Ti6Al4V Poeder

Overzicht van Ti6Al4V-poeder

Ti6Al4V-poeder (ook wel titaniumlegering van graad 5 genoemd) is een van de populairste titaniumlegeringpoeders. Het bevat 6% aluminium en 4% vanadium als belangrijke legeringselementen naast de rest van het titanium.

Sferisch ti6al4v-poeder biedt een uitzonderlijke combinatie van hoge sterkte, laag gewicht en corrosieweerstand. biocompatibel, en bewerkbaarheid.

Belangrijkste eigenschappen and voordelen van Ti6Al4V-poeder:

Eigenschappen en kenmerken van Ti6Al4V-poeder

Eigenschappen	Details
Compositie	Ti-6Al-4V-legering
Dichtheid	4,43 g/cm³
Vorm van deeltjes	Overwegend bolvormig
Groottebereik	15-45 micron
Schijnbare dichtheid	Tot 60% echte dichtheid
Flowbaarheid	Goed
Kracht	Hoog voor een titaniumlegering
Weerstand tegen corrosie	Uitmuntend

Ti6Al4V wordt veel gebruikt in de ruimtevaart-, medische, automobiel-, chemische en consumentenindustrie vanwege zijn evenwichtige eigenschappenprofiel.

Ti6Al4V-poedercompositie

Typische samenstelling van Ti6Al4V-poeder:

Ti6Al4V-poedercompositie

Element	Gewichts %
Titanium	Balans
Aluminium	5.5-6.75%
Vanadium	3.5-4.5%
Zuurstof	<0,2 %
Koolstof	< 0,1%
Stikstof	<0,05%
Waterstof	< 0,015%
IJzer	<0,3%

• Titanium vormt de matrix die sterkte en corrosieweerstand biedt
• Aluminium stabiliseert alpha faze en verhoogt sterkte
• Vanadium stabiliseert de bètafase en verbetert de bewerkbaarheid
• Andere elementen als onzuiverheden beperkt

De geoptimaliseerde Ti-Al-V-verhoudingen bieden een uitzonderlijke combinatie van sterkte, ductiliteit, breuktaaiheid en vermoeiingssterkte.

Fysieke eigenschappen van Ti6Al4V Powder

Fysieke eigenschappen van Ti6Al4V Powder

Onroerend goed	Waarden
Dichtheid	4,43 g/cm³
Smeltpunt	1604-1660¡«C
Thermische geleidbaarheid	6,7 W/mK
Elektrische resistiviteit	170 × 10^-6 meter
Coëfficiënt van thermische uitzetting	8,4 x 10^-6 /K
Maximale bedrijfstemperatuur	400¡«C

• Lage dichtheid in vergelijking met staalsoorten
• Hoog smeltpunt maakt het mogelijk om het te gebruiken bij matig verhoogde temperaturen
• Lage thermische geleidbaarheid vereist ontwerp-overwegingen
• Hoge elektrische weerstand geschikt voor corrosiebestendige bouten
• CTE lager dan staal en nikkel legeringen

Deze eigenschappen maken Ti6Al4V zeer geschikt voor vele lichtgewicht structurele toepassingen in verschillende sectoren.

Ti6Al4V-poedervormige mechanische eigenschappen

Ti6Al4V-poedervormige mechanische eigenschappen

Onroerend goed	Waarden
Treksterkte	950 – 1050 MPa
Rekgrens	860 – 950 MPa
Verlenging	10 – 18%
Hardheid	330 - 380 HB
Elasticiteitsmodulus	110 – 120 GPa
Vermoeiingssterkte	400 – 500 MPa

• Perfecte combinatie van hoge sterkte en redelijke ductiliteit
• De sterkte overtreft andere titaniumklassen, zoals commercieel zuiver titanium
• Hardheid groter dan puur titanium
• De uitstekende levensduur bij vermoeiing maakt het geschikt voor cyclische laadtoepassingen

Dankzij de eigenschappen is Ti6Al4V geschikt voor veeleisende toepassingen met hoge specifieke sterkte en vermoeiingsbestendigheid.

Toepassingen van Ti6Al4V poeder

Ti6Al4V-poeder wordt in alle mogelijke sectoren toegepast:

Toepassingen van Ti6Al4V poeder

Industrie	Gebruik
Lucht- en ruimtevaart	Structuurdelen van vliegtuigrompen, onderdelen van motoren
Biomedisch	Orthopedische en tandheelkundige implantaten
Automobielen	Drijfstangen, kleppen, veren
Chemische	Tanks, vaten, warmtewisselaars
Consument	Sportartikelen, horlogekasten, telefoonbehuizingen
3D-printen	Ruimtevaart- en medische componenten

Concrete toepassingen van specifieke producten zijn onder andere:

• Botplaten, kunstgewrichten
• Structuurele componenten van vliegtuigen en helkopters
• Kleppen en drijfstangen voor automotoren
• Chemisch apparatuur zoals leidingen, pompen en kleppen
• Sportartikelen, waaronder golfclubs en fietsframes
• Additieve productie van lichtgewicht constructies

Ti6Al4V levert de beste sterkte/gewichtsverhouding en biocompatibiliteit voor kritische structurele onderdelen doorheen deze veeleisende sectoren.

Specificaties van Ti6Al4V-poeder

Belangrijkste specificaties en normen voor Ti6Al4V-poeder:

Ti6Al4V Poeder Standaarden

Normaal	Beschrijving
ASTM F2924	Toevoegende productie Ti6Al4V-legering
ASTM F3001	Specs voor gasverstuifde Ti-legeringspoeder voor AM
AMS 4954	Samenstellingslimieten van Ti-6Al-4V-poeder voor additieve productie
ASTM B348	Specificaties voor Ti- en Ti-legeringpoeders
ASTM F1472	Gesmeed Ti6Al4V-legering voor chirurgische implantaten

Deze definiëren:

• Bereiken chemische samenstelling
• Vereiste mechanische eigenschappen
• Methode voor poederproductie - inert gas atomisatie
• Onzuiverheidslimieten zoals O, N, C, Fe
• Deeltjesgrootteverdeling en -morfologie
• Testmethoden voor het testen van poederkwaliteit

Gecertificeerd Ti6Al4V-poeder dat aan deze specificaties voldoet, zorgt voor optimale eigenschappen en prestaties voor verschillende toepassingen in de industrie.

Poederdeeltjesgrootten van Ti6Al4V

Ti6Al4V Poederdeeltjesgrootteverdeling

Deeltjesgrootte	Kenmerken
15-45 micron	Algemene doeleinden bereik
45-100 micron	Geoptimaliseerd voor koud spuiten
5-25 micrometer	Fijnere afmetingen gebruikt in laser AM-processen

• Finer poeders leveren hogere resolutie en oppervlakteafwerking
• Grover poeder is geschikt voor methoden met een hoog depositiesnelheid, zoals koudspuiten
• Maatbereik aangepast op basis van de gebruikte productiemethode
• De bolvormige morfologie over het hele formaat behouden

De verdeling van de deeltjesgrootte en de morfologie is cruciaal voor een hoge poederdichtheid, vloeibaarheid en eigenschappen van het eindproduct.

Schijnbare dichtheid Ti6Al4V-poeder

Schijnbare dichtheid Ti6Al4V-poeder

Schijnbare dichtheid	Details
Tot 60% echte dichtheid	Voor sferische poedermorfologie
2,6–3,0 g/cc	Verbeterd met een grotere pakkingsdichtheid

• Hoeger soortelijke gewicht verbetert poederstroomeigenschappen en matrijsvulefficiëntie
• Waarden tot 65% zijn mogelijk met geoptimaliseerd bolvormig poeder
• Hoge schijnbare dichtheid minimaliseert perscyclus tijd

Door maximale schijnbare dichtheid te realiseren, kun je efficiënt geautomatiseerd poederpersen en sinteren naar volledige dichtheid bewerkstelligen.

Productiemethode voor Ti6Al4V-poeder

Productie in Ti6Al4V-poeder

Methode	Details
Gasverstuiving	Hogedrukgas met inert gas breekt gesmolten legeringstroom op in fijne druppels
Vacuumarcsmelten	Ingevoerde materialen van een hoge zuiverheid, geraffineerd en gesmolten in vacuüm
Meervoudig omsmelten	Verbetert de chemische homogeniteit
Zeef	Classificeert poeder in verschillende fracties van deeltjesgrootte

• Gasatoomisatie met inerte gassen produceert schone, bolvormige poeder.
• Vacüumverwerking minimaliseert gasvormige onzuiverheden
• Door herhaaldelijk omsmelten wordt de compositie-uniformiteit verbeterd.
• Post-processing biedt regelgeving van de deeltjesgrootteverdeling

Geautomatiseerde methodes in combinatie met strikte kwaliteitscontrole resulteren in betrouwbaar en consistent Ti6Al4V poeder dat geschikt is voor kritische toepassingen.

Ti6Al4V Poederprijzen

Ti6Al4V Poederprijzen

Factor	Effect op prijs
Zuiverheidsgraad	Prijsverhogingen voor hogere zuiverheid
Deeltjesgrootte	Ultrafijn poeder duurder
Bestelhoeveelheid	Prijsvermindering voor bestellingen in bulk
Productiemethode	Gebruik maken van meerdere omsmeltingen verhoogt de kosten
Verpakking	Argon gevulde cilinders kosten meer
Doorlooptijd	Kortere levertijden verhogen prijs

Richtprijsindicatie

• Ti6Al4V voor medische toepassingen: $ 150-250 per kg
• Ti6Al4V voor industriële toepassingen: $ 100-150 per kg

Zeker lagere prijzen van toepassing voor bulkhoeveelheden in het tonnenbereik.

Ti6Al4V Poederleveranciers

Ti6Al4V Poederleveranciers

Bedrijf	Locatie
AP&C	VS, Canada
Carpenter Additive	Verenigde Staten
Met3DP	China
TLS Techniek	Duitsland
Sandvik Osprey	VK
Tekna	Canada

Belangrijke selectiefactoren:

• Assortiment in zuiverheidsklassen en deeltjesgroottes
• Kwaliteit en consistentie van poeder van partij tot partij
• Productiecapaciteit en levertijden
• Voldoen aan de medische en luchtvaartnormen
• Prijsniveaus op basis van bestelvolume
• Technische expertise en klantenservice

Verwerking en opslag van Ti6Al4V-poeder

Verwerking van Ti6Al4V-poeder

Aanbeveling	Reden
Vermijd inademing	Vanwege risico op longschade door fijnstof
Gebruik beschermende masker	Voorkom onbedoeld slikken
Buiten hanteren in een goed geventileerde ruimte	Verminder suspended airborne deeltjes
Zorg dat er geen ontstekingsbron aanwezig is	Poeder kan ontbranden in zuurstofsfeer
Volg antistatische protocollen	Voorkom brand door statische ontlading tijdens gebruik
Bewaar afgesloten recipiënten op een koele, droge plaats.	Voorkom vochtopname en reactiviteit

Hoewel Ti6Al4V-poeder relatief inert is, moeten de aanbevolen voorzorgsmaatregelen in acht worden genomen tijdens het hanteren en bewaren om de zuiverheid te behouden.

Ti6Al4V poedercontrole en -testen

Testen van Ti6Al4V-poeder

Test	Details
Chemische analyse	ICP-spectroscopie gebruikt om samenstelling te verifiëren
Particle size distribution	Lasers diffractie wordt gebruikt om de grootteverdeling te bepalen
Schijnbare dichtheid	Gemeten met een Hall-debietmeter conform ASTM B212
Poedermorfologie	SEM-beeldvorming om de bollenvormigheid van deeltjes te controleren
Analyse van debiet	Met behulp van een Hall flowmeter funnel
Dichtheidstest door tikken	Dichtheid gemeten na mechanisch tikken van het poedermonster

Door testen wordt verzekerd dat het poeder voldoet aan de vereiste chemische samenstelling, fysische kenmerken, morfologie, dichtheid en stromingsspecificaties volgens de toepasselijke normen.

Voor- en nadelen van Ti6Al4V-poeder

Voordelen van Ti6Al4V Powder

• Zeer goede verhouding sterkte-gewicht
• Hoge vermoeiingsterkte en taaiheid
• Uitstekende corrosieweerstand
• Goede vervormbaarheid en vormbaarheid
• Hoge biocompatibiliteit voor medische toepassingen
• Kosteneffectief in vergelijking met andere titaniumlegeringen

Beperkingen van Ti6Al4V Powder

• Matige hoge temperatuur oxidatieweerstand
• Lager sterkte dan sommige titaniumlegeringen
• Hoge reactiviteit vereist een inert procesverloop
• Moeilijk te bewerken in volledig gesinterde staat
• Beperkingen bij het lassen van de legering
• Toxiciteitskwesties betreffende het element vanadium

Vergelijking met Ti64- en Ti Grade 2-poeders

Ti6Al4V versus Ti64 en Grade 2 poeder

Parameter	Ti6Al4V	Ti64	Ti Graad 2
Aluminium	6%	6%	–
Vanadium	4%	4%	–
Kracht	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa vertaalt naar 420-550 megapascal.
Ductiliteit	10-18%	10-18%	15-30%
Kosten	Gewoonlijk	Gewoonlijk	Laag
Gebruik	Lucht- en ruimtevaart, medisch	Luchtvaart, automobiel	Industrieel, consument

• Ti6Al4V en Ti64 hebben nagenoeg identieke eigenschappen
• Graad 2 Ti geeft een betere buigzaamheid maar lagere sterkte
• Ti6Al4V heeft de voorkeur voor kritieke structurele delen die hoge sterkte nodig hebben

Veelgestelde vragen over Ti-6Al-4V-poeder

Vraag: Wat zijn de belangrijkste toepassingen van Ti6Al4V-poeder?

A: De belangrijkste toepassingen zijn onder meer structurele componenten voor de lucht- en ruimtevaart, biomedische implantaten zoals heup- en kniegewrichten, auto-onderdelen zoals kleppen en drijfstangen, apparatuur voor chemische processen en consumentenproducten zoals sportuitrusting en horloge-omhulsels.

Q: Waarom is Ti6Al4V het populairste titaniumlegering?

A: Ti6Al4V biedt de beste allround combinatie van hoge sterkte, lage dichtheid, breuktaaiheid, corrosiebestendigheid, biocompatibiliteit, lasbaarheid en een matige kostprijs.

V: Bij het werken met Ti6Al4V-poeder moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen om blootstelling aan deeltjes in de lucht en de mogelijke gevolgen ervan op de gezondheid te voorkomen. Gebruik altijd een stofmasker, veiligheidsbril en handschoenen. Zorg voor voldoende ventilatie in het werkgebied en reinig eventueel stof met een natte doek.

A: Aanbevolen voorzorgsmaatregelen bestaan uit het gebruik van beschermende uitrusting, hantering in inerte atmosfeer, het vermijden van ontstekingsbronnen, controle van statische ladingen, gebruik van niet-vonkende hulpmiddelen en het opslaan van gesloten containers in een koele, droge ruimte.

V: Hoe beïnvloedt vanadium de eigenschappen van Ti6Al4V-legering?

A: Vanaat werkt als een bètastabilisator wat de verwerkbaarheid verbetert. Het draagt ook bij aan het neerslaan bij het harden, dat zorgt voor sterkte en hogetemperatuurkruipweerstand voor de legering.