PREP 내화 티타늄 합금 분말
TiAl은 중량 대비 강도가 우수하고 화학적 및 열적 안정성이 높은 새로운 등급의 항공우주 합금입니다. 감마 티타늄 알루미나이드 합금은 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 고온(섭씨 600도 이상)에서도 산화 및 내식성이 뛰어납니다. TiAl은 저압 터빈과 같은 항공기 엔진 부품 제작에 있어 니켈 초합금과 경쟁하는 최신 등급의 소재입니다.
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목차
PREP 내화 티타늄 합금 분말 개요
PREP(플라즈마 회전 전극 공정) 합금은 극한의 온도에서 우수한 기계적 특성이 필요한 부품의 적층 가공을 위해 설계된 고성능 내화성 티타늄 합금 분말입니다.
이 기사에서는 구성, 특성, 인쇄 매개변수, 응용 분야, 사양, 공급업체, 취급, 검사, 비교, 장단점 및 FAQ를 다루는 PREP 티타늄 합금 분말에 대한 포괄적인 가이드를 제공합니다. 정량적 정보는 참조하기 쉬운 표로 제공됩니다.
PREP 티타늄 합금 분말의 구성 요소
PREP 합금은 다양한 용질 원소를 포함하는 복잡한 조성을 가지고 있습니다.
| 요소 | 무게 % | 목적 |
|---|---|---|
| 티타늄 | 잔액 | 주요 행렬 요소 |
| 알루미늄 | 5 – 7 | 고체 솔루션 강화제 |
| 주석 | 1 – 3 | 고체 솔루션 강화제 |
| 지르코늄 | 0.5 – 2 | 입자 구조 제어 |
| 몰리브덴 | 1 – 3 | 고체 솔루션 강화제 |
| 실리콘 | 0.5 – 1.5 | 내산화성 |
| 니오븀 | 1 – 3 | 카바이드 포머 |
| 탄탈륨 | 1 – 3 | 카바이드 포머 |
결정립계 강화를 위해 미량의 붕소와 탄소도 첨가됩니다.
PREP 티타늄 합금 분말의 특성
PREP 합금은 다음과 같은 탁월한 특성 조합을 나타냅니다.
| 속성 | 설명 |
|---|---|
| 높은 강도 | 최대 700°C까지 우수한 인장 및 크리프 강도 |
| 피로 저항 | 고온에서 높은 피로 수명 |
| 골절 인성 | 최대 100MPa-√m |
| 내산화성 | 보호 산화물 스케일 형성 |
| 열 안정성 | 장기간 노출 후 미세구조적 안정성 |
| 손상 허용 | 균열 성장에 강함 |
| 생체 적합성 | 무독성, 무알레르기성 |
이 속성은 까다로운 애플리케이션을 위한 경량 구성 요소를 가능하게 합니다.
PREP 티타늄 합금 분말의 AM 인쇄 매개변수
일반적인 AM 공정 매개변수는 다음과 같습니다.
| 매개변수 | 일반 값 | 목적 |
|---|---|---|
| 레이어 높이 | 30-50μm | 해상도와 빌드 속도 |
| 레이저 파워 | 150-500W | 증발 없이 충분한 용융 |
| 스캔 속도 | 750-1500mm/초 | 밀도 대비 생산 속도 |
| 해치 간격 | 80-120μm | 기계적 특성 |
| 열간 등방성 프레스 | 900°C, 100MPa, 3시간 | 내부 공극 제거 |
밀도, 미세 구조, 제작 속도 및 후처리 요구 사항에 최적화된 매개변수입니다.
3D 프린팅된 PREP 티타늄 부품의 응용
PREP 합금 부품은 다음과 같은 중요한 응용 분야에 사용됩니다.
| 산업 | 구성 요소 |
|---|---|
| 항공우주 | 터빈 블레이드, 압축기 부품, 마운트 |
| 자동차 | 커넥팅 로드, 밸브, 터보차저 휠 |
| 의료 | 정형외과 임플란트, 수술 도구 |
| 화학 | 펌프, 밸브, 반응 용기 |
| 전력 생산 | 고온 가스 경로 구성 요소 |
가공 등가물에 비해 이점에는 복잡한 형상과 가속화된 개발이 포함됩니다.
AM용 PREP 티타늄 분말 사양
PREP 합금 분말은 엄격한 사양을 충족해야 합니다.
| 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| 입자 크기 범위 | 일반적으로 15-45 μm |
| 파티클 모양 | 구형 형태 |
| 겉보기 밀도 | >2.5g/cc |
| 탭 밀도 | >4.5g/cc |
| 홀 유량 | 50g의 경우 >35초 |
| 순도 | >99.95% |
| 산소 함량 | <1000 ppm |
맞춤형 크기 분포 및 제어된 산소 수준을 사용할 수 있습니다.
PREP 티타늄 합금 분말 공급업체
PREP 합금 분말은 다음 회사에서 공급됩니다.
| 공급업체 | 위치 |
|---|---|
| 프렉스에어 | 미국 |
| AP&C | 캐나다 |
| Tekna | 캐나다 |
| 금속 분석 | UK |
| LPW 기술 | UK |
| EOS | 독일 |
가격은 품질, 크기 분포, 주문량에 따라 $250/kg부터 $450/kg까지 다양합니다.
PREP 티타늄 분말의 취급 및 보관
반응성 물질이므로 PREP 합금 분말을 주의 깊게 취급하는 것이 중요합니다.
- 아르곤과 같은 불활성 가스하에 밀봉된 용기를 보관하십시오.
- 취급 시 공기 및 습기에 노출되지 않도록 하십시오.
- 적절하게 접지된 장비를 사용하십시오.
- 폭발 위험을 최소화하기 위해 먼지가 쌓이지 않도록 주의하세요.
- 국소 배기 환기 권장
- 적절한 PPE를 착용하고 흡입을 피하십시오
적절한 기술과 제어로 분말 산화를 방지할 수 있습니다.
PREP 티타늄 분말의 검사 및 테스트
PREP 합금 분말 배치는 다음을 사용하여 검증됩니다.
| 방법 | 테스트된 매개변수 |
|---|---|
| 체질 분석 | 입자 크기 분포 |
| SEM 이미징 | 파티클 모폴로지 |
| EDX | 화학/조성 |
| XRD | 현재 단계 |
| 파이크노메트리 | 밀도 |
| 홀 유량 | 분말 유동성 |
ASTM 표준에 따른 테스트는 배치 간 일관성을 보장합니다.
PREP 합금과 대체 티타늄 분말 비교
PREP 합금은 다른 티타늄 소재와 비교하여 다음과 같습니다.
| 합금 | 힘 | 산화 저항 | 비용 | 인쇄 가능성 |
|---|---|---|---|---|
| 예습 | 우수 | 우수 | 높음 | 양호 |
| Ti64 | 양호 | 양호 | Medium | 공정 |
| Ti6242 | 우수 | 양호 | 높음 | 공정 |
| CP-Ti | 낮음 | 우수 | 낮음 | 우수 |
PREP은 최고의 만능 특성을 제공하지만 Ti64와 같은 주력 합금보다 비용이 더 높습니다.
AM용 PREP 티타늄 파우더의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 뛰어난 고온 강도 | Ti64 및 CP-Ti에 비해 비싸다 |
| 우수한 열역학적 피로 저항성 | 다른 티타늄 합금보다 밀도가 높습니다. |
| 복잡한 형상 구현 가능 | 제어된 대기 처리 필수 |
| Ti64 및 CP-Ti보다 낮은 이방성 | 기술에 매우 민감한 처리 |
| PREP 가공 형태와 특성 일치 | 제한된 공급업체 및 합금 변형 |
PREP은 탁월한 성능의 적층 제조를 가능하게 하지만 공정 조건을 매우 엄격하게 제어해야 합니다.
PREP 티타늄 합금 분말에 대해 자주 묻는 질문
Q: AM에 PREP 티타늄 합금이 사용되는 이유는 무엇입니까?
A: PREP 합금은 최대 700°C의 온도에서 매우 높은 기계적 특성이 필요한 경량 항공우주 및 자동차 부품을 3D 프린팅하는 데 사용됩니다.
Q: PREP 티타늄 합금을 프린팅하는 데 권장되는 입자 크기는 무엇입니까?
A: 15-45 미크론의 분말 크기 범위는 유동성, 고해상도 및 조밀한 인쇄 부품의 균형을 잘 유지합니다.
Q: PREP 티타늄은 AM 이후에 열간 등압 성형이 필요합니까?
A: 내부 공극을 제거하고 피로 저항을 최대화하며 전체 밀도를 달성하려면 HIP를 권장합니다. 중요하지 않은 애플리케이션에는 필수가 아닐 수도 있습니다.
Q: PREP 티타늄 합금에 가장 가까운 특성을 지닌 재료는 무엇입니까?
A: Ti-6Al-4V는 비슷한 밀도와 우수한 고온 강도를 가지고 있지만 PREP 합금에 비해 내산화성은 낮습니다.
Q: AM에서 PREP 합금은 Ti-6Al-4V에 비해 어떤 이점을 제공합니까?
A: 주요 장점은 최대 700°C까지의 더 높은 인장 강도 및 피로 강도와 훨씬 더 나은 크리프 및 열-기계적 피로 저항입니다.
Q: PREP 티타늄 인쇄 부품으로 어떤 정밀도를 얻을 수 있습니까?
A: 후처리 후 인쇄된 PREP 구성 요소는 CNC 가공 티타늄 부품에 필적하는 치수 공차 및 표면 마감을 달성할 수 있습니다.
Q: PREP 티타늄 합금을 프린팅할 때 어떤 결함이 발생할 수 있습니까?
A: 잠재적인 결함으로는 균열, 뒤틀림, 다공성, 불완전한 융착 및 표면 거칠기가 있습니다. 대부분은 최적화된 매개변수를 통해 최소화할 수 있습니다.
Q: PREP 티타늄 AM 부품에서 지지 구조물을 쉽게 제거할 수 있습니까?
A: 적절하게 설계된 최소 지지대는 PREP 합금의 우수한 기계적 특성으로 인해 인쇄 후 쉽게 분리할 수 있습니다.
Q: PREP 티타늄 부품에는 일반적으로 어떤 유형의 후처리가 수행됩니까?
A: 열간 등방압 프레싱, 열처리, 연마 흐름 가공, CNC 가공, 전해연마 등이 일반적으로 사용되는 후처리입니다.
Q: Ti-6Al-4V 등급 5와 등급 23의 주요 차이점은 무엇입니까?
A: 5등급은 더 나은 분말 흐름성을 위해 산소 함량이 더 높고, 23등급은 우수한 파괴 인성과 피로 저항을 위해 더 낮은 산소 함량을 갖습니다.
