Poudre CPTi

Vue d’ensemble de la poudre CPTi

La poudre de CPTi (titane chimiquement pur) est une poudre métallique de titane de haute pureté utilisée dans diverses applications nécessitant une excellente résistance à la corrosion, une résistance élevée, un faible poids et une biocompatibilité. Elle offre des propriétés supérieures par rapport aux autres qualités de titane et aux poudres d'alliage.

La poudre CPTi est produite par un procédé d'atomisation au gaz pour obtenir une morphologie de poudre sphérique avec une contamination minimale. Elle a généralement une plage de taille de particules de 15 à 150 microns. La grande pureté et la propreté entraînent une excellente fluidité, densité de tassement et frittabilité.

Voici quelques propriétés clés et avantages de la poudre CPTi :

Caractéristiques et propriétés de la poudre CPTi

Propriétés	Détails
Composition	Titane minimum à 99,5 %. Faible teneur en impuretés O, C, N, H, Fe
Densité	4,5 g/cc
Capacité d'écoulement	Excellent en raison de la morphologie sphérique
Sintérabilité	Parfait, obtient une densité quasi intégrale
Forme des particules	Principalement sphérique
Plage de granulométrie	15 à 150 microns
Densité apparente	2,7-3,2 g/cc
Pureté	Teneur en titane jusqu'à 99,995 %
Impuretés	Faible oxygène, azote, carbone, fer
Couleur	Gris foncé à reflets métalliques

Principaux avantages de la poudre CPTi

• Une pureté élevée améliore les performances et la biocompatibilité
• La morphologie des poudres sphériques assure un bon écoulement et un bon conditionnement
• Largement utilisé pour la fabrication additive, le moulage par injection de métal
• Résistance à la corrosion supérieure à celle de l'acier inoxydable dans de nombreux environnements
• Rapport poids-puissance élevé
• Non toxique et hypoallergénique
• Peut être allié pour modifier des propriétés comme la résistance
• Économique par rapport au titane travaillé

La poudre CPTi est un excellent choix pour les pièces et produits nécessitant une combinaison optimale de résistance, de poids léger, de résistance à la corrosion, de résistance à la fatigue et de biocompatibilité.

Il est utilisé pour diverses applications dans les industries aérospatiale, médicale, automobile, chimique et de consommation.

Composition et puretés des poudres CPTi

La composition de poudre CPTi a une teneur minimale en titane de 99,5 %. Les niveaux d'impuretés d'oxygène, d'azote, de carbone, d'hydrogène et de fer sont soigneusement contrôlés. Des grades de plus grande pureté jusqu'à 99,995 % de Ti sont également produits.

Composition de poudre de CPTi

élément	% en poids
Titane	99,5 % min.
Oxygène	0.08% – 0.40%
Carbone	0.03% – 0.08%
Azote	0.01% – 0.05%
L'hydrogène	0.005% – 0.015%
Fer	0.05% – 0.25%

Ces niveaux d'impuretés permettent de conserver une résistance élevée à la corrosion et à la traction associées au titane. On peut également ajouter des alliages spécifiques pour modifier des propriétés comme la résistance.

La poudre CPTi est disponible avec différents degrés de pureté selon les exigences :

Classes de pureté CPTi

Qualité	Pureté	Granulométrie	APPLICATIONS
CPTi niveau 1	99,5 % min.	Moyen, grand	Utilisation générale
CPTi Grade 2	99.9%	Fine, moyen	Aérospatial, médical
CPTi Grade 3	99.95%	Bien	Médical, dentaire
CPTi Niveau 4	99.99%	Ultrafin	Implants, des usages de haute pureté

Une pureté accrue diminue les risques de toxicité et améliore la biocompatibilité pour les usages médicaux. Cela améliore également les performances dans les applications à haute température.

Cependant, une pureté plus élevée entraîne des coûts plus élevés. C'est pourquoi il faut choisir une pureté qui équilibre le rapport coût-efficacité pour l'application prévue.

Propriétés physiques des poudres CPTi

Principales propriétés physiques de la poudre CPTi qui influencent son traitement et ses performances :

Propriétés physiques des poudres CPTi

Propriétés	Valeurs
Densité	4,5 g/cc
Point de fusion	1668 « C
Conductivité thermique	21,9 W/mK
Résistivité électrique	53,8 ohm-cm
Module de Young	107 GPa
Coefficient de Poisson	0.33
Dureté de Mohs	6
Résistance à l'oxydation	Jusqu'à 590 °C dans l'air

• La densité est assez faible par rapport à d'autres métaux, offrant un rapport résistance-poids élevé
• Point de fusion relativement élevé, permettant une utilisation dans les applications à température élevée
• La conductivité thermique est inférieure à celle d'autres métaux comme l'aluminium ou le cuivre
• La résistivité électrique est relativement élevée, ce qui le rend adapté aux attaches et connecteurs résistants à la corrosion
• La dureté est similaire à celle des autres alliages en titane mais inférieure à celle des métaux à haute dureté
• La résistance à l’oxydation s’améliore avec des niveaux de pureté plus élevés

Ces propriétés rendent CPTi approprié pour des pièces de structure légères nécessitant une excellente performance mécanique et une protection anticorrosion.

Propriétés mécaniques des poudres CPTi

Les propriétés mécaniques représentent la résistance, la dureté et la malléabilité du matériau. Propriétés mécaniques importantes:

Propriétés mécaniques des poudres CPTi

Propriétés	Valeurs
Résistance à la traction	420 - 550 MPa Traduction en français : 420 - 550 MPa
Limite d'élasticité	380 – 470 MPa
Allongement	15 – 30%
Dureté	200-240 HV
Résistance à la fatigue	200-300 MPa

• La résistance à la traction et la limite d'élasticité sont moyennement élevées tandis que l'allongement est raisonnable
• Excellente résistance à la fatigue par rapport aux autres matériaux concurrents
• La dureté est similaire ou légèrement inférieure à celle des alliages de titane
• Les propriétés dépendent de facteurs tels que la pureté, la porosité, la méthode de traitement
• L'alliage avec des éléments comme l'aluminium, le vanadium et le molybdène peut augmenter considérablement la résistance

La combinaison alliant résistance, ductilité, durée de vie en fatigue et dureté offre une performance mécanique équilibrée.

Les propriétés de CPTi égalent ou surpassent celles des aciers inoxydable pour une densité plus faible. Il offre un compromis optimal entre une résistance élevée et une ductilité modérée.

Applications de la poudre CPTi

La poudre CPTi est utilisée dans plusieurs secteurs industriels en raison de ses excellentes propriétés :

Applications de la poudre CPTi

Industrie	Exemples d’application
Aérospatial	Composants du moteur, éléments du fuselage, attaches
Médical	Implants, prothèses, instruments
Automobile	Soupapes, bielles, ressorts
Chimique	Pompes, vannes, cuves, tuyaux
L'impression 3D	Composants aérospatiaux et médicaux
Moulage par injection de métal	Instruments dentaires, quincaillerie
Moulage de précision	Aubes de turbine, têtes de clubs de golf

Voici quelques applications spécifiques des produits :

• Les implants orthopédiques et dentaires
• Instruments chirurgicaux et bio-implants
• Pièces légères de moteur automobile comme les bielles
• Tubes hydrauliques aérospatiales et composants comme les bagues
• Vannes, pompes, canalisations pour l'industrie alimentaire / chimique
• Boîtiers de montres, bijoux
• Articles de sport comme les clubs de golf, les cadres de vélo
• Fabrication additive de pièces aéronautiques et médicales

La propriété non toxique autorise l'utilisation du produit en contact avec les denrées alimentaires, les produits pharmaceutiques et les fluides biologiques.

Dans l'ensemble, la poudre CPTi offre le meilleur équilibre de propriétés pour les pièces structurelles légères dans de nombreuses industries.

Caractéristiques techniques de la poudre CPTi

Des spécifications et des normes industrielles sont utilisées pour évaluer la qualité de la poudre CPTi et pour garantir la consistance des performances :

Normes de poudre CPTi

Standard	Description
ASTM B348	Spécification standard pour les poudres de titane et d’alliage de titane
ASTM F67	Spécification standard relative aux barres en titane non alliées pour implants chirurgicaux
ISO 5832-2	Matériaux en titane travaillé pour implants

Ces normes spécifient les exigences en matière de :

• Composition chimique – pourcentage des niveaux de titane et d’impuretés
• Propriétés physiques telles que la répartition de la taille des particules, le débit, la densité
• Propriétés mécaniques comme la résistance à la traction et celle d'élasticité
• Méthode de production de type atomisation sous argon gazeux
• Assurance qualité par échantillonnage, test et inspection
• Exigence d'emballage et d'identification

Les fabricants renommés de poudre CPTi produisent leurs matériaux conformément aux normes ASTM et fournissent une certification de conformité pour les applications critiques.

Tailles des particules de poudre CPTi

Le produit en poudre CPTi est produit dans différentes distributions granulométriques selon la méthode d'application :

Tailles des particules de poudre CPTi

Granulométrie	Gamme de tailles typique	APPLICATIONS
Bien	1-25 microns	Moulage de précision, MIM
Moyen	25-45 microns	Pressage et frittage, HIP
Grossier	45-150 microns	Pulvérisation à chaud et à froid

• La poudre fine fournit une densité de frittage et une finition de surface élevées.
• La poudre grossière a une meilleure fluidité et est utilisée pour la pulvérisation thermique
• La gamme de tailles moyennes offre un équilibre adapté pour le pressage et le frittage
• La répartition dimensionnelle est optimisée selon les propriétés finales de la partie nécessaire
• La morphologie sphérique est maintenue dans toutes les gammes de taille

Contrôler la distribution du granulat et la morphologie est crucial pour obtenir une haute densité d'empilement de poudre et une qualité de pièce frittée.

Densité apparente des poudres CPTi

La densité apparente ou la densité de tassement indique la densité à l'état tassé d'une poudre :

Densité apparente des poudres CPTi

Densité apparente	Caractéristiques
2,7- 3,0 g/cc	Poudre CPTi non alliée
3,0 - 3,2 g/cm3	Poudre d'alliage CPTi
Jusqu’à 50 % de densité réelle	En raison de vides entre les particules

• Une densité apparente plus élevée améliore l'écoulement et la compression de la poudre
• Les éléments d'alliage comme l'Al, le V augmentent la densité des particules
• Les valeurs jusqu'à 60 % sont possibles avec une poudre optimisée
• Une densité apparente élevée réduit le temps de cycle d'opération de la presse et améliore la qualité des pièces.

L'optimisation de la densité apparente permet un pressage et un frittage efficaces de la poudre jusqu'à la densité totale. Cela améliore la productivité de fabrication.

Méthodes de production de poudre CPTi

La poudre de CPTi est produite commercialement via le procédé d'atomisation de gaz en utilisant des barres/tiges en Ti de grande pureté :

Production de poudre CPTi

Méthode	Détails
Atomisation par gaz	Du gaz argon sous haute pression désintègre le flux de Ti fondu en fines gouttelettes, qui se solidifient en une poudre sphérique
Fusion à l'arc sous vide	Un stock d'apport de titane de haute pureté est raffiné pour réduire les impuretés gazeuses comme O, N, H
Fusion multiple	Veille à l’homogénéité chimique des matières premières
Tamisage	Trie les poudres en différentes distributions granulométriques
Fusion	Les poudres de granulométries différentes sont mélangées selon des ratios optimisés

• L'atomisation par gaz permet une production à grande échelle de poudre CPTi sphérique
• Plusieurs étapes produisent de la poudre de grande pureté avec une taille et une morphologie contrôlées
• Le gaz argon empêche la contamination pendant la pulvérisation
• Le post-traitement permet d'obtenir des grades de poudre personnalisés pour les clients

Un équipement hautement automatisé permet une production efficace de poudre de CPTi avec un contrôle strict de tous les attributs comme la pureté, la distribution granulométrique, la morphologie et la densité apparente.

Tarification de la poudre CPTi

La tarification de la poudre CPTi dépend de divers facteurs :

Tarification de la poudre CPTi

Facteur	Impact
Pureté	Hausse des prix pour une pureté supérieure
Granulométrie	La poudre ultrafine est plus chère
Quantité	Prix réduits pour plus de quantité commandée
Méthode de production	Les refontes multiples augmentent le coût
Emballage	Les bouteilles remplies d'argon coûtent plus cher
Tests / certifications	Coût supplémentaire pour des tests plus rigoureux
Délai	Une livraison plus rapide augmente le prix

Tarifs indicatifs pour poudre de granulométrie moyenne :

• Grade 1 CPTi : 50-100 $ le kg
• CPTi Grade 2 : 100 $- 150 $ le kg
• CPTi Grade 3 : 150 à 300 $ le kg
• CPTi Grade 4 : 300 $ et plus par kg

Des prix réduits sont généralement proposés pour les commandes importantes de plusieurs centaines de kg.

Fournisseurs de poudre CPTi

Voici quelques fournisseurs populaires de poudre de CPTi :

Fournisseurs de poudre CPTi

Entreprise	Lieu
Poudres et revêtements avancés	États-Unis
Atlantic Equipment Engineers	États-Unis
Reading Alloys, Inc.	États-Unis
TLS Technik GmbH & Co.	Allemagne
AP&C	Canada
Xi'an Saite, matériaux métalliques	La Chine

Facteurs à prendre en compte lors du choix du fournisseur :

• options de poudre
• gammes de tailles de particules moyennes
• capacité de production
• Morphologie et consistance de la poudre
• options d'emballage
• délai de livraison
• prix
• conformité aux normes ASTM
• processus d’inspection et de test
• Assurance qualité et contrôle

CPTi Surveillance de la manutention de la poudre et sécurité

Les pratiques de manipulation sans danger des poudres doivent être suivies :

Manipulation des poudres CPTi

Recommandation	La raison
Évitez d'inhaler.	En raison de la petite taille des particules
Portez un masque de protection	Éviter l'ingestion par le nez/la bouche
Manipulation des conduites dans des zones ventilées	Réduire la circulation de poudre dans l'air
Utiliser des combinaisons Hazmat pour les grandes opérations	Minimiser le contact avec la peau
S'assurer qu'il n'y a pas de sources d'allumage à proximité	La poudre peut brûler dans une atmosphère oxygénée
Suivez les protocoles antistatiques	Prévenir un incendie accidentel dû à l'accumulation de charge statique
Utilisez des outils anti-étincelles	Éviter toute possibilité d'allumage lors de la manipulation
Conservez les récipients scellés dans un endroit frais et sec	Empêche la pénétration d'humidité et la réactivité

Bien que la poudre CPTi soit relativement inerte par rapport aux poudres métalliques réactives, il est nécessaire de prendre les précautions ci-dessous pour atténuer les risques d'incendie et de sécurité.

Inspection et tests de poudre CPTi

Le contrôle qualité garantit que la poudre CPTi répond aux spécifications matérielles requises :

Essais sur poudre CPTi

Test	Détails
Analyse chimique	La spectroscopie ICP permet de vérifier la composition élémentaire
Distribution de la taille des particules	L'analyse granulométrique détermine la distribution granulométrique
Densité apparente	Mesuré selon la norme ASTM B212
Morphologie de la poudre	La microscopie électronique à balayage vérifie la forme sphérique
Débit	Temps de passage d'une quantité fixe de poudre à travers une buse définie
Densité de tassement	Densité mesurée après tapotement mécanique d'un échantillon de poudre
Compressibilité	Suivie de l'évolution de la densité du lit de poudre pendant la compression

Des protocoles de test rigoureux garantissent des performances élevées constantes et fiables de la poudre CPTi pour les applications critiques.

Stockage et réactivité de la poudre CPTi

La poudre CPTi a une réactivité modérée :

Stockage de poudre CPTi

Facteur	Effet
Air, oxygène	Risque d'oxydation modéré supérieur à 500 °C
Humidité	Faible taux de corrosion à température ambiante
Hydrocarbures	Risque d'incendie en cas de contamination de poudre
Acides, bases	Faibles taux de corrosion dans les solutions neutres
Solvants organiques	Certains absorptions et décolorations en cas d'immersion
Températures élevées	Réactivité accrue avec l'oxygène et l'azote

Conseils :

• Conserver dans des récipients sous vide remplis de gaz inerte
• Maintenir la température en dessous de 30°C
• Ouvrez les récipients uniquement dans des environnements secs et contrôlés
• Limiter les contacts avec les acides oxydants et les hydrocarbures chlorés

Avec les précautions appropriées pendant le stockage et la manipulation, la poudre CPTi présente une excellente stabilité et une faible réactivité.

Comparaison avec la poudre d'alliage Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V est une poudre d'alliage de titane alpha-bêta très répandue. À comparer au CPTi :

Poudre CPTi vs Ti-6Al-4V

Paramètre	Poudre CPTi	Poudre de Ti-6Al-4V
Densité	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Résistance à la traction	420 - 550 MPa Traduction en français : 420 - 550 MPa	950 à 1 050 Mpa
Ducilité	15 – 30%	10 – 18%
Résistance à la fatigue	200 – 300 MPa	500 – 600 MPa
Résistance à la corrosion	Excellent	Modéré
Résistance à l'oxydation	Excellent	Bien
Coût	Bas	Modéré
Toxicité	Aucun	Bas
Utilisations	Applications basse température, prothèses	Composants aéronautiques, pièces automobiles

• Le CPTi offre une meilleure ductilité et une résistance à l'oxydation
• Ti-6Al-4V est plus fort avec une résistance à la fatigue plus élevée
• CPTi présente une meilleure biocompatibilité et une meilleure résistance à la corrosion
• Ti-6Al-4V fournit un rapport résistance/poids plus élevé
• CPTi est plus rentable tandis que Ti-6Al-4V offre de meilleures performances

Avantages et inconvénients de la poudre CPTi

Avantages de la poudre CPTi :

• Excellente résistance à la corrosion
• Rapport poids-puissance élevé
• Bonne ductilité et ténacité à la rupture
• Non toxique et biocompatible
• Amagnétique et thermostable
• Rentable par rapport aux alliages de titane
• Peut être allié pour améliorer les propriétés
• Adapté à de nombreuses applications dans tous les secteurs d'activité

Limites de la poudre de CPTi :

• Relative couteuse par rapport aux poudre de fer ou d'acier
• Résistance inférieure à celle des alliages de titane
• Résistance modérée à l'oxydation à température élevée
• Nécessite des atmosphères protectrices pendant le procédé
• Sujet au grippage et au grippage en contact coulissant
• Plus difficile à usiner que les aciers et les alliages d'aluminium

FAQ sur la poudre CPTi

Q : Quels sont les principaux atouts de la poudre CPTi ?

R : Les principaux avantages sont une haute résistance, une faible densité, une excellente résistance à la corrosion, la biocompatibilité, la stabilité thermique et la rentabilité.

Q : Quelles sont les applications typiques de la poudre de CPTi ?

A : Les principales applications sont les implants orthopédiques, les implants dentaires, les composants aérospatiaux, les pièces automobiles, les articles de sport, les bijoux, l'équipement chimique et les appareils médicaux.

Q : Quelles sont les différences entre les différentes nuances de poudre CPTi ?

A: Les qualités supérieures de poudre (grade 3 et 4) sont utilisées pour les implants médicaux et pour les applications très performantes. Les grades inférieurs offrent des propriétés adéquates à moindre coût pour les utilisations industrielles.