CPTi 粉末

CPTi 粉概述

CPTi（化学纯钛）粉末是一种高纯度钛金属粉末，可用于要求具有优异耐腐蚀性、高强度、低重量和生物相容性的各种应用。与其他等级的钛粉和合金粉相比，它具有更优异的性能。

CPTi 粉末是通过气体雾化工艺生产的，粉末形态呈球形，污染极少。其粒度范围一般为 15-150 微米。高纯度和清洁度使其具有极佳的流动性、堆积密度和烧结性。

CPTi 粉末的一些主要特性和优势包括

CPTi 粉末的性能和特点

属性	详细信息
组成	99.5% 最低钛含量。低 O、C、N、H、Fe 杂质
密度	4.5 克/立方厘米
流动性	因球形形态而卓越
烧结性	出色，达到接近全密度
粒子形状	主要是球形
粒度范围	15-150 微米
表观密度	2.7-3.2 克/立方厘米
纯净	钛含量高达 99.995%
杂质	低氧、氮、碳、铁
颜色	深灰色，带金属光泽

CPTi 粉末的主要优势

• 高纯度可提高性能和生物相容性
• 球形粉末形态具有良好的流动性和堆积性
• 广泛用于增材制造、金属注射成型
• 在许多环境中耐腐蚀性优于不锈钢
• 高强度重量比
• 无毒、无致敏性
• 可进行合金化以改变强度等性能
• 与锻造钛相比具有成本效益

CPTi 粉末是要求强度、低重量、耐腐蚀性、抗疲劳性和生物相容性最佳组合的部件和产品的绝佳选择。

它被广泛应用于航空航天、医疗、汽车、化工和消费行业。

CPTi 粉末成分和纯度等级

CPTi 粉末成分中的钛含量至少为 99.5%。氧、氮、碳、氢和铁等杂质含量都经过严格控制。我们还生产纯度高达 99.995% 的更高纯度钛粉。

CPTi 粉末成分

要素	重量 %
钛	99.5% min
氧气	0.08% – 0.40%
碳	0.03% – 0.08%
氮	0.01% – 0.05%
氢气	0.005% – 0.015%
铁	0.05% – 0.25%

这些杂质含量可保持钛金属的高强度和耐腐蚀性。还可以添加特定的合金来改变强度等性能。

CPTi 粉末可根据要求提供不同的纯度等级：

CPTi 纯度等级

等级	纯净	颗粒大小	应用
CPTi 1 级	99.5% min	中号、大号	一般用途
CPTi 2 级	99.9%	精细、中等	航空航天、医疗
CPTi 3 级	99.95%	精美	医疗、牙科
CPTi 4 级	99.99%	超细	植入物，高纯度用途

更高的纯度可降低毒性风险，提高医疗用途的生物相容性。它还能提高在高温应用中的性能。

然而，纯度越高，成本越高。因此，要根据预期应用的平衡权衡来选择合适的等级。

CPTi 粉末物理特性

影响 CPTi 粉末加工和性能的关键物理特性：

CPTi 粉末物理特性

属性	价值观
密度	4.5 克/立方厘米
熔点	1668°C
导热性	21.9 W/mK
电阻率	53.8 欧姆-厘米
杨氏模量	107 GPa
泊松比	0.33
莫氏硬度	6
抗氧化性	在空气中最高可达 590°C

• 密度比其他金属低，因此强度重量比高
• 熔点适中，可用于高温应用场合
• 导热性低于铝或铜等其他金属
• 电阻率相对较高，适合用于防腐蚀紧固件和连接器
• 硬度与其他钛合金相似，但低于高硬度金属
• 纯度越高，抗氧化性越好

这些特性使 CPTi 适用于需要高机械性能和耐腐蚀性能的轻质结构部件。

CPTi 粉末机械性能

机械性能代表材料的强度、硬度和可加工性。重要的机械性能：

CPTi 粉末机械性能

属性	价值观
拉伸强度	420 - 550 兆帕
屈服强度	380 - 470 兆帕
伸长率	15 – 30%
硬度	200-240 高压
疲劳强度	200-300 兆帕

• 拉伸强度和屈服强度适中，伸长率合理
• 与其他同类材料相比，疲劳强度极佳
• 硬度与钛合金相似或略低于钛合金
• 性能取决于纯度、孔隙率、加工方法等因素
• 与铝、钒、钼等元素进行合金化可显著提高强度

良好的强度、延展性、疲劳寿命和硬度相结合，提供了均衡的机械性能。

CPTi 以较低的密度达到或超过不锈钢的性能。它在高强度和中等延展性之间实现了最佳平衡。

CPTi 粉末应用

CPTi 粉末因其优异的性能被多个行业所采用：

CPTi 粉末应用

行业	应用实例
航空航天	发动机部件、机身部件、紧固件
医疗	植入物、假肢、器械
汽车	阀门、连杆、弹簧
化学	泵、阀门、水箱、管道
三维打印	航空航天和医疗部件
金属注射成型	牙科器械、硬件
熔模铸造	涡轮叶片、高尔夫球杆头

一些具体的产品应用包括

• 整形外科和牙科植入物
• 手术器械和生物植入物
• 连杆等轻质汽车发动机部件
• 航空航天液压管和衬套等部件
• 食品/化工行业阀门、泵、管道
• 表壳、珠宝
• 体育用品，如高尔夫球杆、自行车架
• 航空航天和医疗部件的快速成型制造

其无毒特性可用于与食品、药品和生物液体接触的产品。

总之，CPTi 粉末为多个行业的轻质结构部件提供了最佳的性能平衡。

CPTi 粉末规格

采用工业规范和标准来评估 CPTi 粉末的质量，并确保性能的一致性：

CPTi 粉末标准

标准	说明
ASTM B348	钛和钛合金粉末标准规格
ASTM F67	外科植入物用非合金钛棒的标准规格
ISO 5832-2	植入级锻造钛材料

这些标准规定了以下要求

• 化学成分 - 钛的百分比和杂质含量
• 物理特性，如粒度分布、流速、密度
• 拉伸强度和屈服强度等机械性能
• 氩气雾化等生产方法
• 通过抽样、测试和检验保证质量
• 包装和标识要求

信誉良好的 CPTi 粉末制造商按照 ASTM 标准生产材料，并为关键应用提供合规认证。

CPTi 粉末粒度

根据不同的应用方法，生产出不同粒度分布的 CPTi 粉末：

CPTi 粉末粒度

颗粒大小	典型尺寸范围	应用
精美	1-25 微米	熔模铸造
中型	25-45 微米	压制和烧结，HIP
粗	45-150 微米	热喷涂和冷喷涂

• 细粉可提供较高的烧结密度和表面光洁度
• 粗粉具有更好的流动性，可用于热喷涂
• 中等尺寸系列可为压机和烧结机提供适当的平衡
• 根据所需的最终零件特性优化粒度分布
• 在所有尺寸范围内都能保持球形形态

控制粒度分布和形态对于实现高粉末堆积密度和烧结零件质量至关重要。

CPTi 粉末表观密度

表观密度或敲击密度表示粉末的包装密度：

CPTi 粉末表观密度

表观密度	特点
2.7 - 3.0 克/立方厘米	非合金 CPTi 粉末
3.0 - 3.2 克/立方厘米	合金 CPTi 粉末
真实密度高达 50%	由于颗粒之间存在空隙

• 更高的表观密度可改善粉末流动性和可压缩性
• 合金元素（如 Al、V）会增加颗粒密度
• 经过优化的粉末可达到 60% 值
• 表观密度高，可缩短冲压周期并提高零件质量

最大限度地提高表观密度可以有效地将粉末压制和烧结到全密度。它提高了生产效率。

CPTi 粉末生产方法

CPTi 粉末是利用高纯度钛棒/钛杆通过气体雾化工艺进行商业化生产的：

CPTi 粉末生产

方法	详细信息
气体雾化	高压氩气将熔融钛流分解成细小液滴，然后凝固成球形粉末
真空电弧熔化	高纯度钛输入浆料经过精炼，以减少 O、N、H 等气态杂质。
多重熔化	确保原材料的化学均匀性
筛分	将粉末分为不同的粒度分布
混合	不同粒径的粉末按优化比例混合

• 气体雾化技术实现了球形 CPTi 粉末的大规模生产
• 通过多个步骤生产出尺寸和形态可控的高纯度粉末
• 氩气可防止雾化过程中的污染
• 后处理为客户提供定制的粉末等级

高度自动化的设备可高效生产 CPTi 粉末，并严格控制纯度、粒度分布、形态和表观密度等所有属性。

CPTi 粉末定价

CPTi 粉的定价取决于各种因素：

CPTi 粉末定价

系数	影响
纯净	纯度越高，价格越高
颗粒大小	超细粉更贵
数量	批量订购可降低价格
生产方法	多次重熔会增加成本
包装	填充氩气的气瓶成本更高
测试/认证	更严格测试的额外费用
准备时间	更快的交货速度提高了价格

中等粒度粉末的指示性价格：

• CPTi 1 级：每公斤 $50-$100
• CPTi 2 级：每公斤 $100-$150
• CPTi 3 级：每公斤 $150-$300
• CPTi 4 级：每公斤 $300+

超过几百公斤的大宗订单通常会降低价格。

CPTi 粉末供应商

最受欢迎的 CPTi 粉供应商包括

CPTi 粉末供应商

公司名称	地点
高级粉末和涂料	美国
大西洋设备工程师公司	美国
雷丁合金公司	美国
TLS Technik GmbH & Co.	德国
AP&C	加拿大
西安赛特金属材料有限公司	中国

选择供应商时应考虑的因素：

• 粉末级选项
• 平均粒径范围
• 生产能力
• 粉末形态和稠度
• 包装选项
• 交货期和交付
• 定价
• 符合 ASTM 标准
• 检验和测试过程
• 质量保证和控制

CPTi 粉末处理与安全

应遵循安全的粉末处理方法：

CPTi 粉末处理

建议	原因
避免吸入	由于颗粒较小
使用防护面具	防止经口鼻摄入
在通风处进行处理	减少空气中粉末的流通
在大型行动中使用防护服	尽量减少皮肤接触
确保附近没有火源	粉末可在氧气环境中燃烧
遵守防静电协议	防止因静电积聚而发生意外火灾
使用不产生火花的工具	避免操作过程中的点火可能性
将密封容器存放在阴凉、干燥的地方	防止吸潮和反应

虽然 CPTi 粉末与活性金属粉末相比相对惰性，但仍有必要采取预防措施，以降低安全和火灾风险。

CPTi 粉末检验和测试

质量检测确保 CPTi 粉末符合所需的材料规格：

CPTi 粉末测试

测试	详细信息
化学分析	ICP 光谱验证元素组成
粒径分布	筛分分析确定粒度分布
表观密度	按照 ASTM B212 标准测量
粉末形态	扫描电子显微镜验证球形形状
流量	定量粉末流经规定喷嘴所需的时间
水龙头密度	机械敲击粉末样品后测量的密度
压缩性	监测压缩过程中粉末床密度的变化

严格的测试协议确保了 CPTi 粉末在关键应用中可靠、稳定的高性能。

CPTi 粉末的储存和反应性

CPTi 粉末具有中等反应性：

CPTi 粉末存储

系数	效果
空气、氧气	500°C 以上有中度氧化风险
水分	室温下腐蚀率低
碳氢化合物	如果污染粉末，则有火灾风险
酸、碱	在中性溶液中腐蚀率低
有机溶剂	如果浸入水中，会有一些吸收和褪色现象
温度升高	与氧气和氮气的反应性增强

建议：

• 储存在装有惰性气体的密封容器中
• 温度保持在 30°C 以下
• 只能在干燥、受控的环境中打开容器
• 限制与氧化性酸和氯化碳氢化合物接触

只要在储存和处理过程中采取适当的预防措施，CPTi 粉末就能表现出卓越的稳定性和低反应性。

与 Ti-6Al-4V 合金粉末的比较

Ti-6Al-4V 是一种常用的阿尔法-贝塔钛合金粉末。与 CPTi 比较：

CPTi 与 Ti-6Al-4V 粉末对比

参数	CPTi 粉末	Ti-6Al-4V 粉末
密度	4.5 克/立方厘米	4.42 克/立方厘米
拉伸强度	420 - 550 兆帕	950 - 1050 兆帕
延展性	15 – 30%	10 – 18%
疲劳强度	200 - 300 兆帕	500 - 600 兆帕
耐腐蚀性	优秀	中度
抗氧化性	优秀	良好
费用	低	中度
毒性	无	低
用途	低温应用、假肢	航空航天部件、汽车部件

• CPTi 具有更好的延展性和抗氧化性
• Ti-6Al-4V 强度更高，疲劳强度更高
• CPTi 具有更好的生物相容性和耐腐蚀性
• Ti-6Al-4V 具有更高的强度重量比
• CPTi 更具成本效益，而 Ti-6Al-4V 性能更高

CPTi 粉的优缺点

CPTi 粉末的优势：

• 卓越的耐腐蚀性
• 高强度重量比
• 良好的延展性和断裂韧性
• 无毒、生物兼容
• 非磁性和热稳定性
• 与钛合金相比具有成本效益
• 可进行合金化以提高性能
• 适用于各行各业的各种应用

CPTi 粉末的局限性：

• 与铁粉/钢粉相比相对昂贵
• 强度低于钛合金
• 适度的高温抗氧化性
• 加工过程中需要保护气氛
• 在滑动接触中容易发生咬合和卡死
• 与钢和铝合金相比更难加工

CPTi 粉常见问题

问：CPTi 粉的主要优点是什么？

答：主要优点是强度高、密度低、耐腐蚀性能优异、生物相容性好、热稳定性好和成本效益高。

问：CPTi 粉末的典型应用是什么？

答：主要应用于整形外科植入物、牙科植入物、航空航天部件、汽车部件、体育用品、珠宝、化工设备和医疗器械。

问：各种 CPTi 粉末等级之间有什么区别？

答：纯度较高的粉末等级（3 级和 4 级）用于医疗植入物和高性能应用。较低等级的粉末可为工业用途提供足够的性能，且成本较低。