Mejor polvo Ti-6Al-4V （TC4 Powder）para fabricación aditiva

Descripción general del polvo TC4

TC4 pertenece al sistema de aleación de titanio α+β de dos fases. El aluminio estabiliza la fase alfa mientras que el vanadio es un estabilizador beta. Esto da como resultado un buen equilibrio entre resistencia, ductilidad y propiedades de alta temperatura.

Las características clave del polvo TC4 incluyen:

• Elevada relación resistencia/peso
• Excelente resistencia a la fatiga y tenacidad a la fractura.
• Buena resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas.
• Excelente resistencia a la corrosión
• Disponible en una gama de distribuciones granulométricas

El polvo TC4 se ha convertido en una excelente opción para reducir el peso y mejorar el rendimiento en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, médicas y otras aplicaciones exigentes.

Composición del polvo TC4

El polvo TC4 tiene la siguiente composición nominal:

La cantidad de aluminio y vanadio se puede optimizar para lograr las propiedades mecánicas deseadas. Se minimizan los niveles de impureza de oxígeno, nitrógeno y carbono.

Propiedades del polvo TC4

Las propiedades clave del polvo TC4 incluyen:

Propiedades como alta relación resistencia-peso, resistencia a la fatiga, resistencia a la fluencia y a la corrosión hacen que TC4 sea adecuado para aplicaciones críticas en todas las industrias.

Método de producción de polvo TC4

El polvo TC4 se puede producir mediante métodos como:

• Atomización de gases – Chorro de gas inerte a alta presión utilizado para atomizar la aleación TC4 fundida, lo que da como resultado partículas de polvo esféricas.
• Proceso de electrodo giratorio de plasma - La desintegración centrífuga de una corriente de metal fundido que gira rápidamente produce polvo esférico.
• Proceso hidruro-dehidruro – El hidruro de titanio se descompone para producir un polvo fino de titanio que luego se mezcla con otros polvos elementales.

La atomización de gas proporciona un excelente control sobre las características del polvo, como la distribución del tamaño de las partículas, la morfología y la fluidez.

Aplicaciones del polvo TC4

El polvo TC4 se usa comúnmente en:

• Fabricación aditiva – Fusión selectiva por láser para producir piezas estructurales ligeras para el sector aeroespacial y de automoción.
• Moldeo por inyección de metales – Para fabricar componentes pequeños y complejos en forma de red, como sujetadores, eslabones e instrumentos quirúrgicos.
• Revestimientos por pulverización térmica – Se aplica mediante pulverización por plasma o HVOF para proporcionar resistencia al desgaste/corrosión en aplicaciones biomédicas, de petróleo y gas y marinas.
• Pulvimetalurgia – Prensado y sinterización para crear piezas de alta resistencia como álabes de compresores y turbinas.

Especificaciones del polvo TC4

El polvo TC4 está disponible en varios rangos de tamaño, formas y niveles de pureza:

• Tamaño de las partículas: Desde 15-45 μm para métodos AM, hasta 100 μm para procesos de pulverización térmica.
• Morfología: La forma casi esférica del polvo proporciona un flujo y una densidad de empaquetamiento óptimos.
• Pureza: Desde pureza comercial hasta altos niveles de pureza basados en límites de impurezas y requisitos de proceso.
• Contenido de oxígeno: Niveles mantenidos por debajo de 2000 ppm para la mayoría de las aplicaciones.
• Caudal: Polvo personalizado para excelentes caudales superiores a 25 s/50 g.

Proveedores globales de polvo TC4

Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo TC4 incluyen:

• AP&C (Canadá)
• TLS Technik (Alemania)
• Tekna (Canadá)
• Sandvik Osprey (Reino Unido)
• Polvos avanzados (EE. UU.)
• Grupo de polvo CNPC (China)

Estas empresas producen varios grados de polvo TC4 diseñados para fabricación aditiva, pulverización térmica, pulvimetalurgia y otras aplicaciones.

Precio del polvo TC4

El polvo TC4 tiene un precio más alto que el de los aceros y las aleaciones de níquel:

• Cantidad - $100-150 por kg para pedidos a granel superiores a 500 kg. Las cantidades más pequeñas tienen un precio considerablemente superior.
• Calidad - El polvo esférico de gran pureza fabricado en condiciones estrictamente controladas mediante procesos avanzados exige precios superiores.
• Proveedor - Los grandes proveedores mundiales ofrecen ventajas de costes en comparación con los fabricantes más pequeños debido a sus mayores volúmenes de producción.
• Geografía - Los precios varían según las regiones, siendo Europa y Norteamérica mercados más caros que Asia.

Para aplicaciones críticas, los compradores deben centrarse en la calidad en lugar del costo más bajo al adquirir polvo TC4.

Almacenamiento y manipulación del polvo TC4

El polvo TC4 requiere un almacenamiento y manipulación cuidadosos:

• Debe almacenarse en recipientes herméticos bajo gas inerte como el argón para evitar la oxidación.
• Evitar la acumulación de polvo fino para minimizar el riesgo de explosiones de polvo.
• Utilice EPI, ventilación, conexión a tierra y prácticas de seguridad adecuadas durante la manipulación del polvo.
• Evitar el contacto del polvo con fuentes de ignición debido al riesgo de inflamabilidad.
• Siga las directrices de seguridad aplicables de la FDS del proveedor.

Se debe tener cuidado al manipular este polvo fino reactivo de aleación de titanio.

Inspección y prueba de polvo TC4

Pruebas clave de control de calidad realizadas en polvo TC4:

• Análisis químico mediante ICP-OES o XRF para garantizar que la composición cumple las especificaciones.
• Distribución del tamaño de las partículas mediante difracción láser según la norma ASTM B822.
• Análisis morfológico mediante imágenes SEM.
• Medición del caudal de polvo mediante caudalímetro Hall según la norma ASTM B213.
• Medición de la densidad por picnometría de helio.
• Análisis de impurezas mediante fusión con gas inerte o ICP-MS.
• Caracterización de la microestructura por difracción de rayos X.

Las pruebas exhaustivas garantizan la consistencia de los lotes y la calidad del polvo para la aplicación prevista.

Comparación entre los polvos TC4 y Ti6Al4V

TC4 y Ti6Al4V son dos polvos de aleación de titanio comparados:

TC4 proporciona mayor resistencia mientras que Ti6Al4V ofrece mejor ductilidad. TC4 es adecuado para aplicaciones más exigentes a pesar de su mayor coste.

Preguntas frecuentes sobre el polvo TC4

P: ¿Cómo se produce el polvo TC4?

R: El polvo TC4 se produce comercialmente mediante atomización de gas, proceso de electrodo giratorio de plasma y proceso de hidruro-dehidruro. La atomización de gas ofrece el mejor control de las características de las partículas.

P: ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polvo TC4?

R: Las principales aplicaciones del polvo TC4 incluyen la fabricación aditiva, recubrimientos por pulverización térmica, moldeo por inyección de metales y pulvimetalurgia para fabricar piezas estructurales livianas de alta resistencia.

P: ¿Cuál es el tamaño de polvo TC4 típico que se utiliza para la fusión selectiva por láser?

R: Para el proceso SLM, el rango de tamaño de polvo TC4 ideal es de 15 a 45 micrones con morfología esférica y buen flujo de polvo y densidad de empaquetamiento.

P: ¿El polvo TC4 requiere precauciones especiales de manipulación?

R: Sí, es altamente reactivo y requiere una manipulación cuidadosa en atmósfera inerte utilizando ventilación adecuada, conexión a tierra y EPI para evitar riesgos de incendio o explosión.

P: ¿Dónde puedo comprar polvo TC4 adecuado para aplicaciones aeroespaciales?

R: Para piezas aeroespaciales que necesitan alta resistencia, el polvo TC4 se puede comprar de fabricantes líderes, incluidos AP&C, TLS Technik, Tekna, Sandvik Osprey y Advanced Powders.