mogelijk van sterke, lichtgewicht titanium metalen onderdelen met behulp van additieve productie of poedermetallurgie persen. De hoge sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit maken titanium tot een aantrekkelijk engineeringmateriaal voor de ruimtevaart, de medische sector, de auto-industrie en andere veeleisende toepassingen.
Deze gids behandelt samenstellingen, productiemethoden, specificaties, toepassingen, prijzen en inkoopoverwegingen voor sferisch titaniumpoeder voor metaal-AM of press-and-sinterfabricage.
Soorten van bolvormig titaniumpoeder
Op basis van samenstelling en verwerking worden sferische titaniumpoeders gecategoriseerd als:
| Type | Beschrijving |
|---|---|
| CP (Commercieel Puur) Titanium | 99,5% en hoger zuiver titaan met lage interstitiële elementaire onzuiverheden |
| Ti-6Al-4V | Titaniumlegering met 6% aluminium en 4% vanadium toevoegingen voor sterkte |
| Voorgelegeerd poeder | Vaste bolvormige deeltjes met homogene Ti-6-4 samenstelling |
| Gemengd Elementair | Mengsel van zuivere titanium-, aluminium- en vanadiumpoeders |
Stem de kwaliteit af op de mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid en budgetbehoeften van afgewerkte titanium onderdelen.
Productie methodes
- Plasma-verneveling - Een plasmatoorts met hoge energie smelt de grondstof. Krachtige inductiespoelen genereren druppelspatten die stollen tot titaniumsferoïden. Smalste deeltjesverdeling met goede poederstroom en verpakkingsdichtheid.
- Gasverstuiving - Vergelijkbaar proces waarbij inerte gasstralen onder druk worden gebruikt in plaats van plasma-energie om een stroom gesmolten titanium te atomiseren tot fijne druppeltjes. Proces met lager vermogen maar grotere deeltjesgrootten.
- Roterend elektrodeproces - Centrifugaalkrachten van ronddraaiende elektroden verdelen gesmolten titanium in druppeltjes. Bereikt kleine deeltjesgrootten. Productie met hoge snelheid en smalle verdelingen.
Het regelen van procesparameters zoals temperatuur, druk en gasstroom resulteert in sferische niet-poreuze poeders die de voorkeur genieten bij de fabricage van titaniummetaal.
Samenstelling van bolvormig titaniumpoeder
| Cijfer | Titaan (Ti) | Aluminium (Al) | Vanadium (V) | Ijzer (Fe) | Zuurstof (O) |
|---|---|---|---|---|---|
| CP Rang 1 | 98,9% min | Maximaal 0,3% | 0,2% max | Maximaal 0,3% | 0,18% max |
| CP Rang 2 | 98,6% min | Maximaal 0,3% | Maximaal 0,1% | Maximaal 0,3% | Maximaal 0,25% |
| CP Rang 4 | 97,5% min | Maximaal 0,3% | Maximaal 0,1% | Maximaal 0,5% | 0,40% max |
| Ti-6Al-4V | Basis | 5.5-6.75% | 3.5-4.5% | Maximaal 0,3% | Maximaal 0,13% |
Strenge controles op lage zuurstof- en stikstofgehaltes met koolstof-, ijzer- en chroomlimieten zorgen voor behoud van corrosiebestendigheid en vervormbaarheid. De selectie van kwaliteiten brengt de vereiste eigenschappen in evenwicht met de legeringkosten voor verschillende toepassingen.
Typische specificaties
| Parameter | Waarde | Test methode |
|---|---|---|
| Puurheid | >99% titanium | ASTM E2371, ICP-analyse |
| Deeltjesvorm | Bolvormig >92% | Microscopie |
| Tik op dichtheid | 2,7-3,7 g/cc | Hall-debietmeter |
| Deeltjesgrootte | 15-45 µm | Laserdiffractie |
| Zuurstof (O) | <2000 ppm | Fusie van inert gas |
| Stikstof (N) | <400 ppm | Fusie van inert gas |
| Waterstof (H) | <150 ppm | Fusie van inert gas |
| Debieten | >95% voor 50 μm | Hall-debietmeter |
Controleer vóór aankoop statistische batchcertificering van leveranciers die de vereisten voor standaardkwaliteit en consistente prestaties op deze punten bevestigen.
Mechanische eigenschappen
| Legering | Uiteindelijke treksterkte (ksi) | Opbrengststerkte (ksi) | Verlenging (%) |
|---|---|---|---|
| CP Rang 1 | 130 | 120 | 20% |
| CP Rang 2 | 150 | 140 | 18% |
| Ti-6Al-4V | 160 | 150 | 10% |
Om de beoogde materiaalsterkte te bereiken, is een geoptimaliseerde thermische nabewerking nodig, zoals heet isostatisch persen en warmtebehandeling. Stem de kwaliteit af op de benodigde eigenschappen.
Metalen AM-toepassingen
Belangrijke additieve metalen onderdelen met bolvormige titaniumpoeders:
- Ruimtevaart: Steunen voor vliegtuigrompen, vleugelribben, motorsteunen - hoge sterkte, laag gewicht
- Medisch & tandheelkundig: heup-, knie- & wervelkolomimplantaten; chirurgisch gereedschap - biocompatibel
- Automobiel: Drijfstangen, onderdelen van turbocompressors - hitte- en corrosiebestendigheid
- Consument: Oogmonturen, sportuitrusting, horlogebehuizingen - esthetische kwaliteiten
- Industrieel: Vloeistofverwerkende onderdelen zoals kleppen, pompen; scheepshardware; warmtewisselaars
Maak gebruik van de hoge specifieke sterkte en maak legeringen zoals Ti6-4 op maat voor veeleisende productieomgevingen in verschillende industrieën.
Specificaties voor de industrie
- ASTM F1580 - Smeedlegering van titaan 6-aluminium 4-vanadium voor chirurgische implantaten
- ASTM B348 - Staven, draad, poeder en smeedstukspecificaties voor titaan en titaanlegeringen
- AMS 4999 - Samenstellingslimieten voor de productie van poeder van titaniumlegeringen
- ISO 23304 - Metaalpoeders gebruikt voor additieve productieprocessen
Statistisch gevalideerde batchcertificaten controleren om te garanderen dat de kwaliteit van de poederpartij voldoet aan de certificeringen.
Kwaliteitsoverwegingen
| Metrisch | Aanvaardbaar | Test methode |
|---|---|---|
| Tik op Dichtheid | ≥2,7 g/cc | Hall Debietmeter |
| Stroomsnelheden | ≥95% voor zeef van 45 μm | Hall Debietmeter |
| Deeltjesvorm | Sferisch ≥92% | Microscopie |
| Deeltjesgrootteverdeling | Volgens ASTM B348 | Laser diffractie |
| Belangrijke tussenproducten (O, H, N) | <2000; <150; <400 ppm resp. | Fusie met inert gas |
De poederkwaliteitsattributen hebben een directe correlatie met de materiaalsterkte, oppervlakteafwerking en defectpercentages van de uiteindelijke gesinterde onderdelen.
Prijsbereik
| Cijfer | Deeltjesgrootte | Prijs per kilo |
|---|---|---|
| CP Rang 1 | 15-45 micron | $50-$150 |
| Ti-6Al-4V | 15-45 micron | $55-$200 |
| Ti-6Al-4V ELI | 10-75 micron | $250-$750 |
De prijs hangt af van de zuiverheid, de grootte van het poeder, de productievolumes en regionale factoren. Vraag vaste budgettaire offertes aan van leveranciers op de shortlist, specifiek voor jouw toepassing.
Overwegingen bij het kopen
| Parameter | Belang |
|---|---|
| Kwaliteitscertificeringen | Hoog |
| Samenhang | Hoog |
| Deelkwalificatiegegevens | Medium |
| Technische ondersteuning | Medium |
| Bemonsteringsbeschikbaarheid | Laag |
| Prijsfactoren | Laag |
Veelgestelde vragen
V: Wat is klonteren in titaniumpoeder en hoe voorkom je dat?
A: Het samenklonteren van poederdeeltjes tot gedeeltelijk gesinterde agglomeraten wordt klonteren genoemd. Dit verstoort de stroming en verpakkingsdichtheid. Bewaar in luchtdichte containers met een droogmiddel om nevenreacties door vocht- en zuurstofabsorptie te voorkomen die na verloop van tijd klonteren tussen titaniumdeeltjes mogelijk maken.
V: Zijn er gezondheidsrisico's verbonden aan titaniumpoeders?
A: Zoals de meeste fijne metaalpoeders moet inademing tijdens het hanteren worden vermeden. Afgezien van gevoeligheidsproblemen is titaanpoeder relatief inert en wordt het beschouwd als niet-toxisch met een laag risico op uitwendig contact of inslikken. Gebruik geschikte beschermende uitrusting en procedures tijdens opslag, transport of verwerking.
V: Hoe bewaar je titaniumpoeder op de juiste manier?
A: Sluit containers luchtdicht af met droogzakjes om oxidatie te voorkomen. Beperk temperatuurschommelingen tussen 10-30°C. Gooi weg als de kleur verandert van glanzend grijs, wat wijst op bederf zoals waterstofbrosheid. Houdbaarheid meer dan 5 jaar bij juiste opslag.
V: Moet titaniumpoeder speciaal worden verzonden en verwerkt?
A: Geclassificeerd als ongevaarlijk, niet brandbaar. Vermijd transport bij extreme hitte of koude. Zet verpakkingen stevig vast om lekkage of verontreiniging te voorkomen. Speciale cold shippers met gel packs beschikbaar voor zeer zuivere onderzoekskwaliteiten.
