Лучший порошок Ti-6Al-4V （TC4 Powder） для аддитивного производства

Обзор порошка TC4

TC4 принадлежит к двухфазной системе титанового сплава α+β. Алюминий стабилизирует альфа-фазу, а ванадий является бета-стабилизатором. Это приводит к хорошему балансу прочности, пластичности и высокотемпературных свойств.

Ключевые характеристики порошка TC4 включают в себя:

• Высокое соотношение прочности и массы
• Отличная усталостная прочность и вязкость разрушения
• Хорошее сопротивление ползучести при повышенных температурах.
• Выдающаяся коррозионная стойкость
• Доступны различные варианты распределения частиц по размерам

Порошок TC4 стал отличным выбором для снижения веса и улучшения характеристик в аэрокосмической, автомобильной, медицинской и других требовательных областях применения.

Состав порошка TC4

Порошок ТС4 имеет следующий номинальный состав:

Количество алюминия и ванадия можно оптимизировать для достижения желаемых механических свойств. Уровни примесей кислорода, азота и углерода сведены к минимуму.

Свойства порошка TC4

Ключевые свойства порошка TC4 включают в себя:

Такие свойства, как высокое соотношение прочности к весу, сопротивление усталости, ползучести и коррозионной стойкости, делают TC4 подходящим для критически важных применений в различных отраслях промышленности.

Способ производства порошка TC4

Порошок TC4 можно производить такими методами, как:

• Газовая атомизация – Струя инертного газа под высоким давлением используется для распыления расплавленного сплава TC4 с получением сферических частиц порошка.
• Плазменный процесс с вращающимися электродами - При центробежной дезинтеграции быстро вращающейся струи расплавленного металла образуется сферический порошок.
• Гидрид-дегидридный процесс – Гидрид титана разлагается с получением мелкодисперсного порошка титана, который затем смешивается с порошками других элементов.

Газовое распыление обеспечивает превосходный контроль над характеристиками порошка, такими как распределение частиц по размерам, морфология и сыпучесть.

Применение порошка TC4

Порошок TC4 обычно используется в:

• Аддитивное производство – Селективное лазерное плавление для производства легких конструкционных деталей для аэрокосмической и автомобильной промышленности.
• Литье металлов под давлением – Для изготовления небольших, сложных сетчатых деталей, таких как застежки, звенья, хирургические инструменты.
• Термические напыляемые покрытия – Наносится посредством плазменного или HVOF-напыления для обеспечения устойчивости к износу/коррозии в морских, нефтегазовых и биомедицинских применениях.
• Порошковая металлургия – Прессование и спекание для создания высокопрочных деталей, таких как лопатки компрессоров и турбин.

Характеристики порошка TC4

Порошок TC4 доступен в различных размерах, формах и степенях чистоты:

• Размер частиц: От 15-45 мкм для методов AM, до 100 мкм для процессов термического напыления.
• Морфология: Почти сферическая форма порошка обеспечивает оптимальную текучесть и плотность упаковки.
• Чистота: От коммерческой чистоты до высокой степени чистоты в зависимости от пределов содержания примесей и технологических требований.
• Содержание кислорода: Для большинства применений поддерживается уровень ниже 2000 ppm.
• Скорость потока: Порошок, изготовленный по индивидуальному заказу, обеспечивает превосходную скорость потока свыше 25 с/50 г.

Мировые поставщики порошка TC4

Некоторые из крупнейших мировых поставщиков порошка TC4 включают:

• AP&C (Канада)
• TLS Technik (Германия)
• Tekna (Канада)
• Sandvik Osprey (Великобритания)
• Advanced Powders (США)
• CNPC Powder Group (Китай)

Эти компании производят различные марки порошка TC4, специально предназначенные для аддитивного производства, термического напыления, порошковой металлургии и других применений.

Цены на порошок TC4

Порошок ТС4 стоит дороже, чем стали и никелевые сплавы:

• Количество - $100-150 за кг при оптовых заказах свыше 500 кг. При меньших объемах цена значительно выше.
• Качество - Сферический порошок высокой чистоты, изготовленный в строго контролируемых условиях с использованием передовых технологий, требует премиальных цен.
• Поставщик - Крупные мировые поставщики имеют преимущества в стоимости по сравнению с мелкими производителями за счет более высоких объемов производства.
• География - Цены в разных регионах отличаются, причем в Европе и Северной Америке они выше, чем в Азии.

Для критически важных применений покупатели должны сосредоточиться на качестве, а не на минимальных затратах при выборе порошка TC4.

Хранение и обращение с порошком TC4

Порошок ТС4 требует бережного хранения и обращения:

• Для предотвращения окисления их следует хранить в герметичных контейнерах под инертным газом, например аргоном.
• Не допускайте накопления мелкого порошка, чтобы свести к минимуму риск взрыва пыли.
• При работе с порошком используйте надлежащие СИЗ, вентиляцию, заземление и технику безопасности.
• Не допускать контакта порошка с источниками воспламенения из-за опасности воспламенения.
• Соблюдайте соответствующие правила техники безопасности, приведенные в SDS поставщика.

Следует соблюдать осторожность при обращении с этим реактивным мелким порошком титанового сплава.

Проверка и тестирование порошка TC4

Основные тесты контроля качества порошка TC4:

• Химический анализ с использованием ICP-OES или XRF для обеспечения соответствия состава техническим условиям.
• Распределение частиц по размерам с помощью лазерной дифракции в соответствии со стандартом ASTM B822.
• Анализ морфологии с помощью РЭМ-изображений.
• Измерение расхода порошка с помощью расходомера Холла в соответствии со стандартом ASTM B213.
• Измерение плотности методом гелиевой пикнометрии.
• Анализ примесей с помощью плавления в инертном газе или ИСП-МС.
• Характеристика микроструктуры методом рентгеновской дифракции.

Тщательное тестирование обеспечивает стабильность партии и качество порошка для использования по назначению.

Сравнение порошков TC4 и Ti6Al4V

TC4 и Ti6Al4V представляют собой два сравниваемых порошка титанового сплава:

TC4 обеспечивает более высокую прочность, а Ti6Al4V обеспечивает лучшую пластичность. TC4 подходит для более требовательных приложений, несмотря на более высокую стоимость.

Порошок TC4: часто задаваемые вопросы

Вопрос: Как производится порошок TC4?

Ответ: Порошок TC4 коммерчески производится с использованием газового распыления, плазменного вращающегося электрода и гидридно-дегидридного процесса. Газовое распыление обеспечивает лучший контроль характеристик частиц.

Вопрос: Каковы основные области применения порошка TC4?

Ответ: Основные области применения порошка TC4 включают аддитивное производство, нанесение покрытий термическим напылением, литье металлов под давлением и порошковую металлургию для производства высокопрочных легких конструкционных деталей.

Вопрос: Каков типичный размер порошка TC4, используемого для селективного лазерного плавления?

Ответ: Для процесса SLM идеальный диапазон размеров порошка TC4 составляет 15–45 микрон со сферической морфологией, хорошей сыпучестью порошка и плотностью упаковки.

Вопрос: Требует ли порошок TC4 особых мер предосторожности при обращении?

О: Да, он является высокореактивным веществом и требует осторожного обращения в инертной атмосфере с использованием надлежащей вентиляции, заземления и СИЗ для предотвращения пожаро- и взрывоопасности.

Вопрос: Где я могу купить порошок TC4, подходящий для аэрокосмической отрасли?

Ответ: Для деталей аэрокосмической отрасли, которым требуется высокая прочность, порошок TC4 можно приобрести у ведущих производителей, включая AP&C, TLS Technik, Tekna, Sandvik Osprey и Advanced Powders.