TC4 ELI em pó

O pó TC4 ELI, também conhecido como pó de Titânio 6Alumínio 4Vanádio ELI, é um pó de liga de titânio avançado utilizado em várias aplicações de alto desempenho. Este guia fornece uma visão geral abrangente do pó TC4 ELI, suas propriedades, aplicações, fornecedores, graus e comparações com outros pós de titânio.

Visão geral do TC4 ELI Powder

 

 

O pó TC4 ELI é uma variante de alta pureza de intersticial extra baixo (ELI) da liga de titânio TC4 que contém 6% de alumínio, 4% de vanádio e quantidades reduzidas de ferro e oxigénio.

Em comparação com outras ligas de titânio, o TC4 ELI oferece uma excelente combinação de elevada resistência, baixo peso, excelente resistência à corrosão e biocompatibilidade. O grau ELI assegura a máxima ductilidade e tenacidade.

O TC4 ELI é adequado para fabrico aditivo, moldagem por injeção de metal e outras aplicações de metalurgia do pó. Os seus pós finos permitem geometrias complexas e paredes finas em peças impressas em 3D ou sinterizadas.

Principais propriedades e características do pó TC4 ELI:

Propriedades do pó TC4 ELI

Propriedade	Descrição
Composição	6% Al, 4% V, 0.08% max Fe, 0.13% max O
Densidade	4,43 g/cm³
Ponto de Fusão	1604¡"C
Força	895-930 MPa resistência à tração final
Ductilidade	10-15% alongamento
Resistência à fadiga	500-550 MPa
Módulo de Young	110 GPa
Condutividade térmica	6,7 W/m-K
Resistividade elétrica	178 Ã×'Î-cm
Coeficiente de expansão térmica	8,9 Ã×m/m-¡"C

O TC4 ELI proporciona um equilíbrio ótimo entre uma elevada relação resistência/peso, tenacidade à fratura, resistência à fadiga e resistência à corrosão. O elevado teor de alumínio e vanádio contribui para alcançar uma elevada resistência através de tratamentos térmicos de reforço por solução sólida e endurecimento por precipitação.

Os baixos níveis intersticiais asseguram uma melhor ductilidade e resistência à fratura em comparação com o grau TC4 padrão. O oxigénio é limitado a 0,13% no máximo para evitar a fragilização. O teor de ferro também é limitado.

Em geral, as propriedades do TC4 ELI tornam-no adequado para aplicações críticas na aviação, espaço, defesa, desportos motorizados, medicina, petróleo e gás e muito mais.

Aplicações e utilizações do pó TC4 ELI

O pó TC4 ELI é utilizado para fabricar peças de elevado desempenho através de fabrico aditivo, moldagem por injeção de metal, prensagem isostática a quente e outras técnicas de metalurgia do pó.

Algumas das principais aplicações e utilizações do pó TC4 ELI incluem:

Aplicações do pó TC4 ELI

Área	APLICAÇÕES
Aeroespacial	Estruturas de aeronaves, componentes de motores, sistemas de lançamento espacial
Implantes	Implantes ortopédicos, implantes dentários, implantes maxilofaciais
Automotivo	Componentes para desportos motorizados, rodas para turbocompressores
Industrial	Ferragens marítimas, peças de perfuração offshore, válvulas, bombas
Energia	Componentes de cabeças de poço, ferramentas de fundo de poço, condutas
Defesa	Armadura balística, componentes de armas, equipamento de proteção

No sector aeroespacial, a elevada relação resistência/peso do TC4 ELI torna-o adequado para componentes estáticos e rotativos críticos para o voo em estruturas de aeronaves, turbinas, trens de aterragem, etc. As peças podem ser impressas em 3D ou sinterizadas até à forma quase líquida.

Na área médica, a biocompatibilidade e a resistência à corrosão do TC4 ELI permitem a sua utilização em substituições de articulações ortopédicas e implantes dentários. Podem ser fabricadas hastes de anca, implantes de joelho e placas cranianas.

Para desportos motorizados, o TC4 ELI pode produzir componentes mais leves e mais fortes, como bielas, válvulas de admissão, rodas de turbocompressor, veios de transmissão e peças de chassis.

Em aplicações de petróleo e gás, o TC4 ELI é escolhido pela sua resistência a ambientes corrosivos. Pode produzir hardware de cabeça de poço, válvulas, bombas e consumíveis como mangas, tampões, esferas e assentos.

O sector da defesa utiliza o TC4 ELI para fabricar placas de blindagem balística que param as balas e os estilhaços, minimizando o peso. Outras utilizações militares incluem peças de aviação e componentes de armas como barris, receptores, carris, gatilhos, etc.

De um modo geral, o pó TC4 ELI permite obter peças metálicas leves e de elevado desempenho em indústrias críticas para a segurança, tirando partido das mais recentes técnicas de fabrico.

Especificações do TC4 ELI Powder

O pó TC4 ELI está disponível comercialmente em várias distribuições de tamanho, também conhecidas como gamas de tamanho de partículas. A morfologia do pó pode ser esférica, angular ou uma mistura.

As especificações típicas do pó TC4 ELI incluem

Especificações do TC4 ELI Powder

Parâmetros	Detalhes
Gama de tamanhos de partículas	15-45 microns, 45-105 microns, 105-250 microns
Forma da partícula	Esférica, angular, mista
Distribuição de tamanhos	Valores D10, D50, D90
Densidade Aparente	2,5-3,5 g/cc
Densidade Batida	3,5-4,5 g/cc
Caudal	Medição com caudalímetro Hall
Análise química	Al, V, Fe, O, N, C, H, Ti
Número do lote	Para a rastreabilidade
Embalagem	Frascos, boiões até 25 kg

As distribuições de tamanho de partículas mais finas de 15-45 microns são preferidas para imprimir geometrias complexas e obter acabamentos de superfície suaves. Os tamanhos superiores a 100 microns permitem taxas de construção mais rápidas.

Os pós esféricos melhoram a fluidez, a densidade de empacotamento e o comportamento de sinterização. Os pós angulares e misturados oferecem uma melhor adesão mecânica entre as partículas.

A densidade aparente e a densidade de batida determinam a quantidade de pó necessária para encher um determinado volume. As taxas de fluxo indicam a facilidade de distribuição durante a impressão ou moldagem por injeção.

A análise química confirma que a composição elementar cumpre as especificações do grau. Os números de lote fornecem rastreabilidade para o controlo de qualidade. A embalagem adequada mantém a integridade do pó durante o manuseamento e o armazenamento.

Graus de TC4 ELI em pó

O pó TC4 ELI é produzido em diferentes graus, variando o método de pós-processamento após a atomização de gás. Isto afecta a microestrutura e as propriedades mecânicas.

Os principais graus incluem:

TC4 ELI em pó

Grau	Descrição
Como anatomizado	Sem pós-processamento após a atomização do gás
Recozido	Tratamento térmico para aliviar as tensões residuais
Prensagem isostática a quente	Consolidado a alta temperatura e pressão
Sinterizado por plasma	Sinterização rápida por descarga de plasma
ISO-S	Pó esférico produzido por atomização a gás

O tipo anatomizado contém tensões residuais resultantes da rápida solidificação. O recozimento elimina estas tensões e torna o pó mais fácil de trabalhar durante a impressão ou moldagem.

A hipping e a sinterização por plasma aumentam a densidade e melhoram a microestrutura e as propriedades mecânicas das peças finais.

O grau esférico (ISO-S) oferece melhor fluidez e densidade de empacotamento para impressão 3D de alta qualidade.

O grau de pó TC4 ELI adequado é escolhido com base no processo específico de fabrico aditivo ou de metalurgia do pó que está a ser utilizado.

Fornecedores de TC4 ELI Powder

O pó TC4 ELI é fornecido pelos principais fabricantes de pós metálicos, bem como por fornecedores especializados de pós para fabrico de aditivos. Alguns dos principais fornecedores incluem:

Fornecedores de TC4 ELI em pó

Empresa	País
AP&C	Canadá
Tecnologia Carpinteiro	EUA
Sandvik	Suécia
Praxair	EUA
TLS Technik	Alemanha
AMETEK	EUA
Tecnologia LPW	Reino Unido
Grupo CNPC Powder	China

Estas empresas produzem pó TC4 ELI utilizando atomização a gás e controlam rigorosamente a distribuição do tamanho das partículas. Alguns fornecedores também oferecem pós-processamento personalizado, como recozimento, hipping e sinterização, para melhorar as propriedades do pó.

As matérias-primas de elevada pureza, o rigoroso controlo de qualidade e a embalagem especializada ajudam a garantir um pó TC4 ELI fiável e consistente para aplicações críticas. As grandes capacidades de produção permitem o fornecimento a granel de pó TC4 ELI.

Preços do TC4 ELI Powder

Sendo uma liga de titânio avançada, o pó TC4 ELI é mais caro do que os tipos básicos de titânio, como o Ti-6Al-4V. Os preços dependem de:

• Faixa granulométrica
• Volume da ordem
• Processamento/qualidade adicional
• Nível de pureza
• Localização geográfica

Alguns intervalos de preços indicativos:

Preços do TC4 ELI em pó

Tamanho da partícula	Preço por kg
15-45 micrômetros	$80 – $120
45-105 microns	$60 – $90
105-250 microns	$40 – $70

Em geral, as partículas mais pequenas têm preços mais elevados devido ao controlo mais rigoroso da atomização do gás. Os lotes mais pequenos também custam mais por quilograma em comparação com as encomendas a granel.

Geograficamente, os preços são mais baixos para o pó TC4 ELI fabricado na China do que para o pó europeu/americano. No entanto, o controlo de qualidade pode variar.

Com a crescente adoção do fabrico de aditivos, os preços do pó TC4 ELI baixaram, mas continuam a ser mais elevados do que os das ligas de titânio convencionais. Os acordos a longo prazo e as grandes encomendas podem ajudar a garantir preços competitivos.

Como o pó TC4 ELI se compara a outras ligas de titânio

O TC4 ELI oferece vantagens sobre outras ligas de titânio comuns, como o Ti-6Al-4V, em termos de força, tenacidade e resistência à corrosão.

Comparação do TC4 ELI com outras ligas de titânio

Liga	Força	Tenacidade	Resistência à corrosão	Custo
Ti-6Al-4V	Médio	Médio	Médio	Baixo
Ti-6Al-7Nb	Médio	Médio	Alto	Médio
Ti-555 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr)	Muito alto	Baixo	Médio	Alto
TC4 ELI (Ti-6Al-4V-0.08Fe-0.13O)	Muito alto	Alto	Muito alto	Alto

Principais vantagens do TC4 ELI em relação a outras ligas de titânio:

• Resistência superior à do Ti-6Al-4V e do Ti-6Al-7Nb
• Resistência à fratura e ductilidade superiores às do Ti-555
• Excelente resistência à corrosão em ambientes agressivos
• Mantém melhor as suas propriedades a temperaturas extremas
• Menor densidade do que as ligas de aço
• Melhor biocompatibilidade do que os aços inoxidáveis
• Pode ser anodizado para acabamentos a cores

As limitações do TC4 ELI incluem:

• Custo mais elevado do que o Ti-6Al-4V
• Mais difícil de maquinar do que o Ti-6Al-4V
• Suscetível de ser galgado contra si próprio
• Não soldável usando soldagem de fusão convencional
• Ainda mais pesado do que as ligas de alumínio

Globalmente, a combinação de propriedades mecânicas excepcionais, resistência à corrosão, baixa densidade e biocompatibilidade fazem do TC4 ELI um material avançado de eleição para aplicações críticas, apesar do seu custo mais elevado.

Perguntas frequentes sobre o TC4 ELI Powder

Aqui estão as respostas a algumas perguntas comuns sobre o pó TC4 ELI:

Perguntas frequentes sobre o TC4 ELI Powder

P: O que significa o ELI no pó TC4 ELI?

R: ELI significa conteúdo intersticial extra baixo. Refere-se a níveis mínimos de oxigénio e ferro na composição do pó.

P: Qual é o tamanho de partícula ideal do pó TC4 ELI?

R: O pó de 15-45 mícrones funciona melhor para imprimir características finas e paredes finas. 45-105 mícrones permitem taxas de construção mais rápidas, mas uma resolução mais baixa.

P: Que métodos de pós-processamento podem ser utilizados no pó TC4 ELI?

R: O recozimento, a prensagem isostática a quente, a sinterização por plasma e o fabrico de pó esférico melhoram as propriedades do pó.

Q: O pó TC4 ELI é melhor do que o Ti-6Al-4V para impressão 3D?

R: Sim, o TC4 ELI tem maior resistência e tenacidade em comparação com o Ti-6Al-4V nos estados impresso e pós-tratado.

P: O pó TC4 ELI necessita de prensagem isostática a quente após o fabrico de aditivos?

R: A HIPing pode eliminar os poros internos e melhorar a resistência à fadiga. Mas para peças não críticas, o TC4 ELI impresso pode ser suficiente.

Q: Que precisão pode ser alcançada com o pó TC4 ELI na impressão 3D de metal?

R: São possíveis tolerâncias de ©I0.1% para peças impressas TC4 ELI, dependendo do processo AM utilizado.

P: As peças TC4 ELI podem ser maquinadas após a impressão 3D?

R: Sim, mas o TC4 ELI é difícil de maquinar e requer configurações rígidas e ferramentas afiadas devido à sua dureza.

P: Que acabamento é possível para as peças TC4 ELI AM?

R: A rugosidade da superfície impressa varia consoante o processo, mas as etapas de acabamento como a retificação, EDM e polimento permitem acabamentos finos e suaves.

Conclusão

O pó TC4 ELI possui uma combinação excecional de elevada resistência, tenacidade e resistência à corrosão, graças à sua composição de liga de titânio com baixo interstício de 6% de alumínio, 4% de vanádio, 0,08% de ferro e 0,13% de oxigénio.

Com a sua capacidade de produzir componentes metálicos leves e de elevado desempenho para aplicações críticas nos sectores aeroespacial, médico, energético e da defesa, o TC4 ELI oferece capacidades únicas não igualadas por outras ligas de titânio.

O pó TC4 ELI alargou as possibilidades de conceção de peças de engenharia da próxima geração, utilizando as mais recentes técnicas de fabrico de aditivos e de metalurgia do pó. À medida que os fornecimentos de pó aumentam e os custos diminuem ainda mais, espera-se que a utilização do TC4 ELI continue a aumentar em todos os sectores e a desbloquear novos níveis de desempenho.