钛和铝 TA7 粉末

TA7 粉末属于钛铝化物家族,是由钛和铝组成的金属间化合物。这种独特的粉末具有优异的强度、轻质特性和高温稳定性,是众多工程应用的理想选择。

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目录

钛和铝 TA7 粉末概述

TA7 属于钛铝金属间合金系统,结合了铝的轻质特性和钛的强度与耐腐蚀性。钛和铝的近等原子比为高温应用提供了极佳的性能平衡。

TA7 粉末的主要特点包括

  • 极高的比强度(强度重量比)
  • 出色的高温拉伸和蠕变强度
  • 密度比镍或钢合金低
  • 在各种环境中均具有良好的耐腐蚀性
  • 提供各种颗粒大小和形态

TA7 粉末已成为在高温下工作的航空发动机和机身减轻重量和提高效率的绝佳选择。

TA7 粉末的化学成分

TA7 粉末的标称成分如下:

要素 重量 %
钛 (Ti) 平衡
铝 (Al) 7%
锡(Sn) 2-5%
锆 (Zr) 1-4%
硅 (Si) 0.5% 最大值
碳 (C) 最大 0.1%
氧气 (O) 0.13% 最大值

钛和铝 TA7 粉末

锡和锆的含量可以改变,以优化高温机械性能。Si、C、O 杂质含量降至最低。

TA7 粉末的特性

TA7 粉末的主要特性包括

物业 价值
密度 3.7-4.0 克/立方厘米
熔点 1460°C
导热性 6.7 W/mK
电阻率 1.78 μΩ.cm
杨氏模量 110 GPa
泊松比 0.32
拉伸强度 800 兆帕
屈服强度 760 兆帕
伸长率 1-2%
抗蠕变性 700°C 时为 190 兆帕

 

高强度、低密度、抗氧化性和热稳定性等特性使 TA7 适用于最苛刻的高温应用。

TA7 粉末的生产方法

TA7 粉末可通过以下方法生产:

  • 气体雾化 - 高压惰性气体用于雾化熔化的 TA7 合金,形成球形粉末,是 AM 的理想材料。
  • 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。
  • 机械合金化 - 对混合元素钛和铝粉进行高能球磨,然后退火。

气体雾化可对粉末的粒度分布、形态、微清洁度和流动性等特性进行出色的控制。

TA7 粉末的应用

TA7 粉末常用于

  • 快速成型制造 - 选择性激光熔融技术可生产复杂的机翼形状、叶轮和涡轮叶片。
  • 金属注射成型 - 制造小型、复杂的网状零件,如需要高强度和耐高温的涡轮增压器部件。
  • 热喷涂涂层 - 通过等离子或 HVOF 喷射应用于需要在高温下耐磨/耐腐蚀的阀门表面、轴承和起落架部件。
  • 粉末冶金 - 通过压制和烧结,为航空航天应用制造轻质、高强度的结构部件。

TA7 粉末的规格

TA7 粉末有各种尺寸范围、形状和纯度级别:

  • 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,从商业纯度到超高纯度。
  • 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。

TA7 粉末全球供应商

TA7 粉末的一些全球主要供应商包括

  • AP&C (加拿大)
  • TLS Technik(德国)
  • 山特维克Osprey(英国)
  • 泰克纳(加拿大)
  • ECKA 颗粒(德国)
  • 金属技术(英国)

这些公司生产各种等级的 TA7 粉末,专门用于增材制造、热喷涂、粉末冶金和其他高温应用。

TA7 粉末的定价

TA7 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 TA7 粉末时应注重粉末质量,而不是最低成本。

TA7 粉末的储存和处理

TA7 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。

处理这种高活性合金粉末时应小心谨慎。

TA7 粉末的检查和测试

对 TA7 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。

TA7 与铬镍铁合金 718 粉末的比较

TA7 和铬镍铁合金 718 粉末的比较:

参数 TA7 铬镍铁合金 718
密度 3.7-4.0 克/立方厘米 8.2 克/立方厘米
高温强度 可比性 可比性
抗氧化性 更好 良好
费用 更高 较低
可加工性 贫穷 优秀
应用 航空航天组件 航空航天、汽车
可用性 随时可用

 

与铬镍铁合金 718 相比,TA7 可减轻重量。但铝钛粉的加工性较差,供应量也较少。

TA7 粉末常见问题

问:TA7 粉末是如何生产的?

答:TA7 粉末是通过气体雾化、等离子旋转电极工艺和机械合金化后退火工艺进行商业化生产的。气体雾化法能最好地控制粉末特性。

问:TA7 粉末的主要用途是什么?

答:TA7 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,用于制造需要高温性能的轻质结构件。

问:用于选择性激光熔化的 TA7 粉末尺寸一般是多少?

答:对于 SLM 工艺,理想的 TA7 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:TA7 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零件的 TA7 粉末?

答:对于需要轻质高强度的航空航天应用,TA7 粉末可从 AP&C、TLS Technik、Sandvik Osprey 和 Tekna 等领先制造商处购买。

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