Pó de Ti6Al4V

Visão geral do Pó Ti6Al4V

O pó de Ti6Al4V, também conhecido como liga de titânio de Grau 5, é um dos pós de liga de titânio mais populares. Ele contém 6% de alumínio e 4% de vanádio como os principais elementos de liga junto com o restante titânio.

Pós esféricos ti6al4v oferecem uma combinação excepcional de alta resistência, baixo peso e resistência à corrosão biocompatibilidadee trabalhabilidade.

Principais propriedades e vantagens do pó de Ti6Al4V:

Propriedades e Características do Pó de Ti6Al4V

Propriedades	Detalhes
Composição	Liga de Ti-6Al-4V
Densidade	4,43 g/cm³
Forma da partícula	Predominantemente esférico
Intervalo de tamanho	15-45 micrômetros
Densidade Aparente	Até 60% da densidade real
Capacidade de escoamento	Bom
Força	Alto para uma liga de titânio
Resistência à corrosão	Excelente

Ti6Al4V é amplamente usado em indústrias aeroespacial, médica, automotiva, química e de consumo devido a seu perfil de propriedade bem equilibrado.

Composição do Pó Ti6Al4V

Composição típica de pó de Ti6Al4V:

Composição do Pó Ti6Al4V

Elemento	Peso %
Titânio	Equilíbrio
Alumínio	5.5-6.75%
Vanádio	3.5-4.5%
Oxigênio	<0.2%
Carbono	<0,1%
Nitrogênio	<0,05%
Hidrogênio	<0,015%
Ferro	<0.3%

• Titânio forma a matriz que fornece resistência e resistência á corrosão
• O alumínio estabiliza a fase alfa e aumenta a resistência
• O vanádio estabiliza a fase beta e melhora a trabalhabilidade
• Outros elementos são limitados como impurezas

As proporções Ti-Al-V otimizadas fornecem uma combinação excepcional de resistência, ductibilidade, tenacidade à fratura e resistência à fadiga.

Propriedades Físicas do Pó Ti6Al4V

Propriedades Físicas do Pó Ti6Al4V

Propriedade	Valores
Densidade	4,43 g/cm³
Ponto de Fusão	1604-1660¡«C
Condutividade térmica	6,7 W/mK
Resistividade elétrica	170 x 10-6 m
Coeficiente de expansão térmica	8,4 x 10^-6 /K
Temperatura máxima de serviço	400¡«C

• Baixa densidade quando comparado aos aços
• Ponto de fusão elevado permite o uso em altas temperaturas moderadas
• A baixa condutividade térmica requer considerações de projeto
• Alta resistividade elétrica apropriada para fixadores resistentes à corrosão
• ECT menor que aços e ligas de níquel

Estas propriedades tornam o Ti6Al4V ideal para muitas aplicações estruturais leves em todas as indústrias.

Propriedades Mecânicas do Pó Ti6Al4V

Propriedades Mecânicas do Pó Ti6Al4V

Propriedade	Valores
Resistência à tração	950 – 1050 MPa
Resistência ao escoamento	860 – 950 MPa
Elongação	10 – 18%
Dureza	330 – 380 HB
Módulo de elasticidade	110 – 120 GPa
Resistência à fadiga	400–500 MPa

• Excelente combinação de alta resistência e razoável ductilidade
• A resistência excede outras classes de titânio como o titânio comercialmente puro
• Dureza superior ao titânio não-ligado
• Vida útil sob fadiga extraordinária torna-o adequado para aplicações com carga cíclica

As propriedades tornam o Ti6Al4V adequado para aplicações exigentes que requerem alta resistência específica e resistência à fadiga.

Aplicações para o pó Ti6Al4V

O pó Ti6Al4V é amplamente utilizado em diversos setores:

Aplicações para o pó Ti6Al4V

Indústria	Uso
Aeroespacial	Componentes estruturais da fuselagem, componentes dos motores
Biomédico	Implantes ortopédicos e dentários
Automotivo	Bielas, válvulas, molas
Químico	Tanques, vasos, trocadores de calor
Consumidor	Produtos esportivos, caixas de relógio, corpos de celular
Impressão 3D	Componentes médicos e aeroespaciais

Algumas aplicações específicas do produto incluem:

• Placas ósseas, implantes de substituição de juntas
• Componentes estruturais de aviões e helicópteros
• Válvulas de motor automotivo e bielas
• Equipamentos químicos como tubos, bombas, válvulas
• Artigos esportivos, incluindo tacos de golfe e quadros de bicicletas
• Fabricação de aditivos de estruturas leves

Ti6Al4V oferece a melhor relação resistência-peso e biocompatibilidade para peças estruturais essenciais em todos esses setores exigentes.

Especificações de Pó Ti6Al4V

Principais especificações e normas do pó Ti6Al4V:

Padrões de pó Ti6Al4V

Padrão	Descrição
ASTM F2924	Manufatura aditiva com liga de Ti6Al4V
ARTM F3001	Especificações para pó de liga de titânio atomizado por gás para AM
AMS 4954	Limites de composição do pó Ti-6Al-4V para fabricação aditiva
ASTM B348	Especificações para Ti e ligas de Ti em pó
ASTM F1472	Liga de titânio Wrought Ti6Al4V para implantes cirúrgicos

Esses definem:

• Faixas de composição química
• Propriedades mecânicas necessárias
• Método de produção de pó - atomização por gás inerte.
• Limites de impurezas como O, N, C, Fe
• Distribuição do tamanho das partículas e morfologia
• Métodos de teste para verificar a qualidade do pó

O pó Ti6Al4V certificado que atende a essas especificações garante propriedades e desempenho ideais para diferentes aplicações em todos os setores.

Tamanhos de partículas de Pó de Ti6Al4V

Distribuição de tamanho de partícula de pó Ti6Al4V

Tamanho da partícula	Características
15-45 micrômetros	Faixa de tamanhos de uso geral
45-100 mícrons	Otimizado para sprayagem a frio
5-25 micrômetros	Tamanhos mais finos usados em processos de AM a laser

• Pó mais fino proporciona mais resolução e acabamento superficial
• Pós mais grosseiros são adequados a métodos com altas taxas de deposição, como pulverização a frio
• Faixa de tamanho adaptada ao método de produção utilizado
• Mantive a morfologia esférica em todas as faixas de tamanho

Controlar a distribuição e a morfologia do tamanho de partículas é essencial para alta densidade de compactação de pó, fluidez e propriedades de peça final.

Densidade Aparente do Pó Ti6Al4V

Densidade Aparente do Pó Ti6Al4V

Densidade Aparente	Detalhes
Até 60% da densidade real	Para morfologia de pó esférico
2.6 – 3.0 g/cc	Melhora com maior densidade da embalagem

• Maior densidade aparente melhora a fluidez do pó e a eficiência de enchimento da forma
• Valores de até 65% são possíveis com pó esférico otimizado
• Alta densidade aparente minimiza o tempo do ciclo da prensa

A maximização da densidade aparente permite prensagem e sinterização automatizadas eficientes para densidade total.

Método de Produção de Pó Ti6Al4V

Produção de Pó de Ti6Al4V

Método	Detalhes
Atomização de gás	Gás inerte sob alta pressão fragmenta o fluxo derretido da liga em gotículas finas
Fusao por arco a vácuo	Materiais de entrada de alta pureza refinados e fundidos no vácuo
Refusões múltiplas	Melhora a homogeneidade química
Peneiração	Classifica pó em diferentes frações de tamanho de partículas

• A atomização de gás com gás inerte produz pó limpo e esférico.
• O processamento no vácuo minimiza as impurezas gasosas
• Múltiplos derretimentos melhoram a uniformidade da composição
• O pós-processamento permite o controle de distribuição de tamanho de partículas

Métodos automatizados combinados com rígido controle de qualidade resultam em pó de Ti6Al4V consistente e confiável para aplicações críticas.

Preço do pó Ti6AL4V

Preço do pó Ti6AL4V

Fator	Impacto no preço
Grau de pureza	Aumento de preços para maior pureza
Tamanho da partícula	Pó ultrafino mais caro
Quantidade do Pedido	Reduções de preço para pedidos em massa
Método de produção	O uso de múltiplas reposições aumenta os custos
Embalagem	Cilindros cheios com argônio custam mais
Tempo de espera	Prazos menores aumentam preço

Preço Indicativo

• Ti6Al4V para aplicações médicas: $ 150-250 por kg
• Ti6Al4V para aplicações industriais: $100-150 por kg

Preços significativamente mais baixos se aplicam a quantidades de pedidos em massa na faixa de toneladas.

Fornecedores de Pó Ti6Al4V

Fornecedores de Pó Ti6Al4V

Empresa	Local
AP&C	EUA, Canadá
Carpenter Additive	EUA
Met3DP	China
TLS Technik	Alemanha
Sandvik Osprey	Reino Unido
Tekna	Canadá

Principais factores de selecção:

• Uma variedade de graus de pureza e tamanhos de partículas é oferecida
• Qualidade e consistência do pó de um lote para outro.
• Capacidades de produção e prazos de entrega
• Conformidade com normas médicas e aeroespaciais
• Níveis de preços com base no volume do pedido
• Especialização técnica e suporte ao cliente

Manuseio e armazenamento de pó de Ti6Al4V

Manuseio de pó de Ti6Al4V

Recomendação	Razão
Evite inalação	Devido ao risco de lesões nos tecidos pulmonares causadas por partículas finas
Use máscara de proteção	Evitar a ingestão acidental
Manipular em áreas ventiladas	Reduza a suspensão de partículas transportadas pelo ar
Garantir que não haja fontes de ignição	Os pós podem entrar em combustão no ambiente com oxigênio
Siga os protocolos antiestáticos	Previna incêndios por descarga estática ao manusear
Guarde os recipientes lacrados em local fresco e seco	Prevenção de captação de úmidade e reatividade

Apesar do pó de Ti6Al4V ser relativamente inerte, recomenda-se que sejam tomadas precauções no manuseio e armazenamento a fim de preservar a pureza.

Inspeção e teste de pó Ti6Al4V

Testes de Pó Ti6Al4V

Teste	Detalhes
Análises químicas	Espectroscopia ICP usada para verificar composição
Distribuição de Tamanho de Partículas	Difração a laser usada para determinar distribuição de tamanho
Densidade Aparente	Medido utilizando o Hall Flowmeter conforme ASTM B212
Morfologia de pó	Imagens SEM para analisar a esfericidade da partícula
Análise da taxa de fluxo	Usando funil de fluxômetro de Hall
Teste de Densidade de Batida	Densidade medida após compactação mecânica da amostra de pó

Os testes garantem que o pó atende à composição química, características físicas, morfologia, densidade e especificações de fluxo necessárias, de acordo com os padrões aplicáveis.

Prós e Contras do Pó de Ti6Al4V

Vantagens do Pó Ti6Al4V

• Excelente relação resistência-peso
• Alta resistência à fadiga e tenacidade à fratura
• Resistência excepcional à corrosão
• Boa ductilidade e maleabilidade
• Alta biocompatibilidade para usos médicos
• Custo-benefício em comparação com outras ligas de titânio

Limitações do pó de Ti6Al4V

• Resistência moderada à oxidação a alta temperatura
• Força inferior a algumas ligas de titânio
• Alta reatividade requer atmosfera de processamento inerte
• Difícil de usinar no estado completamente sinterizado
• Limitações na soldagem da liga
• Preocupações com a toxicidade sobre o elemento vanádio

Comparação com Ti64 e pós de grau 2 de Ti

Ti6Al4V vs. Ti64 e Pó de Grau 2

Parâmetros	Ti6Al4V	Ti64	Turma Ti 2
Alumínio	6%	6%	–
Vanádio	4%	4%	–
Força	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa translates to "420 a 550 megapascals" in Portuguese.
Ductilidade	10-18%	10-18%	15-30%
Custo	Moderada	Moderada	Baixo
Uso	Aeroespacial, médico	Aeroespacial, automotivo	Industrial, consumidor

• Ti6Al4V e Ti64 possuem propriedades virtualmente idênticas
• O Ti Grau 2 fornece melhor ductilidade mas menor resistência
• Ti6Al4V é recomendado para peças estruturais críticas que necessitem de alta resistência

Perguntas Frequentes Sobre Pó de Ti6Al4V

P: Quais são as principais aplicações do pó Ti6Al4V?

R: As principais aplicações abrangem componentes estruturais aeroespaciais, implantes biomédicos como juntas de quadril e joelho, peças automotivas como válvulas e bielas, equipamentos de processo químico e produtos de consumo como equipamentos esportivos e relógios.

P: Por que a Ti6Al4V é a liga de titânio mais popular?

R: O Ti6Al4V oferece a melhor combinação versátil de alta resistência, baixa densidade, resistência à fratura, resistência à corrosão, biocompatibilidade, soldagem e custo moderado.

P: Quais cuidados devem ser tomados ao trabalhar com pó de Ti6Al4V?

A: Precauções recomendadas incluem o uso de equipamentos de proteção, manuseio em atmosfera inerte, evitando fontes de ignição, controlando cargas estáticas, usando ferramentas antifaiscantes e armazenando recipientes lacrados em local fresco e seco.

P: Como o vanádio afeta as propriedades da liga Ti6Al4V?

R: Vanádio atua como estabilizador beta, o que melhora a trabalhabilidade. Ele também contribui com o endurecimento por precipitação, que dá resistência e alta resistência à fluência a altas temperaturas à liga.