Titanium Ti64eli Powder adalah bahan teknik penting yang digunakan di berbagai industri karena sifat dan karakteristiknya yang unik. Artikel ini memberikan tinjauan teknis komprehensif bubuk Titanium Ti64eli yang mencakup komposisi, sifat, aplikasi, spesifikasi, harga, keuntungan, dan keterbatasannya.
Gambaran Umum Bubuk Titanium Ti64ELI
Bubuk Titanium Ti64ELI, juga dikenal sebagai Bubuk Titanium 6Al-4V ELIadalah paduan titanium yang mengandung aluminium dan vanadium sebagai elemen paduan. Paduan ini memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat baik, ketahanan lelah, ketangguhan patah, dan ketahanan terhadap korosi. Serbuk Ti64ELI adalah varian interstisial ekstra rendah dari Ti64 dengan kadar oksigen, nitrogen, karbon, dan besi yang lebih rendah.
Ti64ELI digunakan untuk pembuatan aditif, pencetakan injeksi logam, pengepresan isostatik panas dan dingin, dan proses metalurgi serbuk lainnya. Ini dapat dicetak 3D menjadi bagian yang sangat padat dan kompleks dengan mikrostruktur halus dan sifat mekanik yang sebanding dengan produk Ti64 tempa. Kombinasi Ti64ELI yang ringan, kuat, dan tahan korosi membuatnya cocok untuk aplikasi kedirgantaraan, medis, gigi, alat olahraga, otomotif, dan kelautan.
Beberapa fitur utama dari bubuk Titanium Ti64ELI meliputi:
- Biokompatibilitas dan osseointegrasi yang sangat baik
- Kemampuan untuk mencetak geometri rumit secara 3D yang tidak mungkin dilakukan dengan pengecoran/pemesinan
- Komposisi dan struktur mikro yang konsisten pada komponen cetakan 3D
- Kekuatan fatik dan ketangguhan patah yang baik
- Elemen interstisial yang lebih rendah dari Ti64 untuk keuletan yang unggul
- Kompatibilitas dengan pengepresan isostatik panas (HIP) dan perlakuan panas
- Kesesuaian dengan standar ASTM untuk bahan kimia dan ukuran partikel
Komposisi Bubuk Titanium Ti64ELI
Komposisi kimiawi khas dari bubuk titanium Ti64ELI adalah:
| Elemen | Berat % |
|---|---|
| Titanium (Ti) | Keseimbangan |
| Aluminium (Al) | 5.5-6.75% |
| Vanadium (V) | 3.5-4.5% |
| Oksigen (O) | ≤ 0,13% |
| Nitrogen (N) | ≤ 0,05% |
| Karbon (C) | ≤ 0,08% |
| Besi (Fe) | ≤ 0,25% |
Elemen paduan utamanya adalah aluminium dan vanadium. Aluminium meningkatkan kekuatan dan mengurangi kepadatan. Vanadium meningkatkan kekuatan dan keuletan. Unsur-unsur interstisial yang rendah oksigen, nitrogen, dan karbon dalam Ti64ELI memberikan keuletan yang lebih baik dibandingkan dengan Ti64.
Sifat-sifat Bubuk Titanium Ti64ELI
Serbuk Titanium Ti64ELI memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
| Properti | Nilai |
|---|---|
| Kepadatan | 4,43 g/cm3 |
| Titik Leleh | 1604-1660°C |
| Konduktivitas Termal | 6,7 W/m-K |
| Tahanan Listrik | 170 μΩ-cm |
| Modulus Young | 114 GPa |
| Kekuatan Tarik | 895-930 MPa |
| Kekuatan Hasil | 825-875 MPa |
| Perpanjangan | 10-15% |
| Rasio Poisson | 0.32-0.34 |
| Kekuatan Kelelahan | 400 MPa |
Sorotan utama:
- Kepadatan rendah dibandingkan dengan baja
- Mempertahankan kekuatan dan ketangguhan pada suhu kriogenik
- Lebih kuat dari titanium murni komersial
- Keuletan yang lebih rendah dari Ti64 tempa tetapi cukup untuk sebagian besar aplikasi
- Ketahanan korosi yang sangat baik karena lapisan oksida pelindung yang stabil
Aplikasi Bubuk Titanium Ti64ELI
Serbuk Titanium Ti64ELI digunakan untuk membuat komponen untuk aplikasi berikut:
Aerospace: Komponen mesin, badan pesawat, turbin, pengencang, roda gigi, sistem hidrolik
Medis dan Gigi: Implan ortopedi, prostetik, instrumen bedah, implan gigi
Otomotif: Katup, batang penghubung, komponen mobil balap
Marinir: Baling-baling, pompa, poros, pipa, alat kelengkapan
Bahan kimia: Penukar panas, katup, pipa untuk menangani bahan kimia korosif
Barang Olahraga: Tongkat golf, rangka sepeda, raket tenis, tongkat lacrosse
Manufaktur Aditif: Suku cadang cetak 3D untuk sektor kedirgantaraan, otomotif, dan medis
Ti64ELI lebih disukai daripada Ti64 dalam AM karena elemen interstisial yang lebih rendah yang menyebabkan penggetasan pada bagian Ti64 yang dicetak 3D. Ini juga memiliki biokompatibilitas tinggi untuk implan medis.
Spesifikasi Bubuk Titanium Ti64ELI
Serbuk Titanium Ti64ELI tersedia dalam spesifikasi berikut:
| Parameter | Detail |
|---|---|
| Ukuran Partikel | 15-45 mikron |
| Metode produksi | Atomisasi gas |
| Bentuk Partikel | Bulat |
| Distribusi Ukuran | D10: 20 mikron, D50: 35 mikron, D90: 40 mikron |
| Kepadatan Nyata | ~ 2,2 g / cc |
| Kerapatan Ketuk | ~ 3,2 g/cc |
| Kemampuan mengalir | Luar biasa |
| Standar | ASTM B348 Kelas 23 |
Ukuran partikel yang lebih besar dari 63-106 mikron dapat diproduksi secara khusus berdasarkan persyaratan aplikasi. Ukuran partikel yang lebih halus tersedia untuk bahan baku cetakan injeksi logam.
Pemasok dan Harga Bubuk Titanium Ti64ELI
Beberapa pemasok utama dan rincian harga untuk bubuk titanium Ti64ELI meliputi:
| Pemasok | Harga |
|---|---|
| AP&C | $88 / kg untuk pesanan > 1000 kg |
| Arcam AB | $75 / kg untuk pesanan > 500 kg |
| TLS Technik | €100/kg untuk pesanan >100 kg |
| Teknologi LPW | £70-90/kg untuk pesanan >100 kg |
| Bubuk CNPC | $80-100/kg untuk >100 kg |
Harga bervariasi dari $70-100 per kg berdasarkan jumlah pesanan, distribusi ukuran partikel, dan lokasi. Jumlah kecil dan sampel penelitian dapat berharga lebih dari $500/kg.
Perbandingan Antara Serbuk Titanium Ti64 dan Ti64ELI
Berikut ini adalah perbandingan antara paduan titanium Ti64ELI dan Ti64:
| Parameter | Ti64ELI | Ti64 |
|---|---|---|
| O, C, N Interstisial | Lebih rendah | Lebih tinggi |
| Daktilitas | Lebih tinggi | Lebih rendah |
| Ketangguhan | Lebih baik | Miskin |
| Kemampuan las | Luar biasa | Sedang |
| Ketahanan Korosi | Sebanding | Sebanding |
| Kekuatan | Sebanding | Sebanding |
| Biaya | Lebih tinggi | Lebih rendah |
| Kesesuaian AM | Luar biasa | Sedang |
Keunggulan Ti64ELI dibandingkan Ti64:
- Keuletan dan ketangguhan patah yang lebih baik
- Kecenderungan retak yang lebih rendah selama pembuatan aditif
- Dapat diberi perlakuan panas ke tingkat kekuatan yang lebih tinggi
- Lebih tahan terhadap penyerapan dan penggetasan hidrogen
Keterbatasan Ti64ELI vs Ti64:
- Biaya yang lebih tinggi karena kemurnian bahan baku dan pemrosesan
- Tidak direkomendasikan untuk aplikasi suhu tinggi di atas 300°C
- Lebih sedikit data pengembangan paduan yang tersedia dibandingkan dengan Ti64
Pro dan Kontra dari Bubuk Titanium Ti64ELI
Keuntungan:
- Rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat baik
- Bio-inertness memungkinkan penggunaan untuk implan medis
- Tahan terhadap sterilisasi dan autoklaf
- Tahan terhadap korosi di lingkungan yang keras
- Kompatibel dengan proses tradisional dan aditif
- Dapat diolah dengan panas untuk menyesuaikan sifat-sifatnya
- Dapat dilapisi untuk estetika dan ikatan
Kekurangan:
- Lebih mahal dari baja tahan karat dan paduan aluminium
- Kekakuan yang lebih rendah dari baja, rentan terhadap pegas balik
- Kekuatan geser yang buruk dibandingkan dengan baja
- Debu titanium menimbulkan bahaya kebakaran
- Sulit untuk mesin karena konduktivitas termal yang rendah
- Rentan terhadap rasa sakit dan tersangkut selama pemesinan
- Perawatan permukaan wajib untuk ikatan perekat
- Membutuhkan pelindung gas inert selama AM dan pengelasan
Pertanyaan Umum
T: Apa perbedaan antara Ti64ELI dan Ti64?
J: Ti64ELI memiliki oksigen, nitrogen, dan karbon interstisial yang lebih rendah dibandingkan dengan Ti64. Hal ini memberikan keuletan dan ketangguhan patah yang lebih baik pada Ti64ELI.
T: Apa saja aplikasi bubuk Ti64ELI?
J: Aplikasi utama adalah komponen kedirgantaraan, implan medis, suku cadang otomotif, dan pencetakan 3D. Ini banyak digunakan dalam industri yang membutuhkan kekuatan tinggi, bobot rendah dan ketahanan terhadap korosi.
T: Berapa ukuran partikel yang digunakan untuk AM?
J: Ukuran partikel 15-45 mikron direkomendasikan untuk proses AM fusi unggun serbuk, seperti peleburan laser selektif (SLM) dan peleburan berkas elektron (EBM).
T: Apa keunggulan Ti64ELI dibandingkan baja tahan karat?
J: Ti64ELI memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang lebih tinggi, ketahanan korosi yang lebih baik, dan biokompatibilitas yang lebih unggul dibandingkan dengan baja tahan karat. Namun, Ti64ELI juga lebih mahal.
T: Pemrosesan pasca-pemrosesan apa yang diperlukan pada komponen Ti64ELI AM?
J: Suku cadang AM mungkin memerlukan pengepresan isostatik panas (HIP), perlakuan panas, dan pemesinan untuk mencapai dimensi, permukaan akhir, dan sifat material yang diperlukan.
T: Dapatkah komponen Ti64ELI dilas untuk diperbaiki atau disambung?
J: Ya, Ti64ELI memiliki kemampuan las yang sangat baik. Pengelasan laser, pengelasan berkas elektron, dan pengelasan busur dapat digunakan untuk mengelas bagian Ti64ELI. Pelindung yang tepat diperlukan untuk mencegah oksidasi.
Kesimpulan
Singkatnya, bubuk titanium Ti64ELI menawarkan kombinasi yang sangat baik antara kekuatan tinggi, berat badan rendah, ketahanan korosi, biokompatibilitas, kemampuan proses, dan perlakuan panas. Aplikasinya menjangkau sektor kedirgantaraan, medis, otomotif, kimia, dan konsumen. Dengan manufaktur aditif, komponen Ti64ELI yang kompleks dapat dicetak 3D langsung dari data CAD untuk produksi komponen struktural ringan sesuai permintaan. Namun, Ti64ELI lebih mahal daripada Ti64 dan sulit untuk dikerjakan dengan mesin. Secara keseluruhan, Ti64ELI menghadirkan kemampuan di luar batas paduan titanium konvensional.