Σκόνη Ti6Al4V

Επισκόπηση της σκόνης Ti6Al4V

Η σκόνη Ti6Al4V, που αναφέρεται και ως κράμα τιτανίου βαθμού 5, είναι μια από τις πιο δημοφιλείς σκόνες κραμάτων τιτανίου. Περιέχει 6% αλουμίνιο και 4% βανάδιο ως βασικά στοιχεία κράματος μαζί με το υπόλοιπο τιτάνιο.

Σφαιρική σκόνη τιτανίου ti6al4v προσφέρει εξαιρετικό συνδυασμό υψηλής αντοχής, χαμηλού βάρους, αντοχής στη διάβρωση, βιοσυμβατότητα, και πρακτικότητα

Βασικές ιδιότητες και πλεονεκτήματα της σκόνης Ti6Al4V:

Ιδιότητες και χαρακτηριστικά σκόνης Ti6Al4V

Ιδιότητες	Λεπτομέρειες
Σύνθεση	Κράμα τιτανίου Ti-6Al-4V
Πυκνότητα	4,43 g/cc
Σχήμα σωματιδίων	Σφαιρικός κατά βάση
Εύρος μεγέθους	15-45 μικρά
Φαινομενική πυκνότητα	Έως 60% πραγματική πυκνότητα
Ρευστότητα	Καλη
Ισχύς	Υψηλή για κράμα τιτανίου
Αντοχή στη διάβρωση	Άριστος

Το Ti6Al4V χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, την ιατρική, την αυτοκινητοβιομηχανία, τη χημική βιομηχανία και τις βιομηχανίες καταναλωτικών αγαθών, λόγω του εξαιρετικά ισοζυγισμένου προφίλ ιδιοτήτων του.

Σύνθεση Ti6Al4V σε μορφή σκόνης

Τυπική σύνθεση της σκόνης Ti6Al4V:

Σύνθεση Ti6Al4V σε μορφή σκόνης

Στοιχείο	Ποσοστό βάρους
Τιτάνιο	Ισορροπία
Αλουμίνιο	5.5-6.75%
Βανάδιο	3.5-4.5%
Οξυγόνο	<0,2%
Άνθρακας	<0,1%
Άζωτο	<0.05%
Υδρογόνο	< 0,015%
Σίδηρος	<0,3%

• Το τιτάνιο δημιουργεί τον πίνακα παρέχοντας δύναμη και αντοχή στη διάβρωση
• Το αλουμίνιο σταθεροποιεί την άλφα φάση και αυξάνει την αντοχή
• Το βανάδιο σταθεροποιεί τη βήτα φάση και βελτιώνει την κατεργαστότητα
• Άλλα στοιχεία περιορισμένα ως προσμείξεις

Οι βελτιστοποιημένες αναλογίες Ti-Al-V παρέχουν έναν εξαιρετικό συνδυασμό αντοχής, ελατότητας, αντοχής σε θραύση και αντοχής σε κόπωση.

Φυσικές ιδιότητες Ti6Al4V Powder

Φυσικές ιδιότητες Ti6Al4V Powder

Ακίνητη περιουσία	Αξίες
Πυκνότητα	4,43 g/cc
Σημείο Τήξης	1604-1660¡«C
Θερμική αγωγιμότητα	6,7 W/mK
Ηλεκτρική ειδική αντίσταση	170 cm ύψος
Συντελεστής θερμικής διαστολής	8,4 x 10^-6 /K
Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας	400¡«C

• Χαμηλή πυκνότητα σε σχέση με τους χάλυβες
• Το υψηλό σημείο τήξης επιτρέπει τη χρήση σε μέτρια υψηλές θερμοκρασίες
• Η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα απαιτεί σχεδιαστικές μελέτες
• Υψηλή ηλεκτρική αντίσταση κατάλληλη για ανθεκτικούς στη διάβρωση συνδετήρες
• CTE μικρότερο από ατσάλια και κράματα νικελίου

Οι συγκεκριμένες ιδιότητες καθιστούν το κράμα Ti6Al4V κατάλληλο για πολλές ελαφριές δομικές εφαρμογές σε διαφόρους κλάδους.

Μηχανικές Ιδιότητες Σκόνης Ti6Al4V

Μηχανικές Ιδιότητες Σκόνης Ti6Al4V

Ακίνητη περιουσία	Αξίες
Αντοχή σε εφελκυσμό	950 - 1050 MPa
Αντοχή σε επιμήκυνση	860 έως 950 MPa
Επέκταση	10 – 18%
Σκληρότητα	330 – 380 πρ.Χ.
Μέτρο ελαστικότητας	110 - 120 GPa
Αντοχή κόπωσης	400 - 500 MPa

• Εξαιρετικός συνδυασμός υψηλής αντοχής και εύλογης ελατότητας
• Η αντοχή της ξεπερνά άλλες κατηγορίες τιτανίου όπως ο εμπορικά καθαρός τιτάνιο
• Σκληρότητα υψηλότερη από τον μη κράσης τιτάνιο
• Η εξαιρετική διάρκεια ζωής κόπωσης την καθιστά κατάλληλη για εφαρμογές κυκλικής φόρτισης

Οι ιδιότητες αυτές καθιστούν το Ti6Al4V κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή συγκεκριμένη αντοχή και αντοχή στην κόπωση.

Οι εφαρμογές σκόνης Ti6Al4V

Η σκόνη Ti6Al4V χρησιμοποιείται ευρέως σε όλες τις βιομηχανίες:

Οι εφαρμογές σκόνης Ti6Al4V

Βιομηχανία	Χρήσεις
Αεροδιαστημική	Στοιχεία δομικής αεροπλάνου, εξαρτήματα κινητήρα
Βιοϊατρική	Ορθοπεδικά και εμφυτεύματα δοντιών
Αυτοκινητοβιομηχανία	Μπιέλες, βαλβίδες, ελατήρια
Χημικό	Δεξαμενές, δοχεία, θερμαντικά στοιχεία
Εναποθέτω	Αθλητικά είδη, θήκες ρολογιών, σώματα κινητών τηλεφώνων
3D εκτύπωση	Εξαρτήματα αεροδιαστημικής και ιατρικής

Ορισμένες συγκεκριμένες εφαρμογές προϊόντων περιλαμβάνουν:

• Πλάκες οστών, εμφυτεύματα αρθροπλαστικής
• Στοιχεία δομής αεροπλάνου και ελικοπτέρου
• Βαλβίδες κινητήρα αυτοκινήτου και μπιέλες
• Χημικός εξοπλισμός, όπως σωλήνες, αντλίες, βαλβίδες
• Αθλητικά είδη όπως ράβδοι του γκολφ και σκελετοί ποδηλάτων
• Προσθετική κατασκευή ελαφρών δομών

Το Ti6Al4V παρέχει την καλύτερη σχέση αντοχής προς βάρος και βιοσυμβατότητα για κρίσιμα δομικά μέρη σε αυτούς τους απαιτητικούς τομείς.

Προδιαγραφές για σκόνη Ti6Al4V

Βασικές προδιαγραφές και πρότυπα για την σκόνη Ti6Al4V:

Πρότυπα σκόνης Ti6Al4V

Standard	Περιγραφή
ASTM F2924	Προσθετική κατασκευή κράματος Ti6Al4V
ASTM F3001	Προδιαγραφές για σκόνη κράματος Τι αερίου που έχει υποστεί ατομικοποίηση για AM
AMS 4954	Όρια σύστασης της σκόνης Ti-6Al-4V για προσθετική παραγωγή
ASTM B348	Προδιαγραφές για σκόνες τιτανίου και κράματος τιτανίου
ASTM F1472	Επεξεργασμένο κράμα Ti6Al4V για χειρουργικά εμφυτεύματα

Αυτοί καθορίζουν:

• Εύρη διαφορών στη χημική σύνθεση
• Απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες
• Μέθοδος παραγωγής σκόνης - αδρανής αεριοποίηση
• Όρια ακαθαρσίας όπως O, N, C, Fe
• Κατανομή μεγέθους σωματιδίων και μορφολογία
• Μέθοδοι δοκιμής για την επαλήθευση της ποιότητας της σκόνης

Η πιστοποιημένη σκόνη Ti6Al4V που πληροί αυτές τις προδιαγραφές εξασφαλίζει βέλτιστες ιδιότητες και απόδοση για διαφορετικές εφαρμογές σε όλους τους κλάδους.

Μέγεθος σωματιδίων σκόνης Ti6Al4V

Κατανομή μεγέθους σωματιδίων σκόνης Ti6Al4V

Μέγεθος σωματιδίων	Χαρακτηριστικά
15-45 μικρά	Γενική γκάμα μεγέθους για γενική χρήση
45-100 μικρόμετρα	Βελτιστοποιημένο για ψυχρό ψεκασμό
5-25 μικρά	Πιο λεπτά μεγέθη χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες προσθετικής κατασκευής λέιζερ

• Καλύτερη σκόνη παρέχει μεγαλύτερη ανάλυση και επιφανειακό φινίρισμα
• Η πιο χονδρή σκόνη ταιριάζει σε μεθόδους υψηλού ρυθμού εναπόθεσης όπως ψεκασμός με κρύο
• Εύρος μεγέθους ειδικά σχεδιασμένο ανάλογα με τη χρησιμοποιημένη μέθοδο παραγωγής
• Σφαιρική μορφολογία διατηρημένη σε εύρη μεγεθών

Ο έλεγχος της κατανομής μεγέθους και της μορφολογίας των σωματιδίων είναι κρίσιμος για την υψηλή πυκνότητα συσκευασίας της σκόνης, τη ρευστότητα και τις ιδιότητες του τελικού εξαρτήματος.

Φαινομενική πυκνότητα κονιοποιημένου Ti6Al4V

Φαινομενική πυκνότητα κονιοποιημένου Ti6Al4V

Φαινομενική πυκνότητα	Λεπτομέρειες
Έως 60% πραγματική πυκνότητα	Για σφαιρική μορφολογία σκόνης
2.6 – 3.0 g/cc	Βελτιώνεται με μεγαλύτερη πυκνότητα συσκευασίας

• Η υψηλότερη φαινομενική πυκνότητα βελτιώνει τη ρευστότητα της σκόνης και την αποδοτικότητα πλήρωσης μήτρας
• Τιμές μέχρι και 65% είναι πιθανές με βελτιστοποιημένη σφαιρική σκόνη
• Η υψηλή φαινομενική πυκνότητα ελαχιστοποιεί το χρόνο κύκλου πίεσης

Η μεγιστοποίηση της φαινομένης πυκνότητας επιτρέπει την αποδοτική, πλήρως αυτοματοποιημένη πρέσα σκόνης και την καύση σε πλήρη πυκνότητα.

Μέθοδος παραγωγής σκόνης Ti6Al4V

Παραγωγή σκόνης Ti6Al4V

Μέθοδος	Λεπτομέρειες
Αεριοποίηση	Το αδρανές αέριο υψηλής πίεσης διασπά το ρευστό ρεύμα κράματος σε λεπτά σταγονίδια
Τήξη κενού τόξου	Υλικά εισόδου υψηλής καθαρότητας διυλίζονται και λιώνουν σε κενό
Πολλαπλές επανατήξεις	Βελτιώνει τη χημική ομοιογένεια
Κοσκίνισμα	Ταξινομεί την σκόνη σε διαφορετικά κλάσματα του μεγέθους των σωματιδίων

• Η αεριοποίηση αερίου με αδρανές αέριο παράγει καθαρή, σφαιρική σκόνη
• Η επεξεργασία με κενό ελαχιστοποιεί τις αέρινες ακαθαρσίες
• Οι πολλαπλές επανατήξεις βελτιώνουν την ομοιομορφία της σύστασης
• Η επόμενη επεξεργασία επιτρέπει τον έλεγχο της κατανομής του μεγέθους των σωματιδίων

Αυτοματοποιημένες μέθοδοι σε συνδυασμό με αυστηρό ποιοτικό έλεγχο, έχουν σαν αποτέλεσμα μια σταθερή και αξιόπιστη σκόνη Ti6Al4V, κατάλληλη για κρίσιμες εφαρμογές.

Τιμολόγηση σκόνης Ti6Al4V

Τιμολόγηση σκόνης Ti6Al4V

Παράγοντας	Επίδραση στην τιμή
Βαθμός Καθαρότητας	Αυξήσεις τιμών για υψηλότερη αγνότητα
Μέγεθος σωματιδίων	Η υπερλεπτή πούδρα είναι πιο ακριβή
Ποσότητα παραγγελίας	Για μαζικές παραγγελίες, μειώνονται οι τιμές
Μέθοδος παραγωγής	Η πολλαπλή επανατήξη αυξάνει το κόστος
Συσκευασία	Οι φιάλες γεμάτες με αργό κοστίζουν περισσότερο
Χρόνος παράδοσης	Ταχύτεροι χρόνοι παράδοσης αυξάνουν την τιμή

Ενδεικτική τιμολόγηση

• Ti6Al4V για ιατρικές εφαρμογές: 150-250 δολάρια ανά κιλό
• Ti6Al4V για βιομηχανικές εφαρμογές: 100-150 € ανά κιλό

Εξαιρετικά χαμηλές τιμές ισχύουν για ογκώδεις παραγγελίες σε τόνους.

Προμηθευτές σκόνης Ti6Al4V

Προμηθευτές σκόνης Ti6Al4V

Εταιρεία	Τοποθεσία
AP&C	ΗΠΑ, Καναδάς
Carpenter Additive	ΗΠΑ
Met3DP	Kίνα
TLS Τεχνική	Γερμανία
Sandvik Osprey	Ηνωμένο Βασίλειο
Tekna	Καναδάς

Βασικοί παράγοντες επιλογής:

• Προσφέρεται σειρά βαθμών καθαρότητας και μεγεθών σωματιδίων
• Ποιότητα και συνέπεια της σκόνης από παρτίδα σε παρτίδα
• Χωρητικότητα παραγωγής και χρόνοι αναμονής
• Συμμόρφωση με ιατρικά και αεροδιαστημικά πρότυπα
• Επίπεδα τιμολόγησης με βάση τον όγκο των παραγγελιών
• Τεχνική εξειδίκευση και εξυπηρέτηση πελατών

Αντιμετώπιση και Αποθήκευση της Κόνεως Ti6Al4V

Χειρισμός σκόνης Ti6Al4V

Σύσταση	Λόγος
Αποφύγετε την εισπνοή	Λόγω κινδύνου βλάβης του πνευμονικού ιστού από λεπτά σωματίδια
Χρησιμοποιήστε προστατευτική μάσκα	Αποτρέψτε την τυχαία κατάποση
Χειριστείτε σε αεριζόμενους χώρους	Μειώστε την αιωρούμενη σωματιδιακή ανάρτηση
Διασφαλίστε ότι δεν υπάρχουν πηγές ανάφλεξης	Η σκόνη μπορεί να καεί σε ατμόσφαιρα οξυγόνου
Ακολουθήστε τα αντιστατικά πρωτόκολλα	Προστασία από πυρκαγιά που προκαλείται από στατικό ηλεκτρισμό κατά το χειρισμό
Φυλάσσετε τα σφραγισμένα δοχεία σε δροσερό ξηρό μέρος	Αποφυγή δέσμευσης υγρασίας και αντιδραστικότητας

Αν και η σκόνη Ti6Al4V είναι σχετικά αδρανής, συνιστάται να λαμβάνονται προφυλάξεις κατά τη διαχείριση και την αποθήκευση, προκειμένου να διατηρηθεί η καθαρότητά της.

Επιθεώρηση και έλεγχοι της σκόνης Ti6Al4V

Έλεγχος σκόνης Ti6Al4V

Έλεγχος	Λεπτομέρειες
Χημική ανάλυση	Η φασματοσκοπία ICP χρησιμοποιείται για την επαλήθευση σύνθεσης
Κατανομή μεγέθους σωματιδίων	Η περίθλαση λέιζερ χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατανομής μεγέθους
Φαινομενική πυκνότητα	Μετρημένο με ροόμετρο Hall σύμφωνα με το ASTM B212
Μορφολογία σκόνης	Εικόνα SEM για τον έλεγχο της σφαιρικότητας των σωματιδίων
Ανάλυση ρυθμού ροής	Χρησιμοποιώντας χωνί παροχομέτρου Hall
Δοκιμή πυκνότητας τασιού	Πυκνότητα που μετρήθηκε μετά από μηχανική κατακόρυφη πτώση σε δείγμα σκόνης

Ο έλεγχος διασφαλίζει ότι η σκόνη πληροί την απαραίτητη χημική σύσταση, τα φυσικά χαρακτηριστικά, τη μορφολογία, την πυκνότητα και τις προδιαγραφές ροής σύμφωνα με τα ισχύοντα πρότυπα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της σκόνης Ti6Al4V

Πλεονεκτήματα Ti6Al4V Powder

• Άριστη αναλογία αντοχής-βάρους
• Υψηλή αντοχή σε κόπωση και ανθεκτικότητα ρωγμής
• Εξαιρετική ανθεκτικότητα σε διάβρωση
• Καλή ολκιμότητα και κατεργασιμότητα
• Υψηλή βιοσυμβατότητα για ιατρικές χρήσεις
• Αποτελεσματικό κόστος συγκριτικά με άλλα κράματα άλλων τιτανίου

Περιορισμοί σκόνης Ti6Al4V

• Μέτρια υψηλή αντοχή στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία
• Μικρότερη αντοχή από ορισμένα κράματα τιτανίου
• Η υψηλή αντιδραστικότητα απαιτεί αδρανή ατμόσφαιρα επεξεργασίας
• Δύσκολη κατεργασία με μηχανή σε πλήρως πυκνωμένη κατάσταση
• Περιορισμοί στη συγκόλληση του κράματος
• Ανησυχίες για την τοξικότητα του στοιχείου Βανάδιο

Σύγκριση με τις σκόνες Ti64 και Ti Grade 2

Ti6Al4V εναντίον Ti64 και σκόνης βαθμού 2

Παράμετρος	Ti6Al4V	Ti64	Ti Βαθμός 2
Αλουμίνιο	6%	6%	–
Βανάδιο	4%	4%	–
Ισχύς	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa
Ικανότητα παραμόρφωσης	10-18%	10-18%	15-30%
Κόστος	Μέτρια	Μέτρια	Χαμηλό
Χρήσεις	Αεροδιαστημική, ιατρική	Αεροδιαστημική, αυτοκινητοβιομηχανία	Βιομηχανικός, καταναλωτικός

• Το Ti6Al4V και το Ti64 έχουν ουσιαστικά πανομοιότυπες ιδιότητες
• Ο Βαθμός 2 Ti παρέχει καλύτερη ολκιμότητα αλλά χαμηλότερη αντοχή
• Το Ti6Al4V προτιμάται για ζωτικά δομικά μέρη που απαιτούν υψηλή αντοχή.

Συχνές ερωτήσεις για σκόνη Ti6Al4V

Ε: Ποιες είναι οι κύριες εφαρμογές της σκόνης Ti6Al4V;

Α: Οι κύριες εφαρμογές περιλαμβάνουν δομικά εξαρτήματα αεροδιαστημικής, βιοϊατρικά εμφυτεύματα όπως οι αρθρώσεις ισχίων και γονάτων, ανταλλακτικά αυτοκινήτων όπως βαλβίδες και μπιέλες, εξοπλισμό χημικής επεξεργασίας και καταναλωτικά προϊόντα όπως αθλητικός εξοπλισμός και θήκες ρολογιών.

Ε: Γιατί το Ti6Al4V είναι το πιο δημοφιλές κράμα τιτανίου;

A: Το Ti6Al4V προσφέρει τον καλύτερο ολοκληρωμένο συνδυασμό από υψηλή αντοχή, μικρή πυκνότητα, αντοχή σε θραύσεις, αντοχή στη διάβρωση, βιοσυμβατότητα, ευκολία στην συγκόλληση και μέτριο κόστος.

Ε: Ποιες προφυλάξεις πρέπει να ληφθούν κατά την εργασία με σκόνη Ti6Al4V;

Α: Προτεινόμενα προληπτικά μέτρα περιλαμβάνουν τη χρήση προστατευτικού εξοπλισμού, το χειρισμό σε αδρανή ατμόσφαιρα, την αποφυγή πηγών ανάφλεξης, τον έλεγχο των στατικών φορτίων, τη χρήση εργαλείων που δεν προκαλούν σπινθήρες, και την αποθήκευση σφραγισμένων δοχείων σε δροσερό, ξηρό μέρος.

Ε: Πώς επηρεάζει το βανάδιο τις ιδιότητες του κράματος Ti6Al4V;

Α: Το βανάδιο δρα ως σταθεροποιητής βήτα ο οποίος βελτιώνει την επεξεργασία. Συνεισφέρει επίσης στη σκλήρυνση εναπόθεσης που προσδίδει αντοχή και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία στο κράμα.