Tytan Ti6Al4V ELI w proszku
Proszek tytanowy Ti6Al4V ELI stworzył niszę umożliwiającą produkcję wysokowydajnych części w przemyśle lotniczym, medycznym, motoryzacyjnym i specjalistycznym. Jego dostosowany skład minimalizuje szkodliwe zanieczyszczenia, zachowując jednocześnie wytrzymałość, odporność na pękanie i biokompatybilność stopu tytanu.
Niskie MOQ
Zapewnij niską minimalną ilość zamówienia, aby spełnić różne potrzeby.
OEM I ODM
Dostarczanie niestandardowych produktów i usług projektowych w celu zaspokojenia unikalnych potrzeb klientów.
Odpowiednie zapasy
Zapewnienie szybkiego przetwarzania zamówień oraz niezawodnej i wydajnej obsługi.
Zadowolenie klienta
Dostarczanie wysokiej jakości produktów, których podstawą jest zadowolenie klienta.
Udostępnij ten produkt
Spis treści
Przegląd
Tytan Ti6Al4V w proszku ELI to wysokowydajny stop tytanu szeroko stosowany w druku 3D, produkcji addytywnej i formowaniu wtryskowym metali w przemyśle lotniczym, medycznym, motoryzacyjnym i innych wymagających branżach.
Ti6Al4V ELI odnosi się do wariantu tytanu klasy 5 o "bardzo niskiej zawartości międzywęzłowej", który zawiera mniejsze ilości tlenu, azotu, węgla i żelaza w porównaniu do standardowego Ti6Al4V. Skutkuje to lepszą ciągliwością, odpornością na pękanie, wytrzymałością zmęczeniową i odpornością na pełzanie w wysokich temperaturach.
Jako surowiec w postaci proszku metalowego, Ti6Al4V ELI umożliwia wytwarzanie złożonych geometrii i lekkich, wysokowytrzymałych struktur za pomocą drukowania 3D ze złożem proszkowym i ukierunkowanego osadzania energii. Części mogą być wytwarzane z doskonałym wykończeniem powierzchni i właściwościami mechanicznymi porównywalnymi do tradycyjnie kutych lub odlewanych komponentów Ti6Al4V.
Poniżej przedstawiamy bardziej szczegółową analizę proszku Ti6Al4V ELI, w tym skład, właściwości, specyfikacje, ceny, zastosowania i porównania z alternatywami, takimi jak proszki tytanu CP i stali nierdzewnej.
Skład
Tytan Ti6Al4V ELI w proszku ma następujący skład nominalny:
| Element | Waga % |
|---|---|
| Aluminium (Al) | 5.5 – 6.75 |
| Wanad (V) | 3.5 – 4.5 |
| Tlen (O) | <= 0.13 |
| Azot (N) | <= 0.05 |
| Węgiel (C) | <= 0.08 |
| Wodór (H) | <= 0.0125 |
| Żelazo (Fe) | <= 0.25 |
| Tytan (Ti) | Równowaga |
Kluczowe pierwiastki stopowe - aluminium i wanad - służą do wzmocnienia matrycy tytanowej poprzez wzmocnienie roztworu stałego i mechanizmy utwardzania wydzieleniowego po obróbce cieplnej.
Wariant ELI zapewnia ścisłą kontrolę zanieczyszczeń międzywęzłowych, takich jak O, N, C i Fe, aby zminimalizować szkodliwy wpływ na plastyczność i odporność na pękanie w wysokich temperaturach.
Właściwości
Poniżej przedstawiono niektóre kluczowe właściwości stopu Ti6Al4V ELI w postaci wstępnie stopionego proszku:
Właściwości mechaniczne
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | ≥ 895 MPa (130 ksi) |
| Wytrzymałość na rozciąganie | ≥ 825 MPa (120 ksi) |
| Wydłużenie | ≥ 10% |
| Twardość | 334 HV (32 HRC) |
Właściwości fizyczne
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 4,43 g/cm3 |
| Temperatura topnienia | 1604 - 1660°C (2920 - 3020°F) |
| Przewodność cieplna | 6,7 W/m-K |
| Rezystywność elektryczna | 170 - 190 μΩ-cm |
Właściwości drukowania
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Proces drukowania | Laser - PBF, EBM<br>Arc - DED |
| Wielkość cząstek | 15 - 45 μm |
| Gęstość pozorna | ≥ 2,7 g/cm3 |
| Przepływ | ≥ 30 s/50 g |
Warunki świadczenia usług
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Maksymalna temperatura pracy | 400 - 500°C (750 - 930°F) |
| Odporność na korozję | Ogólnie rzecz biorąc, doskonały |
| Spawalność | Doskonały |
| Obróbka cieplna | Rozwiązanie leczenie + wiek |
Zastosowania
Unikalne właściwości proszku ze stopu tytanu Ti6Al4V ELI sprawiają, że nadaje się on do:
Lotnictwo i kosmonautyka
- Wsporniki konstrukcyjne, obudowy, elementy silnika
- Części płatowca i helikoptera, skrzydła, kadłuby
- Systemy napędowe statków kosmicznych, dysze ciągu
Medycyna i stomatologia
- Implanty ortopedyczne - biodro, kolano, mocowanie kręgosłupa
- Implanty dentystyczne, korony, mosty, łączniki
Motoryzacja
- Korbowody, zawory, koła turbosprężarki
- Sprzęt do sportów motorowych - bloki silnika, zaciski hamulcowe
Chemiczny
- Zbiorniki reaktora, wymienniki ciepła, rury, zbiorniki
- Pompy, zawory, wieże reakcyjne, płuczki
Inne
- Artykuły sportowe - rowery, kije golfowe, ramy
- Obrona - pojazdy opancerzone, kamizelki kuloodporne
- Energia - elementy głowicy odwiertu, części końcowe cieczy
Poniższa tabela podsumowuje niektóre typowe zastosowania komponentów Ti6Al4V ELI wytwarzanych przy użyciu technik metalowych AM:
| Przemysł | Zastosowania | Korzyści |
|---|---|---|
| Lotnictwo i kosmonautyka | Łopatki turbiny, wsporniki silnika | Oszczędność wagi, wydajność |
| Biomedyczne | Implanty biodrowe, czaszkowe | Biokompatybilność, osteointegracja |
| Motoryzacja | Pręty łączące, zaciski hamulcowe | Lekkość, niestandardowe geometrie |
| Energia | Części końcowe płynów, elementy głowicy odwiertu | Odporność na korozję, mniejsze zapasy |
Produkcja addytywna z wykorzystaniem proszku Ti6Al4V ELI jest ceniona za umożliwienie:
- Redukcja wagi - lżejsze niż stal, stopy niklu
- Konsolidacja części - mniej elementów złącznych i spawów
- Niestandardowe geometrie - optymalizacja topologii
- Zmniejszona ilość odpadów - minimalne zużycie surowców
- Produkcja just-in-time - krótszy czas realizacji
Specyfikacje
Produkty proszkowe z tytanu Ti6Al4V ELI są dostępne zgodnie z następującymi specyfikacjami:
| Standard | Typ/klasa Oznaczenie | Limity składu |
|---|---|---|
| ASTM F2924 | Ti6Al4V ELI | Wartości graniczne O, Fe, N, C zgodnie z ASTM F136 |
| ASTM F3001 | Klasa 23 ELI | Zakresy Al, V, O, N, C |
| ISO 23377 | Ti6Al4V ELI | Limity O, N, C, H |
Popularne rozmiary zgodne z normą ASTM B214 to:
| Klasa | Wielkość cząstek (μm) | Zawartość tlenu (%) |
|---|---|---|
| -100+325 mesh | 45 - 149 | 0.08 - 0.13 |
| -200 mesh | ≤ 75 | ≤ 0.14 |
| -325 mesh | ≤ 45 | ≤ 0.12 |
Drobniejsze cząstki o wielkości do 10 μm mogą być dostępne do drukowania w wysokiej rozdzielczości.
Dostawcy i ceny
Poniżej znajduje się tabela kilku wiodących światowych dostawców proszku Ti6Al4V ELI oraz typowe ceny w USD za kilogram:
| Dostawca | Ceny ($/kg) |
|---|---|
| AP&C | $275 – $325 |
| Carpenter Additive | $250 – $300 |
| GKN Hoeganaes | $290 – $380 |
| Praxair | $310 – $350 |
| Sandvik Osprey | $280 – $335 |
Średnia cena na 2024 r. wynosi około $300/kg za proszek Ti6Al4V ELI spełniający normę ASTM F2924 lub podobne specyfikacje dostosowane do zastosowań AM.
Jako gatunek premium, proszki ELI mają prawie 100% premii cenowej w stosunku do standardowych proszków Ti6Al4V (~ $150-$200/kg).
Czynniki wpływające na cenę obejmują wielkość zamówienia, rozkład wielkości cząstek, zawartość międzywarstw, morfologię, gęstość pozorną i charakterystykę przepływu.
Porównania
Ti6Al4V ELI vs. Ti6Al4V
- Warianty o bardzo niskiej zawartości śródmiąższu (ELI) są czystsze, bardziej plastyczne, twardsze i spójne.
- Gatunki ELI mają niższy poziom tlenu, azotu, węgla i żelaza.
- Ti6Al4V ELI kosztuje około 100% więcej niż proszek Ti6Al4V.
- Właściwości są bardzo podobne - Ti6Al4V oferuje odpowiednią wydajność dla większości zastosowań.
- Branże takie jak lotnictwo i kosmonautyka wymagają stosowania gatunków ELI do krytycznych części obrotowych w silnikach odrzutowych lub płatowcach.
Ti6Al4V ELI vs. CP Titanium Grade 2
- Ti6Al4V ELI ma wyższą wytrzymałość - ponad 50% wzrost wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności.
- Zachowuje biokompatybilność i odporność na korozję tytanu CP.
- Dodatki stopowe sprawiają, że Ti6Al4V jest mniej podatny na formowanie, ale nadaje się do obróbki cieplnej w celu wzmocnienia.
- CP Ti Grade 2 ma niższą twardość i szybciej się zużywa, ale jest tańszy.
- Oba są popularnymi materiałami do implantów ortopedycznych, takich jak protezy stawu biodrowego i kolanowego.
Ti6Al4V ELI vs. stal nierdzewna 316L
- Ti6Al4V ELI ma mniejszą gęstość - prawie o połowę mniejszą niż stal 316L - dzięki czemu jest lżejszy.
- Dzięki niskiej gęstości oferuje 2-3-krotnie wyższą wytrzymałość właściwą.
- Stal jest łatwiejsza/tańsza w obróbce, ale narażona na korozję
Ti6Al4V ELI vs. Inconel 718
- Inconel 718 ma o ponad 50% wyższą wytrzymałość na rozciąganie niż wyżarzony stop Ti6Al4V ELI.
- Inconel jest jednak niemal dwukrotnie gęstszy, co niweluje znaczną przewagę w zakresie wytrzymałości.
- Ti6Al4V ELI lepiej zachowuje wytrzymałość w podwyższonych temperaturach - do 300°C.
- Inconel 718 oferuje odporność na utlenianie do 700°C, ale jest znacznie trudniejszy w obróbce.
- Zarówno stop niklu, jak i proszek tytanu są szeroko stosowane w silnikach lotniczych i elementach płatowca.
Ti6Al4V ELI vs. chrom kobaltowy (CoCr)
- Jako biokompatybilny stop metali, CoCr konkuruje z Ti6Al4V ELI w implantach medycznych, takich jak protezy stawu kolanowego i biodrowego.
- Ti6Al4V ELI ma bardziej idealne połączenie wytrzymałości, plastyczności i odporności na pękanie.
- Promuje lepszą osteointegrację i wzrost kości w czasie.
- Stop CoCr może być narażony na wypłukiwanie jonów metali, co prowadzi do ryzyka zapalenia.
- Ti6Al4V ELI jest preferowany do implantów ortopedycznych, podczas gdy CoCr jest częściej stosowany w stomatologii.
Plusy i minusy
Zalety tytanu Ti6Al4V ELI:
- Doskonały stosunek wytrzymałości do wagi
- Niska gęstość przekłada się na lekkość części
- Zachowuje właściwości w podwyższonych temperaturach
- Odporność na korozję w trudnych warunkach
- Bioinert - unika odrzucenia przez tkanki ludzkiego ciała
- Surowiec w postaci proszku umożliwia uzyskanie złożonych, zoptymalizowanych kształtów przy użyciu AM
- Szeroki zakres zastosowań w różnych branżach
Wady:
- Droższe niż proszki stalowe lub aluminiowe
- Niższa wytrzymałość na rozciąganie i zmęczenie niż w przypadku stopów niklu
- Niższa twardość i odporność na zużycie wymagają powłok
- Reaktywność z tlenem w wysokich temperaturach
- Mniejsza przewodność cieplna i elektryczna w porównaniu z innymi metalami
Wnioski
Proszek tytanowy Ti6Al4V ELI stworzył niszę umożliwiającą produkcję wysokowydajnych części w przemyśle lotniczym, medycznym, motoryzacyjnym i specjalistycznym.
Jego dostosowany skład minimalizuje szkodliwe zanieczyszczenia, zachowując jednocześnie wytrzymałość, odporność na pękanie i biokompatybilność stopu tytanu.
Swoboda projektowania części, szybkie prototypowanie, redukcja odpadów i oszczędność zapasów jeszcze bardziej rozszerzają rynki dla Ti6Al4V ELI.
W miarę dojrzewania technologii AM można oczekiwać powszechnego zastosowania poza lotnictwem i kosmonautyką w implantach, komponentach do sportów motorowych, sprzęcie do przenoszenia płynów - pod warunkiem zrzucenia barier kosztowych w stosunku do obecnych technologii, takich jak kucie i obróbka skrawaniem.
Najczęściej zadawane pytania
P: Co oznacza oznaczenie ELI dla proszku Ti6Al4V?
O: ELI to skrót od "extra low interstitial" odzwierciedlający ściślejszą kontrolę zanieczyszczeń O, N, C, H w celu zwiększenia plastyczności i odporności na pękanie.
P: Czy Ti6Al4V ELI jest zatwierdzony do użytku medycznego lub lotniczego?
O: Tak, wiodące organy normalizacyjne, takie jak ASTM F2924, ISO 23377, uznają kompozycje Ti6Al4V ELI - dopuszczenie do stosowania w implantach ludzkich lub krytycznych zastosowaniach lotniczych.
P: Czy proszek Ti6Al4V ELI wymaga późniejszego prasowania izostatycznego na gorąco (HIP)?
Niekoniecznie - dzisiejsze maszyny AM mogą dostarczać >99% gęstych struktur Ti6Al4V rywalizujących z właściwościami odlewanymi/kutymi bez HIP.
P: Czy można poddawać obróbce cieplnej i starzeniu wydrukowane w 3D części z Ti6Al4V ELI?
Tak, obróbka roztworem, po której następuje starzenie, umożliwia utwardzanie wydzieleniowe do 60+ HRC, osiągając wytrzymałość na rozciąganie 1200+ MPa.
P: Jak ponowne użycie proszku Ti6Al4V ELI wpływa na właściwości drukowanych części?
O: Ponownie użyty proszek może być narażony na zwiększone pobieranie tlenu, co pogarsza plastyczność - odświeżony proszek jest zalecany do zastosowań krytycznych.
P: Czy spawanie Ti6Al4V ELI wymaga spawania w osłonie gazu obojętnego?
O: Tak, ekranowanie argonem o wysokiej czystości zapobiega przebarwieniom i kruchości; stosowane są również mieszanki helu.
Uzyskaj najnowszą cenę
Informacje o Xmetto
Kategoria produktu
GORĄCA WYPRZEDAŻ
KONTAKT
Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem.
