La migliore polvere Ti-6Al-4V

Panoramica della polvere TC4

Il TC4 appartiene al sistema di leghe di titanio a due fasi Ï "+ÉÇ. L'alluminio stabilizza la fase alfa, mentre il vanadio è uno stabilizzatore beta. Il risultato è un buon equilibrio tra resistenza, duttilità e proprietà alle alte temperature.

Le caratteristiche principali della polvere TC4 includono:

• Elevato rapporto resistenza-peso
• Eccellente resistenza alla fatica e tenacità alla frattura
• Buona resistenza allo scorrimento a temperature elevate
• Eccezionale resistenza alla corrosione
• Disponibile in una gamma di distribuzioni dimensionali delle particelle

La polvere TC4 si è rivelata una scelta eccellente per ridurre il peso e migliorare le prestazioni nel settore aerospaziale, automobilistico, medico e in altre applicazioni complesse.

Composizione della polvere TC4

La polvere TC4 ha la seguente composizione nominale:

Elemento	% Peso
Titanio (Ti)	Equilibrio
Alluminio (Al)	5.5-6.75%
Vanadio (V)	3.5-4.5%
Ferro (Fe)	0-0.40%
Ossigeno (O)	0-0.20%
Carbonio (C)	0-0.08%
Azoto (N)	0-0.05%

 

La quantità di alluminio e vanadio può essere ottimizzata per ottenere le proprietà meccaniche desiderate. I livelli di impurità di ossigeno, azoto e carbonio sono ridotti al minimo.

Proprietà della polvere TC4

Le proprietà principali della polvere TC4 includono:

Proprietà	Valore
Densità	4,41-4,43 g/cm3
Punto di fusione	1600-1660¡"C
Conduttività termica	6,7 W/mK
Resistività elettrica	1,7 Ã×´Î.cm
Modulo di Young	110 GPa
Rapporto di Poisson	0.32-0.34
Resistenza alla trazione	900-1200 MPa
Limite di snervamento	860-900 MPa
Allungamento	8-15%
Resistenza alla fatica	400-500 MPa

 

Proprietà come l'elevato rapporto resistenza/peso, la resistenza alla fatica, al creep e alla corrosione rendono il TC4 adatto ad applicazioni critiche in tutti i settori industriali.

Metodo di produzione della polvere TC4

La polvere di TC4 può essere prodotta con metodi quali:

• Atomizzazione a gasGetto di gas inerte ad alta pressione utilizzato per atomizzare la lega TC4 fusa, ottenendo particelle di polvere sferiche.
• Processo con elettrodi rotanti al plasmaLa disintegrazione centrifuga del flusso di metallo fuso in rapida rotazione produce una polvere sferica.
• Processo di idruro-deidruroL'idruro di titanio viene decomposto per ottenere una polvere di titanio fine che viene poi miscelata con altre polveri elementari.

L'atomizzazione a gas offre un eccellente controllo delle caratteristiche della polvere, come la distribuzione delle dimensioni delle particelle, la morfologia e la fluidità.

Applicazioni della polvere TC4

La polvere TC4 è comunemente utilizzata in:

• manifattura additivaFusione laser selettiva per produrre parti strutturali leggere per il settore aerospaziale e automobilistico.
• Stampaggio a iniezione di metalloPer la produzione di piccoli componenti complessi a forma di rete, come chiusure, maglie e strumenti chirurgici.
• Rivestimento con spruzzatura termicaApplicato tramite plasma o spruzzatura HVOF per fornire resistenza all'usura/corrosione in applicazioni marine, petrolifere e del gas, biomediche.
• Metallurgia delle polveriPressatura e sinterizzazione per creare componenti ad alta resistenza come le pale di compressori e turbine.

Specifiche della polvere TC4

La polvere TC4 è disponibile in varie gamme di dimensioni, forme e livelli di purezza:

• Dimensione particellare:Da 15-45 Ã×m per i metodi AM, fino a 100 Ã×m per i processi di spray termico.
• Morfologia:La forma quasi sferica della polvere garantisce un flusso e una densità di impaccamento ottimali.
• Purezza:Dalla purezza commerciale a livelli di purezza elevati in base ai limiti di impurità e ai requisiti di processo.
• Contenuto di ossigeno:Livelli mantenuti al di sotto di 2000 ppm per la maggior parte delle applicazioni.
• Portata:Polvere personalizzata per portate eccellenti superiori a 25 s/50 g.

Fornitori globali di polvere TC4

Tra i principali fornitori mondiali di polvere di TC4 vi sono:

• AP&C (Canada)
• TLS Technik (Germania)
• Tekna (Canada)
• Sandvik Osprey (Regno Unito)
• Polveri avanzate (USA)
• China National Petroleum Corporation Powder Group (CNPC)

Queste aziende producono vari gradi di polvere TC4 su misura per la produzione additiva, lo spray termico, la metallurgia delle polveri e altre applicazioni.

Prezzi della polvere TC4

La polvere TC4 ha un prezzo superiore a quello degli acciai e delle leghe di nichel:

• Quantità$100-150 al kg per ordini di massa superiori a 500 kg. Le quantità più piccole hanno prezzi significativamente più alti.
• QualitàLa polvere sferica di elevata purezza, prodotta in condizioni strettamente controllate con processi avanzati, richiede un prezzo elevato.
• FornitoreI grandi fornitori globali offrono vantaggi di costo rispetto ai piccoli produttori, grazie ai maggiori volumi di produzione.
• GeografiaI prezzi variano da una regione all'altra: l'Europa e il Nord America sono mercati con prezzi più elevati rispetto all'Asia.

Per le applicazioni critiche, gli acquirenti dovrebbero concentrarsi sulla qualità piuttosto che sul costo più basso quando si approvvigionano di polvere TC4.

Conservazione e manipolazione della polvere TC4

La polvere TC4 richiede un'attenta conservazione e manipolazione:

• Devono essere conservati in contenitori sigillati sotto gas inerte come l'argon per evitare l'ossidazione.
• Evitare l'accumulo di polvere fine per ridurre al minimo il rischio di esplosioni di polvere.
• Utilizzare DPI, ventilazione, messa a terra e pratiche di sicurezza adeguate durante la manipolazione della polvere.
• Evitare il contatto tra la polvere e le fonti di accensione a causa del rischio di infiammabilità.
• Seguire le linee guida di sicurezza applicabili contenute nelle SDS del fornitore.

È necessario prestare attenzione quando si maneggia questa polvere reattiva di lega di titanio fine.

Ispezione e test della polvere TC4

Principali test di controllo della qualità eseguiti sulla polvere TC4:

• Analisi chimica mediante ICP-OES o XRF per garantire che la composizione sia conforme alle specifiche.
• Distribuzione granulometrica mediante diffrazione laser secondo lo standard ASTM B822.
• Analisi della morfologia attraverso l'imaging al SEM.
• Misurazione della portata della polvere mediante flussimetro di Hall secondo lo standard ASTM B213.
• Misura della densità mediante picnometria all'elio.
• Analisi delle impurità mediante fusione in gas inerte o ICP-MS.
• Caratterizzazione della microstruttura tramite diffrazione dei raggi X.

Test approfonditi assicurano la consistenza dei lotti e la qualità della polvere per l'applicazione prevista.

Confronto tra le polveri TC4 e Ti6Al4V

TC4 e Ti6Al4V sono due polveri di lega di titanio a confronto:

Parametro	TC4	Ti6Al4V
Contenuto di alluminio	5.5-6.75%	5.5-6.75%
Contenuto di vanadio	3.5-4.5%	3.5-4.5%
Densità	Più alto	Inferiore
Resistenza alla trazione	Più alto	Inferiore
Ducilità	Inferiore	Più alto
Resistenza all'ossidazione	Simile	Simile
Costi	Più alto	Inferiore

 

Il TC4 offre una maggiore resistenza, mentre il Ti6Al4V offre una migliore duttilità. Il TC4 è adatto alle applicazioni più impegnative, nonostante il costo più elevato.

Domande frequenti sulla polvere TC4

D: Come viene prodotta la polvere TC4?

R: La polvere di TC4 viene prodotta commercialmente mediante atomizzazione a gas, processo a elettrodi rotanti al plasma e processo di idruro-deidruro. L'atomizzazione a gas offre il miglior controllo delle caratteristiche delle particelle.

D: Quali sono le principali applicazioni della polvere TC4?

R: Le principali applicazioni della polvere TC4 includono la produzione additiva, i rivestimenti a spruzzo termico, lo stampaggio a iniezione di metalli e la metallurgia delle polveri per la produzione di parti strutturali leggere ad alta resistenza.

D: Qual è la dimensione tipica della polvere TC4 utilizzata per la fusione laser selettiva?

R: Per il processo SLM, la dimensione ideale della polvere TC4 è di 15-45 micron con una morfologia sferica e una buona densità di flusso e di impaccamento della polvere.

D: La polvere TC4 richiede particolari precauzioni di manipolazione?

R: Sì, è altamente reattivo e richiede un'attenta manipolazione in atmosfera inerte, utilizzando un'adeguata ventilazione, messa a terra e DPI per evitare rischi di incendio o esplosione.

D: Dove posso acquistare la polvere TC4 adatta alle applicazioni aerospaziali?

R: Per i componenti aerospaziali che richiedono un'elevata resistenza, la polvere TC4 può essere acquistata dai principali produttori, tra cui AP&C, TLS Technik, Tekna, Sandvik Osprey e Advanced Powders.