Nejlepší prášek Ti-6Al-4V (TC4 Powder) pro aditivní výrobu

Přehled prášku TC4

TC4 patří do dvoufázového systému α+β titanové slitiny. Hliník stabilizuje fázi alfa, zatímco vanad je stabilizátorem fáze beta. Výsledkem je dobrá rovnováha pevnosti, tažnosti a vysokoteplotních vlastností.

Mezi hlavní vlastnosti prášku TC4 patří:

• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti
• Vynikající únavová pevnost a lomová houževnatost
• Dobrá odolnost proti tečení při zvýšených teplotách
• Vynikající odolnost proti korozi
• K dispozici v řadě velikostí částic

Prášek TC4 se stal vynikající volbou pro snížení hmotnosti a zlepšení výkonu v letectví, automobilovém průmyslu, zdravotnictví a dalších náročných aplikacích.

Složení prášku TC4

Prášek TC4 má následující jmenovité složení:

Množství hliníku a vanadu lze optimalizovat pro dosažení požadovaných mechanických vlastností. Množství nečistot kyslíku, dusíku a uhlíku je minimalizováno.

Vlastnosti prášku TC4

Mezi klíčové vlastnosti prášku TC4 patří:

Díky svým vlastnostem, jako je vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, odolnost proti únavě, tečení a korozi, je TC4 vhodný pro kritické aplikace v různých průmyslových odvětvích.

Metoda výroby prášku TC4

Prášek TC4 lze vyrábět metodami, jako jsou:

• Atomizace plynu - Vysokotlaký proud inertního plynu používaný k atomizaci roztavené slitiny TC4, jejímž výsledkem jsou sférické částice prášku.
• Proces s rotačními plazmovými elektrodami - Odstředivou dezintegrací rychle rotujícího proudu roztaveného kovu vzniká sférický prášek.
• Hydrid-dehydridový proces - Hydrid titanu se rozkládá za vzniku jemného titanového prášku, který se pak mísí s ostatními elementárními prášky.

Plynová atomizace poskytuje vynikající kontrolu nad vlastnostmi prášku, jako je distribuce velikosti částic, morfologie a tekutost.

Aplikace prášku TC4

Prášek TC4 se běžně používá v:

• Aditivní výroba - Selektivní laserové tavení k výrobě lehkých konstrukčních dílů pro letecký a automobilový průmysl.
• Vstřikování kovů - K výrobě malých, složitých komponentů ve tvaru sítě, jako jsou spojovací prvky, články, chirurgické nástroje.
• Tepelné nástřiky - Aplikuje se pomocí plazmového nástřiku nebo nástřiku HVOF k zajištění odolnosti proti opotřebení/korozi v námořních, ropných a plynových a biomedicínských aplikacích.
• Prášková metalurgie - Lisování a spékání pro výrobu vysoce pevných dílů, jako jsou lopatky kompresorů a turbín.

Specifikace prášku TC4

Prášek TC4 je k dispozici v různých velikostech, tvarech a stupních čistoty:

• Velikost částic: Od 15 do 45 μm u metod AM, až do 100 μm u procesů tepelného nástřiku.
• Morfologie: Téměř kulovitý tvar prášku zajišťuje optimální tok a hustotu balení.
• Čistota: Od komerční čistoty až po vysoké úrovně čistoty na základě limitů nečistot a procesních požadavků.
• Obsah kyslíku: Hladiny udržované pod 2000 ppm pro většinu aplikací.
• Průtok: Prášek přizpůsobený pro vynikající průtoky nad 25 s/50 g.

Globální dodavatelé prášku TC4

Mezi hlavní světové dodavatele prášku TC4 patří:

• AP&C (Kanada)
• TLS Technik (Německo)
• Tekna (Kanada)
• Sandvik Osprey (Velká Británie)
• Advanced Powders (USA)
• CNPC Powder Group (Čína)

Tyto společnosti vyrábějí různé druhy prášku TC4 pro aditivní výrobu, tepelné stříkání, práškovou metalurgii a další aplikace.

Ceny prášku TC4

Cena prášku TC4 je vyšší než u ocelí a niklových slitin:

• Množství - $100-150 za kg pro hromadné objednávky nad 500 kg. U menších množství jsou ceny výrazně vyšší.
• Kvalita - Vysoce čistý sférický prášek vyráběný za přísně kontrolovaných podmínek pomocí pokročilých procesů vyžaduje prémiové ceny.
• Dodavatel - Velcí světoví dodavatelé nabízejí ve srovnání s menšími výrobci nákladové výhody díky vyšším objemům výroby.
• Zeměpis - Ceny se v jednotlivých regionech liší, přičemž Evropa a Severní Amerika jsou ve srovnání s Asií trhy s vyššími cenami.

U kritických aplikací by se kupující měli při nákupu prášku TC4 zaměřit spíše na kvalitu než na nejnižší cenu.

Skladování a manipulace s práškem TC4

Prášek TC4 vyžaduje pečlivé skladování a manipulaci:

• Měly by se skladovat v uzavřených nádobách pod inertním plynem, např. argonem, aby se zabránilo oxidaci.
• Zabraňte hromadění jemného prášku, abyste minimalizovali riziko výbuchu prachu.
• Při manipulaci s práškem používejte správné osobní ochranné prostředky, větrání, uzemnění a bezpečnostní postupy.
• Zabraňte kontaktu prášku se zdroji vznícení kvůli nebezpečí vznícení.
• Dodržujte příslušné bezpečnostní pokyny z bezpečnostních listů dodavatele.

Při manipulaci s tímto reaktivním jemným práškem ze slitiny titanu je třeba dbát zvýšené opatrnosti.

Kontrola a testování prášku TC4

Klíčové testy kontroly kvality provedené na prášku TC4:

• Chemická analýza pomocí ICP-OES nebo XRF, aby se zajistilo, že složení odpovídá specifikacím.
• Rozdělení velikosti částic pomocí laserové difrakce podle normy ASTM B822.
• Morfologická analýza pomocí SEM.
• Měření průtoku prášku pomocí Hallova průtokoměru podle normy ASTM B213.
• Měření hustoty pomocí heliové pyknometrie.
• Analýza nečistot pomocí fúze inertních plynů nebo ICP-MS.
• Charakterizace mikrostruktury pomocí rentgenové difrakce.

Důkladné testování zajišťuje konzistenci šarží a kvalitu prášku pro zamýšlené použití.

Srovnání prášků TC4 a Ti6Al4V

TC4 a Ti6Al4V jsou dva porovnávané prášky ze slitiny titanu:

TC4 poskytuje vyšší pevnost, zatímco Ti6Al4V nabízí lepší tažnost. TC4 je vhodný pro náročnější aplikace i přes vyšší cenu.

Nejčastější dotazy k prášku TC4

Otázka: Jak se prášek TC4 vyrábí?

Odpověď: Prášek TC4 se komerčně vyrábí pomocí plynové atomizace, plazmového procesu s rotační elektrodou a hydrid-dehydridového procesu. Plynová atomizace nabízí nejlepší kontrolu vlastností částic.

Otázka: Jaké jsou hlavní aplikace prášku TC4?

Odpověď: Mezi hlavní aplikace prášku TC4 patří aditivní výroba, tepelné nástřiky, vstřikování kovů a prášková metalurgie pro výrobu vysoce pevných lehkých konstrukčních dílů.

Otázka: Jaká je typická velikost prášku TC4 používaného pro selektivní laserové tavení?

Odpověď: Pro proces SLM je ideální velikost prášku TC4 v rozmezí 15-45 mikronů se sférickou morfologií a dobrým tokem prášku a hustotou balení.

Otázka: Vyžaduje prášek TC4 zvláštní opatření při manipulaci?

Odpověď: Ano, je vysoce reaktivní a vyžaduje opatrnou manipulaci v inertní atmosféře za použití správného větrání, uzemnění a osobních ochranných pomůcek, aby se zabránilo nebezpečí požáru nebo výbuchu.

Otázka: Kde lze zakoupit prášek TC4 vhodný pro letecké aplikace?

Odpověď: Pro letecké díly vyžadující vysokou pevnost lze prášek TC4 zakoupit od předních výrobců, jako jsou AP&C, TLS Technik, Tekna, Sandvik Osprey a Advanced Powders.