Bubuk Ti6Al4V

Gambaran Umum Bubuk Ti6Al4V

Serbuk Ti6Al4V, juga disebut sebagai paduan titanium Grade 5, adalah salah satu serbuk paduan titanium yang paling populer. Ini mengandung aluminium 6% dan vanadium 4% sebagai elemen paduan utama bersama dengan sisa titanium.

Serbuk bulat ti6al4v menawarkan kombinasi yang luar biasa dari kekuatan tinggi, berat badan rendah, dan ketahanan terhadap korosi, biokompatibilitasdan kemampuan kerja.

Sifat-sifat utama dan keunggulan bubuk Ti6Al4V:

Sifat dan Karakteristik Serbuk Ti6Al4V

Properti	Detail
Komposisi	Paduan Ti-6Al-4V
Kepadatan	4,43 g/cc
Bentuk partikel	Sebagian besar berbentuk bulat
Kisaran ukuran	15-45 mikron
Kepadatan yang tampak	Kepadatan sebenarnya hingga 60%
Kemampuan mengalir	Bagus.
Kekuatan	Tinggi untuk paduan titanium
Ketahanan korosi	Luar biasa

Ti6Al4V banyak digunakan di industri kedirgantaraan, medis, otomotif, kimia, dan konsumen karena profil propertinya yang seimbang.

Komposisi Serbuk Ti6Al4V

Komposisi khas bubuk Ti6Al4V:

Komposisi Serbuk Ti6Al4V

Elemen	Berat %
Titanium	Keseimbangan
Aluminium	5.5-6.75%
Vanadium	3.5-4.5%
Oksigen	<0.2%
Karbon	<0.1%
Nitrogen	<0,05%
Hidrogen	<0,015%
Besi	<0.3%

• Titanium membentuk matriks yang memberikan kekuatan dan ketahanan terhadap korosi
• Aluminium menstabilkan fase alfa dan meningkatkan kekuatan
• Vanadium menstabilkan fase beta dan meningkatkan kemampuan kerja
• Unsur-unsur lain yang dibatasi sebagai pengotor

Rasio Ti-Al-V yang dioptimalkan memberikan kombinasi yang luar biasa antara kekuatan, keuletan, ketangguhan patah, dan kekuatan fatik.

Sifat Fisik Serbuk Ti6Al4V

Sifat Fisik Serbuk Ti6Al4V

Properti	Nilai-nilai
Kepadatan	4,43 g/cc
Titik leleh	1604-1660°C
Konduktivitas termal	6,7 W/mK
Resistivitas listrik	170 μΩ-cm
Koefisien ekspansi termal	8,4 x 10^-6 /K
Suhu layanan maksimum	400°C

• Kepadatan rendah dibandingkan dengan baja
• Titik leleh yang tinggi memungkinkan penggunaan pada suhu yang cukup tinggi
• Konduktivitas termal yang rendah memerlukan pertimbangan desain
• Resistivitas listrik yang tinggi cocok untuk pengencang tahan korosi
• CTE lebih rendah dari baja dan paduan nikel

Sifat-sifat ini membuat Ti6Al4V sangat cocok untuk banyak aplikasi struktural ringan di seluruh industri.

Sifat Mekanik Serbuk Ti6Al4V

Sifat Mekanik Serbuk Ti6Al4V

Properti	Nilai-nilai
Kekuatan tarik	950 - 1050 MPa
Kekuatan luluh	860 - 950 MPa
Perpanjangan	10 – 18%
Kekerasan	330 - 380 HB
Modulus elastisitas	110 - 120 GPa
Kekuatan kelelahan	400 - 500 MPa

• Kombinasi yang sangat baik dari kekuatan tinggi dan keuletan yang wajar
• Kekuatannya melebihi nilai titanium lainnya seperti titanium murni komersial
• Kekerasan lebih tinggi dari titanium tanpa paduan
• Umur kelelahan yang luar biasa membuatnya cocok untuk aplikasi pemuatan siklik

Sifat-sifat tersebut membuat Ti6Al4V cocok untuk aplikasi berat yang membutuhkan kekuatan spesifik dan ketahanan lelah yang tinggi.

Aplikasi Bubuk Ti6Al4V

Serbuk Ti6Al4V digunakan secara luas di seluruh industri:

Aplikasi Bubuk Ti6Al4V

Industri	Penggunaan
Dirgantara	Bagian-bagian badan pesawat struktural, komponen mesin
Biomedis	Implan ortopedi dan gigi
Otomotif	Batang penghubung, katup, pegas
Bahan kimia	Tangki, bejana, penukar panas
Konsumen	Perlengkapan olahraga, kotak arloji, bodi ponsel
Pencetakan 3D	Komponen kedirgantaraan dan medis

Beberapa aplikasi produk tertentu meliputi:

• Pelat tulang, implan pengganti sendi
• Komponen struktural pesawat dan helikopter
• Katup mesin otomotif dan batang penghubung
• Peralatan kimia seperti pipa, pompa, katup
• Perlengkapan olahraga termasuk tongkat golf dan rangka sepeda
• Manufaktur aditif untuk struktur ringan

Ti6Al4V memberikan rasio kekuatan-terhadap-berat dan biokompatibilitas terbaik untuk bagian struktural penting di seluruh sektor yang menuntut ini.

Spesifikasi Bubuk Ti6Al4V

Spesifikasi dan standar utama untuk bubuk Ti6Al4V:

Standar Serbuk Ti6Al4V

Standar	Deskripsi
ASTM F2924	Manufaktur aditif paduan Ti6Al4V
ASTM F3001	Spesifikasi untuk bubuk paduan Ti yang dikabutkan dengan gas untuk AM
AMS 4954	Batas komposisi bubuk Ti-6Al-4V untuk pembuatan aditif
ASTM B348	Spesifikasi untuk serbuk paduan Ti dan Ti
ASTM F1472	Paduan Ti6Al4V tempa untuk implan bedah

Ini menentukan:

• Rentang komposisi kimia
• Sifat mekanik yang dibutuhkan
• Metode produksi bubuk - atomisasi gas inert
• Batas pengotor seperti O, N, C, Fe
• Distribusi dan morfologi ukuran partikel
• Metode pengujian untuk memverifikasi kualitas bubuk

Serbuk Ti6Al4V bersertifikat yang memenuhi spesifikasi ini memastikan sifat dan kinerja yang optimal untuk berbagai aplikasi di seluruh industri.

Ukuran Partikel Serbuk Ti6Al4V

Distribusi Ukuran Partikel Serbuk Ti6Al4V

Ukuran Partikel	Karakteristik
15-45 mikron	Kisaran ukuran tujuan umum
45-100 mikron	Dioptimalkan untuk penyemprotan dingin
5-25 mikron	Ukuran yang lebih halus yang digunakan dalam proses laser AM

• Serbuk yang lebih halus memberikan resolusi dan hasil akhir permukaan yang lebih tinggi
• Serbuk yang lebih kasar sesuai dengan metode laju pengendapan tinggi seperti penyemprotan dingin
• Kisaran ukuran disesuaikan berdasarkan metode produksi yang digunakan
• Morfologi bulat dipertahankan di seluruh rentang ukuran

Mengontrol distribusi ukuran partikel dan morfologi sangat penting untuk kepadatan kemasan bubuk yang tinggi, kemampuan mengalir, dan sifat bagian akhir.

Kepadatan Serbuk Ti6Al4V yang tampak jelas

Kepadatan Serbuk Ti6Al4V yang tampak jelas

Kepadatan Nyata	Detail
Kepadatan sebenarnya hingga 60%	Untuk morfologi bubuk bulat
2,6 - 3,0 g/cc	Meningkat dengan kepadatan kemasan yang lebih besar

• Kepadatan semu yang lebih tinggi meningkatkan kemampuan aliran serbuk dan efisiensi pengisian cetakan
• Nilai hingga 65% dimungkinkan dengan bubuk bulat yang dioptimalkan
• Kepadatan semu yang tinggi meminimalkan waktu siklus pers.

Memaksimalkan densitas semu memungkinkan pengepresan dan sintering serbuk otomatis yang efisien hingga mencapai densitas penuh.

Metode Produksi Bubuk Ti6Al4V

Produksi Bubuk Ti6Al4V

Metode	Detail
Atomisasi gas	Gas inert bertekanan tinggi memecah aliran paduan cair menjadi tetesan-tetesan halus
Peleburan busur vakum	Bahan masukan dengan kemurnian tinggi yang dimurnikan dan dilebur dalam ruang hampa udara
Beberapa peleburan ulang	Meningkatkan homogenitas kimiawi
Pengayakan	Mengklasifikasikan bubuk ke dalam fraksi ukuran partikel yang berbeda

• Atomisasi gas dengan gas inert menghasilkan bubuk yang bersih dan berbentuk bulat
• Pemrosesan vakum meminimalkan kotoran gas
• Peleburan ulang beberapa kali meningkatkan keseragaman komposisi
• Pasca-pemrosesan memungkinkan kontrol distribusi ukuran partikel

Metode otomatis yang dikombinasikan dengan kontrol kualitas yang ketat menghasilkan bubuk Ti6Al4V yang andal dan konsisten yang cocok untuk aplikasi penting.

Harga Bubuk Ti6Al4V

Harga Bubuk Ti6Al4V

Faktor	Dampak pada Harga
Tingkat kemurnian	Kenaikan harga untuk kemurnian yang lebih tinggi
Ukuran partikel	Bubuk ultrafine lebih mahal
Jumlah pesanan	Harga berkurang untuk pesanan dalam jumlah besar
Metode produksi	Penggunaan beberapa pelapisan ulang meningkatkan biaya
Pengemasan	Silinder yang diisi argon lebih mahal
Waktu tunggu	Waktu pengiriman yang lebih cepat meningkatkan harga

Harga Indikatif

• Ti6Al4V untuk aplikasi medis: $150-250 per kg
• Ti6Al4V untuk aplikasi industri: $100-150 per kg

Harga yang jauh lebih rendah berlaku untuk jumlah pesanan dalam jumlah besar dalam kisaran ton.

Pemasok Bubuk Ti6Al4V

Pemasok Bubuk Ti6Al4V

Perusahaan	Lokasi
AP&C	Amerika Serikat, Kanada
Aditif Tukang Kayu	AMERIKA SERIKAT
Met3DP	Cina
TLS Technik	Jerman
Sandvik Osprey	INGGRIS
Tekna	Kanada

Faktor-faktor pemilihan utama:

• Kisaran tingkat kemurnian dan ukuran partikel yang ditawarkan
• Kualitas dan konsistensi bubuk dari batch ke batch
• Kapasitas produksi dan waktu tunggu
• Kepatuhan terhadap standar medis dan kedirgantaraan
• Tingkat harga berdasarkan volume pesanan
• Keahlian teknis dan dukungan pelanggan

Penanganan dan Penyimpanan Serbuk Ti6Al4V

Penanganan Bubuk Ti6Al4V

Rekomendasi	Alasan
Hindari penghirupan	Karena risiko kerusakan jaringan paru-paru akibat partikel halus
Gunakan masker pelindung	Mencegah konsumsi yang tidak disengaja
Tangani di area berventilasi	Mengurangi suspensi partikel di udara
Pastikan tidak ada sumber penyalaan	Serbuk dapat terbakar dalam atmosfer oksigen
Ikuti protokol anti-statis	Mencegah kebakaran akibat pelepasan muatan listrik statis saat menangani
Simpan wadah tertutup di tempat yang sejuk dan kering	Mencegah penyerapan dan reaktivitas kelembapan

Meskipun bubuk Ti6Al4V relatif lembam, tindakan pencegahan yang disarankan harus dilakukan selama penanganan dan penyimpanan untuk menjaga kemurnian.

Inspeksi dan Pengujian Serbuk Ti6Al4V

Pengujian Serbuk Ti6Al4V

Tes	Detail
Analisis kimia	Spektroskopi ICP digunakan untuk memverifikasi komposisi
Distribusi ukuran partikel	Difraksi laser digunakan untuk menentukan distribusi ukuran
Kepadatan yang tampak	Diukur menggunakan pengukur aliran Hall sesuai ASTM B212
Morfologi bubuk	Pencitraan SEM untuk memeriksa kebulatan partikel
Analisis laju aliran	Menggunakan corong flowmeter Hall
Uji kerapatan keran	Kepadatan diukur setelah sampel bubuk disadap secara mekanis

Pengujian memastikan bubuk memenuhi komposisi kimia, karakteristik fisik, morfologi, densitas, dan spesifikasi aliran yang diperlukan sesuai standar yang berlaku.

Pro dan Kontra Bubuk Ti6Al4V

Keuntungan dari Bubuk Ti6Al4V

• Rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat baik
• Kekuatan fatik dan ketangguhan patah yang tinggi
• Ketahanan korosi yang luar biasa
• Keuletan dan kemampuan bentuk yang baik
• Biokompatibilitas tinggi untuk penggunaan medis
• Hemat biaya dibandingkan dengan paduan titanium lainnya

Keterbatasan Serbuk Ti6Al4V

• Ketahanan oksidasi suhu tinggi sedang
• Kekuatan yang lebih rendah dari beberapa paduan titanium
• Reaktivitas tinggi membutuhkan atmosfer pemrosesan yang lembam
• Sulit untuk mesin dalam keadaan disinter sepenuhnya
• Keterbatasan dalam pengelasan paduan
• Kekhawatiran toksisitas tentang unsur vanadium

Perbandingan Dengan Serbuk Ti64 dan Ti Grade 2

Ti6Al4V vs Ti64 dan Serbuk Kelas 2

Parameter	Ti6Al4V	Ti64	Ti Kelas 2
Aluminium	6%	6%	–
Vanadium	4%	4%	–
Kekuatan	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa
Daktilitas	10-18%	10-18%	15-30%
Biaya	Sedang	Sedang	Rendah
Penggunaan	Kedirgantaraan, medis	Kedirgantaraan, otomotif	Industri, konsumen

• Ti6Al4V dan Ti64 memiliki sifat yang hampir identik
• Grade 2 Ti memberikan keuletan yang lebih baik tetapi kekuatannya lebih rendah
• Ti6Al4V lebih disukai untuk bagian struktural kritis yang membutuhkan kekuatan tinggi

Pertanyaan Umum Bubuk Ti6Al4V

T: Apa aplikasi utama bubuk Ti6Al4V?

J: Aplikasi utama meliputi komponen struktural kedirgantaraan, implan biomedis seperti sendi pinggul dan lutut, suku cadang otomotif seperti katup dan batang penghubung, peralatan proses kimia, dan produk konsumen seperti peralatan olahraga dan kotak arloji.

T: Mengapa Ti6Al4V merupakan paduan titanium yang paling populer?

J: Ti6Al4V memberikan kombinasi serba guna terbaik dari kekuatan tinggi, kepadatan rendah, ketangguhan patah, ketahanan korosi, bio-kompatibilitas, kemampuan las, dan biaya moderat.

T: Tindakan pencegahan apa yang harus dilakukan saat bekerja dengan bubuk Ti6Al4V?

J: Tindakan pencegahan yang disarankan termasuk menggunakan perlengkapan pelindung, penanganan dalam atmosfer lembam, menghindari sumber penyulut, mengendalikan muatan statis, menggunakan alat yang tidak menimbulkan percikan api, dan menyimpan wadah tertutup di tempat yang sejuk dan kering.

T: Bagaimana vanadium memengaruhi sifat-sifat paduan Ti6Al4V?

J: Vanadium bertindak sebagai penstabil beta yang meningkatkan kemampuan kerja. Hal ini juga berkontribusi pada pengerasan presipitasi yang memberikan kekuatan dan ketahanan mulur suhu tinggi pada paduan.