TC4 ELI-poeder

TC4 ELI-poeder, ook bekend als Titanium 6Aluminum 4Vanadium ELI-poeder, is een geavanceerd poeder van titaniumlegering dat wordt gebruikt in verschillende hoogwaardige toepassingen. Deze gids biedt een uitgebreid overzicht van TC4 ELI-poeder, de eigenschappen, toepassingen, leveranciers, kwaliteiten en vergelijkingen met andere titaniumpoeders.

Overzicht van TC4 ELI-poeder

 

 

TC4 ELI-poeder is een zeer zuivere extra low interstitial (ELI) variant van TC4 titaniumlegering die 6% aluminium, 4% vanadium en lage hoeveelheden ijzer en zuurstof bevat.

Vergeleken met andere titaniumlegeringen biedt TC4 ELI een uitstekende combinatie van hoge sterkte, laag gewicht, uitstekende corrosieweerstand en biocompatibiliteit. De ELI-kwaliteit zorgt voor maximale ductiliteit en taaiheid.

TC4 ELI is geschikt voor additieve productie, metaalspuitgieten en andere poedermetallurgische toepassingen. De fijne poeders maken complexe geometrieën en dunne wanden in 3D-geprinte of gesinterde onderdelen mogelijk.

Belangrijkste eigenschappen en kenmerken van TC4 ELI-poeder:

TC4 ELI-poedereigenschappen

Eigendom	Beschrijving
Samenstelling	6% Al, 4% V, 0,08% max Fe, 0,13% max O
Dikte	4,43 g/cc
Smeltpunt	1604°C
Kracht	895-930 MPa ultieme treksterkte
Ductiliteit	10-15% verlenging
Vermoeidheid Sterkte	500-550 MPa
Young-modulus	110 GPa
Warmtegeleiding	6,7 W/mK
Elektrische weerstand	178 μΩ-cm
Uitzettingscoëfficiënt	8,9 μm/m-°C

TC4 ELI biedt een optimale balans tussen hoge sterkte-gewichtsverhouding, breuktaaiheid, vermoeidheidsweerstand en corrosieweerstand. Het hoge aluminium- en vanadiumgehalte draagt bij aan het bereiken van hoge sterkte door middel van versterking van de vaste oplossing en warmtebehandelingen door precipitatieharding.

De lage interstitiële niveaus zorgen voor een verbeterde ductiliteit en breuktaaiheid in vergelijking met standaard TC4-kwaliteit. Zuurstof is beperkt tot maximaal 0,13% om verbrossing te voorkomen. Het ijzergehalte is ook beperkt.

Over het geheel genomen maken de eigenschappen van TC4 ELI het geschikt voor kritische toepassingen in de luchtvaart, ruimtevaart, defensie, motorsport, geneeskunde, olie en gas en meer.

Toepassingen en gebruik van TC4 ELI-poeder

TC4 ELI-poeder wordt gebruikt voor de vervaardiging van hoogwaardige onderdelen via additieve productie, metaalspuitgieten, heet isostatisch persen en andere poedermetallurgische technieken.

Enkele van de belangrijkste toepassingen en toepassingen van TC4 ELI-poeder zijn:

Toepassingen van TC4 ELI-poeder

Gebied	Toepassingen
Lucht- en ruimtevaart	Vliegtuigconstructies, motoronderdelen, ruimtelanceersystemen
Implantaten	Orthopedische implantaten, tandheelkundige implantaten, maxillofaciale implantaten
Automobiel	Motorsportcomponenten, turbowielen
Industrieel	Maritieme hardware, offshore booronderdelen, kleppen, pompen
Energie	Wellhead-componenten, boorgatgereedschappen, pijpleidingen
Verdediging	Ballistisch pantser, wapenonderdelen, beschermende uitrusting

In de lucht- en ruimtevaart maakt de hoge sterkte-gewichtsverhouding van TC4 ELI hem geschikt voor vluchtkritieke statische en roterende componenten in casco's, turbines, landingsgestellen enz. Onderdelen kunnen in 3D worden geprint of gesinterd tot een bijna-netvorm.

In de medische wereld maken de biocompatibiliteit en corrosieweerstand van TC4 ELI het gebruik ervan voor orthopedische gewrichtsvervangingen en tandheelkundige implantaten mogelijk. Er kunnen heupstelen, knie-implantaten en schedelplaten worden vervaardigd.

Voor de autosport kan TC4 ELI lichtere en sterkere componenten produceren, zoals drijfstangen, inlaatkleppen, turbowielen, aandrijfassen en chassisonderdelen.

In olie- en gastoepassingen wordt TC4 ELI gekozen vanwege zijn weerstand tegen corrosieve omgevingen. Het kan bronhardware, kleppen, pompen en verbruiksartikelen zoals mouwen, pluggen, kogels en zittingen produceren.

De defensiesector gebruikt TC4 ELI om ballistische pantserplaten te vervaardigen die kogels en granaatscherven tegenhouden en tegelijkertijd het gewicht minimaliseren. Andere militaire toepassingen zijn onder meer luchtvaartonderdelen en wapencomponenten zoals lopen, ontvangers, rails, triggers enz.

Over het geheel genomen maakt TC4 ELI-poeder lichtgewicht, hoogwaardige metalen onderdelen mogelijk in veiligheidskritische industrieën door gebruik te maken van de nieuwste productietechnieken.

Specificaties van TC4 ELI-poeder

TC4 ELI-poeder is in de handel verkrijgbaar in verschillende grootteverdelingen, ook wel deeltjesgroottebereiken genoemd. De poedermorfologie kan bolvormig, hoekig of een mengsel zijn.

Typische specificaties van TC4 ELI-poeder zijn onder meer:

TC4 ELI-poederspecificaties

Parameter	Details
Deeltjesgroottebereik	15-45 micron, 45-105 micron, 105-250 micron
Deeltjesvorm	Bolvormig, hoekig, gemengd
Grootteverdeling	D10-, D50-, D90-waarden
Schijnbare dichtheid	2,5-3,5 g/cc
Tik op Dichtheid	3,5-4,5 g/cc
Stroomsnelheid	Meting van de flowmeter in de hal
Chemische analyse	Al, V, Fe, O, N, C, H, Ti
Lotnummer	Voor traceerbaarheid
Verpakking	Flacons, potten tot 25 kg

Fijnere deeltjesgrootteverdelingen van 15-45 micron hebben de voorkeur voor het printen van complexe geometrieën en het bereiken van gladde oppervlakteafwerkingen. Grotere formaten van meer dan 100 micron maken snellere bouwsnelheden mogelijk.

Bolvormige poeders verbeteren de stroombaarheid, pakkingsdichtheid en sintergedrag. Hoekige en gemengde poeders bieden een betere mechanische hechting tussen deeltjes.

De schijnbare dichtheid en de slagdichtheid bepalen de hoeveelheid poeder die nodig is om een bepaald volume te vullen. De stroomsnelheden duiden op het gemak van doseren tijdens het printen of spuitgieten.

Chemische analyse bevestigt dat de elementaire samenstelling voldoet aan de kwaliteitsspecificaties. Lotnummers zorgen voor traceerbaarheid voor kwaliteitscontrole. Een geschikte verpakking handhaaft de poederintegriteit tijdens hantering en opslag.

Soorten TC4 ELI-poeder

TC4 ELI-poeder wordt in verschillende kwaliteiten geproduceerd door de nabewerkingsmethode na gasverneveling te variëren. Dit beïnvloedt de microstructuur en mechanische eigenschappen.

De belangrijkste cijfers zijn onder meer:

TC4 ELI-poederkwaliteiten

Cijfer	Beschrijving
Zoals geatomiseerd	Geen nabewerking na gasverneveling
Gegloeid	Warmtebehandeld om restspanningen te verlichten
Heet isostatisch geperst	Geconsolideerd bij hoge temperatuur en druk
Plasmagesinterd	Snel gesinterd met behulp van plasmaontlading
ISO-S	Bolvormig poeder gemaakt door gasverneveling

As-verstoven kwaliteit bevat restspanningen als gevolg van de snelle stolling. Gloeien elimineert deze spanningen en maakt het poeder gemakkelijker om mee te werken tijdens het printen of vormen.

Heupen en plasmasinteren verhogen de dichtheid en verbeteren de microstructuur en mechanische eigenschappen van de uiteindelijke onderdelen.

Sferische kwaliteit (ISO-S) biedt een betere vloeibaarheid en pakdichtheid voor 3D-printen van hoge kwaliteit.

De juiste TC4 ELI-poederkwaliteit wordt gekozen op basis van het specifieke additieve productie- of poedermetallurgieproces dat wordt gebruikt.

Leveranciers van TC4 ELI-poeder

TC4 ELI-poeder wordt geleverd door toonaangevende metaalpoederfabrikanten en gespecialiseerde leveranciers van additieve productiepoeders. Enkele van de belangrijkste leveranciers zijn onder meer:

TC4 ELI-poederleveranciers

Bedrijf	Land
AP&C	Canada
Timmerman technologie	VS
Sandvik	Zweden
Praxair	VS
TLS-techniek	Duitsland
AMETEK	VS
LPW-technologie	Groot-Brittannië
CNPC Poedergroep	China

Deze bedrijven produceren TC4 ELI-poeder met behulp van gasverneveling en controleren de deeltjesgrootteverdeling strak. Sommige leveranciers bieden ook aangepaste nabewerkingen zoals gloeien, hippen en sinteren om de poedereigenschappen te verbeteren.

Zeer zuivere grondstoffen, strenge kwaliteitscontrole en gespecialiseerde verpakkingen zorgen voor betrouwbaar en consistent TC4 ELI-poeder voor kritische toepassingen. Grote productiemogelijkheden maken bulklevering van TC4 ELI-poeder mogelijk.

Prijzen van TC4 ELI-poeder

Als geavanceerde titaniumlegering is TC4 ELI-poeder duurder dan standaard titaniumkwaliteiten zoals Ti-6Al-4V. Prijzen zijn afhankelijk van:

• Bereik deeltjesgrootte
• Bestelvolume
• Extra verwerking/kwaliteit
• Zuiverheidsniveau
• Geografische locatie

Enkele indicatieve prijsklassen:

TC4 ELI-poederprijzen

Deeltjesgrootte	Prijs per kilo
15-45 micron	$80 – $120
45-105 micron	$60 – $90
105-250 micron	$40 – $70

Over het algemeen zorgen kleinere deeltjesgroottes voor hogere prijzen als gevolg van een strengere controle op de gasverneveling. Kleinere batches kosten ook meer per kilogram vergeleken met bulkbestellingen.

Geografisch gezien zijn de prijzen lager voor het in China gemaakte TC4 ELI-poeder vergeleken met Europees/Amerikaans poeder. De kwaliteitscontrole kan echter variëren.

Met de toenemende acceptatie van additieve productie zijn de prijzen van TC4 ELI-poeder gedaald, maar blijven ze hoger dan die van conventionele titaniumlegeringen. Langetermijnovereenkomsten en grote bestellingen kunnen bijdragen aan het veiligstellen van concurrerende prijzen.

Hoe TC4 ELI-poeder zich verhoudt tot andere titaniumlegeringen

TC4 ELI biedt voordelen ten opzichte van andere veel voorkomende titaniumlegeringen zoals Ti-6Al-4V in termen van sterkte, taaiheid en corrosieweerstand.

Vergelijking van TC4 ELI versus andere titaniumlegeringen

Legering	Kracht	Taaiheid	Corrosieweerstand	Kosten
Ti-6Al-4V	Medium	Medium	Medium	Laag
Ti-6Al-7Nb	Medium	Medium	Hoog	Medium
Ti-555 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr)	Heel hoog	Laag	Medium	Hoog
TC4 ELI (Ti-6Al-4V-0,08Fe-0,13O)	Heel hoog	Hoog	Heel hoog	Hoog

Belangrijkste voordelen van TC4 ELI ten opzichte van andere titaniumlegeringen:

• Hogere sterkte dan Ti-6Al-4V en Ti-6Al-7Nb
• Superieure breuktaaiheid en ductiliteit vergeleken met Ti-555
• Uitstekende corrosieweerstand in ruwe omgevingen
• Behoudt eigenschappen beter bij extreme temperaturen
• Lagere dichtheid dan staallegeringen
• Betere biocompatibiliteit dan roestvrij staal
• Kan worden geanodiseerd voor kleurafwerkingen

Beperkingen van TC4 ELI zijn onder meer:

• Hogere kosten dan Ti-6Al-4V
• Moeilijker te bewerken dan Ti-6Al-4V
• Gevoelig voor vreten tegen zichzelf
• Niet lasbaar met conventioneel smeltlassen
• Nog steeds zwaarder dan aluminiumlegeringen

Over het geheel genomen maakt de combinatie van uitzonderlijke mechanische eigenschappen, corrosieweerstand, lage dichtheid en biocompatibiliteit TC4 ELI ondanks de hogere kosten een geavanceerd materiaal bij uitstek voor kritische toepassingen.

Veelgestelde vragen over TC4 ELI-poeder

Hier vindt u antwoorden op enkele veelgestelde vragen over TC4 ELI-poeder:

Veelgestelde vragen over TC4 ELI-poeder

Vraag: Waar staat de ELI voor in TC4 ELI-poeder?

A: ELI staat voor extra lage interstitiële inhoud. Het verwijst naar minimale niveaus van zuurstof en ijzer in de poedersamenstelling.

Vraag: Welke deeltjesgrootte van TC4 ELI-poeder is ideaal?

A: Poeder van 15-45 micron werkt het beste voor het printen van fijne details en dunne wanden. 45-105 micron maakt snellere bouwsnelheden mogelijk, maar een lagere resolutie.

Vraag: Welke nabewerkingsmethoden kunnen worden gebruikt op TC4 ELI-poeder?

A: Gloeien, heet isostatisch persen, plasmasinteren en bolvormige poederproductie verbeteren de poedereigenschappen.

Vraag: Is TC4 ELI-poeder beter dan Ti-6Al-4V voor 3D-printen?

A: Ja, TC4 ELI heeft een hogere sterkte en taaiheid vergeleken met Ti-6Al-4V in gedrukte en nabehandelde toestand.

Vraag: Moet TC4 ELI-poeder heet isostatisch persen na additieve productie?

A: HIPing kan interne poriën elimineren en de weerstand tegen vermoeidheid verbeteren. Maar voor niet-kritieke onderdelen kan de gedrukte TC4 ELI volstaan.

Vraag: Welke precisie kan worden bereikt met TC4 ELI-poeder bij 3D-printen van metaal?

A: Toleranties van ±0,1% zijn mogelijk voor TC4 ELI-geprinte onderdelen, afhankelijk van het gebruikte AM-proces.

Vraag: Kunnen TC4 ELI-onderdelen worden bewerkt na 3D-printen?

A: Ja, maar TC4 ELI is moeilijk te bewerken en vereist vanwege zijn hardheid een rigide opstelling en scherp gereedschap.

Vraag: Welke afwerking is mogelijk voor TC4 ELI AM-onderdelen?

A: De ruwheid van het oppervlak varieert per proces, maar afwerkingsstappen zoals slijpen, EDM en polijsten zorgen voor een gladde, fijne afwerking.

Conclusie

TC4 ELI-poeder bezit een uitzonderlijke combinatie van hoge sterkte, taaiheid en corrosieweerstand dankzij de lage interstitiële samenstelling van de titaniumlegering van 6% aluminium, 4% vanadium, 0,08% ijzer en 0,13% zuurstof.

Met zijn vermogen om lichtgewicht, hoogwaardige metalen componenten te produceren voor kritische toepassingen in de lucht- en ruimtevaart-, medische, energie- en defensiesector, biedt TC4 ELI unieke mogelijkheden die niet worden geëvenaard door andere titaniumlegeringen.

TC4 ELI-poeder heeft de ontwerpmogelijkheden voor de volgende generatie technische onderdelen uitgebreid met behulp van de nieuwste additieve productie- en poedermetallurgietechnieken. Naarmate de poedervoorraden toenemen en de kosten verder dalen, wordt verwacht dat het gebruik van TC4 ELI in alle sectoren zal blijven stijgen en nieuwe prestatieniveaus zal opleveren.