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Polvere CPTi
Overview of CPTi Powder CPTi (chemically pure titanium) powder is a high purity titanium metal powder used in various applications requiring excellent corrosion resistance, high strength, low weight, and biocompatibility. It offers superior properties compared to other titanium grades and alloy powders. CPTi powder is produced by gas atomization process to achieve spherical powder morphology…
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Panoramica della polvere CPTi
La polvere di CPTi (titanio chimicamente puro) è una polvere metallica in titanio ad alta purezza utilizzata in varie applicazioni che richiedono un'ottima resistenza alla corrosione, elevata resistenza, peso ridotto e biocompatibilità. Offre proprietà superiori rispetto ad altri gradi di titanio e polveri di lega.
La polvere CPTi viene prodotta mediante un processo di atomizzazione a gas per ottenere una morfologia sferica della polvere con una contaminazione minima. In genere, ha un intervallo di dimensioni delle particelle di 15-150 micron. L'elevata purezza e pulizia si traducono in un'eccellente fluidità, densità di imballaggio e sinterabilità.
Alcune proprietà e vantaggi chiave della polvere CPTi includono:
Proprietà e caratteristiche delle polveri CPTi
Proprietà | Dettagli |
---|---|
Composizione | Almeno 99,5% titanio. Impurità O, C, N, H, Fe basse |
Densità | 4,5 g/cc |
Flussibilita | Eccellente grazie alla morfologia sferica |
Sinterabilità | Eccellente, raggiunge quasi completamente la densità |
Forma delle particelle | Sferico prevalente |
Intervallo dimensionale delle particelle | 15-150 micron |
Densità apparente | 2,7-3,2 g/cc |
Purezza | Contenuto di Ti fino al 99,995% |
Impurità | Scarsa ossigeno, azoto, carbonio, ferro |
Colore | Di colore grigio scuro con riflessi metallici |
Vantaggi principali di CPTi Powder
- Un'elevata purezza aumenta le prestazioni e la biocompatibilità
- La forma sferica della polvere fornisce un buon flusso e impaccamento
- Ampiamente utilizzato per la produzione additiva, stampaggio a iniezione di metallo
- Resistenza alla corrosione superiore rispetto all'acciaio inossidabile in molti ambienti
- Elevato rapporto resistenza-peso
- Non tossico e anallergico
- Può essere legato per modificare proprietà quali la resistenza
- Economico rispetto al titanio lavorato
La polvere di CPTi è una scelta eccellente per i componenti e i prodotti che richiedono il connubio ottimale di robustezza, peso ridotto, resistenza alla corrosione, resistenza alla fatica e biocompatibilità.
Viene utilizzato per diverse applicazioni nei settori aerospaziale, medico, automobilistico, chimico e di consumo.
Gradi di purezza e composizione della polvere CPTi
La composizione della polvere CPTi contiene un minimo del 99,5% di titanio. I livelli di impurità di ossigeno, azoto, carbonio, idrogeno e ferro sono accuratamente controllati. Sono inoltre prodotte gradazioni di purezza superiori fino al 99,995% di titanio.
Composizione in powder di CPTi
Elemento | % Peso |
---|---|
Titanio | 99,5% min |
Ossigeno | 0.08% – 0.40% |
Carbonio | 0.03% – 0.08% |
Azoto | 0.01% – 0.05% |
Idrogeno | 0.005% – 0.015% |
Ferro | 0.05% – 0.25% |
Questi livelli di impurità si traducono in ritenzione di elevata resistenza e resistenza alla corrosione associata al titanio. Possono inoltre essere apportate aggiunte selettive di lega per modificare proprietà come la resistenza.
La polvere CPTi è disponibile in diversi gradi di purezza in base alle esigenze:
Gradi di purezza CPTi
Grado | Purezza | Dimensione particellare | APPLICAZIONI |
---|---|---|---|
CPTi 1° livello | 99,5% min | Medio, grande | Uso generico |
Livello GPTi 2 | 99.9% | Fine, medio | Aerospaziale, medico |
CPTi grado 3 | 99.95% | Bene | Medico, dentistico |
CPTi di grado 4 | 99.99% | Ultrafine | Impianti, utilizzi alta purezza |
Una purezza superiore riduce i rischi di tossicità e migliora la biocompatibilità per uso medico. Migliora anche le prestazioni in applicazioni ad alta temperatura.
Tuttavia, una maggiore purezza aumenta il costo. Pertanto, in base all'applicazione prevista viene selezionato il grado più adatto per un bilanciamento economico.
Proprietà fisiche della polvere CPTi
Principali proprietà fisiche della polvere di CPTi che influenzano la sua lavorazione e le sue prestazioni:
Proprietà fisiche della polvere CPTi
Proprietà | Valori |
---|---|
Densità | 4,5 g/cc |
Punto di fusione | 1668¡«C |
Conduttività termica | 21,9 W/mK |
Resistività elettrica | 53,8 ohm-cm |
Modulo di Young | 107 GPa |
Rapporto di Poisson | 0.33 |
Durezza Mohs | 6 |
Resistenza all'ossidazione | Fino a 590¡«C all'aria |
- La densità, abbastanza ridotta rispetto ad altri metalli, garantisce un elevato rapporto resistenza/peso
- Il punto di fusione è moderatamente elevato e consente l'utilizzo per applicazioni ad elevata temperatura
- La conduttività termica è inferiore rispetto ad altri metalli come alluminio o rame
- La resistività elettrica è relativamente elevata, il che la rende adatta per dispositivi di fissaggio e connettori resistenti alla corrosione
- La durezza è simile ad altre leghe di titanio ma inferiore ai metalli a elevata durezza
- La resistenza all'ossidazione migliora con livelli di maggiore purezza
Queste proprietà rendono CPTi idoneo per parti strutturali leggere che necessitano di elevate prestazioni meccaniche e resistenza alla corrosione.
Proprietà meccaniche delle polveri CPTi
Le proprietà meccaniche rappresentano la resistenza, la durezza e la lavorabilità del materiale. Principali proprietà meccaniche:
Proprietà meccaniche delle polveri CPTi
Proprietà | Valori |
---|---|
Resistenza alla trazione | 420 - 550 MPa translates to "420 - 550 Megapascal" in Italian. |
Limite di snervamento | 380 – 470 MPa |
Allungamento | 15 – 30% |
Durezza | 200-240 HV |
Resistenza alla fatica | 200-300 MPa |
- Resistenza alla trazione e allo snervamento sono moderatamente elevate, mentre l'allungamento è ragionevole
- La resistenza alla fatica è eccellente rispetto ad altri materiali concorrenti
- La durezza è simile o leggermente inferiore a quella delle leghe di titanio
- Le proprietà dipendono da fattori quali purezza, porosità, metodo di lavorazione
- La lega con elementi come Al, V e Mo può aumentare notevolmente la resistenza
La combinazione di buona resistenza, duttilità, resistenza alla fatica e durezza fornisce una prestazione meccanica bilanciata.
Le CPTi eguaglia o supera le proprietà degli acciai inossidabili con una densità più bassa. Offre il migliore compromesso tra elevata resistenza e duttilità moderata.
Applicazioni di polvere CPTi
La polvere CPTi viene utilizzata in vari settori a causa delle sue eccellenti proprietà:
Applicazioni di polvere CPTi
Industria | Esempi di applicazioni |
---|---|
Aerospaziale | Componenti motore, parti strutturali del velivolo, elementi di fissaggio |
Medico | Impianti, protesi, strumentario |
Automotive | Valvole, bielle, molle |
Chimico | Pompe, valvole, serbatoi, tubi |
Stampa 3D | Componenti aerospaziali e medici |
Stampaggio a iniezione di metallo | Strumenti dentali, hardware |
Microfusione | Pale di turbina, teste di mazze da golf |
Alcune applicazioni specifiche del prodotto includono:
- Impianti ortopedici e dentali
- Strumenti chirurgici e bio-impianti
- Componenti leggeri per motori per automobili come le bielle
- Tubi e componenti idraulici aerospaziali come le boccole
- Valvole, pompe, tubazioni per industria alimentare/chimica
- Cassa orologio, gioielleria
- Articoli sportivi come mazze da golf, telai per biciclette
- Manufattura additiva di parti aerospaziali e mediche
La proprietà non tossica consente l'uso in prodotti che entrano in contatto con alimenti, farmaci e liquidi biologici.
Nel complesso, la polvere CPTi fornisce il miglior equilibrio di proprietà per parti strutturali leggere in numerosi settori.
Specifiche polvere CPTi
Specifiche e standard industriali vengono utilizzati per valutare la qualità della polvere CPTi e per garantire la costanza delle prestazioni:
Standard per polvere CPTi
Standard | Descrizione |
---|---|
ASTM B348 | Norma standard per polveri di titanio e leghe di titanio |
ASTM F67 | Specifica standard per barre di titanio non legato per impianti chirurgici |
ISO 5832-2 | Materiali in titanio lavorato di grado impiantabile. |
Questi standard specificano i requisiti per:
- Composizione chimica - percentuali di titanio e livelli di impurità
- Proprietà fisiche come distribuzione delle dimensioni delle particelle, portata, densità
- Proprietà meccaniche come resistenza alla trazione e allo snervamento
- Metodo di produzione come atomizzazione con gas argon
- Garanzia della qualità tramite campionamento, test e ispezione
- Requisito di identificazione e imballaggio
I produttori affermati di polvere CPTi realizzano materiale secondo gli standard ASTM e forniscono certificazione di conformità per applicazioni critiche.
Dimensione delle particelle di polvere CPTi
La polvere CPTi viene prodotta in diverse distribuzioni granulometriche in base al metodo di applicazione:
Dimensione delle particelle di polvere CPTi
Dimensione particellare | Raggio di dimensioni tipico | APPLICAZIONI |
---|---|---|
Bene | Da 1 a 25 micron | Microfusione, MIM |
Intermedio | 25-45 micron | Pressatura e sinterizzazione, Pressatura a caldo |
Grossolano | 45-150 micron | Termospray e spruzzatura a freddo |
- La polvere fine fornisce un'elevata densità sinterizzata e una finitura superficiale
- La polvere grossolana presenta una migliore scorrevolezza e viene utilizzata per la spruzzatura termica
- La gamma di dimensioni medie offre un equilibrio adatto al pressaggio e alla sinterizzazione
- La distribuzione dimensionale è ottimizzata in base alle proprietà finali necessarie per la parte
- La morfologia sferica è mantenuta in tutti gli intervalli di dimensioni
Il controllo delle dimensioni delle particelle e della morfologia è fondamentale per ottenere un'elevata densità di imballaggio delle polveri e la qualità delle parti sinterizzate.
Densità apparente polvere CPTi
Apparente densità o densità data dal battimento indica la densità impaccata della polvere:
Densità apparente polvere CPTi
Densità apparente | Caratteristiche |
---|---|
2,7–3,0 g/cc | Polvere di CPTi non legato |
3,0 - 3,2 g/cc | Polvere in lega CPTi |
Fino al 50% di densità reale | A causa di vuoti tra le particelle |
- La densità apparentiore migliora la compressibilità e il flusso di polvere
- Elementi leganti come Al, V aumentano la densità delle particelle
- Valori fino al 60% sono possibili con polvere ottimizzata
- L’elevata densità apparente riduce il tempo di ciclo di stampa e migliora la qualità della parte
La massimizzazione della densità apparente consente un'efficace pressatura e sinterizzazione della polvere a piena densità. Migliora la produttività della produzione.
Metodi di produzione delle polveri CPTi
La polvere CPTi viene prodotta commercialmente tramite il processo di atomizzazione a gas usando barre/bastoncini di Ti ad alta purezza:
Produzione di polvere CPTi
Metodo | Dettagli |
---|---|
Atomizzazione a gas | Il gas argon ad alta pressione disintegra il flusso di Ti fuso in goccioline sottili, che si solidificano in polvere sferica |
Fusione ad arco sottovuoto | L'input in Ti ad alta purezza viene affinato per ridurre impurità gassose come O, N, H |
Fusione selettiva laser multipla | Assicura l'omogeneità chimica della materia prima |
Setacciamento | Classifica la polvere in diverse distribuzioni di granulometria |
Fusione | Vengono mischiate polveri con diverse dimensioni di particelle in rapporti ottimizzati |
- L'atomizzazione a gas consente la produzione su larga scala di polvere sferica di CPTi
- I passaggi multipli producono polvere ad alta purezza con dimensioni e morfologia controllate
- Il gas Argon previene la contaminazione durante l'atomizzazione
- La post-elaborazione fornisce gradi di polvere personalizzati per i clienti
Attrezzature altamente automatizzate consentono una produzione in polvere di CPTi efficiente con uno stretto controllo su tutti gli attributi come purezza, distribuzione della dimensione delle particelle, morfologia e densità apparente.
Tariffe polvere CPTi
Il prezzo della polvere CPTi varia in funzione di diversi fattori:
Tariffe polvere CPTi
Fattore | Impatto |
---|---|
Purezza | Aumento di prezzo per maggiori percentuali di purezza |
Dimensione particellare | Le polveri ultrafini sono più costose |
Quantità | Il prezzo si riduce per quantità ordinate elevate |
Metodo di produzione | Refusioni multiple aumentano i costi |
Packaging | I cilindri pieni di Argon costano di piú |
Test/certificazione | Costi aggiuntivi per test più rigorosi |
Lead time | Una consegna più veloce aumenta il prezzo |
Prezzi indicativi per polvere a grana media:
- CPTi grado 1: $50-$100 al kg
- CPTi Grado 2: $100-$150 al kg
- CPTi Grado 3: $ 150-$ 300 per kg
- CPTi Grade 4: $300+ per kg
Di solito i prezzi si riducono con ordini all'ingrosso, oltre le diverse centinaia di kg.
Fornitori di polveri CPTi
Tra i fornitori più noti di polvere di CPTi rientrano:
Fornitori di polveri CPTi
Azienda | Ubicazione |
---|---|
Rivestimenti e polveri avanzate | USA |
Atlantic Equipment Engineers | USA |
Reading Alloys, Inc. | USA |
TLS Technik GmbH & Co. | Germania |
AP&C | Canada |
Materiai metallici Saite Xi'an | Cina |
Fattori da considerare quando si seleziona un fornitore:
- opzioni per polveri
- intervalli di dimensioni medie delle particelle
- capacità produttiva
- morfologia e consistenza della polvere
- opzioni di confezionamento
- lead time e consegna
- tariffazione
- conformità agli standard ASTM
- processi di ispezione e verifica
- garanzia e controllo della qualità
CPTi Gestione e sicurezza della movimentazione della polvere
Si dovrebbero seguire pratiche sicure di gestione delle polveri:
CPTi Polveri di movimentazione
Raccomandazione | Motivo |
---|---|
Evitare l'inalazione | A causa di un diametro delle particelle ridotto |
Indossa mascherine di protezione | Impedisci l'ingestione attraverso naso/bocca |
Conduzione di tubi in aree ventilate | Ridurre la circolazione di polvere sospesa nell'aria |
Utilizzare tute di protezione nelle operazioni di grandi dimensioni | Ridurre al minimo il contatto cutaneo |
Assicurati che non ci siano fonti di accensione nelle vicinanze | La polvere può combustionare in presenza di ossigeno |
Attenersi ai protocolli antistatici | Prevenire incendi accidentali dovuti ad accumulo di carica statica |
Utilizzare utensili anti-scintilla | Evitare la possibilità di accensione durante la manipolazione |
Conservare i contenitori sigillati in un luogo fresco e asciutto | Impedisce l'assorbimento di umidità e la reattività |
Anche se la polvere CPTi è relativamente inerte rispetto alle polveri metalliche reattive, è necessario seguire le precauzioni seguenti per ridurre al minimo i rischi di sicurezza e di incendio.
Ispezione e test delle polveri CPTi
I test di collaudo qualitativi assicurano che la polvere CPTi soddisfi le specifiche richieste per il materiale:
Test delle polveri CPTi
Test | Dettagli |
---|---|
Analisi chimica | La spettroscopia ICP verifica la composizione elementare |
Distribuzione granulometrica | L'analisi del setaccio determina la distribuzione dimensionale |
Densità apparente | Misurato secondo lo standard ASTM B212 |
Morphologia delle polveri | La microscopia elettronica a scansione verifica la forma sferica |
Portata | Tempo impiegato per una quantità di polvere fissa per fluire attraverso l'ugello definito |
Densità del materiale compattato | Densità misurata dopo aver fatto cadere meccanicamente il campione di polvere |
Comprimibilità | Monitoraggio della variazione di densità del letto di polvere durante la compressione |
Rigorosi protocolli di test garantiscono prestazioni elevate affidabili e costanti della polvere CPTi per applicazioni critiche.
Stoccaggio in Polvere CPTi e Reattività
La polvere CPTi ha una reattività moderata:
Conservazione fiale in polvere CPTi
Fattore | Effetto |
---|---|
Aria, ossigeno | Rischio di ossidazione moderata al di sopra dei 500¡«C |
Umidità | Basso tasso di corrosione a temperatura ambiente |
Idrocarburi | Rischio di incendio se si lascia contaminare dalla polvere |
Acidi e basi | Bassi velocità di corrosione in soluzioni neutre |
Solventi organici | Alcuni assorbimenti e decolorazioni se immerso |
Temperature elevate | Aumentata reattività con ossigeno e azoto |
Consigli:
- Conservare in contenitori ermetici riempiti con gas inerte
- Mantenere la temperatura al di sotto dei 30 °C
- Aprire i container solo in ambienti asciutti e controllati
- Evitare il contatto con acidi ossidanti e idrocarburi clorurati
Con le dovute precauzioni durante l'immagazzinamento e la movimentazione, la polvere CPTi presenta un'eccellente stabilità e una bassa reattività.
Confronto con polvere di lega Ti-6Al-4V
Ti-6Al-4V è una popolare polvere in lega di titanio alfa-beta. Confronto con CPTi:
Polvere CPTi vs Ti-6Al-4V
Parametro | Polvere CPTi | Polvere Ti-6Al-4V |
---|---|---|
Densità | 4,5 g/cc | 4,42 g/cc |
Resistenza alla trazione | 420 - 550 MPa translates to "420 - 550 Megapascal" in Italian. | 950 – 1050 MPa |
Ducilità | 15 – 30% | 10 – 18% |
Resistenza alla fatica | 200 - 300 MPa | 500 – 600 MPa |
Resistenza alla corrosione | Eccellente | Moderato |
Resistenza all'ossidazione | Eccellente | Bene |
Costi | Scarso | Moderato |
Tossicità | Nessuna | Scarso |
Usi | Applicazioni a bassa temperatura, protesi | Componenti aerospaziali, componenti automobilistici |
- CPTi forniscono migliore duttilità e resistenza all'ossidazione
- Il Ti-6Al-4V è più resistente con un'elevata resistenza alla fatica
- CPTi ha una migliore biocompatibilità e resistenza alla corrosione
- La Ti-6Al-4V fornisce un rapporto resistenza/peso più elevato
- Sebbene il CPTi sia più conveniente, Ti-6Al-4V fornisce performance elevate
Vantaggi e svantaggi delle polveri CPTi
Vantaggi della polvere CPTi:
- Eccellente resistenza alla corrosione
- Elevato rapporto resistenza-peso
- Buona duttilità e tenacità alla frattura.
- Non tossico e biocompatibile
- Non magnetico e termostabile
- Economicamente conveniente rispetto alle leghe di titanio
- Può essere legato con una lega per migliorare le proprietà
- Adatto per diverse applicazioni nei vari settori
Limiti della polvere CPTi:
- Relativamente costoso rispetto alle polveri di ferro/acciaio
- Resistenza inferiore rispetto alle leghe di titanio
- Resistenza moderata all'ossidazione ad alta temperatura
- Richiede atmosfere protettive in fase di elaborazione
- Suscettibile a grippature e sequestri in contatto scorrevole
- Più difficile da lavorare rispetto agli acciai e alle leghe di alluminio
CPTi Powder FAQ
D: Quali sono i principali vantaggi della polvere CPTI?
R: I principali vantaggi sono l'elevata resistenza, la bassa densità, l'eccellente resistenza alla corrosione, la biocompatibilità, la stabilità termica e la convenienza economica.
D: Quali sono le tipiche applicazioni della polvere CPTi?
A: Le principali applicazioni sono impianti ortopedici, impianti dentali, componenti aerospaziali, parti automobilistiche, articoli sportivi, gioielli, apparecchiature chimiche e dispositivi medicali.
D: Quali sono le differenze tra diversi gradi di polvere di CPTi?
A: I gradi di polvere con purezza più alta vengono (gradi 3 e 4) vengono impiegati per gli impianti medicali e le applicazioni ad alte prestazioni. I gradi più bassi forniscono abbastanza proprietà a costi più contenuti per usi industriali.
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