最高のTi-6Al-4V粉末

TC4パウダーの概要

TC4は二相Ï "+ÉÇチタン合金系に属する。アルミニウムはα相を安定させ、バナジウムはβ相を安定させる。その結果、強度、延性、高温特性のバランスが良くなる。

TC4パウダーの主な特徴は以下の通り：

• 高い強度重量比
• 優れた疲労強度と破壊靭性
• 高温での優れた耐クリープ性
• 優れた耐腐食性
• さまざまな粒度分布で利用可能

TC4パウダーは、航空宇宙、自動車、医療、その他要求の厳しい用途において、軽量化と性能向上のための優れた選択肢として浮上してきた。

TC4パウダーの組成

TC4パウダーの公称組成は以下の通り：

エレメント	質量 %
チタン（Ti）	バランス
アルミニウム (Al)	5.5-6.75%
バナジウム(V)	3.5-4.5%
鉄 (Fe)	0-0.40%
酸素 (O)	0-0.20%
炭素（C）	0-0.08%
窒素（N）	0-0.05%

 

アルミニウムとバナジウムの量は、望ましい機械的特性を達成するために最適化することができる。酸素、窒素、炭素の不純物レベルは最小限に抑えられている。

TC4パウダーの特性

TC4パウダーの主な特性は以下の通り：

プロパティ	価値
密度	4.41-4.43 g/cm3
融点 (Yūten)	1600-1660¡"C
熱伝導率	6.7 W/mK
電気抵抗率	1.7 Ø×´Î.cm
ヤング係数	110 GPa
ポアソン比	0.32-0.34
引張強度	900-1200 MPa
降伏強度	860-900 MPa
伸長	8-15%
疲労強度	400-500 MPa

 

高強度対重量比、耐疲労性、耐クリープ性、耐腐食性などの特性により、TC4はあらゆる産業の重要な用途に適している。

TC4パウダーの製造方法

TC4パウダーは次のような方法で製造できる：

• ガスアトマイゼーション高圧不活性ガスジェットで溶融したTC4合金を噴霧化し、球状の粉末粒子を得る。
• プラズマ回転電極プロセス高速回転する溶融金属流の遠心力分解により、球状粉が生成される。
• 水素化物-脱水素化物プロセス水素化チタンは分解されて微細なチタン粉末となり、他の元素粉末とブレンドされる。

ガスアトマイズは、粒度分布、モルフォロジー、流動性などの粉末特性を優れた形で制御することができる。

TC4パウダーの用途

TC4パウダーは一般的に使用されている：

• 増材製造航空宇宙および自動車用の軽量構造部品を製造するための選択的レーザー溶融。
• 金属インジェクションモールディングファスナー、リンク、手術器具のような、小さくて複雑なネット形状の部品を製造する。
• サーマルスプレーコーティングプラズマまたはHVOF溶射により、海洋、石油・ガス、生物医学用途に耐摩耗性・耐食性を付与。
• 粉末冶金コンプレッサーやタービンブレードのような高強度部品を作るためのプレスと焼結。

TC4パウダーの仕様

TC4パウダーは、様々なサイズ範囲、形状、純度レベルで入手可能である：

• 粒径:AM法では15～45Ø×m、溶射法では100Ø×mまで。
• 形態学:球形に近い粉末形状により、最適な流動性と充填密度を実現。
• 純粋性:不純物限界とプロセス要件に基づき、商業純度から高純度レベルまで。
• 酸素濃度:ほとんどの用途で2000ppm以下を維持。
• 流量：25秒/50g以上の優れた流量用にカスタマイズされたパウダー。

TC4パウダーのグローバルサプライヤー

TC4パウダーの主な世界的サプライヤーには以下のようなものがある：

• AP&C（カナダ）
• TLS Technik（ドイツ）
• テクナ（カナダ）
• サンドビックオスプレイ（英国）
• アドバンスド・パウダーズ（米国）
• CNPC火薬グループ（中国）

これらの企業は、積層造形、溶射、粉末冶金、その他の用途に合わせた様々なグレードのTC4粉末を製造している。

TC4パウダーの価格

TC4粉末は、鋼やニッケル合金よりも価格が高い：

• 数量500kg以上の大量注文の場合、1kgあたり$100-150。少量の場合、価格はかなり高くなります。
• 品質高純度の球状パウダーは、高度なプロセスを用いて厳密に管理された条件下で製造されるため、プレミアム価格が要求されます。
• サプライヤー大手グローバル・サプライヤーは、生産量が多いため、中小メーカーに比べてコストメリットがある。
• 地理地域によって価格が異なり、ヨーロッパや北米はアジアに比べて高価格の市場である。

重要な用途では、バイヤーはTC4パウダーを調達する際、最低コストよりも品質を重視すべきである。

TC4粉末の保管と取り扱い

TC4パウダーの保管と取り扱いには注意が必要である：

• 酸化を防ぐため、アルゴンなどの不活性ガス下で密閉容器に保管する必要がある。
• 粉塵爆発の危険を最小限にするため、微粉の蓄積を避ける。
• 粉体の取り扱い時には、適切なPPE、換気、接地、安全対策を行うこと。
• 引火性の危険性があるため、粉末と着火源との接触を避ける。
• サプライヤーのSDSに記載されている安全ガイドラインに従ってください。

この反応性チタン合金微粉末の取り扱いには注意が必要である。

TC4パウダーの検査と試験

TC4パウダーの主な品質管理試験：

• ICP-OESまたはXRFを用いた化学分析により、組成が仕様に適合していることを確認する。
• ASTM B822規格に準拠したレーザー回折法による粒度分布。
• SEM画像による形態分析。
• ASTM B213規格に準拠したホール流量計による粉体流量測定。
• ヘリウムピクノメトリーによる密度測定。
• 不活性ガス融解またはICP-MSによる不純物分析。
• X線回折による微細構造の特性評価

徹底したテストにより、用途に応じたバッチの一貫性とパウダーの品質が保証される。

TC4とTi6Al4V粉末の比較

TC4とTi6Al4Vは、比較された2つのチタン合金粉末である：

パラメータ	TC4	Ti6Al4V
アルミニウム含有量	5.5-6.75%	5.5-6.75%
バナジウム含有量	3.5-4.5%	3.5-4.5%
密度	上	下げる
引張強度	上	下げる
展性	下げる	上
抗酸化性	類似	類似
利用料	上	下げる

 

TC4は強度が高く、Ti6Al4Vは延性が高い。TC4はコストが高いが、より要求の厳しい用途に適している。

TC4パウダーに関するFAQ

Q: TC4パウダーはどのように製造されるのですか？

A: TC4粉末は、ガスアトマイズ法、プラズマ回転電極法、水素化脱水素法で商業生産されています。ガスアトマイズは粒子特性を最もよく制御できます。

Q: TC4パウダーの主な用途は何ですか？

A: TC4パウダーの主な用途は、積層造形、溶射コーティング、金属射出成形、粉末冶金による高強度軽量構造部品の製造などです。

Q: 選択的レーザー溶融に使用される典型的なTC4粉末のサイズは？

A: SLMプロセスでは、理想的なTC4粉末のサイズ範囲は15-45ミクロンで、球状の形態を持ち、粉末の流動性と充填密度が良好です。

Q: TC4パウダーは特別な取り扱いが必要ですか？

A: はい、反応性が高いため、不活性雰囲気下で、適切な換気、接地、PPEを使用して、火災や爆発の危険を防ぐために慎重に取り扱う必要があります。

Q: 航空宇宙用途に適したTC4パウダーはどこで購入できますか？

A: 高強度を必要とする航空宇宙部品には、AP&C、TLS Technik、Tekna、Sandvik Osprey、Advanced Powdersなどの大手メーカーからTC4パウダーを購入することができます。