Titanový a hliníkový prášek TA7

Přehled titanového a hliníkového prášku TA7

TA7 patří do systému intermetalických slitin titanu a hliníku, které kombinují lehké vlastnosti hliníku s pevností a odolností proti korozi titanu. Téměř rovnoměrný poměr Ti a Al poskytuje vynikající rovnováhu vlastností pro aplikace při zvýšených teplotách.

Mezi hlavní vlastnosti prášku TA7 patří:

• Velmi vysoká specifická pevnost (poměr pevnosti k hmotnosti)
• Vynikající pevnost v tahu při vysokých teplotách a pevnost při tečení
• Nízká hustota ve srovnání se slitinami niklu nebo oceli.
• Dobrá odolnost proti korozi v různých prostředích
• K dispozici je řada velikostí a morfologií částic

Prášek TA7 se stal vynikající volbou pro snížení hmotnosti a zvýšení účinnosti leteckých motorů a draků letadel pracujících při vysokých teplotách.

Chemické složení prášku TA7

Prášek TA7 má následující jmenovité složení:

Element	Hmotnostní %
Titan (Ti)	Balance
Hliník (Al)	7%
Cín (Sn)	2-5%
Zirkon (Zr)	1-4%
Křemík (Si)	max. 0,5 %
Uhlík (C)	Maximálně 0.1 %
Kyslík (O)	0,13% max

Množství cínu a zirkonia lze měnit za účelem optimalizace mechanických vlastností při vysokých teplotách. Množství nečistot Si, C, O je minimalizováno.

Vlastnosti prášku TA7

Mezi klíčové vlastnosti prášku TA7 patří:

Nemovitost	Hodnota
Hustota	3.7-4.0 g/cm3
Teplota tání	1460 r.
Tepelná vodivost	6,7 W/mK
Elektrický odpor	1,78 Ã×´Î.cm
Youngův modul	110 GPa
Poissonův poměr	0.32
Pevnost v tahu	800 MPa
Mez kluzu	760 MPa
Prodloužení	1-2%
Odolnost proti tečení	190 MPa při 700¡"C

 

Díky svým vlastnostem, jako je vysoká pevnost, nízká hustota, odolnost proti oxidaci a tepelná stabilita, je TA7 vhodný pro nejnáročnější aplikace při zvýšených teplotách.

Metoda výroby prášku TA7

Prášek TA7 lze vyrábět metodami, jako jsou:

• Plynulá atomizace?- Vysokotlaký inertní plyn používaný k atomizaci roztavené slitiny TA7, jejímž výsledkem je sférický prášek ideální pro AM.
• Proces s rotačními plazmovými elektrodami?- Odstředivou dezintegrací rychle rotujícího proudu roztaveného kovu vzniká sférický prášek.
• Mechanické legování?- Vysokoenergetické kulové mletí směsných prášků elementárního Ti a Al s následným žíháním.

Plynová atomizace poskytuje vynikající kontrolu nad vlastnostmi prášku, jako je distribuce velikosti částic, morfologie, mikročistota a tekutost.

Aplikace prášku TA7

Prášek TA7 se běžně používá v:

• aditivní výroba?- Selektivní laserové tavení pro výrobu složitých tvarů aerodynamických profilů, oběžných kol, lopatek turbín.
• Metal Injection Molding?- K výrobě malých, složitých dílů ve tvaru sítě, jako jsou součásti turbodmychadel, které vyžadují vysokou pevnost a teplotní odolnost.
• Tepelné povlaky?- aplikuje se pomocí plazmového nebo HVOF nástřiku na povrchy ventilů, ložisek, součástí podvozku, které potřebují odolnost proti opotřebení/koroznímu poškození při vysokých teplotách.
• Prášková metalurgie?- Lisování a spékání pro výrobu lehkých, vysoce pevných konstrukčních dílů pro letecké aplikace.

Specifikace prášku TA7

Prášek TA7 je k dispozici v různých velikostech, tvarech a stupních čistoty:

• Velikost částic:?Od 15-45 Ã×m u metod AM, až do 100 Ã×m u procesů tepelného nástřiku.
• Morfologie:?Téměř kulovitý tvar prášku zajišťuje optimální tok a hustotu balení.
• Čistota:?Od komerční čistoty až po velmi vysokou čistotu na základě limitů nečistot a procesních požadavků.
• Obsah kyslíku:?Hladiny udržované pod 2000 ppm pro většinu aplikací.
• Průtok:?Prášek přizpůsobený pro vynikající průtoky nad 25 s/50 g.

Globální dodavatelé prášku TA7

Mezi hlavní světové dodavatele prášku TA7 patří:

• AP&C (Kanada)
• TLS Technik (Německo)
• Sandvik Osprey (UK)
• Tekna (Kanada)
• ECKA Granule (Německo)
• Metal Technology (Velká Británie)

Tyto společnosti vyrábějí různé druhy prášku TA7 pro aditivní výrobu, tepelné stříkání, práškovou metalurgii a další vysokoteplotní aplikace.

Ceny prášku TA7

Cena prášku TA7 je vyšší než u ocelí a niklových slitin:

• Množství?- $100-150 za kg pro hromadné objednávky nad 500 kg. U menších množství jsou ceny výrazně vyšší.
• Kvalita?- Vysoce čistý sférický prášek vyráběný za přísně kontrolovaných podmínek pomocí pokročilých procesů vyžaduje prémiové ceny.
• Dodavatel?- Velcí globální dodavatelé nabízejí nákladové výhody ve srovnání s menšími výrobci díky vyšším objemům výroby.
• Zeměpis?- Ceny se v jednotlivých regionech liší, přičemž Evropa a Severní Amerika jsou ve srovnání s Asií trhy s vyššími cenami.

U kritických aplikací by se kupující měli při nákupu prášku TA7 zaměřit spíše na kvalitu prášku než na nejnižší cenu.

Skladování a manipulace s práškem TA7

Prášek TA7 vyžaduje pečlivé skladování a manipulaci:

• Měly by se skladovat v uzavřených nádobách pod inertním plynem, např. argonem, aby se zabránilo oxidaci.
• Zabraňte hromadění jemného prášku, abyste minimalizovali riziko výbuchu prachu.
• Při manipulaci s práškem používejte správné osobní ochranné prostředky, větrání, uzemnění a bezpečnostní postupy.
• Zabraňte kontaktu prášku se zdroji vznícení kvůli nebezpečí vznícení.
• Dodržujte příslušné bezpečnostní pokyny z bezpečnostních listů dodavatele.

Při manipulaci s touto vysoce reaktivní práškovou slitinou je třeba dbát zvýšené opatrnosti.

Kontrola a testování prášku TA7

Klíčové testy kontroly kvality provedené na prášku TA7:

• Chemická analýza pomocí ICP-OES nebo XRF, aby se zajistilo, že složení odpovídá specifikacím.
• Rozdělení velikosti částic pomocí laserové difrakce podle normy ASTM B822.
• Morfologická analýza pomocí SEM.
• Měření průtoku prášku pomocí Hallova průtokoměru podle normy ASTM B213.
• Měření hustoty pomocí heliové pyknometrie.
• Analýza nečistot pomocí fúze inertních plynů nebo ICP-MS.
• Charakterizace mikrostruktury pomocí difrakce rentgenového záření.

Důkladné testování zajišťuje konzistenci šarží a kvalitu prášku pro zamýšlené použití.

Srovnání prášků TA7 a Inconel 718

Srovnání prášků TA7 a Inconel 718:

Parametr	TA7	Inconel 718
Hustota	3.7-4.0 g/cm3	8,2 g/cm3
Pevnost za vysokých teplot	Srovnatelný	Srovnatelný
Oxidační odolnost	Lepší	Dobré
Cena	Vyšší	Nizší
Zpracovatelnost	Špatné	Výborný
APLIKACE	Aerospace komponenty	Letectví, automobilový průmysl
Dostupnost	Nízký	Snadno dostupný

 

TA7 nabízí úsporu hmotnosti oproti Inconelu 718. Prášek oxidu titaničitého je však špatně zpracovatelný a jeho dostupnost je nižší.

Často kladené dotazy k prášku TA7

Otázka: Jak se prášek TA7 vyrábí?

Odpověď: Prášek TA7 se komerčně vyrábí pomocí plynové atomizace, plazmového procesu s rotační elektrodou a mechanického legování s následným žíháním. Plynová atomizace nabízí nejlepší kontrolu vlastností prášku.

Otázka: Jaké jsou hlavní aplikace prášku TA7?

Odpověď: Mezi hlavní aplikace prášku TA7 patří aditivní výroba, tepelné nástřiky, vstřikování kovů a prášková metalurgie pro výrobu lehkých konstrukčních dílů vyžadujících vysokou teplotu.

Otázka: Jaká je typická velikost prášku TA7 používaného pro selektivní laserové tavení?

Odpověď: Pro proces SLM je ideální velikost prášku TA7 v rozmezí 15-45 mikronů se sférickou morfologií a dobrým tokem prášku a hustotou balení.

Otázka: Vyžaduje prášek TA7 zvláštní opatření při manipulaci?

Odpověď: Ano, je vysoce reaktivní a vyžaduje opatrnou manipulaci v inertní atmosféře za použití správného větrání, uzemnění a osobních ochranných pomůcek, aby se zabránilo nebezpečí požáru nebo výbuchu.

Otázka: Kde lze zakoupit prášek TA7 vhodný pro letecké díly?

Odpověď: Pro aplikace v letectví a kosmonautice, které vyžadují nízkou hmotnost a vysokou pevnost, lze prášek TA7 zakoupit od předních výrobců, jako jsou AP&C, TLS Technik, Sandvik Osprey a Tekna.