Bästa Ti-6Al-4V-pulver （TC4-pulver） för additiv tillverkning

Översikt över TC4 Powder

TC4 tillhör det tvåfasiga α+β titanlegeringssystemet. Aluminiumet stabiliserar alfafasen medan vanadin är en betastabilisator. Detta resulterar i en bra balans mellan styrka, duktilitet och högtemperaturegenskaper.

Viktiga egenskaper hos TC4-pulver inkluderar:

• Högt förhållande mellan styrka och vikt
• Utmärkt utmattningshållfasthet och brottseghet
• God krypbeständighet vid förhöjda temperaturer
• Enastående korrosionsbeständighet
• Tillgänglig i en rad olika partikelstorleksfördelningar

TC4-pulver har visat sig vara ett utmärkt val för att minska vikten och förbättra prestandan inom flyg-, fordons- och medicinteknik samt andra krävande applikationer.

Sammansättning av TC4-pulver

TC4-pulver har följande nominella sammansättning:

Mängden aluminium och vanadin kan optimeras för att uppnå de önskade mekaniska egenskaperna. Föroreningsnivåerna av syre, kväve och kol minimeras.

Egenskaper hos TC4-pulver

Viktiga egenskaper hos TC4-pulver är bl.a:

Egenskaper som högt hållfasthets-/viktförhållande, utmattningshållfasthet, kryp- och korrosionsbeständighet gör TC4 lämplig för kritiska tillämpningar i olika branscher.

Produktionsmetod för TC4-pulver

TC4-pulver kan produceras via metoder som:

• Atomisering av gas - Jetstråle med inert gas under högt tryck används för att atomisera smält TC4-legering, vilket resulterar i sfäriska pulverpartiklar.
• Process med roterande elektrod i plasma - Centrifugal sönderdelning av snabbt roterande smält metallström ger sfäriskt pulver.
• Hydrid-Dehydrid-processen - Titanhydrid sönderdelas för att ge fint titanpulver som sedan blandas med andra elementpulver.

Gasatomisering ger utmärkt kontroll över pulveregenskaper som partikelstorleksfördelning, morfologi och flytbarhet.

Användningsområden för TC4-pulver

TC4-pulver används ofta i:

• Additiv tillverkning - Selektiv lasersmältning för tillverkning av lätta strukturdelar för flyg- och fordonsindustrin.
• Formsprutning av metall - För tillverkning av små, komplexa nätformade komponenter som fästelement, länkar och kirurgiska instrument.
• Beläggningar för termisk sprutning - Appliceras via plasma- eller HVOF-sprutning för att ge slitstyrka/korrosionsbeständighet i marina, olje- och gasbaserade samt biomedicinska tillämpningar.
• Pulvermetallurgi - Pressning och sintring för att skapa höghållfasta delar som kompressor- och turbinblad.

Specifikationer för TC4 Powder

TC4-pulver finns i olika storlekar, former och renhetsgrader:

• Partikelstorlek: Från 15-45 μm för AM-metoder, upp till 100 μm för termiska sprutprocesser.
• Morfologi: Nära sfärisk pulverform ger optimalt flöde och packningstäthet.
• Renhet: Från kommersiell renhet till höga renhetsnivåer baserat på gränsvärden för föroreningar och processkrav.
• Syrehalt: Nivåerna hålls under 2000 ppm för de flesta tillämpningar.
• Flödeshastighet: Pulver anpassat för utmärkta flödeshastigheter över 25 s/50 g.

Globala leverantörer av TC4-pulver

Några av de största globala leverantörerna av TC4-pulver är

• AP&C (Kanada)
• TLS Technik (Tyskland)
• Tekna (Kanada)
• Sandvik Osprey (Storbritannien)
• Advanced Powders (USA)
• CNPC Powder Group (Kina)

Dessa företag tillverkar olika kvaliteter av TC4-pulver som är skräddarsydda för additiv tillverkning, termisk sprutning, pulvermetallurgi och andra applikationer.

Prissättning av TC4 Powder

TC4-pulver har ett högre pris än stål och nickellegeringar:

• Kvantitet - $100-150 per kg för bulkbeställningar över 500 kg. Mindre kvantiteter prissätts betydligt högre.
• Kvalitet - Sfäriskt pulver med hög renhet som tillverkas under strängt kontrollerade förhållanden med hjälp av avancerade processer kräver premiumpriser.
• Leverantör - Stora globala leverantörer erbjuder kostnadsfördelar jämfört med mindre tillverkare tack vare högre produktionsvolymer.
• Geografi - Priserna varierar mellan olika regioner, där Europa och Nordamerika är marknader med högre priser jämfört med Asien.

För kritiska applikationer bör köpare fokusera på kvalitet snarare än lägsta kostnad när de köper TC4-pulver.

Förvaring och hantering av TC4-pulver

TC4-pulver kräver noggrann förvaring och hantering:

• Bör förvaras i slutna behållare under inert gas, t.ex. argon, för att förhindra oxidation.
• Undvik ansamling av fint pulver för att minimera risken för dammexplosioner.
• Använd korrekt personlig skyddsutrustning, ventilation, jordning och säkerhetsrutiner vid pulverhantering.
• Förhindra kontakt mellan pulver och antändningskällor på grund av brandfara.
• Följ tillämpliga säkerhetsanvisningar från leverantörens säkerhetsdatablad.

Försiktighet bör iakttas vid hantering av detta reaktiva fina titanlegeringspulver.

Inspektion och provning av TC4-pulver

Viktiga kvalitetskontrolltester utförda på TC4-pulver:

• Kemisk analys med ICP-OES eller XRF för att säkerställa att sammansättningen uppfyller specifikationerna.
• Partikelstorleksfördelning med hjälp av laserdiffraktion enligt ASTM B822-standarden.
• Morfologisk analys genom SEM-bildtagning.
• Pulverflödesmätning med Hall-flödesmätare enligt ASTM B213-standarden.
• Densitetsmätning med heliumpyknometri.
• Föroreningsanalys genom fusion i inert gas eller ICP-MS.
• Karaktärisering av mikrostrukturen med röntgendiffraktion.

Noggranna tester säkerställer batchkonsistens och pulverkvalitet för den avsedda applikationen.

Jämförelse mellan TC4- och Ti6Al4V-pulver

TC4 och Ti6Al4V är två titanlegeringspulver som jämförs:

TC4 ger högre hållfasthet medan Ti6Al4V ger bättre duktilitet. TC4 är lämpligt för mer krävande applikationer trots högre kostnad.

Vanliga frågor om TC4-pulver

F: Hur produceras TC4-pulver?

S: TC4-pulver tillverkas kommersiellt med hjälp av gasatomisering, roterande elektrodprocess med plasma och hydrid-dehydridprocess. Gasatomisering ger den bästa kontrollen över partikelegenskaperna.

F: Vilka är de viktigaste användningsområdena för TC4-pulver?

S: De viktigaste användningsområdena för TC4-pulver är additiv tillverkning, termisk sprutbeläggning, formsprutning av metall och pulvermetallurgi för tillverkning av höghållfasta lättviktsdelar.

F: Vilken är den typiska TC4-pulverstorleken som används för selektiv lasersmältning?

A: För SLM-processen är det ideala TC4-pulverstorleksområdet 15-45 mikron med sfärisk morfologi och bra pulverflöde och packningstäthet.

F: Kräver TC4-pulver särskilda försiktighetsåtgärder vid hantering?

S: Ja, det är mycket reaktivt och kräver noggrann hantering i inert atmosfär med korrekt ventilation, jordning och personlig skyddsutrustning för att förhindra brand- eller explosionsrisker.

F: Var kan jag köpa TC4-pulver som är lämpligt för flyg- och rymdtillämpningar?

S: För delar inom flyg- och rymdindustrin som kräver hög hållfasthet kan TC4-pulver köpas från ledande tillverkare som AP&C, TLS Technik, Tekna, Sandvik Osprey och Advanced Powders.