Polvo Ti6Al4V

Descripción general de polvo Ti6Al4V

El polvo Ti6Al4V, también conocido como aleación de titanio de grado 5, es uno de los polvos de aleación de titanio más populares. Contiene 6 % de aluminio y 4 % de vanadio como los elementos de aleación clave junto con el titanio restante.

El polvo esférico ti6al4v ofrece una excepcional combinación de alta resistencia, bajo peso y resistencia a la corrosión Biocompatibilidad, la viabilidad y la trabajabilidad.

Propiedades y ventajas clave del polvo Ti6Al4V:

Propiedades y características del polvo de Ti6Al4V

Propiedades	Detalles
Composición	Aleación Ti-6Al-4V
Densidad	4,43 g/cc
Forma de las partículas	De forma predominantemente esférica
Rango de tamaños	15-45 micrones
Densidad aparente	Hasta un 60% de densidad real
Fluidez	Bien
Fuerza	Alto para una aleación de titanio
Resistencia a la corrosión	Excelente

El Ti6Al4V es ampliamente utilizado en las industrias aeroespacial, médica, automotriz, química y de consumo debido a su perfil de propiedades bien equilibrado.

Composición de polvo Ti6Al4V

Composición típica de polvo Ti6Al4V:

Composición de polvo Ti6Al4V

Elemento	Porcentaje de peso
Titanio	Equilibrio
Aluminio	5.5-6.75%
Vanadio	3.5-4.5%
Oxígeno	<0,2 %
Carbono	<0,1%
Nitrógeno	<0,05 %
Hidrógeno	<0,015%
Hierro	<0,3 %

• El titanio forma la matriz que proporciona resistencia y resistencia a la corrosión
• El aluminio estabiliza la fase alfa y aumenta la resistencia
• El vanadio estabiliza la fase beta y mejora la manejabilidad
• Otros elementos limitados como impurezas

Las proporciones optimizadas de Ti-Al-V ofrecen una combinación excepcional de resistencia, ductilidad, tenacidad a la fractura y resistencia a la fatiga.

Propiedades físicas del polvo de Ti6Al4V

Propiedades físicas del polvo de Ti6Al4V

Propiedad	Valores
Densidad	4,43 g/cc
Punto de Fusión	1604-1660 ¡«C
Conductividad térmica	6,7 W/mK
Resistividad eléctrica	170 ×´Î-cm
Coeficiente de dilatación térmica	8,4 x 10^-6/K
Temperatura máxima de servicio	400¡«C

• Baja densidad en comparación con los aceros
• Su punto de fusión permite su uso a temperaturas moderadamente elevadas
• La baja conductividad térmica requiere consideraciones del diseño
• Alta resistividad eléctrica adecuada para sujetadores a prueba de corrosión
• CTE más bajo que aceros y aleaciones de níquel

Estas propiedades hacen que Ti6Al4V sea muy adecuado para numerosas aplicaciones estructurales ligeras en las industrias.

Propiedades Mecánicas del Polvo Ti6Al4V

Propiedades Mecánicas del Polvo Ti6Al4V

Propiedad	Valores
Resistencia a la tensión	950 - 1050 MPa
Resistencia elástica	860 – 950 MPa
Elongación	10 – 18%
Dureza	330 – 380 HB
Módulo de elasticidad	110 – 120 GPa
Resistencia a la Fatiga	400 – 500 MPa

• Excelente combinación de alta resistencia y ductilidad razonable
• La resistencia excede otros grados de titanio como el titanio comercialmente puro
• Dureza superior al titanio sin alear
• Su excepcional resistencia a la fatiga lo hace idóneo para aplicaciones de carga cíclica

Las propiedades hacen que Ti6Al4V sea adecuado para aplicaciones exigentes que requieren una alta resistencia específica y a la fatiga.

Aplicaciones del polvo Ti6Al4V

El polvo de Ti6Al4V se usa ampliamente en todas las industrias:

Aplicaciones del polvo Ti6Al4V

Industria	Usos
Aeroespacial	Partes estructurales del fuselaje, componentes del motor
Biomédica	Implante ortopédico y dental
Automovilístico	Bielas, válvulas, muelles
Químico	Tanques, recipientes, intercambiadores de calor
Consumidor	Artículos deportivos, cajas de reloj, cuerpos de teléfono celular
Impresión en 3D	Componentes del sector aeroespacial y médico

Algunas aplicaciones específicas del producto incluyen:

• Placas óseas, implantes de reemplazo de articulaciones
• Componentes estructurales de aeroplanos y helicópteros
• Válvulas y bielas de motores automotrices
• Equipos químicos como tuberías, bombas, válvulas
• Artículos deportivos incluyendo palos de golf y marcos de bicicleta
• Fabricación aditiva de estructuras ligeras

La aleación Ti6Al4V aporta la mejor relación resistencia-peso y biocompatibilidad para piezas estructurales esenciales de estos sectores tan exigentes.

Especificaciones del polvo Ti6Al4V

Especificaciones y normas clave para polvo de Ti6Al4V:

Estándares de polvo de Ti6Al4V

Estándar	Descripción
ASTM F2924	Manufactura aditiva de aleación Ti6Al4V.
ASTM F3001	Especificaciones para polvo de aleación de Ti atomizado con gas para FA
AMS 4954	Límites de composición del polvo de Ti-6Al-4V para fabricación aditiva
ASTM B348	Especificaciones para polvos de titanio y aleaciones de titanio
ASTM F1472	Aleación forjada de Ti6Al4V para implantes quirúrgicos

Esto define:

• Intervalos de composición química
• Propiedades mecánicas requeridas
• Método de producción de polvo – atomización de gas inerte
• Límites de impureza como oxígeno, nitrógeno, carbono, hierro
• Distribución del tamaño de partícula y morfología
• Métodos de prueba para verificar la calidad del polvo

El polvo certificado Ti6Al4V que cumple con estas especificaciones garantiza propiedades y rendimiento óptimos para diferentes aplicaciones en todas las industrias.

Tamaños de partícula de polvo de Ti6Al4V

Distribución de tamaño de partículas del polvo Ti6Al4V

Tamaño de partícula	Características
15-45 micrones	Rango de tamaño de uso general
45-100 micras	optimizado para proyección en frío
5-25 micras	Tamaños más finos utilizados en los procesos de fabricación aditiva por láser

• Un polvo más fino proporciona una mayor resolución y un acabado superficial
• El polvo más grueso se adapta a métodos de alta tasa de deposición como la aspersión en frío
• El rango de tamaño se adaptó en función del método de producción utilizado
• La morfología esférica se mantiene en todos los rangos de tamaño

Controlar la distribución del tamaño de partícula y la morfología es fundamental para una alta densidad de empaquetado del polvo, fluidez y propiedades finales de la pieza.

Densidad aparente del polvo Ti6Al4V

Densidad aparente del polvo Ti6Al4V

Densidad aparente	Detalles
Hasta un 60% de densidad real	Para la morfología del polvo esférico
2,6-3,0 g/cc	Mejora con una mayor densidad de empaque

• Una mayor densidad aparente mejora la fluidez del polvo y la eficacia de llenado del dado
• Con polvo esférico optimizado son posibles valores de hasta un 65 %
• Alta densidad aparente minimiza tiempo de ciclo de prensado

Maximizar la densidad aparente permite prensar y sinterizar polvo automatizado de forma eficiente a densidad completa.

Método de producción de polvo de Ti6Al4V

Producción de polvo de Ti6Al4V

Método	Detalles
Atomización de gas	El gas inerte a alta presión divide la corriente de aleación fundida en finas gotitas
Fusión en arco en vacío	Materiales de alta pureza de plomo fundidos y refinados al vacío
Varias refusiones	Mejora la homogeneidad química
Tamizado	Clasifica el polvo en diferentes fracciones de tamaño de partícula

• La atomización de gas con gas inerte produce polvo esférico limpio
• El procesamiento al vacío minimiza las impurezas gaseosas
• Múltiples refundiciones mejoran la uniformidad de la composición
• El post-procesamiento permite el control de la distribución del tamaño de partícula

Los métodos automatizados combinados con el estricto control de calidad dan como resultado un polvo Ti6Al4V consistente y confiable, adecuado para aplicaciones críticas.

Precios del polvo Ti6Al4V

Precios del polvo Ti6Al4V

Factor	Impacto sobre el precio
Pureza	Aumentos de precio para mayor pureza
Tamaño de partícula	Polvo ultrafino más caro
Cantidad del pedido	El precio se reduce para pedidos masivos
Método de producción	El uso de múltiples fusiones aumenta el costo
Empaquetado	Los cilindros llenos de argón cuestan más
Plazo de entrega	Los tiempos de entrega más rápidos incrementan el precio

Precios indicativos

• Ti6Al4V para aplicaciones médicas: 150-250 USD por kg
• Ti6Al4V para aplicaciones industriales: 100-150 USD por kg

Precios significativamente más bajos aplicables para pedidos por mayoreo en cantidades de toneladas.

Proveedores de polvo de Ti6Al4V

Proveedores de polvo de Ti6Al4V

Compañía	Ubicación
AP&C	EE. UU., Canadá
Carpenter Additive	EE. UU.
Met3DP	China
TLS Technik	Alemania
Sandvik Osprey	Reino Unido
Tekna	Canadá

Factores clave de selección:

• Rango de purezas y tamaños de partícula ofrecidos
• Calidad del polvo y consistencia de un lote a otro
• Capacidad de producción y plazos de entrega
• Cumplimiento de normas para el sector médico y aeroespacial
• Niveles de precios basados en el volumen de pedidos
• Experiencia técnica y atención al cliente

Manipulación y almacenamiento del polvo de titanio Ti6Al4V

Manipulación de polvo Ti6Al4V

Recomendación	Motivo
Evite inhalar	Debido al riesgo de daño al tejido pulmonar por las partículas finas
Usa una mascarilla protectora	Evite la ingestión accidental
Manipular en áreas ventiladas	Reducir la suspensión de partículas en el aire
Cerciórese de que no haya fuentes de ignición	El polvo puede combustionar en la atmósfera de oxígeno
Seguir protocolos antiestáticos	Evite que el fuego provenga de la descarga estática durante la manipulación
Guarde los envases sellados en un lugar fresco y seco	Evitar la retención de humedad y la reactividad

Aunque el polvo de Ti6Al4V es relativamente inerte, se deben tomar precauciones durante la manipulación y el almacenamiento para mantener la pureza.

Inspección y prueba de polvo Ti6Al4V

Pruebas de polvo Ti6Al4V

Prueba	Detalles
Análisis químico	Se utilizó espectroscopia ICP para verificar la composición
Distribución de granulometría	Difracción láser usada para determinar la distribución de tamaño
Densidad aparente	Medido usando un caudalímetro Hall según ASTM B212
Morfología del polvo	Imágenes SEM para verificar la esfericidad de las partículas
Análisis de caudal	Utilizando embudo de caudalímetro Hall
Ensayo de densidad del compacto	Densidad medida después de golpear mecánicamente la muestra de polvo

Las pruebas aseguran que el polvo cumple con los requerimientos de composición química, características físicas, morfología, densidad y especificaciones de flujo según los estándares aplicables.

TI6AL4V PODWER PROS Y CON CONSULTAS

Ventajas del Ti6Al4V en polvo

• Excelente relación entre peso y resistencia
• Alta resistencia a la fatiga y tenacidad a la fractura
• Resistencia a la corrosión excepcional
• Buena ductilidad y conformabilidad
• Alta biocompatibilidad para usos médicos
• Rentable en comparación con otras aleaciones de titanio

Limitaciones del polvo de Ti6Al4V

• Resistencia moderada de oxidación a alta temperatura
• Menor resistencia que algunas aleaciones de titanio
• La alta reactividad requiere una atmósfera inerte
• Difícil trabajar a máquina en estado totalmente sinterizado
• Limitaciones en la soldadura de la aleación
• Preocupaciones sobre la toxicidad del elemento vanadio

Comparación de polvos de Ti64 y titanio grado 2

Ti6Al4V vs. Ti64 y polvo de grado 2

Parámetro	Ti6Al4V	Ti64	Nivel Ti 2
Aluminio	6%	6%	–
Vanadio	4%	4%	–
Fuerza	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPA
Ductilidad	10-18%	10-18%	15-30%
Coste	Moderado	Moderado	Bajo
Usos	Aeroespacial, médico	Aerospace, automotriz	Industrial, consumo

• Ti6Al4V y Ti64 tiene propiedades virtualmente idénticas
• Grado 2 Ti ofrece mejor ductilidad pero menor resistencia
• Ti6Al4V se prefiere para piezas estructurales importantes que necesitan una gran resistencia

Preguntas frecuentes sobre el polvo de Ti6Al4V

P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo de Ti6Al4V?

R: Entre las principales aplicaciones se incluyen componentes estructurales aeroespaciales, implantes biomédicos como prótesis de rodilla y cadera, piezas de automoción como válvulas y bielas, equipos de proceso químico y productos de consumo como equipos deportivos y cajas de reloj.

P: ¿Por qué la Ti6Al4V es la aleación de titanio más común?

A: La Ti6Al4V ofrece la mejor combinación integral de gran resistencia, baja densidad, resistencia a la fractura, resistencia a la corrosión, biocompatibilidad, soldabilidad y costo moderado.

P: ¿Qué precauciones se deben tomar al trabajar con polvo Ti6Al4V?

A: Las precauciones que se recomiendan son: usar equipo de protección, manipular en atmósfera inerte, evitar fuentes de ignición, controlar las cargas estáticas, usar herramientas que no produzcan chispas y almacenar los contenedores sellados en un lugar fresco y seco.

P: ¿Cómo afecta el vanadio a las propiedades de la aleación Ti6Al4V?

A: El Vanadio actúa como un estabilizador beta que mejora la trabajabilidad. También contribuye a la precipitación y al endurecimiento que confieren a la aleación resistencia y resistencia a la fluencia a altas temperaturas.