Polvere CPTi

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.