Titanlegierungspulver
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Pulver aus einer Titanlegierung besteht aus einer Mischung aus Titan und anderen Metallelementen wie Aluminium, Vanadium, Eisen und Molybdän. Die Pulver werden durch Gaszerstäubung hergestellt, ein Verfahren, bei dem geschmolzene Legierungen unter hohem Druck in feine kugelförmige Partikel verwandelt werden, die sich ideal für die additive Fertigung eignen.
Titanlegierungen bieten das beste Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht aller metallischen Werkstoffe. Sie sind so fest wie Stahl, aber 45% leichter. Wenn sie als feine Pulver hergestellt werden, eignen sich Titanlegierungen als Ausgangsmaterial für fortschrittliche Fertigungsverfahren wie selektives Lasersintern (SLS), Elektronenstrahlschmelzen (EBM) und Binder-Jetting. Diese Verfahren ermöglichen komplizierte Formen und kundenspezifische Designs, die bei der herkömmlichen Herstellung nicht möglich sind.
Titan und seine Legierungen zeichnen sich durch ihre Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen aus. Sie widerstehen Salzwasser, Säuren und Chlor viel besser als Aluminium-, Magnesium- oder Stahllegierungen. Titan ist außerdem inert und ungiftig, wenn es in den menschlichen Körper implantiert wird. Diese Biokompatibilität macht es für medizinische Geräte und Implantate von unschätzbarem Wert.
Mit fortschrittlichen Eigenschaften wie hoher Festigkeit, geringer Dichte, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität ermöglichen Titanlegierungspulver leichtere, festere und langlebigere Teile in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Medizin, der Chemie, der Schifffahrt und der Konsumgüterindustrie.
Titanlegierung Pulverzusammensetzung
Titanlegierungspulver enthalten in erster Linie Titan zusammen mit Legierungselementen zur Verbesserung der Festigkeit, Härte und Hochtemperaturleistung. Die gängigsten Titanlegierungen sind Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI und Ti-3Al-2,5V.
| Legierung | Zusammensetzung |
|---|---|
| Ti-6Al-4V | 90% Titan, 6% Aluminium, 4% Vanadium |
| Ti-6Al-4V ELI | 90% Titan, 6% Aluminium, 4% Vanadium, geringe interstitielle Verunreinigungen |
| Ti-3Al-2,5V | 95% Titan, 3% Aluminium, 2,5% Vanadium |
Andere Legierungselemente wie Eisen, Molybdän, Zirkonium, Zinn, Tantal oder Niob können in geringen Mengen enthalten sein. Die Zusammensetzung wird sorgfältig kontrolliert, um die Zieleigenschaften nach der additiven Fertigung zu erreichen.
Eigenschaften von Titanlegierungspulver
Die einzigartigen Eigenschaften von Titanlegierungen in Pulverform ermöglichen fortschrittliche Anwendungen in der Fertigung, in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin und in anderen Bereichen der Spitzentechnologie.
| Eigentum | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI | Ti-3Al-2,5V |
|---|---|---|---|
| Dichte | 4,43 g/cm3 | 4,43 g/cm3 | 4,48 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | 1604°C | 1604°C | 1615°C |
| Zugfestigkeit | Mindestens 1170 MPa | Mindestens 1100 MPa | Mindestens 1095 MPa |
| Streckgrenze | Mindestens 1035 MPa | Mindestens 1035 MPa | Mindestens 1000 MPa |
| Dehnung | 10-15% | 8-15% | 8-10% |
| Elastischer Modul | 114 GPa | 114 GPa | 115 GPa |
| Ermüdungsfestigkeit | 485 MPa | 485 MPa | 450 MPa |
| Bruchzähigkeit | 75 MPa-m^1/2 | 60 MPa-m^1/2 | 65 MPa-m^1/2 |
| Wärmeleitfähigkeit | 7 W/m-K | 7 W/m-K | 6,7 W/m-K |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 170-190 μΩ-cm | 170-190 μΩ-cm | 172 μΩ-cm |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 8,6 μm/m-°C | 8,6 μm/m-°C | 8,8 μm/m-°C |
Die Eigenschaften der gedruckten Teile hängen vom additiven Fertigungsverfahren sowie von der Wärmebehandlung nach dem Druck ab. So erzeugt beispielsweise das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) feinere Mikrostrukturen und bessere mechanische Eigenschaften als das selektive Laserschmelzen (SLM). Nachbearbeitungen wie das heißisostatische Pressen (HIP) können Dichte, Oberflächengüte, Maßgenauigkeit und Materialeigenschaften weiter verbessern.
Anwendungen von Titanlegierungspulver
Einige der wichtigsten Anwendungsbereiche für Titanlegierungspulver sind:
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Triebwerkskomponenten, Teile der Flugzeugzelle, Befestigungselemente, Hydrauliksysteme |
| Medizinische | Implantate, chirurgische Instrumente, Zahnwurzeln, Zahnspangen |
| Automobilindustrie | Pleuelstangen, Ventile, Federn, Befestigungselemente, Zahnräder |
| Chemisch | Pumpen, Ventile, Rohre, Wärmetauscher, Reaktionsbehälter |
| Öl und Gas | Bohrer, Komplettierungswerkzeuge, Unterwasserkomponenten |
| Stromerzeugung | Turbinenschaufeln, Wärmetauscher, Dampf- und Gasrohrleitungen |
| Sportartikel | Golfschläger, Fahrradrahmen, Hockeyschläger, Lacrosse-Schläger |
| Konsumgüter | Uhren, Brillen, Schmuck, Smartphones, Kameras |
Titanlegierungen ermöglichen leichte, leistungsstarke Konstruktionen in allen Branchen, in denen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität entscheidend sind. Die Flexibilität der Pulvermetallurgie ermöglicht die Herstellung komplexer, netzförmiger Teile, die mit herkömmlichen Titanwerkzeugen nicht möglich sind.
Spezifikationen für Titanlegierungspulver
Pulver aus Titanlegierungen sind in verschiedenen Größenbereichen, Zusammensetzungen, Produktionsmethoden und Reinheitsgraden erhältlich. Hier sind einige der wichtigsten Spezifikationsparameter:
| Parameter | Typische Werte |
|---|---|
| Partikelgröße | 10-45 μm, 15-53 μm, 45-150 μm |
| Partikelform | kugelförmig, unregelmäßig |
| Produktionsverfahren | Gaszerstäubung, Verfahren mit rotierenden Plasmaelektroden, Hydrid-Dehydrid |
| Reinheit | Klasse 1, 2, 3, 4, 5 |
| Legierungsgrad | Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-555, Ti-1023, usw. |
| Scheinbare Dichte | 2,5-4,5 g/cm3 |
| Dichte des Gewindebohrers | Bis zu 80% an Materialdichte |
| Sauerstoffgehalt | 3000-5000 ppm |
| Stickstoffgehalt | 150-500 ppm |
| Wasserstoffgehalt | 100-200 ppm |
| Durchflussmenge | Bis zu 25 s/50 g |
| Spezifische Oberfläche | 0,1-1,0 m2/g |
Die Spezifikationen basieren auf ASTM B988 für gasverdüstes sphärisches Titanlegierungspulver und anderen internationalen Normen. Kundenspezifische Zusammensetzungen und Partikeleigenschaften sind für spezielle Anwendungen ebenfalls erhältlich.
Preise für Titanlegierungspulver
Die Preisgestaltung für Titanlegierungspulver hängt von vielen Faktoren ab:
| Faktor | Auswirkungen auf den Preis |
|---|---|
| Zusammensetzung der Legierung | Höherer Legierungsanteil erhöht die Kosten |
| Reinheitsgrad | Höhere Reinheitsgrade sind teurer |
| Partikelgrößenverteilung | Kleinere Größen sind preislich höher angesiedelt |
| Produktionsverfahren | Plasma- und HDH-Pulver kosten mehr als gaszerstäubte |
| Bestellmenge | Preise sinken bei größeren Bestellmengen |
| Verpackung | Mit Argon gespülte versiegelte Dosen verursachen zusätzliche Kosten |
Einige indikative Preisspannen:
- Ti-6Al-4V-Pulver 15-45 μm: $50-80/lb
- Ti-6Al-4V-Pulver 45-150 μm: $30-50/lb
- Kleine Partien in versiegelten Dosen sind ~30% höher
- Plasma Ti-6Al-4V Pulver: $120-150/lb
- Reinheitsgrad 1 Pulver: $200-300/lb
Wenden Sie sich an seriöse Anbieter wie AP&C, Tekna und Advanced Powders, um ein Preisangebot auf der Grundlage Ihrer spezifischen Anforderungen zu erhalten. Seien Sie vorsichtig mit billigen Pulvern aus unbekannten Quellen mit fragwürdiger Qualität.
Vergleich der Methoden zur Herstellung von Titanpulver
Vergleich der Methoden zur Herstellung von Titanpulver
| Methode | Gaszerstäubung | Plasma-Zerstäubung |
|---|---|---|
| Beschreibung | In einer Vakuumkammer geschmolzene Legierung, die durch Hochgeschwindigkeits-Inertgasstrahlen zu Pulver verarbeitet wird | Die Legierung wird mit einem Plasmabogenbrenner geschmolzen, der Dampf aus ultrafeinen Tröpfchen verfestigt sich schnell zu Pulver |
| Partikelgröße | 15-150 Mikrometer | 5-45 Mikrometer |
| Partikelform | Unregelmäßige Sphäroide | Sehr kugelförmig |
| Sauerstoffaufnahme | Mäßig | Niedrig |
| Kosten | Unter | Höher |
| Skalierbarkeit | Höhere Kapazität | Kleine Chargen |
| Typische Anwendungen | Die meisten additiven Fertigungsverfahren | Luft- und Raumfahrt, Medizin |
Die Gaszerstäubung ist die Standardproduktionsmethode der großen Titanpulverhersteller. Die Plasma-Zerstäubung erzeugt feinere, kugelförmigere Pulver, ist aber teurer und hat einen geringeren Ausstoß.
Häufig gestellte Fragen
F: Was sind die wichtigsten Vorteile der Verwendung von Titanlegierungspulver?
A: Die Hauptvorteile sind das ausgezeichnete Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität, Designflexibilität, die Fähigkeit zur Herstellung komplexer Netzformteile und die Leistung bei hohen Temperaturen.
F: In welchen Branchen wird Titanlegierungspulver am häufigsten verwendet?
A: Die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik, die Automobilindustrie, die chemische Verarbeitung, die Öl- und Gasindustrie, die Sportartikelindustrie und die Energieerzeugung sind die führenden Anwender von Titanpulver für hochentwickelte Komponenten.
F: Was sind einige Beispiele für Anwendungen von Titanlegierungspulver?
A: Zu den spezifischen Anwendungen gehören Teile von Flugzeugtriebwerken und Flugzeugzellen, biomedizinische Implantate und Instrumente, Automobilventile und Pleuelstangen, chemische Verarbeitungsanlagen, Golfschläger, Uhren und Fahrräder.
F: Welche Legierungszusammensetzungen werden üblicherweise für Titanpulver verwendet?
A: Zu den gängigen Legierungen gehören Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-555, Ti-1023 und die Reintitangrade 1 bis 4. Die genaue Zusammensetzung wird auf die Anforderungen an Eigenschaften und Verarbeitung zugeschnitten.
F: Welche Herstellungsverfahren verwenden Titanlegierungspulver als Ausgangsmaterial?
A: Die wichtigsten Verfahren sind das Metall-Spritzgießen (MIM), das Laser-Pulverbett-Fusionieren (L-PBF), das Elektronenstrahl-Pulverbett-Fusionieren (EB-PBF) und die gerichtete Energieabscheidung (DED).
F: Wie sind die Eigenschaften von pulvermetallurgischen Titanlegierungen im Vergleich zu Knet- und Gusstitan?
A: Bei optimaler Verarbeitung können pulvermetallurgisch hergestellte Titanbauteile mechanische Eigenschaften erreichen, die denen von Guss- oder Knetprodukten gleichkommen oder sie sogar übertreffen. Eigenschaftsanisotropie und Defekte erfordern jedoch eine genaue Kontrolle und Qualifizierung.
F: Was sind einige der wichtigsten Spezifikationen für Titanlegierungspulver?
A: Zu den wichtigen Merkmalen gehören die Partikelgrößenverteilung, die Partikelform, die Schüttdichte, die Klopfdichte, die Fließgeschwindigkeit, die Legierungszusammensetzung, der Sauerstoff-/Stickstoff-/Wasserstoffgehalt, die spezifische Oberfläche und das Pulverherstellungsverfahren.
F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Handhabung von Titanlegierungspulver erforderlich?
A: Eine inerte Atmosphäre, das Vermeiden von Zündquellen, die Erdung der Geräte, die Minimierung der Staubentwicklung und das Tragen von PSA sind für den sicheren Umgang mit reaktivem Titanpulver unerlässlich. Strenge Verfahren sind erforderlich, um eine Kontamination oder Veränderung der Pulvereigenschaften zu verhindern.
Großhandelspreis: $20/Kg-$300/Kg
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FAQ zum 3D-Druck von Metallpulver
Wie kann ich den Metal3DP-Kundendienst kontaktieren?
Wir bieten einen 24/7-Kundenservice. Unsere Kontaktdaten finden Sie auf der Seite Kontakt, einschließlich Telefon, E-Mail und Online-Chat.
Welche Metallpulver-Materialien bietet Metal3DP an?
Wir bieten verschiedene hochwertige Metallpulver an, darunter Edelstahl und Hochtemperaturlegierungen, die sich für Verfahren wie das Laser- und Elektronenstrahl-Pulverbettschmelzen eignen.
Wie stellt Metal3DP die Qualität des 3D-Druck-Metallpulvers sicher?
Mit unserer umfassenden Erfahrung in der additiven Fertigung von Metallen setzen wir fortschrittliche Verfahren und strenge Qualitätskontrollen ein, um die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität der Teile zu gewährleisten.
In welchen Branchen werden die 3D-Druckgeräte von Metal3DP eingesetzt?
Unsere Geräte werden in zahlreichen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie und anderen eingesetzt und bieten Lösungen für Hochleistungsmetallkomponenten in der Fertigung.
Bietet Metal3DP kundenspezifische Legierungsoptionen an?
Ja, wir bieten kundenspezifische Legierungsdienstleistungen an, um spezifische Materialanforderungen von Kunden zu erfüllen.
Was sind die Vorteile der SEBM-Systeme von Metal3DP?
Unsere SEBM-Systeme zeichnen sich durch die Herstellung komplexer Metallteile mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften aus. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören das branchenführende Fertigungsvolumen, die Präzision und die Zuverlässigkeit.
Kann ich Anwendungsfälle auf der Metal3DP-Website finden?
Ja, auf unserer Website finden Sie eine Vielzahl von Anwendungsbeispielen, die erfolgreiche Implementierungen der Metal3DP-Technologie in verschiedenen Branchen zeigen.
Wie kann ich mit Metal3DP zusammenarbeiten?
Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, und unser Team wird Ihnen maßgeschneiderte Lösungen und Pläne für die Zusammenarbeit anbieten, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.
Wie lange ist die Bearbeitungszeit für die kundenspezifischen Dienstleistungen von Metal3DP?
Die Bearbeitungszeit für kundenspezifische Dienstleistungen variiert je nach Komplexität des Projekts. Wir geben Ihnen genaue Lieferzeiten auf der Grundlage Ihrer Anforderungen an.
Welche 3D-Drucktechnologien bietet Metal3DP an?
Wir sind spezialisiert auf Selektives Lasersintern (SLS), Selektives Laserschmelzen (SLM) und Selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) und andere 3D-Druckverfahren.
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