bubuk titanium bulat dengan ukuran partikel yang terkontrol memungkinkan pembuatan komponen logam titanium yang kuat dan ringan dengan menggunakan manufaktur aditif atau pengepresan metalurgi serbuk. Rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, ketahanan terhadap korosi, dan biokompatibilitasnya menjadikan titanium sebagai bahan rekayasa yang menarik di seluruh aplikasi kedirgantaraan, medis, otomotif, dan aplikasi lain yang menuntut.
Panduan ini mencakup komposisi, metode produksi, spesifikasi, penggunaan, harga, dan pertimbangan sumber untuk bubuk titanium bulat untuk fabrikasi metal AM atau fabrikasi press-and-sinter.
Jenis dari bubuk titanium bulat
Berdasarkan komposisi dan pemrosesan, serbuk titanium bulat dikategorikan sebagai:
| Jenis | Deskripsi |
|---|---|
| Titanium CP (Komersial Murni) | 99.5% dan di atas titanium murni dengan pengotor unsur interstisial rendah |
| Ti-6Al-4V | Paduan titanium dengan aluminium 6% dan tambahan vanadium 4% untuk kekuatan |
| Serbuk pra-paduan | Partikel bulat padat dengan komposisi Ti-6-4 yang homogen |
| Unsur Campuran | Campuran serbuk titanium, aluminium, dan vanadium murni |
Menyesuaikan grade dengan sifat mekanis, ketahanan korosi dan kebutuhan anggaran untuk aplikasi komponen titanium jadi.
Metode Produksi
- Atomisasi Plasma - Obor plasma berenergi tinggi melelehkan bahan baku. Kumparan induksi yang kuat menghasilkan semprotan tetesan yang mengeras menjadi spheroid titanium. Distribusi partikel tersempit dengan aliran serbuk yang baik dan kepadatan kemasan.
- Atomisasi Gas - Proses serupa menggunakan semburan gas inert bertekanan dan bukan energi plasma untuk mengatomisasi aliran titanium cair menjadi tetesan halus. Proses dengan daya yang lebih rendah tetapi ukuran partikel yang lebih lebar.
- Proses Elektroda Berputar - Gaya sentrifugal dari elektroda yang berputar menghancurkan titanium cair menjadi tetesan. Menghasilkan ukuran partikel yang kecil. Produksi tingkat tinggi dengan distribusi yang sempit.
Mengontrol parameter proses seperti suhu, tekanan, dan aliran gas menghasilkan serbuk tidak berpori yang lebih disukai untuk fabrikasi logam titanium.
Komposisi dari bubuk titanium bulat
| Kelas | Titanium (Ti) | Aluminium (Al) | Vanadium (V) | Besi (Fe) | Oksigen (O) |
|---|---|---|---|---|---|
| CP Kelas 1 | 98,9% min | 0,3% maks | 0,2% maks | 0,3% maks | 0,18% maks |
| CP Kelas 2 | 98,6% min | 0,3% maks | 0,1% maks | 0,3% maks | 0,25% maks |
| CP Kelas 4 | 97,5% min | 0,3% maks | 0,1% maks | 0,5% maks | 0,40% maks |
| Ti-6Al-4V | Dasar | 5.5-6.75% | 3.5-4.5% | 0,3% maks | 0,13% maks |
Kontrol ketat pada oksigen dan nitrogen rendah dengan batas karbon, besi, dan kromium menjaga ketahanan dan keuletan terhadap korosi. Pemilihan grade menyeimbangkan properti yang diperlukan dengan biaya paduan untuk aplikasi yang berbeda.
Spesifikasi Umum
| Parameter | Nilai | Metode pengujian |
|---|---|---|
| Kemurnian | >99% titanium | ASTM E2371, analisis ICP |
| Bentuk partikel | Bulat> 92% | Mikroskopi |
| Kerapatan ketukan | 2,7-3,7 g/cc | Pengukur aliran aula |
| Ukuran partikel | 15-45 μm | Difraksi laser |
| Oksigen (O) | <2000 ppm | Fusi gas inert |
| Nitrogen (N) | <400 ppm | Fusi gas inert |
| Hidrogen (H) | <150 ppm | Fusi gas inert |
| Laju aliran | > 95% untuk 50 μm | Pengukur aliran aula |
Tinjau sertifikasi batch statistik dari pemasok yang mengonfirmasi persyaratan kelas standar dan kinerja konsistensi di seluruh metrik ini sebelum membeli.
Sifat Mekanis
| Paduan | Kekuatan Tarik Utama (ksi) | Kekuatan Luluh (ksi) | Perpanjangan (%) |
|---|---|---|---|
| CP Kelas 1 | 130 | 120 | 20% |
| CP Kelas 2 | 150 | 140 | 18% |
| Ti-6Al-4V | 160 | 150 | 10% |
Mencapai kekuatan material target membutuhkan pasca-pemrosesan termal yang dioptimalkan seperti pengepresan isostatik panas dan perlakuan panas. Sesuaikan grade dengan properti yang dibutuhkan.
Aplikasi AM Logam
Bagian aditif logam utama yang menggunakan serbuk titanium berbentuk bola:
- Dirgantara: Braket badan pesawat, rusuk sayap, dudukan mesin - kekuatan tinggi, bobot rendah
- Medis & Gigi: Implan pinggul, lutut & tulang belakang; alat bedah - kompatibel dengan bio
- Otomotif: Batang penghubung, komponen turbocharger- tahan panas dan korosi
- Konsumen: Bingkai kacamata, perlengkapan olahraga, bodi arloji - kualitas estetika
- Industri: Bagian penanganan cairan seperti katup, pompa; perangkat keras kelautan; penukar panas
Manfaatkan kekuatan spesifik yang tinggi dan sesuaikan paduan seperti Ti6-4 untuk lingkungan produksi yang menuntut di seluruh industri.
Spesifikasi Industri
- ASTM F1580 - Paduan titanium 6-aluminium 4-vanadium tempa untuk implan bedah
- ASTM B348 - Spesifikasi batang, kawat, bubuk, dan stok tempa titanium dan paduan titanium
- AMS 4999 - Batas komposisi untuk produksi serbuk paduan titanium
- ISO 23304 - Serbuk logam yang digunakan untuk proses manufaktur aditif
Tinjau sertifikat bets yang divalidasi secara statistik untuk memastikan kualitas lot bubuk memenuhi sertifikasi.
Pertimbangan Kualitas
| Metrik | Dapat diterima | Metode pengujian |
|---|---|---|
| Kerapatan Ketuk | ≥2,7 g/cc | Pengukur Aliran Aula |
| Laju Aliran | ≥95% untuk saringan 45 μm | Pengukur Aliran Aula |
| Bentuk Partikel | ≥92% bulat | Mikroskopi |
| Distribusi Ukuran Partikel | Per ASTM B348 | Difraksi Laser |
| Interstisial Utama (O, H, N) | <2000; <150; <400 ppm resp. | Fusi Gas Inert |
Atribut kualitas serbuk berkorelasi langsung dengan kekuatan material bagian akhir yang disinter, hasil akhir permukaan, dan tingkat cacat.
Kisaran Harga
| Kelas | Ukuran Partikel | Harga per kg |
|---|---|---|
| CP Kelas 1 | 15-45 mikron | $50-$150 |
| Ti-6Al-4V | 15-45 mikron | $55-$200 |
| Ti-6Al-4V ELI | 10-75 mikron | $250-$750 |
Harga tergantung pada kemurnian, ukuran bubuk, volume produksi, dan faktor regional. Dapatkan penawaran harga yang pasti dari vendor terpilih khusus untuk aplikasi Anda.
Pertimbangan Pembelian
| Parameter | Pentingnya |
|---|---|
| Sertifikasi Kualitas | Tinggi |
| Konsistensi | Tinggi |
| Data Kualifikasi Bagian | Sedang |
| Dukungan Teknis | Sedang |
| Ketersediaan Sampel | Rendah |
| Faktor Harga | Rendah |
Pertanyaan Umum
T: Apa yang dimaksud dengan caking pada bubuk titanium dan bagaimana cara mencegahnya?
J: Pengelompokan partikel serbuk menjadi aglomerat yang disinter sebagian disebut caking. Ini mengganggu aliran dan kepadatan kemasan. Simpan dalam wadah kedap udara dengan bahan pengering untuk mencegah reaksi samping penyerapan air dan oksigen yang memungkinkan terjadinya penggumpalan di antara partikel titanium dari waktu ke waktu.
T: Apakah ada bahaya kesehatan yang terkait dengan serbuk titanium?
J: Seperti kebanyakan serbuk logam halus lainnya, hindari penghirupan selama penanganan. Selain masalah sensitivitas, serbuk titanium relatif inert dan dianggap tidak beracun dengan risiko rendah untuk insiden kontak eksternal atau tertelan. Gunakan peralatan dan prosedur perlindungan yang memadai selama penyimpanan, pengangkutan, atau pemrosesan.
T: Bagaimana cara menyimpan bubuk titanium dengan benar?
J: Tutup wadah kedap udara dengan kantong pengering untuk mencegah oksidasi. Batasi variasi suhu antara 10-30°C. Buang jika warna berubah dari abu-abu mengkilap yang mengindikasikan kerusakan seperti penggetasan hidrogen. Umur simpan lebih dari 5 tahun jika disimpan dengan benar.
T: Apakah bubuk titanium memerlukan pengiriman dan penanganan khusus?
J: Diklasifikasikan sebagai tidak berbahaya, tidak mudah terbakar. Hindari pengangkutan saat cuaca sangat panas atau dingin. Amankan kemasan dengan kuat untuk mencegah kebocoran atau kontaminasi. Pengirim dingin khusus dengan kemasan gel tersedia untuk tingkat penelitian dengan kemurnian tinggi.