Polvo CPTi

Descripción general del polvo CPTi

El polvo de CPTi (titanio químicamente puro) es un polvo de metal de titanio de alta pureza que se usa en diversas aplicaciones que requieren una excelente resistencia a la corrosión, alta resistencia, bajo peso y biocompatibilidad. Ofrece mejores propiedades en comparación con otros grados de titanio y polvos de aleación.

El polvo CPTi se produce mediante un proceso de atomización de gas para lograr una morfología de polvo esférica con una contaminación mínima. Por lo general, tiene un rango de tamaño de partícula de 15 a 150 micrones. La alta pureza y limpieza dan como resultado una excelente fluidez, densidad de empaque y sinterabilidad.

Algunas propiedades y ventajas clave del polvo de CPTi incluyen:

Propiedades y características del polvo de CPTi

Propiedades	Detalles
Composición	Mínimo de 99,5 % de titanio. Impurezas bajas de O, C, N, H, Fe
Densidad	4,5 g/cc
Fluidez	Excelente por su morfología esférica
Sinterabilidad	Excelente, casi logra la densidad completa
Forma de las partículas	De forma predominantemente esférica
Rango de tamaño de partícula	15-150 micrones
Densidad aparente	2.7-3.2 g/cc
Pureza	Hasta un 99,995 % de contenido de titanio
Impurezas	Bajo oxígeno, nitrógeno, carbono, hierro
Color	Gris oscuro con lustre metálico

Ventajas principales del polvo CPTI

• La alta pureza mejora el rendimiento y la biocompatibilidad
• La morfología de polvo esférico proporciona un buen flujo y empaque
• Utilizado ampliamente en la producción aditiva, inyección de metales
• Resistencia a la corrosión superior al acero inoxidable en muchos entornos
• Alta relación resistencia-peso
• No tóxico y no alergénico
• Puede ser mezclado para modificar las propiedades como la resistencia
• Rentable en comparación con el titanio forjado

El polvo CPTi es una opción excelente para piezas y productos que requieren la combinación óptima de resistencia, peso reducido, resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y biocompatibilidad.

Se utiliza en diversas aplicaciones en las industrias aeroespacial, médica, automotriz, química y de consumo.

Niveles de pureza y composición en polvo CPTi

La composición en polvo CPTi tiene un contenido mínimo de titanio de 99,5 %. Los niveles de impurezas de oxígeno, nitrógeno, carbono, hidrógeno y hierro están cuidadosamente controlados. También se producen grados de pureza superiores de hasta 99,995 % de Ti.

Composición del polvo CPTi

Elemento	Porcentaje de peso
Titanio	99,5% mín.
Oxígeno	0.08% – 0.40%
Carbono	0.03% – 0.08%
Nitrógeno	0.01% – 0.05%
Hidrógeno	0.005% – 0.015%
Hierro	0.05% – 0.25%

Estos niveles de impurezas hacen que se conserve la gran resistencia y resistencia a la corrosión asociada al titanio. También se pueden hacer adiciones de aleaciones específicas para modificar propiedades como la resistencia.

El polvo de CPTi está disponible en distintos grados de pureza según los requisitos:

Grados de pureza del CPTi

Grado	Pureza	Tamaño de partícula	SOLICITUDES
CPTi Grado 1	99,5% mín.	Medianos, grandes	Uso general
Grado 2 CPTi	99.9%	Fino, medio	Aeroespacial, médico
CPTi grado 3	99.95%	Bien	Médico, dental
CPTi Grado 4	99.99%	Ultrafino	Implantes, usos de alta pureza

Una mayor pureza reduce el riesgo de toxicidad, mejora la biocompatibilidad para usos médicos. También mejora el rendimiento en aplicaciones de alta temperatura.

Sin embargo, una mayor pureza implica un mayor coste. Así, se selecciona un grado adecuado en función de un intercambio compensado para la aplicación deseada.

Propiedades físicas del polvo de CPTi

Propiedades físicas clave del polvo de CPTi que influyen en su procesamiento y desempeño:

Propiedades físicas del polvo de CPTi

Propiedades	Valores
Densidad	4,5 g/cc
Punto de Fusión	1668¡«C
Conductividad térmica	21,9 W/mK
Resistividad eléctrica	53.8 ohm-cm
Módulo de Young	107 GPa
Coeficiente de Poisson	0.33
Dureza de Mohs	6
Resistencia a la oxidación	Hasta 590 ºC en el aire

• La densidad es bastante baja en comparación con otros metales proporcionando una alta proporción de resistencia-peso
• El punto de fusión es moderadamente alto lo que permite su uso en aplicaciones de temperatura elevada
• La conductividad térmica es menor que la de otros metales como el aluminio o el cobre
• Su resistividad eléctrica es relativamente alta, lo que la hace adecuada para conectores y cierres resistentes a la corrosión
• La dureza es similar a otras aleaciones de titanio pero menor que los metales de dureza elevada
• La resistencia a la oxidación mejora con niveles más elevados de pureza

Estas propiedades hacen que los CPTi sean adecuados para partes estructurales ligeras que necesitan rendimiento mecánico elevado y resistencia a la corrosión.

Propiedades mecánicas del polvo de CPTi

Las propiedades mecánicas representan la resistencia, dureza y manejabilidad del material. Propiedades mecánicas importantes:

Propiedades mecánicas del polvo de CPTi

Propiedades	Valores
Resistencia a la tensión	420 - 550 MPa Translate to Spanish: 420 - 550 MPa 420 - 550 Megapascales
Resistencia elástica	380-470 MPa
Elongación	15 – 30%
Dureza	200-240 HV
Resistencia a la Fatiga	200-300 MPa

• La resistencia a la tracción y al límite elástico son moderadamente altas, mientras que el alargamiento es razonable.
• La resistencia a la fatiga es excelente en comparación con otros materiales de la competencia
• La dureza es similar o ligeramente menor que las aleaciones de titanio
• Las propiedades dependen de factores como la pureza, porosidad y método de procesamiento
• Aleación con elementos como Al, V, Mo puede aumentar significativamente la resistencia

La combinación de buena resistencia, ductilidad, vida de fatiga y dureza proporciona un rendimiento mecánico equilibrado.

CPTi iguala o excede las propiedades de los aceros inoxidables con una densidad menor. Ofrece la compensación óptima entre alta resistencia y ductilidad moderada.

Aplicaciones del polvo CPTi

El polvo de CPTi se utiliza en varias industrias debido a sus excelentes propiedades:

Aplicaciones del polvo CPTi

Industria	Ejemplos de aplicación
Aeroespacial	Componentes de motor, partes de estructura, sujetadores
Médico	Implantes, prótesis, instrumentos
Automovilístico	Válvulas, bielas, muelles
Químico	Bombas, valvulas, tanques, tuberías
Impresión en 3D	Componentes del sector aeroespacial y médico
Moldeo por inyección de metal	Materiales para instrumentos dentales
Microfusión	Álabes de turbina, cabezales de palos de golf

Algunas aplicaciones específicas del producto incluyen:

• Implante ortopédico y dental
• Instrumentos quirúrgicos e implantes biológicos
• Piezas ligeras para motor de automóvil, como bielas
• Tubos hidráulicos y componentes aeroespaciales como bujes
• Válvulas, bombas, tuberías de la industria alimentaria/química
• Cajas de reloj, joyas
• Artículos deportivos como palos de golf, marcos de bicicletas
• Fabricación aditiva de piezas para la industria aeroespacial y médica

La propiedad no tóxica permite el uso en productos que entran en contacto con alimentos, farmacéuticos y fluidos biológicos.

En general, el polvo de CPTi ofrece el mejor equilibrio de propiedades para piezas estructurales ligeras en diversas industrias.

Especificaciones de polvo CP Ti

Las especificaciones y los estándares industriales se utilizan para evaluar la calidad del polvo CPTi y para garantizar la consistencia del rendimiento:

Patrones de polvo CPTi

Estándar	Descripción
ASTM B348	Especificación estándar para polvos de titanio y aleaciones de titanio
ASTM F67	Especificación estándar para barras de titanio no aleado para implantes quirúrgicos
ISO 5832-2	Materiales de titanio forjado de grado de implante.

Estas normas especifican los requisitos para:

• Composición química: porcentajes de titanio y niveles de impureza
• Propiedades físicas como distribución del tamaño de la partícula, frecuencia de flujo, densidad
• Propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción y al rendimiento
• Método de producción como la atomización con gas argón
• Garantía de calidad mediante el muestreo, pruebas e inspección
• Requisitos de envasado e identificación

Los fabricantes acreditados de polvo CPTi producen material según las normas ASTM y proporcionan una certificación de cumplimiento para aplicaciones críticas.

Tamaños de partículas del polvo CPTi

El polvo de CPTi se produce en diferentes distribuciones de tamaño de partícula según el método de aplicación:

Tamaños de partículas del polvo CPTi

Tamaño de partícula	Rango típico de tamaño	SOLICITUDES
Bien	1-25 micras	Fundición de precisión, MIM (Metal Injection Molding)
Medio	25-45 micrones	Prensado y sinterizado, HIP
Grueso	45 - 150 micras	Aplicación térmica y en frio

• El polvo fino proporciona una alta densidad de sinterizado y acabado de superficie
• El polvo grueso tiene mejor fluidez y se utiliza para rociar térmicamente
• El rango de tamaño mediano ofrece un equilibrio adecuado para prensa y sinterizado
• La distribución del tamaño se optimiza en función de las propiedades finales necesarias para la pieza
• La morfología esférica se mantiene en todos los rangos de tamaño

Controlar la distribución del tamaño de las partículas y la morfología es crítico para lograr una alta densidad de empaquetamiento de polvo y la calidad de la pieza sinterizada.

Densidad Aparente Powder CPTi

La densidad aparente o densidad compactada indica la densidad compactada del polvo:

Densidad Aparente Powder CPTi

Densidad aparente	Características
2.7 - 3.0 g/cc	Polvo de CPTi sin alear
3,0 – 3,2 g/cc	Polvo aleado de CPTi
Hasta 50% de densidad verdadera	Por los vacíos entre partículas

• Una mayor densidad aparente mejora el flujo y la compresibilidad del polvo
• Elementos de aleación como Al, V aumentan la densidad de partículas
• Con polvo optimizado son posibles valores de hasta 60%
• Una alta densidad aparente reduce el tiempo del ciclo de prensado y mejora la calidad de la pieza

La maximización de la densidad aparente permite un prensado y sinterizado eficientes del polvo a densidad final. Esto mejora la productividad de manufactura.

Métodos de producción de polvo CPTi

El polvo CPTi se produce comercialmente mediante un proceso de atomización de gas utilizando barras/varillas de Ti de alta pureza:

Producción de polvo CPTi

Método	Detalles
Atomización de gas	El gas argón a alta presión desintegra la corriente de Ti fundido en finas gotas que se solidifican en polvo esférico
Fusión en arco en vacío	La reserva de material de Ti de alta pureza es refinada para reducir las impurezas gaseosas como O, N, H
Fusión múltiple	Asegura la homogeneidad química de la materia prima
Tamizado	Clasificación del polvo en diferentes distribuciones de tamaño de partícula
Mezcla	Se mezclan polvos con tamaños diferentes de partículas en proporciones optimizadas

• La atomización de gas permite la producción a gran escala de polvo esférico de CPTi
• Múltiples pasos producen polvo de alta pureza con tamaño y morfología controlados
• El argón impide la contaminación durante la atomización
• El posprocesamiento ofrece grados de polvo personalizados para los clientes

Los equipos altamente automatizados permiten la producción eficiente de polvos CPTi con un estricto control de todas sus características, como pureza, distribución de tamaño de partícula, morfología y densidad aparente.

Precios del polvo CPTi

El precio del polvo CPTi depende de varios factores:

Precios del polvo CPTi

Factor	Impacto
Pureza	Aumentos de precio para mayor pureza
Tamaño de partícula	El polvo ultrafino es más costoso
Cantidad	Las cantidades solicitadas al por mayor reducen el precio
Método de producción	Varias fundiciones incrementan el costo
Empaquetado	Los cilindros llenos de argón cuestan más
Pruebas/certificación	Costo adicional para pruebas más rigurosas
Plazo de entrega	La entrega más rápida aumenta el precio

Precio indicativo del polvo de granulometría media:

• CPTi Grado 1: $50-$100 por kg
• Clase 2 CPTi: $100-$150 por kg
• Grado 3 CPTi: 150-300 dólares por kg
• Categoría 4 CPTi: $300+ por kg

Los precios reducidos suelen aplicarse a pedidos al por mayor que superan varios cientos de kg.

Proveedores de polvo CPTi

Proveedores populares de polvo de CTPi incluyen:

Proveedores de polvo CPTi

Compañía	Ubicación
Polvos y revestimientos avanzados	EE. UU.
Ingenieros de Equipos Atlánticos	EE. UU.
Reading Alloys, Inc.	EE. UU.
TLS Technik GmbH & Co.	Alemania
AP&C	Canadá
Xi'an Saite Metal Materials	China

Factores a tener en cuenta al seleccionar un proveedor:

• opciones de grado de polvo
• rangos promedio de tamaño de partículas
• capacidad de producción
• morfología y consistencia del polvo
• opciones de packaging
• Plazo de entrega y entrega
• Precios
• cumple con las normas ASTM
• procesos de inspección y comprobación
• aseguramiento y control de calidad

Manejo y seguridad del polvo CPTi

Deben seguirse prácticas seguras de manejo de polvo:

Manejo de polvo de CPTi

Recomendación	Motivo
Evite inhalar	Debido al pequeño tamaño de partícula
Use mascarillas protectoras	Evite la ingestión por la nariz o la boca
Realizar la manipulación en áreas ventiladas	Reducir la circulación de polvo en el aire
Use trajes antimateriales peligrosos en operaciones grandes	Minimizar el contacto con la piel
Asegúrese de que no hay fuentes de ignición cercanas	El polvo puede combustionar en la atmósfera de oxígeno
Seguir protocolos antiestáticos	Evite incendios accidentales debido a la acumulación de carga estática
Utiliza herramientas no generadoras de chispas	Evita la posibilidad de ignición durante la manipulación
Guarde los envases sellados en un lugar fresco y seco	Evita la absorción de humedad y reactividad

Aunque el polvo CPTi es relativamente inerte en comparación con los polvos de metal reactivos, es necesario seguir las siguientes precauciones para mitigar los riesgos de seguridad e incendios.

Inspección y ensayo de polvo CPTi

Las pruebas de calidad garantizan que el polvo de CPTi cumple con las especificaciones del material requerido:

Pruebas de Polvo CPTi

Prueba	Detalles
Análisis de química	La espectroscopía de acoplamiento inductivo por plasma (ICP) verifica la composición elemental
Distribución de granulometría	El análisis de tamices determina la distribución del tamaño
Densidad aparente	Medido según la norma ASTM B212
Morfología del polvo	La microscopía electrónica de barrido verifica una forma esférica
Flujo de velocidad	Tiempo necesario para que una cantidad fija de polvo fluya a través de una boquilla definida
Densidad de golpecito	Densidad medida después de golpear mecánicamente la muestra de polvo
Compresibilidad	Monitorización del cambio de densidad del lecho de polvo durante la compresión

Los rigurosos protocolos de prueba aseguran un alto rendimiento constante y confiable del polvo de CPTi para aplicaciones críticas.

Almacenamiento en polvo de CPTi y la reactividad

El polvo de CPTi tiene una reactividad moderada:

Almacenamiento de polvo CPTi

Factor	Efecto
Aire, oxígeno	Riesgo de oxidación moderado por encima de los 500¡«C
Humedad	Baja tasa de corrosión a temperatura ambiente
Hidrocarburos	Riesgo de incendio si se permite que contamine el polvo
Ácidos, bases	Bajas velocidades de corrosión en soluciones neutras
Disolventes orgánicos	Absorción y decoloración si se sumerge
Temperaturas elevadas	Mayor reactividad con oxígeno y nitrógeno

Recomendaciones:

• Almacenar en contenedores herméticos llenos de gas inerte
• Mantener la temperatura a menos de 30¡«C
• Solo abra contenedores en entornos controlados y secos
• Limite el contacto con ácidos oxidantes e hidrocarburos clorados.

Con precauciones adecuadas durante el almacenamiento y la manipulación, el polvo de CPTi exhibe una excelente estabilidad y baja reactividad.

Comparación con polvo de aleación de titanio 6Al-4V

Ti-6Al-4V es un polvo popular de aleación de titanio alfa-beta. Comparación con CPTi:

Polvo CPTi frente a polvo Ti-6Al-4V

Parámetro	Polvo CPTi	Polvo Ti-6Al-4V
Densidad	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Resistencia a la tensión	420 - 550 MPa Translate to Spanish: 420 - 550 MPa 420 - 550 Megapascales	950 - 1050 MPa
Ductilidad	15 – 30%	10 – 18%
Resistencia a la Fatiga	200 - 300 MPa	500–600 MPa
Resistencia a la corrosión	Excelente	Moderado
Resistencia a la oxidación	Excelente	Bien
Coste	Bajo	Moderado
Toxicidad	Ninguno	Bajo
Usos	Aplicaciones en bajas temperaturas, prótesis	Componentes aeroespaciales, partes automotrices

• CPTi proporciona mejor ductilidad y resistencia a la oxidación
• El Ti-6Al-4V es más fuerte con mayor resistencia a la fatiga.
• CPTI tiene mejor biocompatibilidad y resistencia a la corrosión
• La Ti-6Al-4V proporciona una mejor relación resistencia-peso
• CPTi es más económico, mientras que el Ti-6Al-4V ofrece un rendimiento superior

Ventajas y desventajas del polvo CPTi

Ventajas del polvo CPTi:

• Excelente resistencia a la corrosión
• Alta relación resistencia-peso
• Buena ductilidad y tenacidad a la fractura
• No tóxico y biocompatible
• No magnético ni térmicamente estable
• Rentable en comparación con las aleaciones de titanio
• Se puede alear para mejorar las propiedades
• Adecuado para diversas aplicaciones en todas las industrias

Limitaciones del polvo CPTi:

• Relativamente caro comparado con los polvos de hierro/acero
• Menos resistencia que las aleaciones de titanio
• Resistencia moderada de oxidación a alta temperatura
• Requiere atmósferas protectoras durante el procesado
• Susceptible al agarrotamiento y al gripado en contacto deslizante
• Más difíciles de mecanizar en comparación con los aceros y aleaciones de aluminio

Preguntas frecuentes sobre el polvo CPTi

P: ¿Cuáles son las ventajas principales del polvo CPTi?

R: Las principales ventajas son su alta resistencia, densidad baja, excelente resistencia a la corrosión, biocompatibilidad, estabilidad térmica y rentabilidad.

P: ¿Cuáles son las aplicaciones típicas del polvo de CPTi?

A: Las aplicaciones principales son implantes ortopédicos, implantes dentales, componentes aeroespaciales, partes de automóviles, artículos deportivos, joyería, equipo químico y dispositivos médicos.

P: ¿Cuáles son las diferencias entre las diferentes calidades de polvo de CPTi?

R: Se utilizan grados de polvo de pureza más alta (grados 3 y 4) para implantes médicos y aplicaciones de alto rendimiento. Los grados bajos proporcionan propiedades adecuadas a un costo más bajo para usos industriales.