Ti6Al4V-poeder

Overzicht

Ti6Al4V-poederook bekend als Ti-6Al-4V, graad 5 titanium, Ti 6-4 of Ti 6/4, is een poeder van een titaniumlegering bestaande uit titanium, 6% aluminium en 4% vanadium. Het biedt een uitzonderlijke combinatie van hoge sterkte, laag gewicht, corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit, waardoor het een uiterst veelzijdig materiaal is voor geavanceerde toepassingen in de ruimtevaart, medische apparatuur, maritieme hardware en nog veel meer.

Ti6Al4V wordt beschouwd als het werkpaard van titaanlegeringen en is goed voor meer dan 50% van het totale titaniumgebruik over de hele wereld. Het heeft een van de beste sterkte-gewichtsverhoudingen van alle metalen en behoudt zijn eigenschappen bij extreme temperaturen.

Enkele belangrijke eigenschappen en kenmerken van Ti6Al4V poeder zijn:

• Uitstekende verhouding sterkte/gewicht, hoge specifieke sterkte
• Lage dichtheid - 4,43 g/cm3
• Hoge corrosieweerstand
• Biocompatibiliteit en vermogen tot osseo-integratie
• Goede eigenschappen bij hoge temperaturen - bruikbaar tot 400°C met oxidatiebestendigheid tot 550°C
• Hoge breuktaaiheid en vermoeiingssterkte
• Verkrijgbaar in verschillende maten en morfologieën - bolvormig, hoekig

Met zijn veelzijdige eigenschappen vindt Ti6Al4V vandaag de dag diverse toepassingen in verschillende industrieën.

Ti6Al4V Poeder Soorten

Ti6Al4V legeringspoeder is verkrijgbaar in verschillende maatverdelingen, vormen en productiemethoden om te voldoen aan specifieke toepassingen:

Deeltjesgrootte: Verkrijgbaar van 15 micron tot 150+ micron, afhankelijk van de productiemethode

Grootteverdeling: Gesorteerd/gesorteerd, gemengd of aangepaste specificaties

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

Ti6Al4V poedersamenstelling

Ti6Al4V voldoet aan Aerospace Material Specification (AMS) 4928 en heeft de nominale samenstelling:

IJzer, zuurstof en stikstof zijn veel voorkomende onzuiverheden. De samenstelling wordt routinematig geanalyseerd om er zeker van te zijn dat het voldoet aan de specificaties voor luchtvaartkwaliteit voordat het tot poeder wordt geatomiseerd.

Ti6Al4V poedereigenschappen

Ti6Al4V wordt gewaardeerd om zijn uitzonderlijke balans van mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid, lichtheid en biocompatibiliteit. De eigenschappen zijn onder andere:

Thermische eigenschappen
Thermische uitzettingscoëfficiënt - 8,6 x 10-6 /K (20-100°C)
Warmtegeleidingsvermogen - 7,2 W/m.K
Maximale gebruikstemperatuur - 400°C

Corrosieweerstand
Uitstekende corrosieweerstand vergelijkbaar met ongelegeerd titanium Weerstaat corrosie door de meeste zuren, vochtige gassen, organische chemicaliën

De vorming van een stabiele en sterk hechtende oxidelaag aan het oppervlak geeft het een uitstekende weerstand tegen zoute omgevingen. Ti6Al4V biedt een betere bescherming dan roestvast staal in chlorideoplossingen vanwege de lagere zuurstof- en chloordiffusiesnelheden.

Ti6Al4V-poedertoepassingen

Dankzij de uitgebalanceerde eigenschappen vindt Ti6Al4V tegenwoordig diverse industriële en medische toepassingen:

Additive manufacturing breidt de toepassingen voor titaanlegeringen in al deze sectoren uit door vrijgevormde geometrieën mogelijk te maken die voorheen niet mogelijk waren.

Ti6Al4V poederspecificaties

Titaan graad 5 Eli poeder moet ook voldoen aan aanvullende eisen van de klant met betrekking tot:

• Deeltjesvorm
• Vloeibaarheid
• Schijnbare dichtheid
• Tik op dichtheid
• Pyknometerdichtheid
• Chemische analyse
• Mechanische eigenschappen

Fabrikanten die Ti6Al4V poeder produceren, volgen gecertificeerde kwaliteitsmanagementsystemen en testprotocollen voordat ze leveren aan klanten in onder andere de defensie-, luchtvaart-, energie-, motorsport- en medische sector.

Ti6Al4V-poederleveranciers

Ti6Al4V-poeder wordt vervaardigd via gasverstuiving of plasmaverstuiving om bolvormig poeder te produceren dat geschikt is voor AM. De basisgrondstof is een vacuüm boog omgesmolten (VAR) of elektronenstraal gesmolten (EBM) legering die wordt verstoven tot fijne druppeltjes die stollen tot poederdeeltjes bij snelle afkoeling.

De belangrijkste wereldwijde leveranciers van Ti6Al4V sferische en voorgelegeerde poeders zijn:

Ti6Al4V poeder kan in kleine hoeveelheden worden ingekocht voor onderzoek en prototype-toepassingen. Aangepaste legeringen en deeltjeskarakteristieken zijn ook mogelijk voor bedrijven met gevestigde leveringsovereenkomsten.

Prijzen:
Als hoogwaardige legering die geavanceerde productie vereist, vraagt Ti6Al4V-poeder een meerprijs ten opzichte van standaardkwaliteiten van titanium en andere metaalpoeders. De prijs varieert van $100/kg tot $500/kg op basis van:

• Bestelhoeveelheid
• Deeltjesvorm en -grootteverdeling
• Aanpassing van chemie/mechanische eigenschappen
• Test- en certificeringsvereisten
• Economische factoren - vraag-aanboddynamiek, grondstofkosten

Hogere zuiverheidsgraden die worden gebruikt in medische apparatuur en ruimtevaarttoepassingen zijn duurder. De kosten vertonen een dalende trend door de wereldwijde toename van de productiecapaciteit.

Hoe Ti6Al4V-Poeder te kiezen

De selectie van het juiste Ti6Al4V poeder hangt af van je specifieke toepassing en procesvereisten. Enkele belangrijke overwegingen zijn:

Additieve productie

• Deeltjesvorm - bolvormige/gevormde verdelingen voor betere stroming en verpakking
• Deeltjesgrootte - fijn <45 micron voor betere resolutie en oppervlakteafwerking
• Smal maatbereik - zorgt voor gelijkmatig smelten en verdichten
• Hoge poederzuiverheid >99,5% titanium voor minder vervuiling
• Laag zuurstof-, stikstof- en koolstofgehalte

Metaalspuitgieten (MIM)

• Onregelmatig, hoekig poeder voor hogere groene sterkte
• Gemiddelde deeltjesgrootte - 100 mesh
• Poedermengsel met bindmiddelcomponenten
• Economic grade voldoet aan kostendoelstellingen

Thermische spray

• Deeltjesgrootte geschikt voor sproeiproces
• Poreus HDH-hydridepoeder voor een betere hechting van coatings
• Ontwikkeling van legering op maat mogelijk

Poeder-Metallurgie

• Hoekig, poreus poeder voor verdichting
• Poedermengsel afgestemd op toepassing
• Legering aangepast voor sinterrespons

Raadpleeg poederproducenten vroeg in het ontwerpproces om het optimale poeder te selecteren dat geschikt is voor uw specifieke onderdelvereisten.

Voordelen en beperkingen van Ti6Al4V poeder

Voordelen

• Hoge verhouding sterkte/gewicht
• Behoudt eigenschappen bij verhoogde temperaturen
• Uitstekende corrosieweerstand
• Bioinert - veroorzaakt geen bijwerkingen bij implantatie
• Poedergrondstoffen maken complexe, netvormige onderdelen mogelijk via AM
• Mechanische eigenschappen op maat door warmtebehandeling
• Recyclebaar om verspilling te minimaliseren

Beperkingen

• Hoge materiaalkosten in vergelijking met staal en aluminiumlegeringen
• Vereist hoge verwerkingstemperaturen risico op zuurstofverontreiniging
• Lagere stijfheid dan staal
• Gevoeligheid voor scherpe inkepingen - risico op scheuren
• Moeilijk te bewerken waarvoor speciaal gereedschap nodig is

Ingenieurs kiezen Ti6Al4V waar sterkte, temperatuurbestendigheid, biocompatibiliteit en corrosiebestendigheid belangrijker zijn dan de kostenbeperkingen in kritieke structurele onderdelen.

Ti6Al4V poeder vs. alternatieven

Ti6Al4V concurreert met roestvrij staal, kobaltchroomlegeringen, aluminiumsoorten en zuiver titanium. Hieronder volgt een vergelijking op basis van de belangrijkste parameters:

ken meer 3D-printprocessen