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Polvere Ti6Al4V
Overview of Ti6Al4V Powder Ti6Al4V powder, also referred to as Grade 5 titanium alloy, is one of the most popular titanium alloy powders. It contains 6% aluminum and 4% vanadium as the key alloying elements along with the remainder titanium. Spherical powder ti6al4v offers an exceptional combination of high strength, low weight, corrosion resistance, biocompatibility,…
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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.
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