Σκόνη τιτανίου και αλουμινίου TA7

Επισκόπηση της σκόνης τιτανίου και αλουμινίου TA7

Το TA7 ανήκει στο σύστημα διαμεταλλικού κράματος τιτανίου-αλουμινιδίου που συνδυάζει τις ελαφριές ιδιότητες του αλουμινίου με την αντοχή και την αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου. Η σχεδόν ισοδυναμική αναλογία Ti και Al παρέχει εξαιρετική ισορροπία ιδιοτήτων για εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες.

Τα βασικά χαρακτηριστικά της σκόνης TA7 περιλαμβάνουν:

• Πολύ υψηλή ειδική αντοχή (λόγος αντοχής προς βάρος)
• Εξαιρετική αντοχή σε εφελκυσμό και ερπυσμό σε υψηλές θερμοκρασίες
• Χαμηλή πυκνότητα σε σύγκριση με κράματα νικελίου ή χάλυβα
• Καλή αντοχή στη διάβρωση σε διάφορα περιβάλλοντα
• Διατίθεται σε διάφορα μεγέθη και μορφολογίες σωματιδίων

Η σκόνη TA7 έχει αναδειχθεί ως εξαιρετική επιλογή για τη μείωση του βάρους και τη βελτίωση της απόδοσης σε αεροδιαστημικούς κινητήρες και αεροσκάφη που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες.

Χημική σύνθεση της σκόνης TA7

Η σκόνη TA7 έχει την ακόλουθη ονομαστική σύνθεση:

Στοιχείο	Ποσοστό βάρους
Τιτάνιο (Ti)	Ισορροπία
Αλουμίνιο (Al)	7%
Κασσίτερος (Sn)	2-5%
Ζιρκόνιο (Zr)	1-4%
Πυρίτιο (Si)	Μέγιστο 0,5%
Άνθρακας (C)	Το ανώτερο 0,1%
Οξυγόνο (O)	0,13% max

Η ποσότητα κασσίτερου και ζιρκονίου μπορεί να μεταβληθεί για τη βελτιστοποίηση των μηχανικών ιδιοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα επίπεδα προσμίξεων Si, C, O ελαχιστοποιούνται.

Ιδιότητες της σκόνης TA7

Οι βασικές ιδιότητες της σκόνης TA7 περιλαμβάνουν:

Ακίνητη περιουσία	Αξία
Πυκνότητα	3,7 - 4,0 γρ./εκ³
Σημείο Τήξης	1460¡«C
Θερμική αγωγιμότητα	6,7 W/mK
Ηλεκτρική ειδική αντίσταση	1,78 Ã×´Î.cm
Μονάδα Young	110 GPa
Συντελεστής Poisson	0.32
Αντοχή σε εφελκυσμό	800 MPa
Αντοχή σε επιμήκυνση	760 MPa
Επέκταση	1-2%
Αντοχή σε ερπυσμό	190 MPa στους 700¡"C

 

Οι ιδιότητες όπως η υψηλή αντοχή, η χαμηλή πυκνότητα, η αντοχή στην οξείδωση και η θερμική σταθερότητα καθιστούν το TA7 κατάλληλο για τις πιο απαιτητικές εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες.

Μέθοδος παραγωγής σκόνης TA7

Η σκόνη TA7 μπορεί να παραχθεί με μεθόδους όπως:

• Αεριοποίηση?- Αδρανές αέριο υψηλής πίεσης που χρησιμοποιείται για την ατμοποίηση του λιωμένου κράματος TA7 με αποτέλεσμα τη δημιουργία σφαιρικής σκόνης, ιδανικής για AM.
• Διαδικασία περιστρεφόμενων ηλεκτροδίων πλάσματος?- Η φυγοκεντρική αποσύνθεση του ταχέως περιστρεφόμενου ρεύματος λιωμένου μετάλλου παράγει σφαιρική σκόνη.
• Μηχανική Κράμα?- Αλέθοντας με σφαιρική άλεση υψηλής ενέργειας σκόνη στοιχειακού Ti και Al, ακολουθούμενη από ανόπτηση.

Ο ψεκασμός με αέριο παρέχει εξαιρετικό έλεγχο των χαρακτηριστικών της σκόνης, όπως η κατανομή μεγέθους των σωματιδίων, η μορφολογία, η μικροκαθαρότητα και η ρευστότητα.

Εφαρμογές της σκόνης TA7

Η σκόνη TA7 χρησιμοποιείται συνήθως σε:

• προσθετική κατασκευή?- Επιλεκτική τήξη με λέιζερ για την παραγωγή σύνθετων σχημάτων αεροτομής, πτερυγίων, πτερυγίων στροβίλων.
• Χύτευση με έγχυση μετάλλων?- Για την κατασκευή μικρών, πολύπλοκων εξαρτημάτων με μορφή δικτύου, όπως εξαρτήματα στροβιλοσυμπιεστών που χρειάζονται υψηλή αντοχή και αντοχή στη θερμοκρασία.
• Επικαλύψεις ψεκασμού θερμότητας?- Εφαρμόζεται μέσω πλάσματος ή ψεκασμού HVOF σε επιφάνειες βαλβίδων, ρουλεμάν, εξαρτήματα συστημάτων προσγείωσης που χρειάζονται αντοχή στη φθορά/διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες.
• Μεταλλουργία Σκόνης?- Πίεση και πυροσυσσωμάτωση για τη δημιουργία ελαφρών, υψηλής αντοχής δομικών εξαρτημάτων για αεροδιαστημικές εφαρμογές.

Προδιαγραφές της σκόνης TA7

Η σκόνη TA7 διατίθεται σε διάφορα μεγέθη, σχήματα και επίπεδα καθαρότητας:

• Μέγεθος σωματιδίων:?Από 15-45 Ã×m για τις μεθόδους AM, έως 100 Ã×m για τις διαδικασίες θερμικού ψεκασμού.
• Μορφολογία:?Το σχεδόν σφαιρικό σχήμα της σκόνης παρέχει βέλτιστη ροή και πυκνότητα συσκευασίας.
• Καθαρότητα:?Από εμπορική καθαρότητα έως εξαιρετικά υψηλά επίπεδα καθαρότητας με βάση τα όρια ακαθαρσιών και τις απαιτήσεις της διεργασίας.
• Περιεκτικότητα οξυγόνου:?Τα επίπεδα διατηρούνται κάτω από 2000 ppm για τις περισσότερες εφαρμογές.
• Ρυθμός ροής:?Σκόνη προσαρμοσμένη για εξαιρετικούς ρυθμούς ροής πάνω από 25 s/50 g.

Παγκόσμιοι προμηθευτές σκόνης TA7

Μερικοί από τους σημαντικότερους παγκόσμιους προμηθευτές σκόνης TA7 περιλαμβάνουν:

• AP&C (Καναδάς)
• TLS Technik (Γερμανία)
• Sandvik Osprey (Ηνωμένο Βασίλειο)
• Tekna (Καναδάς)
• ECKA Granules (Γερμανία)
• Metal Technology (Ηνωμένο Βασίλειο)

Αυτές οι εταιρείες παράγουν διάφορες ποιότητες σκόνης TA7 προσαρμοσμένες για προσθετική κατασκευή, θερμικό ψεκασμό, μεταλλουργία σκόνης και άλλες εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας.

Τιμολόγηση της σκόνης TA7

Η τιμή της σκόνης TA7 είναι υψηλότερη από τους χάλυβες και τα κράματα νικελίου:

• Ποσότητα?- $100-150 ανά κιλό για μαζικές παραγγελίες άνω των 500 κιλών. Οι μικρότερες ποσότητες τιμολογούνται σημαντικά υψηλότερα.
• Ποιότητα?- Η σφαιρική σκόνη υψηλής καθαρότητας που κατασκευάζεται υπό αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες με τη χρήση προηγμένων διεργασιών απαιτεί υψηλές τιμές.
• Προμηθευτής?- Οι μεγάλοι παγκόσμιοι προμηθευτές προσφέρουν πλεονεκτήματα κόστους σε σύγκριση με τους μικρότερους κατασκευαστές λόγω των μεγαλύτερων όγκων παραγωγής.
• Γεωγραφία?- Οι τιμές διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή, με την Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική να είναι αγορές με υψηλότερες τιμές σε σύγκριση με την Ασία.

Για κρίσιμες εφαρμογές, οι αγοραστές θα πρέπει να εστιάζουν στην ποιότητα της σκόνης και όχι στο χαμηλότερο κόστος κατά την προμήθεια σκόνης TA7.

Αποθήκευση και χειρισμός της σκόνης TA7

Η σκόνη TA7 απαιτεί προσεκτική αποθήκευση και χειρισμό:

• Πρέπει να αποθηκεύονται σε σφραγισμένα δοχεία υπό αδρανές αέριο όπως το αργό για την αποφυγή οξείδωσης.
• Αποφύγετε τη συσσώρευση λεπτής σκόνης για να ελαχιστοποιήσετε τον κίνδυνο έκρηξης σκόνης.
• Χρησιμοποιείτε κατάλληλα ΜΑΠ, εξαερισμό, γείωση και πρακτικές ασφαλείας κατά το χειρισμό σκόνης.
• Αποφύγετε την επαφή της σκόνης με πηγές ανάφλεξης λόγω κινδύνου ανάφλεξης.
• Ακολουθήστε τις ισχύουσες οδηγίες ασφαλείας από τα SDS του προμηθευτή.

Θα πρέπει να δίνεται προσοχή κατά το χειρισμό αυτής της εξαιρετικά αντιδραστικής σκόνης κράματος.

Επιθεώρηση και δοκιμή της σκόνης TA7

Βασικές δοκιμές ποιοτικού ελέγχου σε σκόνη TA7:

• Χημική ανάλυση με χρήση ICP-OES ή XRF για να διασφαλιστεί ότι η σύνθεση πληροί τις προδιαγραφές.
• Κατανομή μεγέθους σωματιδίων με χρήση περίθλασης λέιζερ σύμφωνα με το πρότυπο ASTM B822.
• Ανάλυση μορφολογίας μέσω απεικόνισης SEM.
• Μέτρηση του ρυθμού ροής σκόνης με τη χρήση ροόμετρου Hall σύμφωνα με το πρότυπο ASTM B213.
• Μέτρηση πυκνότητας με πυκνομετρία ηλίου.
• Ανάλυση προσμείξεων μέσω σύντηξης με αδρανή αέρια ή ICP-MS.
• Χαρακτηρισμός μικροδομής με περίθλαση ακτίνων Χ.

Οι διεξοδικές δοκιμές εξασφαλίζουν τη συνοχή της παρτίδας και την ποιότητα της σκόνης για την προβλεπόμενη εφαρμογή.

Σύγκριση μεταξύ των σκονών TA7 και Inconel 718

TA7 και σκόνες Inconel 718 σε σύγκριση:

Παράμετρος	TA7	Inconel 718
Πυκνότητα	3,7 - 4,0 γρ./εκ³	8,2 g/cm3
Αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες	Συγκρίσιμος	Συγκρίσιμος
Αντοχή σε οξείδωση	Καλύτερα	Καλη
Κόστος	Υψηλότερα	Χαμηλότερη
Εργασιμότητα	Φτωχός	Άριστος
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ	Συστατικά Αεροδιαστημικής	Αεροδιαστημική, αυτοκινητοβιομηχανία
Διαθεσιμότητα	Χαμηλό	Άμεση διαθεσιμότητα

 

Το TA7 προσφέρει εξοικονόμηση βάρους σε σχέση με το Inconel 718. Αλλά η εργασιμότητα είναι κακή και η διαθεσιμότητα είναι χαμηλότερη για τη σκόνη αλουμινίου του τιτανίου.

Συχνές ερωτήσεις για τη σκόνη TA7

Q: Πώς παράγεται η σκόνη TA7;

Α: Η σκόνη TA7 παράγεται εμπορικά χρησιμοποιώντας ατμοποίηση αερίου, διαδικασία περιστρεφόμενου ηλεκτροδίου πλάσματος και μηχανική κραματοποίηση που ακολουθείται από ανόπτηση. Ο ψεκασμός με αέριο προσφέρει τον καλύτερο έλεγχο των χαρακτηριστικών της σκόνης.

Ε: Ποιες είναι οι κύριες εφαρμογές της σκόνης TA7;

Α: Οι κύριες εφαρμογές της σκόνης TA7 περιλαμβάνουν την προσθετική κατασκευή, τις επιστρώσεις θερμικού ψεκασμού, τη χύτευση με έγχυση μετάλλων και τη μεταλλουργία σκόνης για την κατασκευή ελαφρών δομικών εξαρτημάτων που χρειάζονται ικανότητα υψηλών θερμοκρασιών.

Ε: Ποιο είναι το τυπικό μέγεθος σκόνης TA7 που χρησιμοποιείται για την επιλεκτική τήξη με λέιζερ;

Α: Για τη διαδικασία SLM, το ιδανικό εύρος μεγέθους σκόνης TA7 είναι 15-45 μικρά με σφαιρική μορφολογία και καλή ροή σκόνης και πυκνότητα συσκευασίας.

Ε: Απαιτεί η σκόνη TA7 ειδικές προφυλάξεις χειρισμού;

Α: Ναι, είναι εξαιρετικά αντιδραστικό και απαιτεί προσεκτικό χειρισμό υπό αδρανή ατμόσφαιρα με κατάλληλο εξαερισμό, γείωση, ΜΑΠ για την αποφυγή κινδύνων πυρκαγιάς ή έκρηξης.

Ε: Πού μπορώ να αγοράσω σκόνη TA7 κατάλληλη για αεροδιαστημικά εξαρτήματα;

Α: Για αεροδιαστημικές εφαρμογές που χρειάζονται ελαφρύ βάρος και υψηλή αντοχή, η σκόνη TA7 μπορεί να αγοραστεί από κορυφαίους κατασκευαστές, συμπεριλαμβανομένων των AP&C, TLS Technik, Sandvik Osprey και Tekna.