Polvere Ti6Al4V

Panoramica della polvere di Ti6Al4V

Powders di Ti6Al4V, anche detto lega di titanio di Grado 5, sono una delle polveri di lega di titanio più usate. Contiene alluminio al 6% e vanadio al 4% come elementi leganti chiave insieme al restante titanio.

Sferica polvere Ti6Al4V offre un'eccezionale combinazione di resistenza elevata, peso ridotto, resistenza alla corrosione biocompatibilitàe praticità.

Principali proprietà e vantaggi della polvere Ti6Al4V

Proprietà e caratteristiche della polvere Ti6Al4V

Proprietà	Dettagli
Composizione	Lega Ti-6Al-4V
Densità	4,43 g/cm³
Forma delle particelle	Sferico prevalente
Intervallo delle dimensioni	15-45 micron
Densità apparente	Fino al 60% di vera densità
Flussibilita	Bene
Forza	Elevato per una lega di titanio
Resistenza alla corrosione	Eccellente

Ti6Al4V è ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, medico, automobilistico, chimico e dei beni di consumo grazie al suo profilo di proprietà ben bilanciato.

Composizione Polvere Ti6Al4V

Composizione tipica delle polveri Ti6Al4V:

Composizione Polvere Ti6Al4V

Elemento	% Peso
Titanio	Equilibrio
Alluminio	5.5-6.75%
Vanadio	3.5-4.5%
Ossigeno	<0,2%
Carbonio	<0,1%
Azoto	<0,05%
Idrogeno	<0,015%
Ferro	<0,3%

• Il titanio forma la matrice che fornisce resistenza e resistenza alla corrosione
• L'alluminio stabilizza la fase alfa e aumenta la resistenza
• Il vanadio stabilizza la fase beta e migliora la lavorabilità
• Altri elementi limitati come impurità

I rapporti Ti-Al-V ottimizzati forniscono una combinazione eccezionale di resistenza, duttilità, tenacità alla frattura e resistenza alla fatica.

Proprietà fisiche della polvere di Ti6Al4V

Proprietà fisiche della polvere di Ti6Al4V

Proprietà	Valori
Densità	4,43 g/cm³
Punto di fusione	1604-1660¡«C
Conduttività termica	6,7 W/mK
Resistività elettrica	170 x cm²
Coefficiente di espansione termica	8,4 x 10^-6 /K
Temperatura massima di servizio	400¡«C

• Bassa densità rispetto agli acciai
• Elevato punto di fusione consente l'utilizzo a temperature moderatamente elevate
• La bassa conduttività termica richiede di considerare la progettazione
• Resistenza elettrica elevata adatta per le chiusure resistenti alla corrosione
• Coefficiente di dilatazione termica inferiore rispetto agli acciai e alle leghe di nichel

Queste proprietà rendono il Ti6Al4V adattissimo a molte applicazioni strutturali leggere nei diversi settori.

Proprietà meccaniche della polvere Ti6Al4V

Proprietà meccaniche della polvere Ti6Al4V

Proprietà	Valori
Resistenza alla trazione	950 – 1050 MPa
Limite di snervamento	860–950 MPa
Allungamento	10 – 18%
Durezza	330 – 380 HB
Modulo di elasticità	110 - 120 GPa
Resistenza alla fatica	400 - 500 MPa

• Eccellente combinazione di elevata resistenza e adeguata duttilità
• La resistenza supera altri gradi di titanio come il titanio commercialmente puro
• Durezza superiore rispetto al titanio senza lega
• La straordinaria resistenza alla fatica lo rende adatto per applicazioni di carico ciclico

Le proprietà rendono il materiale Ti6Al4V idoneo per applicazioni impegnative che richiedono un'elevata resistenza specifica e resistenza alla fatica.

Applicazioni in polvere Ti6Al4V

La polvere Ti6Al4V è ampiamente utilizzata nei settori:

Applicazioni in polvere Ti6Al4V

Industria	Usi
Aerospaziale	Parti di struttura aeronautica, componenti di motore
Biomedicale	Impianti ortopedici e dentali
Automotive	Bielle, valvole, molle
Chimico	Serbatoi, recipienti, scambiatori di calore
Consumatore	Articoli sportivi, casse di orologi, corpi di cellulari
Stampa 3D	Componenti aerospaziali e medici

Alcune applicazioni specifiche del prodotto includono:

• Piastre di osteosintesi, impianti di sostituzione articolare
• Componenti strutturali di elicotteri e aereoplani
• Valvole del motore ed aste di biella
• Apparecchiature chimiche quali tubi, pompe, valvole
• Articoli sportivi inclusi mazze da golf e telai di biciclette
• Fabbricazione additiva di strutture leggere

Ti6Al4V fornisce il miglior rapporto resistenza/peso e biocompatibilità per parti strutturali critiche in questi settori esigenti.

Specifiche Ti6Al4V in polvere

Specifiche e standard principali per polvere Ti6Al4V:

Standard di polvere Ti6Al4V

Standard	Descrizione
ASTM F2924	Lega additiva Ti6Al4V
ASTM F3001	Specifiche per la polvere di lega di Ti atomizzata a gas per AM
AMS 4954	Limiti di composizione della polvere di Ti-6Al-4V per la produzione additiva
ASTM B348	Specifiche per polveri di titanio e lega di titanio
ASTM F1472	Lega Ti6Al4V lavorata per impianti chirurgici

Questi definiscono:

• Intervalli di composizione chimica
• Proprietà meccaniche richieste
• Metodo di produzione di polveri: atomizzazione con gas inerti
• Limiti di impurità come O, N, C, Fe
• Distribuzione granulometrica e morfologia
• Metodi di collaudo per verificare la qualità delle polveri

La polvere certificata Ti6Al4V adatta a queste specifiche garantisce proprietà e prestazioni ottimali per diverse applicazioni intersettoriali.

Dimensioni particellari di polvere Ti6Al4V

Distribuzione delle dimensioni delle particelle di polvere Ti6Al4V

Dimensione particellare	Caratteristiche
15-45 micron	Intervallo di dimensioni per uso generico
45 - 100 micron	Ottimizzato per lo spray a freddo
Da 5-25 micron	Dimensioni più sottili utilizzate nei processi di fabbricazione additiva laser

• Una polvere più fine fornisce una risoluzione e una finitura superficiale superiori
• Una polvere grossolana soddisfa metodi ad alto tasso di deposito come lo spray a freddo
• Intervallo di taglie personalizzato in base al metodo di produzione utilizzato
• Morfologia sferica mantenuta in tutte le dimensioni

Controllare la distribuzione granulometrica e la morfologia è fondamentale per un'elevata densità di impacchettamento delle polveri, lavorabilità e proprietà finali del componente.

Densità apparente della polvere di Ti6Al4V

Densità apparente della polvere di Ti6Al4V

Densità apparente	Dettagli
Fino al 60% di vera densità	Per morfologia di polvere sferica
2,6 – 3,0 g/cc	Si migliora con maggiore densità di confezionamento

• Densità apparente maggiore migliora la fluidità di polvere e l'efficienza del riempimento della matrice
• Con polvere sferica ottimizzata sono possibili valori fino al 65%
• L'elevata densità apparente riduce al minimo i tempi del ciclo di stampaggio

La massimizzazione della densità apparente consente una pressatura della polvere automatizzata efficiente e una sinterizzazione fino alla piena densità.

Metodo di produzione di polvere di Ti6Al4V

Produzione in polvere Ti6Al4V

Metodo	Dettagli
Atomizzazione a gas	Il gas inerte ad alta pressione suddivide il flusso di lega fusa in goccioline fini
Fusione ad arco sottovuoto	Materiali di input ad alta purezza raffinati e fusi nel vuoto
Numerose rifusioni	Migliora l'omogeneità chimica
Setacciamento	Classifica la polvere in diverse frazioni di dimensioni delle particelle

• L'atomizzazione del gas con gas inerte produce polvere pulita e sferica.
• La lavorazione sottovuoto minimizza le impurità gassose
• Rifusioni multiple migliorano l'uniformità della composizione
• La post-elaborazione consente di controllare la distribuzione di dimensioni delle particelle

I metodi automatizzati combinati con un rigido controllo qualità comportano una polvere Ti6Al4V affidabile e coerente adatta per applicazioni critiche.

Prezzi in polvere di Ti6Al4V

Prezzi in polvere di Ti6Al4V

Fattore	Impatto sul prezzo
Grado di purezza	Aumento di prezzo per maggiori percentuali di purezza
Dimensione particellare	Polvere ultrafine più costosa
Quantità ordine	Riduzione di prezzo per ordini all'ingrosso
Metodo di produzione	L'uso di più refusioni aumenta i costi
Packaging	I cilindri pieni di Argon costano di piú
Lead time	Tempi di consegna più rapidi aumentano il prezzo

Prezzario indicativo

• Ti6Al4V per applicazioni mediche: 150-250 $ al kg
• Ti6Al4V per applicazioni industriali: 100-150 $/kg

Prezzi considerevolmente più bassi applicabili per ordini all'ingrosso di quantità di tonnellate.

Fornitori di polvere Ti6Al4V

Fornitori di polvere Ti6Al4V

Azienda	Ubicazione
AP&C	USA, Canada
Additive Carpenter	USA
Met3DP	Cina
Tecnologia TLS	Germania
Sandvik Osprey	GB
Tekna	Canada

Fattori chiave di selezione:

• Gamma di gradi di purezza e dimensioni delle particelle offerte
• Qualità e consistenza ottimali della polvere da lotto a lotto
• Capacità produttiva e tempi di consegna
• Conformità agli standard medici e aerospaziali
• Livelli di prezzo basati sul volume degli ordini
• Competenza tecnica e assistenza clienti

Gestione e stoccaggio della polvere Ti6Al4V

Gestione della polvere Ti6Al4V

Raccomandazione	Motivo
Evitare l'inalazione	A causa del rischio di danni al tessuto polmonare derivanti dalle particelle fini
Usa la mascherina protettiva	Impedire ingestione accidentale
Gestisci in aeree ventilate	Riduci la sospensione delle particelle aerodisperse
Assicurarsi che non ci siano fonti di accensione	La polvere può combustionare in presenza di ossigeno
Attenersi ai protocolli antistatici	Impedire incendi dovuti a scariche statiche durante la movimentazione
Conservare i contenitori sigillati in un luogo fresco e asciutto	Impedire l'assorbimento dell'umidità e la reattività

Sebbene la polvere Ti6Al4V sia relativamente inerte, è necessario adottare precauzioni consigliate durante la manipolazione e lo stoccaggio per preservarne la purezza.

Ispezione e collaudo di polveri Ti6Al4V

Test sulla polvere di Ti6Al4V

Test	Dettagli
Analisi chimica	Spettroscopia ICP utilizzata per verificare la composizione
Distribuzione granulometrica	Diffrazione Laser utilizzata per determinare la distribuzione delle dimensioni
Densità apparente	Misurati con flussimetro Hall secondo ASTM B212
Morphologia delle polveri	Imaging SEM per controllare la sfericità delle particelle
Analisi del flusso di lavoro	Utilizzando l'imbuto del flussometro di Hall
Test di densità del tap	Densità misurata dopo aver fatto cadere meccanicamente il campione di polvere

Il collaudo garantisce che la polvere sia conforme alle specifiche relative alla composizione chimica, alle caratteristiche fisiche, alla morfologia, alla densità e al flusso richieste, in base agli standard applicabili.

Pros e contro della polvere Ti6Al4V

Vantaggi di polvere Ti6Al4V

• Ottimo rapporto resistenza/peso
• Alta resistenza alla fatica e tenacità della frattura
• Eccezionale resistenza alla corrosione
• Buona duttilità e lavorabilità
• Elevata biocompatibilità per usi medici
• Rispetto ad altre leghe di titanio presenta un buon rapporto costi-benefici

Limitazioni della polvere Ti6Al4V

• Resistenza moderata all'ossidazione ad alta temperatura
• Minore resistenza rispetto ad alcune leghe di titanio
• L'alta reattività richiede un'atmosfera inerte di lavorazione
• Difficile da lavorare allo stato completamente sinterizzato
• Limitazioni nella saldatura della lega
• Preoccupazioni di tossicità sull'elemento vanadio

Confronto con le polveri Ti64 e Ti Grado 2

Ti6Al4V contro Ti64 e polvere di grado 2

Parametro	Ti6Al4V	Ti64	Livello 2
Alluminio	6%	6%	–
Vanadio	4%	4%	–
Forza	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa si traduce in "420-550 megapascal".
Ducilità	10-18%	10-18%	15-30%
Costi	Moderato	Moderato	Scarso
Usi	Aerospaziale, medico	Aerospaziale, automotive	Industriale, consumer

• Ti6Al4V e Ti64 hanno proprietà praticamente identiche
• L'acciaio di grado 2 Ti fornisce maggiore duttilità ma minore resistenza.
• Ti6Al4V preferito per parti strutturali critiche che necessitano di elevata resistenza

FAQ su polvere Ti6Al4V

D: Quali sono le principali applicazioni della polvere di Ti6Al4V?

R: Le applicazioni principali comprendono componenti strutturali aerospaziali, impianti biomedici come articolazioni dell'anca e del ginocchio, componenti per autoveicoli come valvole e bielle, attrezzature per la lavorazione chimica e prodotti di consumo come attrezzature sportive e casse per orologi.

D: Perché la Ti6Al4V è la lega di titanio più diffusa?

A: Ti6Al4V fornisce la migliore combinazione generale di alta resistenza, bassa densità, tenacità alla frattura, resistenza alla corrosione, biocompatibilità, saldabilità e costi moderati.

D: Quali precauzioni occorrono quando si lavora con polvere di Ti6Al4V?

A: Le precauzioni consigliate includono l'uso di dispositivi di protezione individuale, la movimentazione in un'atmosfera inerte, evitando fonti di accensione, il controllo delle cariche statiche, l'uso di utensili non producenti scintille e il mantenimento dei contenitori sigillati in un luogo fresco e asciutto.

D: In che modo il vanadio influisce sulle proprietà della lega Ti6Al4V?

A: Il vanadio agisce come stabilizzatore beta che migliora la lavorabilità. Contribuisce anche alla tempra di precipitazione che conferisce resistenza e resistenza allo scorrimento ad alta temperatura alla lega.