Pó de titânio e alumínio TA7

Visão geral do pó de titânio e alumínio TA7

O TA7 pertence ao sistema de ligas intermetálicas de titânio-alumineto, combinando as propriedades de leveza do alumínio com a força e a resistência à corrosão do titânio. A relação quase equatómica de Ti e Al proporciona um excelente equilíbrio de propriedades para aplicações a temperaturas elevadas.

As principais caraterísticas do pó TA7 incluem:

• Resistência específica muito elevada (relação resistência/peso)
• Excelente resistência à tração e à fluência a altas temperaturas
• Baixa densidade em comparação com as ligas de níquel ou de aço
• Boa resistência à corrosão em vários ambientes
• Disponível numa gama de tamanhos e morfologias de partículas

O pó de TA7 surgiu como uma excelente opção para reduzir o peso e melhorar a eficiência dos motores aeroespaciais e das células que funcionam a altas temperaturas.

Composição química do pó de TA7

O pó TA7 tem a seguinte composição nominal:

Elemento	Peso %
Titânio (Ti)	Equilíbrio
Alumínio (Al)	7%
Estanho (Sn)	2-5%
Zircônio (Zr)	1-4%
Silício (Si)	Máx. 0,5 %
Carbono (C)	0,1% máx.
Oxigênio (O)	0,13% máx

A quantidade de estanho e zircónio pode ser variada para otimizar as propriedades mecânicas a altas temperaturas. Os níveis de impureza de Si, C, O são minimizados.

Propriedades do TA7 em pó

As principais propriedades do pó TA7 incluem:

Propriedade	Valor
Densidade	3,7-4,0 g/cm3
Ponto de Fusão	1460¡«C
Condutividade térmica	6,7 W/mK
Resistividade elétrica	1.78 Ã×'Î.cm
Módulo de Young	110 GPa
Coeficiente de Poisson	0.32
Resistência à tração	800 MPa
Resistência ao escoamento	760 MPa
Elongação	1-2%
Resistência à fluência	190 MPa a 700¡"C

 

As propriedades como a elevada resistência, a baixa densidade, a resistência à oxidação e a estabilidade térmica tornam o TA7 adequado para as aplicações mais exigentes a temperaturas elevadas.

Método de produção de TA7 em pó

O pó de TA7 pode ser produzido através de métodos como:

• Atomização de gás?- Gás inerte de alta pressão utilizado para atomizar a liga TA7 fundida, resultando num pó esférico ideal para AM.
• Processo de elétrodo rotativo de plasma?- A desintegração centrífuga de um fluxo de metal fundido em rotação rápida produz um pó esférico.
• Ligação Mecânica?- Moagem com bolas de alta energia de pós de Ti e Al elementares misturados, seguida de recozimento.

A atomização por gás permite um excelente controlo das caraterísticas do pó, como a distribuição do tamanho das partículas, a morfologia, a micro-limpeza e a fluidez.

Aplicações do pó TA7

O pó TA7 é normalmente utilizado em:

• fabricação aditiva?- Fusão selectiva a laser para produzir formas complexas de aerofólios, impulsores e pás de turbinas.
• Moldagem por Injeção de Metal?- Para fabricar peças pequenas e complexas em forma de rede, como componentes de turbocompressores que necessitem de elevada força e resistência à temperatura.
• Revestimentos por Projeção Térmica?- Aplicado por plasma ou pulverização HVOF em superfícies de válvulas, rolamentos, componentes de trens de aterragem que necessitem de resistência ao desgaste/corrosão a altas temperaturas.
• **Metalurgia do Pó**?- Prensagem e sinterização para criar peças estruturais leves e de alta resistência para aplicações aeroespaciais.

Especificações do pó TA7

O pó de TA7 está disponível em várias gamas de tamanhos, formas e níveis de pureza:

• Tamanho de partícula:De 15-45 ×m para métodos AM, até 100 ×m para processos de pulverização térmica.
• Morfologia:A forma quase esférica do pó proporciona um fluxo e uma densidade de empacotamento óptimos.
• Pureza:Desde a pureza comercial até níveis de pureza ultra-elevados com base nos limites de impureza e nos requisitos do processo.
• Teor de Oxigênio:Níveis mantidos abaixo de 2000 ppm para a maioria das aplicações.
• Caudal:Pó personalizado para excelentes taxas de fluxo acima de 25 s/50 g.

Fornecedores globais de TA7 em pó

Alguns dos principais fornecedores mundiais de pó de TA7 incluem:

• AP&C (Canadá)
• TLS Technik (Alemanha)
• Sandvik Osprey (Reino Unido)
• Tekna (Canadá)
• ECKA Granulados (Alemanha)
• Metal Technology (Reino Unido)

Estas empresas produzem vários tipos de pó TA7 adaptados ao fabrico de aditivos, à pulverização térmica, à metalurgia do pó e a outras aplicações a altas temperaturas.

Preços do pó TA7

O preço do pó de TA7 é mais elevado do que o dos aços e das ligas de níquel:

• Quantidade?- $100-150 por kg para encomendas a granel superiores a 500 kg. As quantidades mais pequenas têm um preço significativamente mais elevado.
• Qualidade?- Pó esférico de elevada pureza, fabricado em condições rigorosamente controladas, utilizando processos avançados, exige um preço superior.
• Fornecedor?- Os grandes fornecedores mundiais oferecem vantagens em termos de custos em comparação com os fabricantes mais pequenos devido a volumes de produção mais elevados.
• Geografia?- Os preços variam consoante as regiões, sendo a Europa e a América do Norte mercados com preços mais elevados do que a Ásia.

Para aplicações críticas, os compradores devem centrar-se na qualidade do pó e não no custo mais baixo ao adquirirem o pó de TA7.

Armazenamento e manuseamento do pó TA7

O pó TA7 requer um armazenamento e manuseamento cuidadosos:

• Deve ser armazenado em recipientes fechados sob gás inerte, como o árgon, para evitar a oxidação.
• Evitar a acumulação de pó fino para minimizar o risco de explosões de poeiras.
• Utilizar EPI, ventilação, ligação à terra e práticas de segurança adequadas durante o manuseamento do pó.
• Evitar o contacto entre o pó e fontes de ignição devido ao risco de inflamabilidade.
• Seguir as directrizes de segurança aplicáveis da FDS do fornecedor.

Deve-se ter cuidado ao manusear este pó de liga altamente reativo.

Inspeção e ensaio do pó TA7

Principais testes de controlo de qualidade realizados no pó TA7:

• Análise química utilizando ICP-OES ou XRF para garantir que a composição cumpre as especificações.
• Distribuição do tamanho das partículas utilizando a difração laser de acordo com a norma ASTM B822.
• Análise morfológica através de imagens SEM.
• Medição do caudal de pó utilizando o medidor de caudal Hall de acordo com a norma ASTM B213.
• Medição da densidade por picnometria de hélio.
• Análise de impurezas por fusão de gás inerte ou ICP-MS.
• Caracterização de microestrutura por difração de raios X.

Testes exaustivos garantem a consistência dos lotes e a qualidade do pó para a aplicação pretendida.

Comparação entre os pós TA7 e Inconel 718

Comparação entre os pós TA7 e Inconel 718:

Parâmetros	TA7	Inconel 718
Densidade	3,7-4,0 g/cm3	8,2 g/cm3
Alta resistência à temperatura	Comparável	Comparável
Resistência à oxidação	Melhor	Bom
Custo	Maior	Baixo
Trabalhabilidade	Pobre	Excelente
APLICAÇÕES	Componentes Aeroespaciais	Aeroespacial, automotivo
Disponibilidade	Baixo	Prontamente disponível

 

O TA7 oferece poupanças de peso em relação ao Inconel 718. Mas a trabalhabilidade é fraca e a disponibilidade é menor para o pó de alumineto de titânio.

FAQs sobre o pó TA7

P: Como é produzido o pó de TA7?

R: O pó de TA7 é produzido comercialmente utilizando a atomização de gás, o processo de elétrodo rotativo de plasma e a liga mecânica seguida de recozimento. A atomização a gás oferece o melhor controlo das caraterísticas do pó.

P: Quais são as principais aplicações do pó TA7?

R: As principais aplicações do pó TA7 incluem o fabrico de aditivos, os revestimentos por pulverização térmica, a moldagem por injeção de metal e a metalurgia do pó para fabricar peças estruturais leves que necessitem de capacidade para altas temperaturas.

P: Qual é o tamanho típico do pó TA7 utilizado para a fusão selectiva a laser?

R: Para o processo SLM, o intervalo ideal de tamanho do pó TA7 é de 15-45 microns com morfologia esférica e bom fluxo de pó e densidade de embalagem.

P: O pó TA7 requer precauções especiais de manuseamento?

R: Sim, é altamente reativo e requer um manuseamento cuidadoso em atmosfera inerte, utilizando ventilação adequada, ligação à terra e EPI para evitar o risco de incêndio ou explosão.

P: Onde posso comprar pó TA7 adequado para peças aeroespaciais?

R: Para aplicações aeroespaciais que necessitem de leveza e elevada resistência, o pó TA7 pode ser adquirido junto dos principais fabricantes, incluindo AP&C, TLS Technik, Sandvik Osprey e Tekna.