Poudre CPTi

Aperçu de la poudre CPTi

La poudre de CPTi (titane chimiquement pur) est une poudre métallique de titane de haute pureté utilisée dans diverses applications nécessitant une excellente résistance à la corrosion, une grande solidité, un faible poids et une biocompatibilité. Elle offre des propriétés supérieures à celles d'autres poudres de titane et d'alliages.

La poudre de CPTi est produite par atomisation au gaz afin d'obtenir une morphologie de poudre sphérique avec une contamination minimale. La taille des particules est généralement comprise entre 15 et 150 microns. La pureté et la propreté élevées du CPTi se traduisent par une excellente fluidité, une densité d'emballage et une bonne aptitude au frittage.

Voici quelques-unes des principales propriétés et avantages de la poudre de CPTi :

Propriétés et caractéristiques de la poudre CPTi

Propriétés	Détails
Composition	99,5% minimum Titane. Peu d'impuretés O, C, N, H, Fe.
Densité	4,5 g/cc
Capacité d'écoulement	Excellente grâce à la morphologie sphérique
Fritabilité	Excellent, permet d'atteindre une densité presque complète
Forme des particules	Principalement sphérique
Gamme de taille des particules	15-150 microns
Densité apparente	2,7-3,2 g/cc
La pureté	Jusqu'à 99,995% Ti contenu
Impuretés	Faible teneur en oxygène, azote, carbone, fer
Couleur	Gris foncé avec éclat métallique

Avantages principaux de la poudre CPTi

• La haute pureté améliore les performances et la biocompatibilité
• La morphologie sphérique de la poudre permet un bon écoulement et un bon conditionnement.
• Largement utilisé pour la fabrication additive, le moulage par injection de métal
• Résistance à la corrosion supérieure à celle de l'acier inoxydable dans de nombreux environnements
• Rapport résistance/poids élevé
• Non toxique et non allergène
• Peut être allié pour modifier les propriétés telles que la résistance.
• Économique par rapport au titane corroyé

La poudre de CPTi est un excellent choix pour les pièces et les produits nécessitant une combinaison optimale de solidité, de faible poids, de résistance à la corrosion, de résistance à la fatigue et de biocompatibilité.

Il est utilisé pour diverses applications dans les secteurs de l'aérospatiale, de la médecine, de l'automobile, de la chimie et de la consommation.

Composition et degrés de pureté de la poudre de CPTi

La composition de la poudre CPTi contient un minimum de 99,5% de titane. Les niveaux d'impureté de l'oxygène, de l'azote, du carbone, de l'hydrogène et du fer sont soigneusement contrôlés. Des degrés de pureté plus élevés, allant jusqu'à 99,995% Ti, sont également produits.

Composition de la poudre CPTi

Élément	Poids %
Titane	99,5% min
Oxygène	0.08% – 0.40%
Carbone	0.03% – 0.08%
Azote	0.01% – 0.05%
Hydrogène	0.005% – 0.015%
Le fer	0.05% – 0.25%

Ces niveaux d'impureté permettent de conserver la grande solidité et la résistance à la corrosion associées au titane. Des alliages spécifiques peuvent également être ajoutés pour modifier les propriétés telles que la résistance.

La poudre de CPTi est disponible en différents degrés de pureté selon les besoins :

Grades de pureté CPTi

Grade	La pureté	Taille des particules	Applications
CPTi grade 1	99,5% min	Moyen, grand	Utilisation générale
CPTi grade 2	99.9%	Fin, moyen	Aérospatiale, médecine
CPTi grade 3	99.95%	Bien	Médical, dentaire
CPTi grade 4	99.99%	Ultrafine	Implants, utilisations de haute pureté

Une plus grande pureté réduit le risque de toxicité et améliore la biocompatibilité pour les utilisations médicales. Elle améliore également les performances dans les applications à haute température.

Cependant, une plus grande pureté augmente le coût. La qualité appropriée est donc sélectionnée sur la base d'un compromis équilibré pour l'application envisagée.

Poudre CPTi Propriétés physiques

Principales propriétés physiques de la poudre de CPTi qui influencent son traitement et ses performances :

Poudre CPTi Propriétés physiques

Propriétés	Valeurs
Densité	4,5 g/cc
Point de fusion	1668°C
Conductivité thermique	21,9 W/mK
Résistivité électrique	53,8 ohm-cm
Module d'Young	107 GPa
Rapport de Poisson	0.33
Dureté Mohs	6
Résistance à l'oxydation	Jusqu'à 590°C dans l'air

• La densité est relativement faible par rapport à d'autres métaux, ce qui permet d'obtenir un rapport résistance/poids élevé.
• Le point de fusion est modérément élevé, ce qui permet de l'utiliser pour des applications à température élevée.
• La conductivité thermique est inférieure à celle d'autres métaux comme l'aluminium ou le cuivre.
• La résistivité électrique est relativement élevée, ce qui permet de fabriquer des attaches et des connecteurs résistants à la corrosion.
• La dureté est similaire à celle des autres alliages de titane, mais inférieure à celle des métaux à dureté élevée.
• La résistance à l'oxydation s'améliore avec des niveaux de pureté plus élevés

Ces propriétés font que le CPTi convient aux pièces structurelles légères nécessitant des performances mécaniques et une résistance à la corrosion élevées.

Propriétés mécaniques de la poudre CPTi

Les propriétés mécaniques représentent la résistance, la dureté et l'aptitude au façonnage du matériau. Propriétés mécaniques importantes :

Propriétés mécaniques de la poudre CPTi

Propriétés	Valeurs
Résistance à la traction	420 - 550 MPa
Limite d'élasticité	380 - 470 MPa
Élongation	15 – 30%
Dureté	200-240 HV
Résistance à la fatigue	200-300 MPa

• La résistance à la traction et la limite d'élasticité sont modérément élevées, tandis que l'allongement est raisonnable.
• La résistance à la fatigue est excellente par rapport à d'autres matériaux concurrents.
• La dureté est similaire ou légèrement inférieure à celle des alliages de titane.
• Les propriétés dépendent de facteurs tels que la pureté, la porosité et la méthode de traitement.
• L'alliage avec des éléments tels que Al, V, Mo peut augmenter de manière significative la résistance.

La combinaison d'une bonne résistance, d'une bonne ductilité, d'une bonne résistance à la fatigue et d'une bonne dureté permet d'obtenir des performances mécaniques équilibrées.

Le CPTi égale ou dépasse les propriétés des aciers inoxydables à une densité inférieure. Il offre un compromis optimal entre une résistance élevée et une ductilité modérée.

Applications de la poudre CPTi

La poudre de CPTi est utilisée dans plusieurs industries en raison de ses excellentes propriétés :

Applications de la poudre CPTi

L'industrie	Exemples d'application
Aérospatiale	Composants de moteur, pièces de cellule, fixations
Médical	Implants, prothèses, instruments
Automobile	Soupapes, bielles, ressorts
Chimique	Pompes, vannes, réservoirs, tuyaux
Impression 3D	Composants aérospatiaux et médicaux
Moulage par injection de métal	Instruments dentaires, matériel
Coulée en cire perdue	Pales de turbines, têtes de clubs de golf

Parmi les applications spécifiques de ces produits, on peut citer

• Implants orthopédiques et dentaires
• Instruments chirurgicaux et bio-implants
• Pièces de moteur automobile légères telles que les bielles
• Tubes et composants hydrauliques pour l'aérospatiale, tels que les bagues
• Vannes, pompes, tuyaux de l'industrie alimentaire/chimique
• Boîtes de montres, bijoux
• Articles de sport tels que clubs de golf, cadres de bicyclettes
• Fabrication additive de pièces aérospatiales et médicales

Sa non-toxicité permet de l'utiliser dans des produits entrant en contact avec des aliments, des produits pharmaceutiques et des fluides biologiques.

Dans l'ensemble, la poudre de CPTi offre le meilleur équilibre de propriétés pour les pièces structurelles légères dans de nombreuses industries.

Spécifications de la poudre CPTi

Les spécifications et les normes industrielles sont utilisées pour évaluer la qualité de la poudre CPTi et pour garantir la constance des performances :

Normes du CPTi pour les poudres

Standard	Description
ASTM B348	Spécification standard pour les poudres de titane et d'alliages de titane
ASTM F67	Spécification standard pour les barres de titane non allié pour implants chirurgicaux
ISO 5832-2	Matériaux en titane corroyé de qualité implantaire

Ces normes spécifient les exigences pour :

• Composition chimique - pourcentages de titane et niveaux d'impureté
• Propriétés physiques telles que la distribution de la taille des particules, le débit, la densité
• Propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction et la limite d'élasticité
• Méthode de production comme l'atomisation de gaz argon
• Assurance de la qualité par l'échantillonnage, les essais et l'inspection
• Exigences en matière d'emballage et d'identification

Les fabricants de poudre de CPTi réputés produisent des matériaux conformes aux normes ASTM et fournissent des certificats de conformité pour les applications critiques.

Taille des particules de la poudre CPTi

La poudre de CPTi est produite en différentes distributions de taille de particules en fonction de la méthode d'application :

Taille des particules de la poudre CPTi

Taille des particules	Gamme de tailles typiques	Applications
Bien	1-25 microns	Coulée à la cire perdue, MIM
Moyen	25-45 microns	Pressage et frittage, HIP
Grossière	45-150 microns	Pulvérisation thermique et à froid

• La poudre fine permet d'obtenir une densité de frittage et une finition de surface élevées.
• La poudre grossière a une meilleure fluidité et est utilisée pour la pulvérisation thermique.
• La gamme de taille moyenne offre un équilibre adapté à la presse et au frittage
• La distribution de la taille est optimisée en fonction des propriétés finales de la pièce.
• La morphologie sphérique est maintenue dans toutes les gammes de taille.

Le contrôle de la distribution de la taille et de la morphologie des particules est essentiel pour obtenir une densité de tassement de la poudre élevée et une qualité de pièce frittée.

Densité apparente de la poudre CPTi

La densité apparente ou la densité de tapotement indique la densité emballée de la poudre :

Densité apparente de la poudre CPTi

Densité apparente	Caractéristiques
2,7 - 3,0 g/cc	Poudre de CPTi non allié
3,0 - 3,2 g/cc	Poudre de CPTi alliée
Jusqu'à 50% de densité réelle	En raison des vides entre les particules

• Une densité apparente plus élevée améliore l'écoulement et la compressibilité de la poudre
• Les éléments d'alliage comme Al, V augmentent la densité des particules.
• Des valeurs allant jusqu'à 60% sont possibles avec une poudre optimisée.
• La densité apparente élevée réduit le temps de cycle de la presse et améliore la qualité des pièces.

La maximisation de la densité apparente permet de presser et de fritter efficacement la poudre jusqu'à ce qu'elle atteigne sa pleine densité. Elle améliore la productivité de la fabrication.

Méthodes de production de poudre CPTi

La poudre de CPTi est produite commercialement par un processus d'atomisation au gaz utilisant des barres de Ti de haute pureté :

Production de poudre CPTi

Méthode	Détails
Atomisation du gaz	Le gaz argon à haute pression désintègre le flux de Ti fondu en fines gouttelettes, qui se solidifient en poudre sphérique.
Fusion à l'arc sous vide	Le stock d'entrée de Ti de haute pureté est raffiné pour réduire les impuretés gazeuses telles que O, N, H
Fusion multiple	Garantir l'homogénéité chimique de la matière première
Tamisage	Classifie les poudres en différentes distributions de tailles de particules
Mélange	Des poudres de différentes tailles sont mélangées dans des proportions optimisées.

• L'atomisation au gaz permet la production à grande échelle de poudre de CPTi sphérique
• Plusieurs étapes permettent de produire une poudre de grande pureté dont la taille et la morphologie sont contrôlées.
• Le gaz argon empêche la contamination pendant l'atomisation
• Le post-traitement permet d'obtenir des qualités de poudre personnalisées pour les clients.

Un équipement hautement automatisé permet une production efficace de poudre de CPTi avec un contrôle étroit de tous les attributs tels que la pureté, la distribution de la taille des particules, la morphologie et la densité apparente.

Prix de la poudre CPTi

Le prix de la poudre CPTi dépend de plusieurs facteurs :

Prix de la poudre CPTi

Facteur	Impact
La pureté	Augmentation des prix pour une plus grande pureté
Taille des particules	La poudre ultrafine est plus chère
Quantité	Le prix est réduit pour les commandes en gros
Méthode de production	Les refontes multiples augmentent les coûts
Emballage	Les bouteilles remplies d'argon coûtent plus cher
Test/certification	Coût supplémentaire pour des tests plus rigoureux
Délai d'exécution	Une livraison plus rapide augmente le prix

Prix indicatif pour une poudre de taille moyenne :

• CPTi Grade 1 : $50-$100 par kg
• CPTi Grade 2 : $100-$150 par kg
• CPTi Grade 3 : $150-$300 par kg
• CPTi Grade 4 : $300+ par kg

Les prix réduits sont typiques pour les commandes en vrac dépassant plusieurs centaines de kg.

Fournisseurs de poudre de CPTi

Les fournisseurs les plus connus de poudre de CPTi sont les suivants :

Fournisseurs de poudre de CPTi

Entreprise	Localisation
Poudres et revêtements avancés	ÉTATS-UNIS
Atlantic Equipment Engineers	ÉTATS-UNIS
Reading Alloys, Inc.	ÉTATS-UNIS
TLS Technik GmbH & Co.	Allemagne
AP&C	Canada
Xi'an Saite Metal Materials	Chine

Facteurs à prendre en compte lors de la sélection du fournisseur :

• options de qualité de la poudre
• plages de taille moyenne des particules
• capacité de production
• morphologie et consistance des poudres
• options d'emballage
• délai de mise en œuvre et de livraison
• la tarification
• la conformité aux normes ASTM
• processus d'inspection et d'essai
• assurance et contrôle de la qualité

CPTi Manipulation des poudres et sécurité

Il convient de respecter des pratiques sûres en matière de manipulation des poudres :

CPTi Manutention des poudres

Recommandation	Raison
Éviter l'inhalation	En raison de la petite taille des particules
Utiliser des masques de protection	Prévenir l'ingestion par le nez ou la bouche
Manipuler dans des zones ventilées	Réduire la circulation des poudres en suspension dans l'air
Utiliser des combinaisons de protection pour les opérations de grande envergure	Minimiser le contact avec la peau
Veiller à ce qu'il n'y ait pas de sources d'inflammation à proximité	La poudre peut s'enflammer dans une atmosphère oxygénée
Respecter les protocoles antistatiques	Prévenir les incendies accidentels dus à l'accumulation de charges statiques
Utiliser des outils ne produisant pas d'étincelles	Evite les risques d'inflammation lors de la manipulation
Stocker les récipients scellés dans un endroit frais et sec	Empêche l'accumulation d'humidité et la réactivité

Bien que la poudre de CPTi soit relativement inerte par rapport aux poudres métalliques réactives, il est nécessaire de prendre des précautions pour limiter les risques de sécurité et d'incendie.

CPTi Inspection et essais des poudres

Des tests de qualité permettent de s'assurer que la poudre de CPTi répond aux spécifications requises :

CPTi Test des poudres

Test	Détails
Analyse chimique	La spectroscopie ICP vérifie la composition élémentaire
Distribution de la taille des particules	L'analyse granulométrique détermine la distribution des tailles
Densité apparente	Mesuré selon la norme ASTM B212
Morphologie des poudres	La microscopie électronique à balayage vérifie la forme sphérique
Débit	Temps nécessaire pour qu'une quantité fixe de poudre s'écoule à travers une buse définie
Densité du robinet	Densité mesurée après tapotement mécanique de l'échantillon de poudre
Compressibilité	Surveillance de la variation de la densité du lit de poudre pendant la compression

Des protocoles d'essai rigoureux garantissent la fiabilité et la constance des performances de la poudre de CPTi pour les applications critiques.

Stockage et réactivité de la poudre de CPTi

La poudre de CPTi présente une réactivité modérée :

Stockage de poudre CPTi

Facteur	Effet
Air, oxygène	Risque d'oxydation modéré au-dessus de 500°C
Humidité	Faible taux de corrosion à température ambiante
Hydrocarbures	Risque d'incendie en cas de contamination de la poudre
Acides, bases	Faibles taux de corrosion dans les solutions neutres
Solvants organiques	Absorption et décoloration en cas d'immersion
Températures élevées	Réactivité accrue avec l'oxygène et l'azote

Recommandations :

• Stocker dans des récipients hermétiques remplis de gaz inerte
• Maintenir une température inférieure à 30°C
• Ouvrir les récipients uniquement dans des environnements secs et contrôlés
• Limiter le contact avec les acides oxydants et les hydrocarbures chlorés.

Avec des précautions appropriées lors du stockage et de la manipulation, la poudre de CPTi présente une excellente stabilité et une faible réactivité.

Comparaison avec la poudre d'alliage Ti-6Al-4V

Le Ti-6Al-4V est une poudre d'alliage de titane alpha-bêta très répandue. Comparaison avec le CPTi :

Poudre CPTi vs Ti-6Al-4V

Paramètres	Poudre CPTi	Poudre Ti-6Al-4V
Densité	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Résistance à la traction	420 - 550 MPa	950 - 1050 MPa
Ductilité	15 – 30%	10 – 18%
Résistance à la fatigue	200 - 300 MPa	500 - 600 MPa
Résistance à la corrosion	Excellent	Modéré
Résistance à l'oxydation	Excellent	Bon
Coût	Faible	Modéré
Toxicité	Aucun	Faible
Utilisations	Applications à basse température, prothèses	Composants aérospatiaux, pièces automobiles

• Le CPTi offre une meilleure ductilité et une meilleure résistance à l'oxydation.
• Le Ti-6Al-4V est plus solide et présente une plus grande résistance à la fatigue.
• Le CPTi présente une meilleure biocompatibilité et une meilleure résistance à la corrosion.
• Le Ti-6Al-4V offre un meilleur rapport résistance/poids
• Le CPTi est plus rentable, tandis que le Ti-6Al-4V est plus performant.

Avantages et inconvénients de la poudre CPTi

Avantages de la poudre CPTi :

• Excellente résistance à la corrosion
• Rapport résistance/poids élevé
• Bonne ductilité et résistance à la rupture
• Non toxique et biocompatible
• Non-magnétique et thermiquement stable
• Coût avantageux par rapport aux alliages de titane
• Peut être allié pour améliorer les propriétés
• Convient à diverses applications dans tous les secteurs d'activité

Limites de la poudre CPTi :

• Relativement coûteux par rapport aux poudres de fer/acier
• Résistance inférieure à celle des alliages de titane
• Résistance modérée à l'oxydation à haute température
• Nécessite des atmosphères protectrices pendant le traitement
• Susceptible de se gripper et de se bloquer en cas de contact glissant
• Plus difficile à usiner que les aciers et les alliages d'aluminium

FAQ sur la poudre CPTi

Q : Quels sont les principaux avantages de la poudre CPTi ?

R : Les principaux avantages sont une grande résistance, une faible densité, une excellente résistance à la corrosion, une biocompatibilité, une stabilité thermique et un bon rapport coût-efficacité.

Q : Quelles sont les applications typiques de la poudre CPTi ?

R : Les principales applications sont les implants orthopédiques, les implants dentaires, les composants aérospatiaux, les pièces automobiles, les articles de sport, les bijoux, les équipements chimiques et les dispositifs médicaux.

Q : Quelles sont les différences entre les différentes qualités de poudre de CPTi ?

R : Les poudres de pureté supérieure (grades 3 et 4) sont utilisées pour les implants médicaux et les applications à haute performance. Les grades inférieurs offrent des propriétés adéquates à moindre coût pour les utilisations industrielles.