CPTi Polvo

Visión general del polvo CPTi

El polvo de CPTi (titanio químicamente puro) es un polvo metálico de titanio de alta pureza utilizado en diversas aplicaciones que requieren una excelente resistencia a la corrosión, alta resistencia, bajo peso y biocompatibilidad. Ofrece propiedades superiores en comparación con otros grados de titanio y polvos de aleación.

El polvo de CPTi se produce mediante un proceso de atomización con gas para conseguir una morfología esférica del polvo con una contaminación mínima. Su tamaño de partícula oscila generalmente entre 15 y 150 micras. Su gran pureza y limpieza dan como resultado una excelente fluidez, densidad de empaquetamiento y sinterabilidad.

Algunas de las principales propiedades y ventajas del polvo de CPTi son:

Propiedades y características del polvo CPTi

Propiedades	Detalles
Composición	99,5% Titanio mínimo. Pocas impurezas de O, C, N, H, Fe.
Densidad	4,5 g/cc
Fluidez	Excelente gracias a su morfología esférica
Sinterabilidad	Excelente, alcanza casi la densidad total
Forma de las partículas	Predominantemente esférico
Gama de tamaños de partículas	15-150 micras
Densidad aparente	2,7-3,2 g/cc
Pureza	Hasta 99,995% de contenido de Ti
Impurezas	Poco oxígeno, nitrógeno, carbono, hierro
Color	Gris oscuro con brillo metálico

Ventajas clave del polvo CPTi

• La alta pureza mejora el rendimiento y la biocompatibilidad
• La morfología esférica del polvo proporciona un buen flujo y empaquetamiento
• Ampliamente utilizado para la fabricación aditiva, moldeo por inyección de metal
• Resistencia a la corrosión superior a la del acero inoxidable en muchos entornos
• Elevada relación resistencia/peso
• No tóxico y no alergénico
• Puede alearse para modificar propiedades como la resistencia
• Rentable en comparación con el titanio forjado

El polvo de CPTi es una opción excelente para piezas y productos que requieren una combinación óptima de resistencia, bajo peso, resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y biocompatibilidad.

Se utiliza para diversas aplicaciones en las industrias aeroespacial, médica, automovilística, química y de consumo.

Composición y grados de pureza del polvo de CPTi

La composición del polvo CPTi tiene un contenido mínimo de titanio del 99,5%. Los niveles de impurezas de oxígeno, nitrógeno, carbono, hidrógeno y hierro se controlan cuidadosamente. También se producen grados de pureza superiores, de hasta 99,995% Ti.

Composición del polvo CPTi

Elemento	Peso %
Titanio	99,5% min
Oxígeno	0.08% – 0.40%
Carbono	0.03% – 0.08%
Nitrógeno	0.01% – 0.05%
Hidrógeno	0.005% – 0.015%
Hierro	0.05% – 0.25%

Estos niveles de impurezas hacen que el titanio conserve su gran resistencia a la corrosión. También pueden añadirse aleaciones específicas para modificar propiedades como la resistencia.

El polvo de CPTi está disponible en diferentes grados de pureza en función de los requisitos:

Grados de pureza CPTi

Grado	Pureza	Tamaño de las partículas	Aplicaciones
CPTi Grado 1	99,5% min	Mediana, grande	Uso general
CPTi Grado 2	99.9%	Fino, medio	Aeroespacial, médica
CPTi Grado 3	99.95%	Fino	Médico, dental
CPTi Grado 4	99.99%	Ultrafino	Implantes, usos de alta pureza

Una mayor pureza reduce el riesgo de toxicidad y mejora la biocompatibilidad para usos médicos. También mejora el rendimiento en aplicaciones de alta temperatura.

Sin embargo, una mayor pureza aumenta el coste. Por tanto, el grado adecuado se selecciona en función de un compromiso equilibrado para la aplicación prevista.

CPTi Polvo Propiedades físicas

Propiedades físicas clave del polvo de CPTi que influyen en su procesamiento y rendimiento:

CPTi Polvo Propiedades físicas

Propiedades	Valores
Densidad	4,5 g/cc
Punto de fusión	1668°C
Conductividad térmica	21,9 W/mK
Resistividad eléctrica	53,8 ohm-cm
Módulo de Young	107 GPa
Relación de Poisson	0.33
Dureza Mohs	6
Resistencia a la oxidación	Hasta 590°C en aire

• La densidad es bastante baja en comparación con otros metales, lo que proporciona una elevada relación resistencia-peso.
• El punto de fusión es moderadamente alto, lo que permite su uso en aplicaciones a temperaturas elevadas.
• La conductividad térmica es inferior a la de otros metales como el aluminio o el cobre
• La resistividad eléctrica es relativamente alta, por lo que es adecuado para elementos de fijación y conectores resistentes a la corrosión.
• La dureza es similar a la de otras aleaciones de titanio, pero inferior a la de los metales de alta dureza.
• La resistencia a la oxidación mejora con niveles de pureza más elevados

Estas propiedades hacen que el CPTi sea adecuado para piezas estructurales ligeras que necesitan altas prestaciones mecánicas y resistencia a la corrosión.

Propiedades mecánicas del polvo CPTi

Las propiedades mecánicas representan la resistencia, dureza y trabajabilidad del material. Propiedades mecánicas importantes:

Propiedades mecánicas del polvo CPTi

Propiedades	Valores
Resistencia a la tracción	420 - 550 MPa
Límite elástico	380 - 470 MPa
Alargamiento	15 – 30%
Dureza	200-240 HV
Resistencia a la fatiga	200-300 MPa

• La resistencia a la tracción y el límite elástico son moderadamente altos, mientras que el alargamiento es razonable.
• La resistencia a la fatiga es excelente en comparación con otros materiales de la competencia
• La dureza es similar o ligeramente inferior a la de las aleaciones de titanio
• Las propiedades dependen de factores como la pureza, la porosidad y el método de transformación.
• La aleación con elementos como Al, V, Mo puede aumentar significativamente la resistencia.

La combinación de buena resistencia, ductilidad, resistencia a la fatiga y dureza proporciona un rendimiento mecánico equilibrado.

El CPTi iguala o supera las propiedades de los aceros inoxidables con una densidad inferior. Ofrece el equilibrio óptimo entre alta resistencia y ductilidad moderada.

Aplicaciones del polvo CPTi

El polvo de CPTi se utiliza en varias industrias debido a sus excelentes propiedades:

Aplicaciones del polvo CPTi

Industria	Ejemplos de aplicación
Aeroespacial	Componentes del motor, piezas del fuselaje, elementos de fijación
Médico	Implantes, prótesis, instrumental
Automoción	Válvulas, bielas, muelles
Química	Bombas, válvulas, depósitos, tuberías
Impresión 3D	Componentes aeroespaciales y médicos
Moldeo por inyección de metales	Instrumentos dentales, hardware
Fundición a la cera perdida	Palas de turbina, cabezas de palos de golf

Algunas aplicaciones específicas de los productos son:

• Implantes ortopédicos y dentales
• Instrumentos quirúrgicos y bioimplantes
• Piezas ligeras de motores de automoción, como las bielas
• Tubería hidráulica aeroespacial y componentes como casquillos
• Válvulas, bombas y tuberías de la industria alimentaria y química
• Cajas de reloj, joyas
• Artículos deportivos como palos de golf, cuadros de bicicleta
• Fabricación aditiva de piezas aeroespaciales y médicas

La propiedad no tóxica permite su uso en productos que entran en contacto con alimentos, productos farmacéuticos y fluidos biológicos.

En general, el polvo de CPTi ofrece el mejor equilibrio de propiedades para piezas estructurales ligeras en múltiples sectores.

Especificaciones del polvo CPTi

Las especificaciones y normas industriales se utilizan para evaluar la calidad del polvo CPTi y garantizar la coherencia del rendimiento:

Normas de polvo CPTi

Estándar	Descripción
ASTM B348	Especificación estándar para polvos de titanio y aleaciones de titanio
ASTM F67	Especificación estándar para barras de titanio no aleado para implantes quirúrgicos
ISO 5832-2	Materiales de titanio forjado para implantes

Estas normas especifican los requisitos para:

• Composición química - porcentajes de titanio y niveles de impurezas
• Propiedades físicas como la distribución del tamaño de las partículas, el caudal, la densidad
• Propiedades mecánicas como la tracción y el límite elástico
• Método de producción como la atomización con gas argón
• Garantía de calidad mediante muestreo, pruebas e inspección
• Requisitos de embalaje e identificación

Los fabricantes de polvo de CPTi de renombre producen material conforme a las normas ASTM y proporcionan certificación de conformidad para aplicaciones críticas.

Granulometría del polvo CPTi

El polvo de CPTi se produce en diferentes distribuciones de tamaño de partícula en función del método de aplicación:

Granulometría del polvo CPTi

Tamaño de las partículas	Tamaños típicos	Aplicaciones
Fino	1-25 micras	Fundición a la cera perdida, MIM
Medio	25-45 micras	Prensado y sinterizado, HIP
Grueso	45-150 micras	Pulverización térmica y en frío

• El polvo fino proporciona una alta densidad de sinterización y acabado superficial
• El polvo grueso es más fluido y se utiliza para la pulverización térmica.
• La gama de tamaño medio ofrece un equilibrio adecuado para la prensa y la sinterización
• La distribución de tamaños se optimiza en función de las propiedades finales de la pieza.
• La morfología esférica se mantiene en todos los rangos de tamaño

Controlar la distribución del tamaño de las partículas y la morfología es fundamental para conseguir una alta densidad de empaquetamiento del polvo y la calidad de la pieza sinterizada.

CPTi Polvo Densidad aparente

La densidad aparente o densidad de toma indica la densidad empaquetada del polvo:

CPTi Polvo Densidad aparente

Densidad aparente	Características
2,7 - 3,0 g/cc	Polvo de CPTi sin alear
3,0 - 3,2 g/cc	Polvo de CPTi aleado
Hasta 50% de densidad real	Debido a los huecos entre las partículas

• Una mayor densidad aparente mejora el flujo y la compresibilidad del polvo
• Elementos de aleación como Al, V aumentan la densidad de las partículas
• Valores de hasta 60% son posibles con polvo optimizado
• La alta densidad aparente reduce el tiempo del ciclo de prensado y mejora la calidad de las piezas

La maximización de la densidad aparente permite un prensado y una sinterización eficaces del polvo hasta alcanzar la densidad total. Mejora la productividad de fabricación.

Métodos de producción de polvo CPTi

El polvo de CPTi se produce comercialmente mediante un proceso de atomización con gas utilizando barras/varillas de Ti de alta pureza:

Producción de polvo CPTi

Método	Detalles
Atomización de gas	El gas argón a alta presión desintegra el flujo de Ti fundido en finas gotitas, que se solidifican en polvo esférico.
Fusión por arco en vacío	El material de entrada de Ti de alta pureza se refina para reducir impurezas gaseosas como O, N, H
Fusión múltiple	Garantiza la homogeneidad química de la materia prima
Tamizado	Clasifica el polvo en diferentes distribuciones granulométricas
Mezcla	Polvos con diferentes tamaños de partícula se mezclan en proporciones optimizadas

• La atomización con gas permite la producción a gran escala de polvo esférico de CPTi
• Múltiples pasos producen polvo de gran pureza con tamaño y morfología controlados
• El gas argón evita la contaminación durante la atomización
• El postprocesado proporciona grados de polvo personalizados para los clientes

Los equipos altamente automatizados permiten una producción eficaz de polvo de CPTi con un control estricto de todos los atributos, como la pureza, la distribución del tamaño de las partículas, la morfología y la densidad aparente.

Precios del polvo CPTi

El precio del polvo CPTi depende de varios factores:

Precios del polvo CPTi

Factor	Impacto
Pureza	Aumento del precio por mayor pureza
Tamaño de las partículas	El polvo ultrafino es más caro
Cantidad	Precio reducido para pedidos al por mayor
Método de producción	Las refundiciones múltiples aumentan el coste
Embalaje	Las bombonas de argón cuestan más
Pruebas/certificación	Coste adicional por pruebas más rigurosas
Plazo de entrega	Una entrega más rápida aumenta el precio

Precio indicativo para polvo de granulometría media:

• CPTi Grado 1: $50-$100 por kg
• CPTi Grado 2: $100-$150 por kg
• CPTi Grado 3: $150-$300 por kg
• CPTi Grado 4: $300+ por kg

Los precios reducidos son habituales en los pedidos a granel que superan varios cientos de kg.

Proveedores de polvo CPTi

Entre los proveedores más populares de CPTi en polvo se incluyen:

Proveedores de polvo CPTi

Empresa	Ubicación
Polvos y revestimientos avanzados	EE.UU.
Atlantic Equipment Engineers	EE.UU.
Reading Alloys, Inc.	EE.UU.
TLS Technik GmbH & Co.	Alemania
AP&C	Canadá
Xi'an Saite Metal Materials	China

Factores a tener en cuenta al seleccionar proveedor:

• opciones de grado de polvo
• rangos de tamaño medio de las partículas
• capacidad de producción
• morfología y consistencia del polvo
• opciones de envasado
• plazo de entrega
• precios
• cumplimiento de las normas ASTM
• procesos de inspección y ensayo
• garantía y control de calidad

CPTi Manipulación de Polvos y Seguridad

Deben seguirse prácticas seguras de manipulación del polvo:

CPTi Manipulación de polvos

Recomendación	Razón
Evitar la inhalación	Debido al pequeño tamaño de las partículas
Utilizar máscaras protectoras	Evitar la ingestión por la nariz/boca
Realizar la manipulación en zonas ventiladas	Reducir la circulación de polvo en el aire
Utilizar trajes para materiales peligrosos en operaciones de gran envergadura	Minimizar el contacto con la piel
Asegurarse de que no hay fuentes de ignición cerca	El polvo puede arder en atmósfera de oxígeno
Siga los protocolos antiestáticos	Evitar incendios accidentales por acumulación de carga estática
Utilizar herramientas que no produzcan chispas	Evita la posibilidad de ignición durante la manipulación
Almacenar los envases cerrados en un lugar fresco y seco	Evita la captación de humedad y la reactividad

Aunque el polvo de CPTi es relativamente inerte en comparación con los polvos metálicos reactivos, es necesario tomar precauciones para mitigar los riesgos de seguridad e incendio.

Inspección y ensayo de polvos CPTi

Las pruebas de calidad garantizan que el polvo de CPTi cumple las especificaciones de material requeridas:

Pruebas de polvo CPTi

Prueba	Detalles
Análisis químico	La espectroscopia ICP verifica la composición elemental
Distribución granulométrica	El análisis granulométrico determina la distribución de tamaños
Densidad aparente	Medido según la norma ASTM B212
Morfología del polvo	La microscopía electrónica de barrido verifica la forma esférica
Caudal	Tiempo necesario para que una cantidad fija de polvo fluya a través de una boquilla definida
Densidad del grifo	Densidad medida tras golpear mecánicamente la muestra de polvo
Compresibilidad	Control del cambio de densidad del lecho de polvo durante la compresión

Los rigurosos protocolos de ensayo garantizan un alto rendimiento fiable y constante del polvo CPTi para aplicaciones críticas.

CPTi Polvo Almacenamiento y Reactividad

El polvo de CPTi tiene una reactividad moderada:

Almacenamiento de polvo CPTi

Factor	Efecto
Aire, oxígeno	Riesgo de oxidación moderado por encima de 500°C
Humedad	Baja velocidad de corrosión a temperatura ambiente
Hidrocarburos	Riesgo de incendio si se contamina el polvo
Ácidos, bases	Bajos índices de corrosión en soluciones neutras
Disolventes orgánicos	Cierta absorción y decoloración si se sumerge
Temperaturas elevadas	Mayor reactividad con el oxígeno y el nitrógeno

Recomendaciones:

• Almacenar en recipientes herméticos llenos de gas inerte
• Mantener a una temperatura inferior a 30°C
• Contenedores abiertos sólo en ambientes secos y controlados
• Limitar el contacto con ácidos oxidantes e hidrocarburos clorados

Con las precauciones adecuadas durante el almacenamiento y la manipulación, el polvo de CPTi presenta una excelente estabilidad y una baja reactividad.

Comparación con el polvo de aleación Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V es un polvo de aleación de titanio alfa-beta muy popular. Comparación con CPTi:

CPTi vs Ti-6Al-4V Polvo

Parámetro	CPTi Polvo	Ti-6Al-4V Polvo
Densidad	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Resistencia a la tracción	420 - 550 MPa	950 - 1050 MPa
Ductilidad	15 – 30%	10 – 18%
Resistencia a la fatiga	200 - 300 MPa	500 - 600 MPa
Resistencia a la corrosión	Excelente	Moderado
Resistencia a la oxidación	Excelente	Bien
Coste	Bajo	Moderado
Toxicidad	Ninguno	Bajo
Utiliza	Aplicaciones de baja temperatura, prótesis	Componentes aeroespaciales, piezas de automoción

• El CPTi proporciona mayor ductilidad y resistencia a la oxidación
• El Ti-6Al-4V es más resistente y presenta una mayor resistencia a la fatiga.
• El CPTi es más biocompatible y resistente a la corrosión.
• Ti-6Al-4V proporciona una mayor relación resistencia-peso
• El CPTi es más rentable, mientras que el Ti-6Al-4V ofrece mayores prestaciones.

Pros y contras del polvo CPTi

Ventajas del polvo CPTi:

• Excelente resistencia a la corrosión
• Elevada relación resistencia/peso
• Buena ductilidad y resistencia a la fractura
• No tóxico y biocompatible
• No magnético y térmicamente estable
• Rentable en comparación con las aleaciones de titanio
• Puede alearse para mejorar sus propiedades
• Adecuado para diversas aplicaciones industriales

Limitaciones del polvo CPTi:

• Relativamente caro en comparación con el polvo de hierro/acero
• Menor resistencia que las aleaciones de titanio
• Resistencia moderada a la oxidación a alta temperatura
• Requiere atmósferas protectoras durante el procesamiento
• Susceptible al gripado y al agarrotamiento en contacto deslizante
• Más difícil de mecanizar que los aceros y las aleaciones de aluminio

Preguntas frecuentes sobre el polvo CPTi

P: ¿Cuáles son las principales ventajas del polvo CPTi?

R: Las principales ventajas son la alta resistencia, la baja densidad, la excelente resistencia a la corrosión, la biocompatibilidad, la estabilidad térmica y la rentabilidad.

P: ¿Cuáles son las aplicaciones típicas del polvo de CPTi?

R: Las principales aplicaciones son los implantes ortopédicos, los implantes dentales, los componentes aeroespaciales, las piezas de automóvil, los artículos deportivos, la joyería, los equipos químicos y los dispositivos médicos.

P: ¿Cuáles son las diferencias entre los distintos grados de polvo CPTi?

R: Los grados de polvo de mayor pureza (grados 3 y 4) se utilizan para implantes médicos y aplicaciones de alto rendimiento. Los grados inferiores ofrecen propiedades adecuadas a menor coste para usos industriales.