Bột CPTI

Tổng quan về bột CPTI

Bột CPTI (Titanium nguyên chất hóa học) là một loại bột kim loại titan có độ tinh khiết cao được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau đòi hỏi khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, cường độ cao, trọng lượng thấp và khả năng tương thích sinh học. Nó cung cấp các tài sản vượt trội so với các loại Titanium và Bột hợp kim khác.

Bột CPTI được sản xuất bởi quá trình nguyên tử hóa khí để đạt được hình thái bột hình cầu với ô nhiễm tối thiểu. Nó có phạm vi kích thước hạt là 15-150 micron nói chung. Độ tinh khiết và sạch sẽ cao dẫn đến khả năng lưu chuyển tuyệt vời, mật độ đóng gói và thiêu kết.

Một số thuộc tính chính và lợi thế của bột CPTI bao gồm:

Tính chất và đặc tính bột CPTI

Của cải	Details
Thành phần	99,5% titan tối thiểu. Low O, C, N, H, Fe
Tỉ trọng	4,5 g/cc
Khả năng chảy	Tuyệt vời do hình thái hình cầu
Thiêu kết	Tuyệt vời, đạt được mật độ gần như đầy đủ
Hình dạng hạt	Chủ yếu là hình cầu
Phạm vi kích thước hạt	15-150 micron
Mật độ rõ ràng	2,7-3,2 g/cc
Sự thuần khiết	Nội dung TI lên tới 99,995%
Tạp chất	Oxy thấp, nitơ, carbon, sắt
Màu sắc	Màu xám đen với ánh kim loại

Ưu điểm chính của bột CPTI

• Độ tinh khiết cao giúp cải thiện hiệu suất và khả năng tương thích sinh học
• Hình thái bột hình cầu cung cấp dòng chảy tốt và đóng gói
• Được sử dụng rộng rãi để sản xuất phụ gia, đúc kim loại
• Kháng ăn mòn vượt trội so với thép không gỉ trong nhiều môi trường
• Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao
• Không độc hại và không gây dị ứng
• Có thể được hợp kim để sửa đổi các thuộc tính như sức mạnh
• Hiệu quả về chi phí so với titan rèn

Bột CPTI là một lựa chọn tuyệt vời cho các bộ phận và sản phẩm đòi hỏi sự kết hợp tối ưu của sức mạnh, trọng lượng thấp, khả năng chống ăn mòn, kháng mỏi và tính tương thích sinh học.

Nó được sử dụng cho các ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, y tế, ô tô, hóa chất và tiêu dùng.

Thành phần bột CPTI và độ tinh khiết

Thành phần bột CPTI có hàm lượng titan tối thiểu 99,5%. Mức độ tạp chất của oxy, nitơ, carbon, hydro và sắt được kiểm soát cẩn thận. Các cấp độ tinh khiết cao hơn lên tới 99,995% Ti cũng được sản xuất.

Thành phần bột CPTI

Yếu tố	Cân nặng %
Titan	99,5% phút
Ôxy	0.08% – 0.40%
Carbon	0.03% – 0.08%
Nitơ	0.01% – 0.05%
Hydro	0.005% – 0.015%
Sắt	0.05% – 0.25%

Những mức độ tạp chất này dẫn đến việc giữ lại sức mạnh cao và khả năng chống ăn mòn liên quan đến kim loại titan. Bổ sung hợp kim cụ thể cũng có thể được thực hiện để sửa đổi các thuộc tính như cường độ.

Bột CPTI có sẵn ở các cấp độ tinh khiết khác nhau tùy thuộc vào các yêu cầu:

CPTI Lớp tinh khiết

Cấp	Sự thuần khiết	Kích thước hạt	Các ứng dụng
CPTI Lớp 1	99,5% phút	Trung bình lớn	Sử dụng chung
CPTI Lớp 2	99.9%	Tốt, trung bình	Không gian vũ trụ, y tế
CPTI Lớp 3	99.95%	Khỏe	Y tế, nha khoa
CPTI Lớp 4	99.99%	Ultrafine	Cấy ghép, sử dụng độ tinh khiết cao

Độ tinh khiết cao hơn làm giảm nguy cơ độc tính, cải thiện khả năng tương thích sinh học cho sử dụng y tế. Nó cũng cải thiện hiệu suất trong các ứng dụng nhiệt độ cao.

Tuy nhiên, độ tinh khiết cao hơn tăng chi phí. Vì vậy, lớp phù hợp được chọn dựa trên sự đánh đổi cân bằng cho ứng dụng dự định.

Tính chất vật lý bột CPTI

Tính chất vật lý chính của bột CPTI ảnh hưởng đến việc xử lý và hiệu suất của nó:

Tính chất vật lý bột CPTI

Của cải	Giá trị
Tỉ trọng	4,5 g/cc
Độ nóng chảy	1668 ° C.
Dẫn nhiệt	21,9 w/mk
Điện trở suất	53,8 ohm-cm
Mô -đun Young ’	107 GPA
Tỷ lệ của Poisson	0.33
MOHS Độ cứng	6
Kháng oxy hóa	Lên đến 590 ° C trong không khí

• Mật độ khá thấp so với các kim loại khác cung cấp tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao
• Điểm nóng chảy cao vừa phải cho phép sử dụng cho các ứng dụng nhiệt độ cao
• Độ dẫn nhiệt thấp hơn các kim loại khác như nhôm hoặc đồng
• Điện trở suất tương đối cao, làm cho nó phù hợp với dây buộc và đầu nối chống ăn mòn
• Độ cứng tương tự như các hợp kim titan khác nhưng thấp hơn kim loại độ cứng cao
• Kháng oxy hóa cải thiện với mức độ tinh khiết cao hơn

Những tính chất này làm cho CPTI phù hợp cho các bộ phận cấu trúc nhẹ cần hiệu suất cao và khả năng chống ăn mòn.

Tính chất cơ học bột CPTI

Tính chất cơ học đại diện cho sức mạnh, độ cứng và khả năng làm việc của vật liệu. Tính chất cơ học quan trọng:

Tính chất cơ học bột CPTI

Của cải	Giá trị
Sức căng	420 – 550 MPa
Sức mạnh năng suất	380 – 470 MPa
Kéo dài	15 – 30%
Độ cứng	200-240 HV
Sức mạnh mệt mỏi	200-300 MPa

• Độ bền kéo và năng suất cao vừa phải trong khi độ giãn dài là hợp lý
• Sức mạnh mệt mỏi là tuyệt vời so với các vật liệu cạnh tranh khác
• Độ cứng tương tự hoặc thấp hơn một chút so với hợp kim titan
• Các thuộc tính phụ thuộc vào các yếu tố như độ tinh khiết, độ xốp, phương pháp xử lý
• Hợp kim với các yếu tố như Al, V, Mo có thể tăng đáng kể sức mạnh

Sự kết hợp của sức mạnh tốt, độ dẻo, tuổi thọ mệt mỏi và độ cứng cung cấp hiệu suất cơ học cân bằng.

CPTI phù hợp hoặc vượt quá các thuộc tính của thép không gỉ ở mật độ thấp hơn. Nó cung cấp sự đánh đổi tối ưu giữa độ bền cao và độ dẻo vừa phải.

Ứng dụng bột CPTI

Bột CPTI được sử dụng trên một số ngành công nghiệp do các đặc tính tuyệt vời của nó:

Ứng dụng bột CPTI

Ngành công nghiệp	Ví dụ ứng dụng
Không gian vũ trụ	Các thành phần động cơ, bộ phận khung máy bay, ốc vít
Thuộc về y học	Cấy ghép, chân giả, dụng cụ
Ô tô	Van, thanh kết nối, lò xo
Hóa chất	Bơm, van, xe tăng, đường ống
in 3d	Không gian vũ trụ và các thành phần y tế
Đúc kim loại	Dụng cụ nha khoa, phần cứng
Đúc đầu tư	Lưỡi dao tuabin, người đứng đầu câu lạc bộ golf

Một số ứng dụng sản phẩm cụ thể bao gồm:

• Cấy ghép chỉnh hình và nha khoa
• Dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép sinh học
• Các bộ phận động cơ ô tô nhẹ như que kết nối
• Ống thủy lực hàng không vũ trụ và các thành phần như ống lót
• Van thực phẩm/ngành công nghiệp hóa chất, máy bơm, đường ống
• Vỏ xem, đồ trang sức
• Hàng thể thao như câu lạc bộ golf, khung xe đạp
• Sản xuất phụ gia của hàng không vũ trụ và các bộ phận y tế

Tài sản không độc hại cho phép sử dụng trong các sản phẩm tiếp xúc với thực phẩm, dược phẩm và chất lỏng sinh học.

Nhìn chung, bột CPTI cung cấp sự cân bằng tốt nhất về các thuộc tính cho các bộ phận cấu trúc nhẹ trong nhiều ngành công nghiệp.

Thông số kỹ thuật bột CPTI

Thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn công nghiệp được sử dụng để đánh giá chất lượng bột CPTI và để đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất:

Tiêu chuẩn bột CPTI

Tiêu chuẩn	Sự miêu tả
ASTM B348	Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho bột hợp kim titan và titan
ASTM F67	Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho các thanh titan chưa được phân hủy cho cấy ghép phẫu thuật
ISO 5832-2	Vật liệu titan rèn lớp cấy ghép

Các tiêu chuẩn này chỉ định các yêu cầu cho:

• Thành phần hóa học – tỷ lệ phần trăm của titan và mức độ tạp chất
• Tính chất vật lý như phân phối kích thước hạt, tốc độ dòng chảy, mật độ
• Tính chất cơ học như độ bền kéo và năng suất
• Phương pháp sản xuất như nguyên tử hóa khí argon
• Đảm bảo chất lượng thông qua lấy mẫu, thử nghiệm và kiểm tra
• Yêu cầu đóng gói và nhận dạng

Các nhà sản xuất bột CPTI có uy tín sản xuất vật liệu theo tiêu chuẩn ASTM và cung cấp chứng nhận tuân thủ cho các ứng dụng quan trọng.

Kích thước hạt bột CPTI

Bột CPTI được sản xuất trong các phân phối kích thước hạt khác nhau dựa trên phương pháp ứng dụng:

Kích thước hạt bột CPTI

Kích thước hạt	Phạm vi kích thước điển hình	Các ứng dụng
Khỏe	1-25 micron	Đúc đầu tư, bắt chước
Trung bình	25-45 micron	Nhấn và thiêu kết, hông
Thô	45-150 micron	Thuốc phun nhiệt và lạnh

• Bột mịn cung cấp mật độ thiêu kết cao và hoàn thiện bề mặt
• Bột thô có khả năng chảy tốt hơn và được sử dụng để phun nhiệt
• Phạm vi kích thước trung bình cung cấp một sự cân bằng phù hợp cho báo chí và lần đầu
• Phân phối kích thước được tối ưu hóa dựa trên các thuộc tính phần cuối cùng cần thiết
• Hình thái hình cầu được duy trì trên tất cả các phạm vi kích thước

Kiểm soát phân phối kích thước hạt và hình thái là rất quan trọng để đạt được mật độ đóng gói bột cao và chất lượng bộ phận thiêu kết.

CPTI Bột mật độ rõ ràng

Mật độ rõ ràng hoặc mật độ vòi cho thấy mật độ đóng gói của bột:

CPTI Bột mật độ rõ ràng

Mật độ rõ ràng	Đặc trưng
2.7 – 3.0 g/cc	Bột CPTI chưa được phân loại
3.0 – 3,2 g/cc	Bột CPTI hợp kim
Lên đến 50% mật độ thực	Do khoảng trống giữa các hạt

• Mật độ rõ ràng cao hơn giúp cải thiện lưu lượng bột và khả năng nén
• Các yếu tố hợp kim như Al, V tăng mật độ hạt
• Giá trị lên đến 60% là có thể với bột tối ưu hóa
• Mật độ rõ ràng cao làm giảm thời gian chu kỳ báo chí và cải thiện chất lượng bộ phận

Tối đa hóa mật độ rõ ràng cho phép ép bột hiệu quả và thiêu kết với mật độ đầy đủ. Nó cải thiện năng suất sản xuất.

Phương pháp sản xuất bột CPTI

Bột CPTI được sản xuất thương mại thông qua quá trình nguyên tử hóa khí bằng cách sử dụng các thanh/thanh TI có độ tinh khiết cao:

Sản xuất bột CPTI

Phương pháp	Details
nguyên tử hóa khí	Khí argon áp suất cao làm tan rã dòng Ti Muroten vào các giọt mịn, hóa rắn thành bột hình cầu
Vòng cung chân không tan chảy	Cổ phiếu đầu vào TI có độ tinh khiết cao được tinh chế để giảm các tạp chất khí như O, N, H
Nhiều sự tan chảy	Đảm bảo tính đồng nhất hóa học của nguyên liệu thô
Sàng	Phân loại bột thành các phân phối kích thước hạt khác nhau
Pha trộn	Bột có kích thước hạt khác nhau được trộn theo tỷ lệ tối ưu

• Nguyên tử hóa khí cho phép sản xuất bột CPTI hình cầu quy mô lớn
• Nhiều bước tạo ra bột tinh khiết cao với kích thước và hình thái được kiểm soát
• Khí argon ngăn ngừa ô nhiễm trong quá trình nguyên tử hóa
• Hậu xử lý cung cấp các loại bột tùy chỉnh cho khách hàng

Thiết bị tự động cao cho phép sản xuất bột CPTI hiệu quả với sự kiểm soát chặt chẽ đối với tất cả các thuộc tính như độ tinh khiết, phân phối kích thước hạt, hình thái và mật độ rõ ràng.

Giá bột CPTI

Giá bột CPTI phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau:

Giá bột CPTI

Nhân tố	Sự va chạm
Sự thuần khiết	Tăng giá cho độ tinh khiết cao hơn
Kích thước hạt	Bột siêu mịn đắt hơn
Số lượng	Giá giảm cho số lượng đơn hàng số lượng lớn
Phương pháp sản xuât	Nhiều bản remelts tăng chi phí
Bao bì	Xi lanh đầy argon có giá cao hơn
Kiểm tra/Chứng nhận	Chi phí bổ sung cho thử nghiệm nghiêm ngặt hơn
Thời gian dẫn đầu	Giao hàng nhanh hơn tăng giá

Giá chỉ định cho bột kích thước hạt trung bình:

• CPTI Lớp 1: $ 50- $ 100 mỗi kg
• CPTI Lớp 2: $ 100- $ 150 mỗi kg
• CPTI Lớp 3: $ 150- $ 300 mỗi kg
• CPTI Lớp 4: $ 300+ mỗi kg

Giá giảm là điển hình cho các đơn đặt hàng số lượng lớn vượt quá vài trăm kg.

Nhà cung cấp bột CPTI

Các nhà cung cấp phổ biến của bột CPTI bao gồm:

Nhà cung cấp bột CPTI

Công ty	Vị trí
Nâng cao bột & amp; Lớp phủ	Hoa Kỳ
Kỹ sư thiết bị Đại Tây Dương	Hoa Kỳ
Reading Alloys, Inc.	Hoa Kỳ
TLS Technik GmbH & amp; Công ty	nước Đức
Ap & amp; c	Canada
XI ’ Một vật liệu kim loại saite	Trung Quốc

Các yếu tố cần xem xét khi chọn nhà cung cấp:

• Tùy chọn loại bột
• Phạm vi kích thước hạt trung bình
• Khả năng sản xuất
• hình thái bột và tính nhất quán
• Tùy chọn đóng gói
• Thời gian dẫn đầu và giao hàng
• Giá cả
• Tuân thủ các tiêu chuẩn ASTM
• Quy trình kiểm tra và kiểm tra
• Đảm bảo và kiểm soát chất lượng

Xử lý và an toàn bột CPTI

Nên tuân thủ các thực hành xử lý bột an toàn:

Xử lý bột CPTI

Sự giới thiệu	Lý do
Tránh hít vào	Do kích thước hạt nhỏ
Sử dụng mặt nạ bảo vệ	Ngăn chặn việc ăn qua mũi/miệng
Tiến hành xử lý trong các khu vực thông gió	Giảm lưu thông bột trong không khí
Sử dụng bộ đồ hazmat trong các hoạt động lớn	Minimize skin contact
Ensure no ignition sources nearby	Bột có thể đốt cháy trong khí quyển oxy
Thực hiện theo các giao thức chống tĩnh	Ngăn ngừa hỏa hoạn do sự tích tụ điện tích tĩnh
Use non-sparking tools	Tránh khả năng đánh lửa trong quá trình xử lý
Lưu trữ các thùng chứa kín trong khu vực khô, mát	Ngăn ngừa độ ẩm đón và phản ứng

Mặc dù bột CPTI tương đối trơ so với bột kim loại phản ứng, nhưng sau các biện pháp phòng ngừa là cần thiết để giảm thiểu rủi ro an toàn và hỏa hoạn.

Kiểm tra và kiểm tra bột CPTI

Kiểm tra chất lượng đảm bảo bột CPTI đáp ứng các thông số kỹ thuật vật liệu cần thiết:

Kiểm tra bột CPTI

Bài kiểm tra	Details
Phân tích hóa học	Quang phổ ICP xác minh thành phần nguyên tố
Phân phối kích thước hạt	Phân tích rây xác định phân phối kích thước
Mật độ rõ ràng	Được đo theo tiêu chuẩn ASTM B212
Hình thái bột	Kính hiển vi điện tử quét xác minh hình dạng hình cầu
Lưu lượng dòng chảy	Thời gian lấy cho lượng bột cố định chảy qua vòi phun được xác định
Chạm vào mật độ	Mật độ được đo sau khi khai thác cơ học mẫu
Khả năng nén	Giám sát sự thay đổi mật độ giường bột trong quá trình nén

Các giao thức thử nghiệm nghiêm ngặt đảm bảo hiệu suất cao đáng tin cậy và phù hợp của bột CPTI cho các ứng dụng quan trọng.

Lưu trữ và phản ứng bột CPTI

Bột CPTI có khả năng phản ứng vừa phải:

Lưu trữ bột CPTI

Nhân tố	Tác dụng
Không khí, oxy	Nguy cơ oxy hóa vừa phải trên 500 ° C
Độ ẩm	Tốc độ ăn mòn thấp ở nhiệt độ phòng
Hydrocarbon	Nguy cơ hỏa hoạn nếu được phép làm ô nhiễm bột
Axit, cơ sở	Tỷ lệ ăn mòn thấp trong các giải pháp trung tính
Dung môi hữu cơ	Một số hấp thụ và đổi màu nếu ngâm
Nhiệt độ cao	Tăng khả năng phản ứng với oxy và nitơ

Khuyến nghị:

• Lưu trữ trong các thùng chứa đầy khí trơ niêm phong
• Giữ nhiệt độ dưới 30 ° C
• Chỉ mở các thùng chứa trong môi trường khô, được kiểm soát
• Hạn chế tiếp xúc với axit oxy hóa và hydrocarbon clo hóa

Với các biện pháp phòng ngừa thích hợp trong quá trình lưu trữ và xử lý, bột CPTI thể hiện sự ổn định tuyệt vời và phản ứng thấp.

So sánh với bột hợp kim TI-6AL-4V

TI-6AL-4V là một loại bột hợp kim Alpha-Beta Titan phổ biến. So sánh với CPTI:

Tspi u ti-shal-hv gật đầu

Tham số	Bột CPTI	Bạn-shal-hv gật đầu
Tỉ trọng	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Sức căng	420 – 550 MPa	950 – 1050 MPa
Độ dẻo	15 – 30%	10 – 18%
Sức mạnh mệt mỏi	200 – 300 MPa	500 – 600 MPa
Chống ăn mòn	Xuất sắc	Vừa phải
Kháng oxy hóa	Xuất sắc	Tốt
Trị giá	Thấp	Vừa phải
Độc tính	Không có	Thấp
Sử dụng	Ứng dụng nhiệt độ thấp, chân giả	Các thành phần hàng không vũ trụ, các bộ phận ô tô

• CPTI cung cấp độ dẻo và khả năng chống oxy hóa tốt hơn
• Ti-6al-4V mạnh hơn với sức mạnh mệt mỏi cao hơn
• CPTI có khả năng tương thích sinh học và chống ăn mòn tốt hơn
• Ti-6AL-4V cung cấp tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao hơn
• CPTI có hiệu quả hơn về chi phí trong khi Ti-6AL-4V cung cấp hiệu suất cao hơn

Các ưu và nhược điểm của bột CPTI

Ưu điểm của bột CPTI:

• Kháng ăn mòn tuyệt vời
• Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao
• Độ dẻo tốt và độ bền gãy xương
• Không độc hại và tương thích sinh học
• Không từ tính và ổn định nhiệt
• Hiệu quả về chi phí so với hợp kim titan
• Có thể được hợp kim để tăng cường tính chất
• Thích hợp cho các ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp

Hạn chế của bột CPTI:

• Tương đối đắt so với bột sắt/thép
• Sức mạnh thấp hơn Hợp kim Titan
• Điện trở oxy hóa nhiệt độ cao vừa phải
• Yêu cầu khí quyển bảo vệ trong quá trình xử lý
• Dễ bị galling và co giật khi tiếp xúc trượt
• Khó hơn để máy so với thép và hợp kim nhôm

Câu hỏi thường gặp về bột CPTI

Q: Ưu điểm chính của bột CPTI là gì?

Trả lời: Ưu điểm chính là cường độ cao, mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tính tương thích sinh học, ổn định nhiệt và hiệu quả chi phí.

Q: Các ứng dụng điển hình của bột CPTI là gì?

Trả lời: Các ứng dụng chính là cấy ghép chỉnh hình, cấy ghép nha khoa, thành phần hàng không vũ trụ, phụ tùng ô tô, đồ thể thao, trang sức, thiết bị hóa học và thiết bị y tế.

Q: Sự khác biệt giữa các loại bột CPTI khác nhau là gì?

Trả lời: Các lớp bột tinh khiết cao hơn (Lớp 3 và 4) được sử dụng cho cấy ghép y tế và các ứng dụng hiệu suất cao. Các lớp thấp hơn cung cấp các tài sản đầy đủ với chi phí thấp hơn cho sử dụng công nghiệp.