用于增材制造的最佳 Ti-6Al-4V 粉末（TC4 粉末

TC4 粉末概述

TC4 属于两相 α+β 钛合金体系。铝是α相的稳定剂，而钒则是β相的稳定剂。因此，TC4 在强度、延展性和高温性能方面达到了良好的平衡。

TC4 粉末的主要特点包括

• 高强度重量比
• 出色的疲劳强度和断裂韧性
• 高温下具有良好的抗蠕变性
• 出色的耐腐蚀性
• 提供各种粒度分布

TC4 粉末已成为航空航天、汽车、医疗和其他高要求应用中减轻重量和提高性能的绝佳选择。

TC4 粉末的成分

TC4 粉末的标称成分如下：

铝和钒的含量可以优化，以达到所需的机械性能。氧、氮和碳的杂质含量也降至最低。

TC4 粉末的特性

TC4 粉末的主要特性包括

高强度重量比、抗疲劳、抗蠕变和抗腐蚀等特性使 TC4 适用于各行业的关键应用。

TC4 粉末的生产方法

TC4 粉末可通过以下方法生产：

• 气体雾化 - 高压惰性气体喷射用于雾化熔融的 TC4 合金，形成球形粉末颗粒。
• 等离子旋转电极工艺 - 快速旋转的熔融金属流经离心分解后产生球形粉末。
• 氢化物-脱氢工艺 - 氢化钛分解后产生细小的钛粉，然后与其他元素粉混合。

气体雾化技术可以很好地控制粉末特性，如粒度分布、形态和流动性。

TC4 粉末的应用

TC4 粉末常用于：

• 快速成型制造 - 选择性激光熔融技术，用于生产航空航天和汽车轻质结构件。
• 金属注射成型 - 制造小型、复杂的网状部件，如紧固件、连接件和手术器械。
• 热喷涂涂层 - 通过等离子或 HVOF 喷涂，为船舶、油气和生物医学应用提供耐磨/耐腐蚀性能。
• 粉末冶金 - 通过压制和烧结制造压缩机和涡轮叶片等高强度部件。

TC4 粉末的规格

TC4 粉末有不同的尺寸范围、形状和纯度等级：

• 颗粒大小： AM 方法的最大尺寸为 15-45 μm，热喷涂工艺的最大尺寸为 100 μm。
• 形态学： 近似球形的粉末形状可提供最佳的流动性和堆积密度。
• 纯净： 根据杂质限制和工艺要求，从商业纯度到高纯度级别。
• 含氧量： 在大多数应用中保持低于 2000 ppm 的水平。
• 流量： 粉末定制，流速可达 25 秒/50 克以上。

TC4 粉末全球供应商

TC4 粉末的一些全球主要供应商包括

• AP&C （加拿大）
• TLS Technik（德国）
• 泰克纳（加拿大）
• 山特维克Osprey（英国）
• 高级粉末（美国）
• 中石油粉体集团（中国）

这些公司生产各种等级的 TC4 粉末，专门用于增材制造、热喷涂、粉末冶金和其他应用。

TC4 粉末的定价

TC4 粉末的价格高于钢和镍合金：

• 数量 - 500 公斤以上的批量订单每公斤 $100-150。小批量订单价格要高得多。
• 质量 - 在严格控制的条件下，采用先进工艺生产的高纯度球形粉末需要溢价。
• 供应商 - 与小型制造商相比，全球大型供应商的产量更高，因此具有成本优势。
• 地理 - 价格因地区而异，与亚洲相比，欧洲和北美市场的价格较高。

对于关键应用，买家在采购 TC4 粉末时应注重质量而不是最低成本。

TC4 粉末的储存和处理

TC4 粉末需要小心储存和处理：

• 应在氩气等惰性气体环境下密封保存，以防止氧化。
• 避免积聚细粉末，以尽量减少粉尘爆炸的风险。
• 在粉末处理过程中使用适当的个人防护设备、通风、接地和安全措施。
• 由于存在易燃性危险，应防止粉末与火源接触。
• 遵循供应商 SDS 中的适用安全指南。

在处理这种活性精细钛合金粉末时应小心谨慎。

TC4 粉末的检查和测试

对 TC4 粉末进行关键质量控制测试：

• 使用 ICP-OES 或 XRF 进行化学分析，确保成分符合规格。
• 根据 ASTM B822 标准，使用激光衍射法测量粒度分布。
• 通过扫描电子显微镜成像进行形态分析。
• 使用霍尔流量计测量粉末流速，符合 ASTM B213 标准。
• 用氦气比重计测量密度。
• 通过惰性气体熔融或 ICP-MS 进行杂质分析。
• 利用 X 射线衍射技术表征微观结构。

彻底的测试可确保批次一致性和粉末质量，以满足预期应用的要求。

TC4 与 Ti6Al4V 粉末的比较

TC4 和 Ti6Al4V 是两种钛合金粉末的比较：

TC4 的强度更高，而 Ti6Al4V 的延展性更好。尽管成本较高，TC4 仍适用于要求更高的应用。

TC4 粉末常见问题

问：TC4 粉末是如何生产的？

答：TC4 粉末的商业化生产采用气体雾化、等离子旋转电极工艺和氢化物-脱氢工艺。气体雾化法能最好地控制颗粒特性。

问：TC4 粉末的主要用途是什么？

答：TC4 粉末的主要应用包括快速成型制造、热喷涂涂层、金属注射成型和粉末冶金，用于制造高强度轻质结构件。

问：用于选择性激光熔化的 TC4 粉末尺寸一般是多少？

答：对于 SLM 工艺，理想的 TC4 粉末粒度范围为 15-45 微米，具有球形形态、良好的粉末流动性和堆积密度。

问：TC4 粉末是否需要特殊的处理预防措施？

答：是的，它具有高反应性，需要在惰性气氛下小心处理，使用适当的通风、接地和个人防护设备，以防止火灾或爆炸危险。

问：在哪里可以买到适用于航空航天应用的 TC4 粉末？

答：对于需要高强度的航空航天零件，可从 AP&C、TLS Technik、Tekna、Sandvik Osprey 和 Advanced Powders 等领先制造商处购买 TC4 粉末。