Tytan w proszku to wszechstronny proszek metalowy o unikalnych właściwościach, które czynią go ważnym materiałem do wielu zastosowań. Niniejszy artykuł zawiera przegląd proszku tytanowego, jego właściwości, metod produkcji, zastosowań i wiodących światowych dostawców.
Przegląd proszku tytanowego
Proszek tytanowy składa się z drobnych cząstek tytanu wykorzystywanych do produkcji części, powłok i dodatków. Kluczowe właściwości obejmują:
- Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
- Odporność na korozję
- Biokompatybilność
- Wysoka temperatura topnienia
- Niska gęstość
- Zachowanie wytrzymałości w wysokich temperaturach
Proszek tytanowy jest dostępny w różnych klasach czystości, rozmiarach cząstek i morfologii, aby dostosować się do różnych procesów produkcyjnych i wymagań końcowych.
Najpopularniejszymi metodami produkcji proszku tytanowego są atomizacja gazowa i sferoidyzacja plazmowa. Dostawcy oferują zarówno surowe proszki tytanowe, jak i gatunki sferoidyzowane, stopowe i oczyszczone plazmowo.
Rodzaje proszku tytanowego
| Typ | Opis | Zastosowania |
|---|---|---|
| Czysty tytan | Zawartość tytanu 99,5-99,9% | Lotnictwo, medycyna, produkty konsumenckie |
| Ti-6Al-4V | Tytan + 6% aluminium + 4% wanad | Lotnictwo i kosmonautyka, motoryzacja, implanty |
| Ti64 | Alternatywne oznaczenie dla Ti-6Al-4V | Lotnictwo i kosmonautyka, motoryzacja, implanty |
| Ti-6Al-7Nb | Tytan + aluminium 6% + niob 7% | Lotnictwo i kosmonautyka, medycyna |
| Inne stopy tytanu | Możliwe różne kompozycje | Zastosowania specjalne |
Charakterystyka proszku tytanowego
| Charakterystyka | Szczegóły | Znaczenie |
|---|---|---|
| Wielkość cząstek | Zakres od 10 do 250 mikronów | Określa przydatność do wytwarzania przyrostowego lub tłoczenia |
| Morfologia | Może być nieregularny, kanciasty lub sferoidalny. | Sferoidalne proszki mają lepszą sypkość |
| Czystość | Klasy od CP1 do CP4 w oparciu o poziomy tlenu, azotu i węgla | Wyższe stopnie czystości wymagane do bardziej wymagających zastosowań |
| Skład stopu | Różni się w zależności od zawartości aluminium, wanadu i innych dodatków stopowych | Pierwiastki stopowe zwiększają wytrzymałość i modyfikują właściwości |
| Metoda produkcji | Gaz rozpylany, oczyszczany plazmowo, wodorek-wodorek | Wpływa na właściwości cząstek, takie jak rozkład wielkości, kształt, czystość |
Specyfikacja proszku tytanowego
| Parametr | Zasięg |
|---|---|
| Wielkość cząstek | Typowo 10-150 mikronów |
| Zawartość tlenu | <0,20% dla tytanu klasy 1 |
| Zawartość azotu | <0,03% dla tytanu klasy 1 |
| Zawartość węgla | <0,08% dla tytanu klasy 1 |
| Gęstość kranu | 2,2-3,8 g/cc |
| Gęstość pozorna | >92% gęstości bezwzględnej |
Zastosowania Proszek tytanowy
Unikalne właściwości tytanu sprawiają, że jego proszek nadaje się do różnorodnych zastosowań w różnych branżach:
Lotnictwo i kosmonautyka
- Elementy konstrukcyjne
- Komponenty silnika
- Płatowce
- Statek kosmiczny
Medycyna i stomatologia
- Wymiana stawów
- Implanty dentystyczne
- Narzędzia chirurgiczne
- Urządzenia medyczne
Motoryzacja
- Systemy zaworów
- Pręty łączące
- Komponenty wyścigowe
Przetwarzanie chemiczne
- Zbiorniki odporne na korozję
- Wymienniki ciepła
- Rurociągi
Produkty konsumenckie
- Artykuły sportowe
- Zegarki
- Okulary
Wytwarzanie przyrostowe
- Komponenty lotnicze i kosmiczne
- Części samochodowe
- Urządzenia medyczne
- Produkty konsumenckie
Metalurgia proszków
- Części tytanowe P/M
- Stopy wzorcowe
- Przemysł metali twardych
Globalni dostawcy proszku tytanowego
Złożone metody produkcji proszku tytanowego oznaczają, że moce produkcyjne są skoncentrowane w rękach kilku dużych dostawców z zastrzeżonymi technologiami.
Do wiodących światowych dostawców proszku tytanowego należą:
AP&C
Założona: 1997
Siedziba główna: Montreal, Kanada
- Proszki: Tytan, stopy tytanu, nadstopy niklu
- Gatunki: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, czysty tytan
- Zdolność produkcyjna: 4 000 ton metrycznych rocznie
- Obsługiwane rynki: Przemysł lotniczy, medyczny, energetyczny, motoryzacyjny
ATI Powder Metals
Założona: 1908
Siedziba główna: Pittsburgh, USA
- Proszki: Tytan, nikiel, stopy specjalne
- Gatunki: Ti-6Al-4V Grade 5 i 23
- Zdolność produkcyjna: Ponad 5 000 ton metrycznych rocznie
- Obsługiwane rynki: Przemysł lotniczy, medyczny, motoryzacyjny, naftowy i gazowy
CRS Holdings
Założona: 1987 Siedziba główna: Huntersville, USA
- Proszki: Tytan, stopy tytanu, stopy niklu
- Gatunki: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, komercyjnie czysty tytan
- Zdolność produkcyjna: 2 000 ton metrycznych rocznie
- Obsługiwane rynki: Przemysł lotniczy, obronny, medyczny, motoryzacyjny
GKN Hoeganaes
Założona: 1983
Siedziba główna: Cinnaminson, USA
- Proszki: Tytan, stale, stopy niklu
- Gatunki: Ti-6Al-4V, tytan rafinowany plazmowo
- Zdolność produkcyjna: Szeroki zakres proszków rozpylanych wodą i gazem
- Obsługiwane rynki: Produkcja addytywna w różnych branżach
OSAKA Titanium Technologies
Założona: 1946
Siedziba główna: Amagasaki, Japonia
- Proszki: Stopy tytanu, stopy niklu, metale specjalne
- Gatunki: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, tytan o wysokiej czystości
- Zdolność produkcyjna: Wiodący dostawca w Japonii
- Obsługiwane rynki: Lotnictwo, motoryzacja, medycyna, elektronika
Puris
Założenie: 2019 jako spółka joint venture Titanium Industries (1935) i Mitsui (1947)
Siedziba główna: Jerozolima, Izrael
- Proszki: Stopy tytanu
- Gatunki: Ti-6Al-4V Grade 5
- Zdolność produkcyjna: Około 2 000 ton metrycznych rocznie
- Obsługiwane rynki: Lotnictwo, medycyna, obronność, motoryzacja
Odczytywanie stopów
Założona: 1988
Siedziba główna: Robesonia, USA
- Proszki: Stopy wzorcowe, stopy tytanu
- Gatunki: Niestandardowe stopy tytanu
- Zdolność produkcyjna: Zakres urządzeń do atomizacji różnych metali
- Obsługiwane rynki: Dostawca dla producentów metali proszkowych
SLM Solutions
Założona: 1996
Siedziba główna: Lubeck, Niemcy
- Proszki: Stopy tytanu, stopy aluminium, stopy niklu, stal narzędziowa
- Gatunki: Ti-6Al-4V Grade 5 i 23, stopy aluminium
- Zdolność produkcyjna: Kluczowy dostawca dla branży produkcji addytywnej
- Obsługiwane rynki: Sektor lotniczy, medyczny, motoryzacyjny
Ceny proszku tytanowego
| Dostawca | Klasa | Wielkość cząstek | Wycena |
|---|---|---|---|
| AP&C | Ti-6Al-4V | 45-100 mikronów | $55/kg |
| ATI Powder Metals | Ti-6Al-4V ELI | 63-106 mikronów | $50/kg |
| CRS Holdings | Ti-6Al-4V | 75-150 mikronów | $45-50/kg |
| GKN Hoeganaes | Plazma Ti-6Al-4V | 15-45 mikronów | $120+/kg |
| Osaka Titanium | Czysty tytan | 45 mikronów | $100/kg |
Proszek tytanowy jest droższy w porównaniu do proszku stalowego ze względu na złożoną produkcję i ekonomię skali. Jednak w przypadku krytycznych zastosowań nabywcy koncentrują się na jakości, czystości i wydajności produktu.
Tytan a alternatywne proszki
Tytan kontra stal
Tytan 40% ma mniejszą gęstość niż stal i lepiej zachowuje wytrzymałość w podwyższonych temperaturach. Ma doskonałą odporność na korozję dzięki powierzchniowej warstwie tlenku. Droższy niż proszek ze stali nierdzewnej.
Tytan kontra aluminium
Prawie dwukrotnie bardziej wytrzymały niż proszek aluminiowy, ale o gęstości wyższej tylko o 60%. Zachowuje właściwości w wyższych temperaturach. Znacznie lepsza odporność na korozję niż aluminium dzięki warstwie tlenku.
Tytan a nadstopy niklu
Tytan ma niższą gęstość i wyższą wytrzymałość właściwą. Stopy niklu mogą pracować w ekstremalnych temperaturach przekraczających limity użyteczności tytanu. Tytan jest tańszą alternatywą dla drogich superstopów.
Tytan a chrom kobaltowy
Połowa gęstości stopów kobaltowo-chromowych. Doskonała biokompatybilność w przeciwieństwie do obaw związanych z uwalnianiem kobaltu i chromu w organizmie. Znacznie tańsza opcja materiałowa.
Wybór Proszek tytanowy Dostawca
Kluczowe czynniki przy wyborze dostawcy proszku tytanowego:
Możliwości techniczne
- Zdolność do produkcji wymaganych gatunków
- Kontrola jakości w całym procesie produkcji
- Spójność składu chemicznego
Rekord trasy
- Lata doświadczenia w branży
- Reputacja za jakość produktów i usług
Certyfikaty jakości
- AS9100, ISO 9001
- Specjalne certyfikaty lotnicze, obronne lub nuklearne
Personalizacja
- Możliwość dostosowania składu stopu i charakterystyki cząstek
Wycena
- Dostępne mogą być rabaty ilościowe
- Duzi nabywcy mogą negocjować ceny
- Dopłaty za proszek o wysokiej czystości
Lead Times
- Zazwyczaj 6-8 tygodni dla zamówionych proszków
- Zamówienia pospieszne możliwe za dodatkową opłatą
Lokalizacja
- Koszty wysyłki stanowią znaczną część ceny proszku
- Wizyty na miejscu przydatne do audytu dostawcy
FAQ
P: Jaka jest różnica między komercyjnie czystym tytanem a proszkiem ze stopu tytanu?
Komercyjnie czysty proszek tytanowy zawiera 99,5-99,9% tytanu o niskiej zawartości tlenu, azotu i węgla. Proszki ze stopów tytanu, takie jak Ti-6Al-4V, zawierają aluminium, wanad lub inne pierwiastki w celu zwiększenia właściwości, takich jak wytrzymałość.
P: Jaki rozmiar cząstek proszku tytanowego jest optymalny?
O: W przypadku prasowania i spiekania powszechne jest 75-150 mikronów. W przypadku procesów produkcji addytywnej preferowany jest drobniejszy proszek o wielkości 15-45 mikronów, aby uzyskać dobrą rozdzielczość.
P: Czy proszek tytanowy wymaga specjalnych środków ostrożności?
O: Tak, drobiny tytanu są łatwopalne i stwarzają zagrożenie wybuchem. Stosowana jest osłona z gazu obojętnego i odpowiednie uziemienie. Kontakt z wodą powoduje absorpcję wodoru.
P: Jak określić, który gatunek tytanu jest najlepszy dla mojego zastosowania?
O: Skonsultuj się ściśle z potencjalnymi dostawcami w sprawie wymagań technicznych. Ti-6Al-4V jest najpopularniejszym gatunkiem, ale inne, takie jak Ti-6Al-7Nb, odpowiadają konkretnym potrzebom. Uzyskaj próbki testowe, aby ocenić wydajność.
P: Jakimi metodami można wytwarzać proszek tytanowy nadający się do druku 3D?
O: Atomizacja gazowa i sferoidyzacja plazmowa tworzą drobne sferyczne proszki tytanu optymalne do produkcji addytywnej. Metody wodorkowo-wodorkowe i mielenia mechanicznego również wytwarzają proszek nadający się do druku.
P: Jaka obróbka końcowa jest wymagana w przypadku tytanowych części produkowanych addytywnie?
O: Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) pomaga wyeliminować porowatość w drukowanych częściach. W zależności od końcowych właściwości i wymaganych tolerancji może być konieczna dodatkowa obróbka cieplna, wykończenie powierzchni i obróbka skrawaniem.
