Pó CPTi

Visão geral do Pó CPTi

O pó CPTi (titânio quimicamente puro) é um pó de titânio metálico de alta pureza usado em várias aplicações que exigem excelente resistência à corrosão, alta resistência, baixo peso e biocompatibilidade. Ele oferece propriedades superiores em comparação com outras ligas e pós de titânio.

O pó CPTi é produzido pelo processo de atomização a gás para atingir a morfologia do pó esférico com contaminação mínima. Geralmente, ele tem uma faixa de tamanho de partícula de 15-150 mícrons. A alta pureza e limpeza resultam em excelente fluidez, densidade de embalagem e sinterização.

Algumas das principais propriedades e vantagens do pó CPTi incluem:

Propriedades e características do pó CPTi

Propriedades	Detalhes
Composição	99,5% mínimo de titânio. Impurezas de O, C, N, H, Fe baixas
Densidade	4,5 g/cc
Fluidez	Excelente por la morfología esférica
Sinterabilidade	Excelente, conseguiu atingir quase a densidade total
Formas das Partículas	Predominantemente esférico
Intervalo de tamanho de partícula	15-150 micrômetros
Densidade Aparente	2,7-3,2 g/cm³
Pureza	Até 99,995% de teor de Ti
Impurezas	Baixo oxigênio, nitrogênio, carbono, ferro
Cor	Cinza escuro com brilho metálico

Principais vantagens do pó CPTi

• Alta pureza traz performance e biocompatibilidade aprimoradas
• A morfologia esférica do pó proporciona bom fluxo e embalagem
• Amplamente utilizado para fabricação aditiva e moldagem por injeção de metal
• Resistência à corrosão superior ao aço inoxidável em muitos ambientes
• Alta relação resistência-peso
• Não-tóxico e antialérgico
• Pode ser ligado para modificar propriedades como força
• Custo-efetivo em comparação com titânio forjado

O pó CPTi é uma ótima escolha para peças e produtos que requerem a combinação ideal de resistência, baixo peso, resistência à corrosão, resistência à fadiga e biocompatibilidade.

É utilizado para diversos fins em indústrias aeroespaciais, médicas, automotivas, químicas e de consumo.

Composição do pó CPTi e graus de pureza

A composição em pó CPTi tem um teor mínimo de titânio de 99,5%. Os níveis de impurezas de oxigênio, nitrogênio, carbono, hidrogênio e ferro são cuidadosamente controlados. Graus de pureza mais altos de até 99,995% Ti também são produzidos.

Composição do Pó CPTi

Elemento	% do Peso
Titânio	99,5% min
Oxigênio	0.08% – 0.40%
Carbono	0.03% – 0.08%
Nitrogênio	0.01% – 0.05%
Hidrogênio	0.005% – 0.015%
Ferro	0.05% – 0.25%

Esses níveis de impureza resultam em manutenção de alta resistência e resistência à corrosão associadas ao metal titânio. Adições de ligas específicas também podem ser feitas para modificar propriedades como resistência.

O pó de CPTi está disponível em diferentes graus de pureza dependendo das exigências:

Graus de pureza CPTi

Nota	Pureza	Tamanho das partículas	APLICATIVOS
CPTi Grau 1	99,5% min	Médio, grande	Uso geral
CPTi Grau 2	99.9%	Fino, médio	Aeroespacial, médicos
CPTi Nível 3	99.95%	Ótimo	Médica, odontológica
CPTi Grau 4	99.99%	Ultrafina	Implantes, usos de alta pureza

Mais alta pureza reduz o risco de toxicidade, melhora a biocompatibilidade para uso médico. Também melhora o desempenho em aplicações de alta temperatura.

Entretanto, pureza maior aumenta o custo. Assim, o grau apropriado é selecionado com base em equilíbrio para a aplicação pretendida.

Propriedades Físicas do Pó CPTi

Propriedades físicas-chave do pó de CPTi que influenciam seu processamento e desempenho:

Propriedades Físicas do Pó CPTi

Propriedades	Valores
Densidade	4,5 g/cc
Ponto de Fusão	1668¡«C
Condutividade térmica	21,9 W/mK
Resistividade elétrica	53,8 ohm-cm
Módulo de Young	107 GPa
Razão de Poisson	0.33
Dureza de Mohs	6
Resistência à oxidação	Até 590 ° C no ar

• A densidade é bem baixa em comparação a outros metais fornecendo alta relação resistência-peso
• A temperatura de fusão é moderadamente alta, permitindo o uso em aplicações com temperatura elevada
• Condutividade térmica menor que outros metais como alumínio ou cobre
• A resistividade elétrica é relativamente alta, o que a torna adequada para fixadores e conectores resistentes à corrosão
• A dureza é semelhante à de outras ligas de titânio mas menor que a de metais com alta dureza
• A resistência à oxidação melhora com níveis de pureza maiores

Essas propriedades tornam o CPTi adequado para peças estruturais leves que precisam de alta performance mecânica e resistência à corrosão.

Propriedades Mecânicas do Pó CPTi

Propriedades mecânicas representam a força, dureza e maleabilidade do material. Propriedades mecânicas importantes:

Propriedades Mecânicas do Pó CPTi

Propriedades	Valores
Resistência à Tração	420 – 550 MPa pode ser traduzido como 420 a 550 megapascal.
Limite de escoamento	380 – 470 MPa
alongamento	15 – 30%
Dureza	200-240 VCA
Resistência à fadiga	200-300 MPa

• A resistência à tração e ao escoamento é moderadamente alta, enquanto o alongamento é razoável
• A resistência à fadiga é excelente em comparação com outros materiais concorrentes
• Dureza semelhante ou ligeiramente menor do que as ligas de titânio
• Propriedades dependem de fatores como pureza, porosidade e método de processamento
• A adição de elementos como Al, V, Mo pode aumentar significantemente a resistência

A combinação de boa resistência, ductilidade, durabilidade e dureza proporciona desempenho mecânico equilibrado.

O CPTi iguala ou excede as propriedades dos aços inoxidáveis em uma densidade mais baixa. Ele oferece o melhor trade-off entre alta resistência e ductilidade moderada.

CPTi Aplicações em Pó

O pó CPTi é usado em diversas indústrias, devido às suas excelentes propriedades:

CPTi Aplicações em Pó

Indústria	Exemplos de aplicação
Aeroespacial	Componentes do motor, peças da fuselagem, fixadores
Médico	Implantes, próteses, instrumentais
Automotivo	Válvulas, bielas, molas
Químico	Bombas, válvulas, tanques, tubulações
Impressão 3D	Componentes aeroespaciais e médicos
Modelagem por Injeção de Metais	Instrumentais dentários, ferragens
Fundição de investimento de precisão	Lâminas de turbina, cabeças de tacos de golfe.

Algumas aplicações específicas do produto incluem:

• Implantes dentários e ortopédicos
• Instrumentos cirúrgicos e bio-implantes
• Peças leves de motores automotivos, como bielas
• Tubos e componentes hidráulicos para aeroespacial como buchas
• Válvulas, bombas e tubos para a indústria alimentícia/química
• Estojos para relógios, joalheria
• Artigos esportivos como tacos de golfe, quadros de bicicleta
• Fabricação aditiva de peças aeroespaciais e médicas

A propriedade atóxica permite utilização em produtos que entram em contato com alimentos, medicamentos e fluídos biológicos.

No geral, o pó CPTi fornece o melhor equilíbrio de propriedades para peças estruturais leves em vários setores.

Especificações do Pó CPTi

Especificações e padrões industriais são usados para avaliar a qualidade do pó de CPTi e garantir a consistência do desempenho:

CPTi Pó-Padrão

Padrão	Descrição
ASTM B348	Especificação de norma para pós de titânio e liga de titânio
ASTM F67	Especificação padrão para barras de titânio não ligado para implantes cirúrgicos
ISO 5832-2	Materiais de titânio forjado de qualidade para implantes.

Essas normas especificam requisitos para:

• Composição química - percentuais de titânio e níveis de impurezas
• Propriedades físicas como distribuição do tamanho das partículas, taxa de fluxo, densidade
• Propriedades mecânicas como resistência à tração e ao escoamento
• Método de produção tipo atomização de gás argônio
• Garantia de qualidade através da amostragem, testes e vistoria
• Requisitos de embalagem e identificação

Famosos fabricantes de pó CPTi produzem materiais seguindo os padrões ASTM e fornecem certificação de conformidade para aplicações essenciais.

Tamanhos das partículas do pó CPTi

O pó CPTi é produzido em diferentes distribuições de tamanho de partícula com base no método de aplicação:

Tamanhos das partículas do pó CPTi

Tamanho das partículas	Faixa de tamanho típico	APLICATIVOS
Ótimo	1-25 mícrons	Fundição de precisão, MIM
Médio	25-45 mícrons	Prensagem e sinterização, HIP
Grosso	45-150 mícrons	Projeção térmica e a frio

• Pó fino proporciona alta densidade sinterizada e acabamento superficial
• Pó grosso possui maior fluidez e é utilizado para a pulverização térmica
• A linha de tamanhos médios oferece um equilíbrio adequado para prensa e sinterização
• A distribuição de tamanho é otimizada com base nas propriedades de peça final necessárias
• A morfologia esférica é mantida em todas as faixas de tamanho

Controlar a distribuição do tamanho das partículas e a morfologia é fundamental para atingir densidade de embalagem de pó e qualidade de peça sinterizada elevadas.

Densidade de volume aparente de pó CPTi

Densidade aparente ou densidade batida indica a densidade compactada do pó:

Densidade de volume aparente de pó CPTi

Densidade Aparente	Características
2,7 – 3,0 g/cc	Pó CPTi não ligado
3,0 – 3,2 g/cc	Pó de CPTi na liga
Até 50% de densidade real	Devido aos espaços vazios entre as partículas

• A densidade aparente superior melhora o fluxo e a compressibilidade do pó
• Elementos de liga como Al, V aumentam a densidade de partículas
• Valores de até 60% são possíveis com pó otimizado
• Alta densidade aparente reduz o tempo de ciclo de prensa e melhora a qualidade da peça

Maximizar a densidade aparente permite a prensagem e sinterização eficientes a densidade total. Melhorar a produtividade da fabricação.

Métodos de Produção de Pó CPTi

O pó de CPTi é produzido comercialmente por meio do processo de atomização a gás, usando barras/varas de Ti de alta pureza:

Produção de Pó CPTi

Método	Detalhes
Atomização a gás	O gás argônio de alta pressão desintegra o fluxo do Ti derretido em gotas finas, que se solidificam em pó esférico
Derretimento a vácuo com arco elétrico	O estoque de entrada de Ti de alta pureza é refinado para reduzir impurezas gasosas como O, N, H
Derretimento múltiplo	Garante a homogeneidade química da matéria-prima
Peneiramento	Classifica pó em diferentes distribuições de tamanhos de partícula
Mistura	Os pós são misturados com proporções otimizadas para diferentes tamanhos de partículas

• Atomização de gás permite produção em larga escala de pó esférico de CPTi
• Várias etapas produzem pó de alta pureza com tamanho e morfologia controlados
• O gás argônio impede contaminação durante a atomização
• O pós-processamento fornece graus de pó personalizados para clientes

Equipamentos altamente automatizados permitem uma produção de CPTi em pó eficiente com controle restrito sobre todos os atributos como pureza, distribuição do tamanho da partícula, morfologia e densidade aparente.

Precificação de Pó CPTi

O preço do pó CPTi depende de outros fatores:

Precificação de Pó CPTi

Fator	O impacto
Pureza	Aumento de preços para maior pureza
Tamanho das partículas	Pó ultrafino é mais caro
Quantidade	O preço diminui para quantidades de pedidos em massa
Método de produção	Múltiplas refundições aumentam os custos
Embalagem	Cilindros cheios de argônio custam mais
Testes/certificações	Custo adicional para testes mais rigorosos
Lead time	Entrega mais rápida encarece produto

Preço indicativo para pó com tamanho médio de partícula:

• CPTi Grau 1: $50-$100 por kg
• CPTi Grau 2: R$ 100,00 a R$ 150,00 por kg
• CPTi Grau 3: R$ 150,00 a R$ 300,00 por kg
• CPTi Grau 4: R$ 300,00+ por kg

Reduções de preços são comuns para pedidos em atacado que excedam algumas centenas de quilos.

Fornecedores de pó CPTi

Os principais fornecedores de Pó CPTi incluem:

Fornecedores de pó CPTi

Empresa	Localização
Pós e Revestimentos Avançados	Estados Unidos
Atlantic Equipment Engineers	Estados Unidos
Reading Alloys, Inc.	Estados Unidos
TLS Technik GmbH & Co.	Alemanha
AP&C	Canadá
Xi'an Saite materiais de metal	China

Fatores a considerar ao selecionar o fornecedor:

• opções de grau em pó
• intervalo de tamanho médio das partículas
• capacidade de produção
• morfologia e consistência do pó
• Opções de embalagem
• tempo de execução e entrega
• preços
• cumprindo com os padrões ASTM
• processos de inspeção e testes
• garantia e controle de qualidade

Manuseio e segurança do pó para a CPTi

Devem ser seguidas as práticas seguras de manuseio de pó:

Manuseio de Pó da CPTi

Recomendação	Motivo
Evitar a inalação	Devido ao pequeno tamanho da partícula
Use máscaras de proteção	Evite ingerir pelo nariz/boca
Realize manobras em áreas ventiladas	Reduzir a circulação de pó no ar
Use trajes "hazmat" em operações de grande porte	Minimize o contato com a pele
Certifique-se de que não haja fontes de ignição nas proximidades	O pó pode se combustar em atmosfera de oxigênio
Siga protocolos antiestáticos	Evite incêndio acidental devido ao acúmulo de carga estática
Use ferramentas não faiscantes	Evite possibilidade de ignição durante manuseio
Armazene os recipientes fechados em área fria e seca	Previne a aderência de umidade e reatividade

Mesmo que o pó CPTi seja relativamente inerte em comparação com pós de metais reativos, é necessário tomar as seguintes precauções para minimizar os riscos de segurança e incêndio.

Inspeção e Teste de Pó da CPTi

O teste de qualidade garante que o pó CPTi atenda às especificações de material exigidas:

Teste de Pó CPTi

Teste	Detalhes
Análises químicas	A espectroscopia de plasma indutivamente acoplado verifica a composição elementar
Distribuição de Tamanho de Partícula	Análise granulométrica determina distribuição de tamanho
Densidade Aparente	Medido conforme norma ASTM B212
Morfologia do pó	A microscopia eletrônica de varredura verifica a forma esférica
Caudal	Tempo necessário para que um determinado volume de pó passe por um bico definido
Densidade de Batida	Densidade medida após compactação mecânica da amostra de pó
Compressibilidade	**Monitoramento da mudança da densidade do leito de pó durante a compressão**

Protocolos de teste rigorosos garantem desempenho alto, consistente e confiável de pó de CPTi para aplicações cruciais.

Armazenamento e Reatividade do Pó do CPTi

O pó de CPTi tem reatividade moderada:

Como Armazenar o Pó CPTi

Fator	Effect
Ar, oxigênio	Risco de oxidação moderada acima de 500¡«C
Umidade	Baixa taxa de corrosão à temperatura ambiente
Hidrocarbonetos	Risco de incêndio se permitido contaminar o pó.
Ácidos, bases	Baixas taxas de corrosão em soluções neutras
Solventes orgânicos	Algumas absorções e descolorações se imerso
Temperaturas elevadas	Maior reatividade com oxigênio e nitrogênio

Recomendações:

• Armazenar em recipientes selados preenchidos com gás inerte.
• Mantenha a temperatura abaixo de 30¡«C
• Abra os recipiente somente em ambientes secos e controlados
• Limite contato com ácidos oxidantes e hidrocarbonetos clorados

Com os devidos cuidados durante o armazenamento e manuseio, o pó CPTi exibe excelente estabilidade e baixa reatividade.

Comparação com liga de pó Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V é um pó popular de liga de titânio alfa-beta. Comparação com CPTi:

Pó CPTi vs Ti-6Al-4V

Parâmetro	Pó CPTi	Pó de Ti-6Al-4V
Densidade	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Resistência à Tração	420 – 550 MPa pode ser traduzido como 420 a 550 megapascal.	950 – 1050 MPa
Ductilidade	15 – 30%	10 – 18%
Resistência à fadiga	200 – 300 MPa	500 a 600 MPa
Resistência à corrosão	Excelente	Moderado
Resistência à oxidação	Excelente	Bom
Custo	Baixo	Moderado
Toxicidade	Nenhuma	Baixo
Utilizações	Aplicações de baixa temperatura, próteses	Componentes aeroespaciais, peças automotivas

• O CPTi oferece melhor ductilidade e resistência à oxidação.
• A Ti-6Al-4V é mais forte com maior resistência à fadiga
• CPTi tem melhor biocompatibilidade e resistência à corrosão
• Ti-6Al-4V tem maior relação resistência-peso
• O CPTi é mais econômico, enquanto o Ti-6Al-4V oferece desempenho superior

Prós e Contras do Pó CPTi

Vantagens do CPTi Powder:

• Excelente resistência a corrosão
• Alta relação resistência-peso
• Boa ductilidade e tenacidade à fratura
• Atóxico e biocompatível
• Não magnético e termicamente estável
• Custo-benefício em comparação com ligas de titânio
• Pode ser ligado para aprimorar propriedades
• Apta para diversas aplicações entre indústrias

Limitações do Pó CPTi:

• Relativamente caro comparado a pós de ferro/aço
• Resistência mais baixa que ligas de titânio
• Moderada resistência em oxidação a alta temperatura
• Requer atmosferas protetoras durante o processamento
• Suscetível ao emperramento e gripagem em contato deslizante
• Mais difícil de usinar em comparação com ligas de aço e alumínio

Perguntas frequentes sobre pó CPTi

P: Quais são as principais vantagens do pó CPTi?

R: As principais vantagens são alta resistência, baixa densidade, excelente resistência à corrosão, biocompatibilidade, estabilidade térmica e baixo custo.

P: Quais são as aplicações típicas do pó de CPTi?

A: Principais aplicações são implantes ortopédicos, implantes dentários, componentes aeroespaciais, peças automotivas, artigos esportivos, joias, equipamentos químicos e dispositivos médicos.

P: Quais são as diferenças entre os vários tipos de pó CPTi?

Os pós de grau de pureza mais elevados (grau 3 e 4) são usados para implantes médicos e em aplicações de alto desempenho. Os pós de grau inferior apresentam propriedades adequadas e menor custo para uso industrial.