CPTi-poeder

Overzicht van CPTi-poeder

CPTi-poeder (chemisch zuiver titanium) is een zeer zuiver titaniummetaalpoeder dat wordt gebruikt in verschillende toepassingen die uitstekende corrosieweerstand, hoge sterkte, laag gewicht en biocompatibiliteit vereisen. Het biedt superieure eigenschappen vergeleken met andere titaniumkwaliteiten en legeringspoeders.

CPTi-poeder wordt geproduceerd door middel van een gasvernevelingsproces om een bolvormige poedermorfologie te bereiken met minimale verontreiniging. Het heeft in het algemeen een deeltjesgroottebereik van 15-150 micron. De hoge zuiverheid en zuiverheid resulteren in uitstekende stroombaarheid, pakkingsdichtheid en sinterbaarheid.

Enkele belangrijke eigenschappen en voordelen van CPTi-poeder zijn onder meer:

CPTi-poedereigenschappen en -kenmerken

Eigenschappen	Details
Samenstelling	99,5% minimaal titanium. Lage O-, C-, N-, H-, Fe-onzuiverheden
Dikte	4,5 g/cc
Vloeibaarheid	Uitstekend vanwege de bolvormige morfologie
Sinterbaarheid	Uitstekend, bereikt bijna volledige dichtheid
Deeltjesvorm	Overwegend bolvormig
Bereik deeltjesgrootte	15-150 micron
Schijnbare dichtheid	2,7-3,2 g/cc
Puurheid	Tot 99.995% Ti-inhoud
Onzuiverheden	Laag zuurstof-, stikstof-, koolstof-, ijzergehalte
Kleur	Donkergrijs met metallic glans

Belangrijkste voordelen van CPTi-poeder

• Hoge zuiverheid verbetert de prestaties en biocompatibiliteit
• De bolvormige poedermorfologie zorgt voor een goede vloei en pakking
• Op grote schaal gebruikt voor additieve productie, metaalspuitgieten
• Corrosiebestendigheid superieur aan roestvrij staal in veel omgevingen
• Hoge sterkte-gewichtsverhouding
• Niet-giftig en niet-allergeen
• Kan worden gelegeerd om eigenschappen zoals sterkte te wijzigen
• Kosteneffectief in vergelijking met gesmeed titanium

CPTi-poeder is een uitstekende keuze voor onderdelen en producten die de optimale combinatie van sterkte, laag gewicht, corrosieweerstand, vermoeidheidsweerstand en biocompatibiliteit vereisen.

Het wordt gebruikt voor diverse toepassingen in de lucht- en ruimtevaart-, medische-, automobiel-, chemische- en consumentenindustrie.

CPTi-poedersamenstelling en zuiverheidsgraden

De CPTi-poedersamenstelling heeft een titaniumgehalte van minimaal 99,5%. De onzuiverheidsniveaus van zuurstof, stikstof, koolstof, waterstof en ijzer worden zorgvuldig gecontroleerd. Er worden ook hogere zuiverheidsgraden tot 99.995% Ti geproduceerd.

CPTi-poedersamenstelling

Element	Gewicht %
Titanium	99,5% min
Zuurstof	0.08% – 0.40%
Koolstof	0.03% – 0.08%
Stikstof	0.01% – 0.05%
Waterstof	0.005% – 0.015%
Ijzer	0.05% – 0.25%

Deze onzuiverheidsniveaus resulteren in het behoud van de hoge sterkte en corrosieweerstand geassocieerd met titaniummetaal. Er kunnen ook specifieke legeringstoevoegingen worden gedaan om eigenschappen zoals sterkte te wijzigen.

CPTi-poeder is verkrijgbaar in verschillende zuiverheidsgraden, afhankelijk van de vereisten:

CPTi-zuiverheidsgraden

Cijfer	Puurheid	Deeltjesgrootte	Toepassingen
CPTi-klasse 1	99,5% min	Medium large	Algemeen gebruik
CPTi-graad 2	99.9%	Fijn, gemiddeld	Lucht- en ruimtevaart, medisch
CPTi-graad 3	99.95%	Prima	Medisch, tandheelkundig
CPTi-graad 4	99.99%	Ultrafijn	Implantaten, toepassingen met hoge zuiverheid

Een hogere zuiverheid vermindert het risico op toxiciteit en verbetert de biocompatibiliteit voor medisch gebruik. Het verbetert ook de prestaties bij toepassingen met hoge temperaturen.

Een hogere zuiverheid verhoogt echter de kosten. Er wordt dus een geschikte kwaliteit geselecteerd op basis van een evenwichtige afweging voor de beoogde toepassing.

Fysieke eigenschappen van CPTi-poeder

Belangrijke fysieke eigenschappen van CPTi-poeder die de verwerking en prestaties ervan beïnvloeden:

Fysieke eigenschappen van CPTi-poeder

Eigenschappen	Waarden
Dikte	4,5 g/cc
Smeltpunt	1668°C
Warmtegeleiding	21,9 W/mK
Elektrische weerstand	53,8 ohm-cm
Young's modulus	107 GPa
Poisson-ratio	0.33
Mohs-hardheid	6
Oxidatie weerstand	Tot 590°C in lucht

• De dichtheid is vrij laag in vergelijking met andere metalen en biedt een hoge sterkte-gewichtsverhouding
• Het smeltpunt is matig hoog, waardoor gebruik voor toepassingen bij hoge temperaturen mogelijk is
• De thermische geleidbaarheid is lager dan die van andere metalen zoals aluminium of koper
• De elektrische weerstand is relatief hoog, waardoor het geschikt is voor corrosiebestendige bevestigingsmiddelen en connectoren
• De hardheid is vergelijkbaar met die van andere titaniumlegeringen, maar lager dan die van metalen met een hoge hardheid
• De oxidatieweerstand verbetert bij hogere zuiverheidsniveaus

Deze eigenschappen maken CPTi geschikt voor lichtgewicht structurele onderdelen die hoge mechanische prestaties en corrosieweerstand vereisen.

Mechanische eigenschappen van CPTi-poeder

Mechanische eigenschappen vertegenwoordigen de sterkte, hardheid en verwerkbaarheid van het materiaal. Belangrijke mechanische eigenschappen:

Mechanische eigenschappen van CPTi-poeder

Eigenschappen	Waarden
Treksterkte	420 – 550 MPa
Opbrengststerkte	380 – 470 MPa
Verlenging	15 – 30%
Hardheid	200-240 hoogspanning
Vermoeidheid sterkte	200-300 MPa

• De trek- en vloeigrens zijn matig hoog, terwijl de rek redelijk is
• De vermoeiingssterkte is uitstekend vergeleken met andere concurrerende materialen
• De hardheid is vergelijkbaar of iets lager dan die van titaniumlegeringen
• Eigenschappen zijn afhankelijk van factoren zoals zuiverheid, porositeit en verwerkingsmethode
• Legering met elementen als Al, V, Mo kan de sterkte aanzienlijk vergroten

De combinatie van goede sterkte, ductiliteit, levensduur tegen vermoeiing en hardheid zorgt voor uitgebalanceerde mechanische prestaties.

CPTi komt overeen met of overtreft de eigenschappen van roestvrij staal bij een lagere dichtheid. Het biedt de optimale afweging tussen hoge sterkte en gemiddelde ductiliteit.

CPTi-poedertoepassingen

CPTi-poeder wordt in verschillende industrieën gebruikt vanwege de uitstekende eigenschappen:

CPTi-poedertoepassingen

Industrie	Toepassingsvoorbeelden
Lucht- en ruimtevaart	Motoronderdelen, casco-onderdelen, bevestigingsmiddelen
Medisch	Implantaten, protheses, instrumenten
Automobiel	Kleppen, drijfstangen, veren
Chemisch	Pompen, kleppen, tanks, leidingen
3d printen	Luchtvaart- en medische componenten
Metaal spuitgieten	Tandheelkundige instrumenten, hardware
Investeringsgieten	Turbinebladen, golfclubkoppen

Enkele specifieke producttoepassingen zijn onder meer:

• Orthopedische en tandheelkundige implantaten
• Chirurgische instrumenten en bio-implantaten
• Lichtgewicht automotoronderdelen zoals drijfstangen
• Hydraulische slangen voor de ruimtevaart en componenten zoals bussen
• Kleppen, pompen, leidingen voor de voedingsmiddelen-/chemische industrie
• Horlogekasten, sieraden
• Sportartikelen zoals golfclubs, fietsframes
• Additieve productie van lucht- en ruimtevaart- en medische onderdelen

De niet-giftige eigenschap maakt gebruik mogelijk in producten die in contact komen met voedsel, farmaceutische producten en biologische vloeistoffen.

Over het geheel genomen biedt CPTi-poeder de beste balans tussen eigenschappen voor lichtgewicht structurele onderdelen in meerdere industrieën.

CPTi-poederspecificaties

Industriële specificaties en normen worden gebruikt om de kwaliteit van CPTi-poeder te evalueren en om de consistentie van de prestaties te garanderen:

CPTi-poedernormen

Standaard	Beschrijving
ASTM B348	Standaardspecificatie voor poeders van titanium en titaniumlegeringen
ASTM F67	Standaardspecificatie voor staafjes van ongelegeerd titanium voor chirurgische implantaten
ISO5832-2	Materialen van gesmeed titanium van implantaatkwaliteit

Deze normen specificeren eisen voor:

• Chemische samenstelling – percentages titanium en onzuiverheidsniveaus
• Fysische eigenschappen zoals deeltjesgrootteverdeling, stroomsnelheid, dichtheid
• Mechanische eigenschappen zoals trek- en vloeigrens
• Productiemethode zoals argongasverneveling
• Kwaliteitsborging door middel van bemonstering, testen en inspectie
• Verpakkings- en identificatievereiste

Gerenommeerde CPTi-poederfabrikanten produceren materiaal volgens ASTM-normen en bieden certificering van naleving voor kritische toepassingen.

CPTi-poederdeeltjesgroottes

CPTi-poeder wordt geproduceerd in verschillende deeltjesgrootteverdelingen, afhankelijk van de applicatiemethode:

CPTi-poederdeeltjesgroottes

Deeltjesgrootte	Typisch maatbereik	Toepassingen
Prima	1-25 micron	Investeringsgieten, MIM
Medium	25-45 micron	Pers en sinter, HIP
Ruw	45-150 micron	Thermisch en koud spuiten

• Fijn poeder zorgt voor een hoge gesinterde dichtheid en oppervlakteafwerking
• Grof poeder heeft een betere vloeibaarheid en wordt gebruikt voor thermisch spuiten
• Middelgrote maten bieden een balans die geschikt is voor persen en sinteren
• De grootteverdeling wordt geoptimaliseerd op basis van de benodigde uiteindelijke onderdeeleigenschappen
• De sferische morfologie blijft behouden over alle groottebereiken

Het beheersen van de deeltjesgrootteverdeling en morfologie is van cruciaal belang om een hoge poederpakkingsdichtheid en een hoge kwaliteit van de gesinterde onderdelen te bereiken.

CPTi-schijnbare dichtheid van poeder

De schijnbare dichtheid of tikdichtheid geeft de gepakte dichtheid van poeder aan:

CPTi-schijnbare dichtheid van poeder

Schijnbare dichtheid	Kenmerken
2,7 – 3,0 g/cc	Ongelegeerd CPTi-poeder
3,0 – 3,2 g/cc	Gelegeerd CPTi-poeder
Tot 50% ware dichtheid	Vanwege holtes tussen deeltjes

• Een hogere schijnbare dichtheid verbetert de poederstroom en de samendrukbaarheid
• Legeringselementen zoals Al, V verhogen de deeltjesdichtheid
• Waarden tot 60% zijn mogelijk met geoptimaliseerd poeder
• Een hoge schijnbare dichtheid verkort de perscyclustijd en verbetert de kwaliteit van de onderdelen

Het maximaliseren van de schijnbare dichtheid maakt efficiënt poederpersen en sinteren tot volledige dichtheid mogelijk. Het verbetert de productieproductiviteit.

CPTi-poederproductiemethoden

CPTi-poeder wordt commercieel geproduceerd via een gasvernevelingsproces met behulp van zeer zuivere Ti-staven/staven:

CPTi-poederproductie

Methode	Details
Gasverneveling	Argongas onder hoge druk desintegreert de gesmolten Ti-stroom in fijne druppeltjes, die stollen tot bolvormig poeder
Vacuümboogsmelten	De zeer zuivere Ti-invoervoorraad is verfijnd om gasvormige onzuiverheden zoals O, N, H te verminderen
Meerdere smelten	Zorgt voor chemische homogeniteit van de grondstof
Zeven	Classificeert poeder in verschillende deeltjesgrootteverdelingen
Mengen	Poeders met verschillende deeltjesgroottes worden in geoptimaliseerde verhoudingen gemengd

• Gasverneveling maakt grootschalige productie van bolvormig CPTi-poeder mogelijk
• Meerdere stappen produceren een zeer zuiver poeder met gecontroleerde grootte en morfologie
• Argongas voorkomt vervuiling tijdens verneveling
• Nabewerking biedt klanten poederkwaliteiten op maat

Sterk geautomatiseerde apparatuur maakt efficiënte CPTi-poederproductie mogelijk met strikte controle over alle kenmerken, zoals zuiverheid, deeltjesgrootteverdeling, morfologie en schijnbare dichtheid.

CPTi-poederprijzen

De prijs van CPTi-poeder is afhankelijk van verschillende factoren:

CPTi-poederprijzen

Factor	Invloed
Puurheid	Prijsverhogingen voor hogere zuiverheid
Deeltjesgrootte	Ultrafijn poeder is duurder
Hoeveelheid	Prijs verlaagt voor bulkorderhoeveelheden
Productie methode	Meerdere hersmeltingen verhogen de kosten
Verpakking	Met argon gevulde cilinders kosten meer
Testen/certificering	Extra kosten voor strengere tests
Doorlooptijd	Snellere levering verhoogt de prijs

Indicatieve prijzen voor poeder met gemiddelde deeltjesgrootte:

• CPTi-klasse 1: $50-$100 per kg
• CPTi Graad 2: $100-$150 per kg
• CPTi Graad 3: $150-$300 per kg
• CPTi Graad 4: $300+ per kg

Verlaagde prijzen zijn typisch voor bulkbestellingen van meer dan enkele honderden kg.

CPTi-poederleveranciers

Populaire leveranciers van CPTi Poeder zijn onder meer:

CPTi-poederleveranciers

Bedrijf	Plaats
Geavanceerde poeders en coatings	VS
Atlantische apparatuuringenieurs	VS
Leeslegeringen, Inc.	VS
TLS Technik GmbH & Co.	Duitsland
AP&C	Canada
Xi'an Saite metalen materialen	China

Factoren waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van een leverancier:

• opties van poederkwaliteit
• gemiddelde deeltjesgroottebereiken
• productiecapaciteit
• poedermorfologie en consistentie
• verpakkingsmogelijkheden
• levertijd en levering
• prijzen
• naleving van ASTM-normen
• inspectie- en testprocessen
• kwaliteitsborging en controle

Behandeling en veiligheid van CPTi-poeder

Er moeten veilige poederhanteringspraktijken worden gevolgd:

CPTi-poederbehandeling

Aanbeveling	Reden
Vermijd inademing	Vanwege de kleine deeltjesgrootte
Gebruik beschermende maskers	Voorkom inname via neus/mond
Voer handelingen uit in geventileerde ruimtes	Verminder de poedercirculatie in de lucht
Gebruik hazmatpakken bij grote operaties	Minimaliseer huidcontact
Zorg ervoor dat er geen ontstekingsbronnen in de buurt zijn	Poeder kan ontbranden in een zuurstofatmosfeer
Volg antistatische protocollen	Voorkom accidentele brand als gevolg van de opbouw van statische lading
Gebruik vonkvrij gereedschap	Voorkomt de mogelijkheid van ontbranding tijdens het hanteren
Bewaar afgesloten containers op een koele, droge plaats	Voorkomt vochtopname en reactiviteit

Hoewel CPTi-poeder relatief inert is in vergelijking met reactieve metaalpoeders, zijn de volgende voorzorgsmaatregelen noodzakelijk om de veiligheids- en brandrisico's te beperken.

CPTi-poederinspectie en -testen

Kwaliteitstesten zorgen ervoor dat CPTi-poeder voldoet aan de vereiste materiaalspecificaties:

CPTi-poedertesten

Test	Details
Chemische analyse	ICP-spectroscopie verifieert de elementaire samenstelling
Deeltjesgrootteverdeling	Zeefanalyse bepaalt de grootteverdeling
Schijnbare dichtheid	Gemeten volgens ASTM B212-standaard
Poedermorfologie	Rasterelektronenmicroscopie verifieert de bolvorm
Stroomsnelheid	De tijd die nodig is om de vaste poederhoeveelheid door het gedefinieerde mondstuk te laten stromen
Tik op dichtheid	Dichtheid gemeten na mechanisch aftappen van poedermonster
Samendrukbaarheid	Monitoring van veranderingen in de dichtheid van het poederbed tijdens compressie

Strenge testprotocollen garanderen betrouwbare en consistente hoge prestaties van CPTi-poeder voor kritische toepassingen.

CPTi-poederopslag en reactiviteit

CPTi-poeder heeft een matige reactiviteit:

CPTi-poederopslag

Factor	Effect
Lucht, zuurstof	Matig oxidatierisico boven 500°C
Vocht	Lage corrosiesnelheid bij kamertemperatuur
Koolwaterstoffen	Brandgevaar als het poeder wordt verontreinigd
Zuren, basen	Lage corrosiesnelheden in neutrale oplossingen
Organische oplosmiddelen	Enige absorptie en verkleuring bij onderdompeling
Verhoogde temperaturen	Verhoogde reactiviteit met zuurstof en stikstof

Aanbevelingen:

• Bewaren in afgesloten, met inert gas gevulde containers
• Houd de temperatuur beneden de 30°C
• Open containers alleen in droge, gecontroleerde omgevingen
• Beperk contact met oxiderende zuren en gechloreerde koolwaterstoffen

Met de juiste voorzorgsmaatregelen tijdens opslag en hantering vertoont CPTi-poeder uitstekende stabiliteit en lage reactiviteit.

Vergelijking met Ti-6Al-4V-legeringspoeder

Ti-6Al-4V is een populair alfa-bèta-titaniumlegeringspoeder. Vergelijking met CPTi:

CPTi versus Ti-6Al-4V-poeder

Parameter	CPTi-poeder	Ti-6Al-4V-poeder
Dikte	4,5 g/cc	4,42 g/cc
Treksterkte	420 – 550 MPa	950 – 1050 MPa
Ductiliteit	15 – 30%	10 – 18%
Vermoeidheid sterkte	200 – 300 MPa	500 – 600 MPa
Corrosieweerstand	Uitstekend	Gematigd
Oxidatie weerstand	Uitstekend	Goed
Kosten	Laag	Gematigd
Toxiciteit	Geen	Laag
Toepassingen	Toepassingen bij lage temperaturen, protheses	Luchtvaartcomponenten, auto-onderdelen

• CPTi biedt betere ductiliteit en oxidatieweerstand
• Ti-6Al-4V is sterker en heeft een hogere vermoeiingssterkte
• CPTi heeft een betere biocompatibiliteit en corrosieweerstand
• Ti-6Al-4V biedt een hogere sterkte-gewichtsverhouding
• CPTi is kosteneffectiever, terwijl Ti-6Al-4V hogere prestaties biedt

CPTi-poeder voor- en nadelen

Voordelen van CPTi-poeder:

• Uitstekende corrosieweerstand
• Hoge sterkte-gewichtsverhouding
• Goede ductiliteit en breuktaaiheid
• Niet giftig en biocompatibel
• Niet-magnetisch en thermisch stabiel
• Kosteneffectief in vergelijking met titaniumlegeringen
• Kan worden gelegeerd om de eigenschappen te verbeteren
• Geschikt voor diverse toepassingen in verschillende industrieën

Beperkingen van CPTi-poeder:

• Relatief duur in vergelijking met ijzer/staalpoeders
• Lagere sterkte dan titaniumlegeringen
• Matige oxidatieweerstand bij hoge temperaturen
• Vereist een beschermende atmosfeer tijdens de verwerking
• Gevoelig voor vreten en vastlopen bij glijdend contact
• Moeilijker te bewerken in vergelijking met staal en aluminiumlegeringen

Veelgestelde vragen over CPTi-poeder

Vraag: Wat zijn de belangrijkste voordelen van CPTi-poeder?

A: De belangrijkste voordelen zijn hoge sterkte, lage dichtheid, uitstekende corrosieweerstand, biocompatibiliteit, thermische stabiliteit en kosteneffectiviteit.

Vraag: Wat zijn de typische toepassingen van CPTi-poeder?

A: Belangrijke toepassingen zijn orthopedische implantaten, tandheelkundige implantaten, ruimtevaartcomponenten, auto-onderdelen, sportartikelen, sieraden, chemische apparatuur en medische apparatuur.

Vraag: Wat zijn de verschillen tussen verschillende CPTi-poederkwaliteiten?

A: Poederkwaliteiten met een hogere zuiverheid (graad 3 en 4) worden gebruikt voor medische implantaten en hoogwaardige toepassingen. Lagere kwaliteiten bieden adequate eigenschappen tegen lagere kosten voor industrieel gebruik.