チタンパウダー チタンパウダーは汎用性が高く、様々な産業で使用されています。航空宇宙、自動車から医療、スポーツ用品に至るまで、チタンパウダーのユニークな特性は、多くの要求の厳しい用途に理想的な選択となっています。この包括的なガイドでは、チタンパウダーの世界を探求し、その組成、特性、用途などを掘り下げていきます。
チタンパウダーの概要
チタンパウダーは、化学元素であるチタン（Ti）を細かく分割したもので、軽量で高強度な金属であり、卓越した耐食性、高強度対重量比、生体適合性で知られています。様々な製造工程を経て製造されるチタンパウダーは、様々なアプリケーションの特定の要件に対応し、様々な粒子サイズ、形状、純度レベルを提供します。
チタン粉末の組成と特性
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 化学記号 | ティ |
| 原子番号 | 22 |
| 密度 | 4.51 g/cm³ |
| 融点 | 1668度C（3034度F） |
| 沸点 | 3287度C（5949度F） |
| 弾性係数 | 116 GPa |
| 硬度（ビッカース） | 970-1200 |
チタンパウダーは主に元素金属であるチタンで構成されていますが、アルミニウム、バナジウム、モリブデンなどの様々な他の元素と合金化することで特定の特性を高めることも可能です。チタンパウダーの純度は、商業純度（CP）グレードから高度に合金化されたグレードまであり、それぞれが異なる用途に適しています。
産業への応用 チタンパウダー
| 申し込み | 説明 |
|---|---|
| アディティブ・マニュファクチャリング | チタン粉末は、選択的レーザー溶融（SLM）や電子ビーム溶融（EBM）などの付加製造プロセスで広く使用され、航空宇宙、自動車、医療産業向けの複雑で高性能な部品を製造しています。 |
| 冶金学 | チタン粉末は、粉末冶金や金属射出成形（MIM）などの従来の冶金プロセスで使用され、優れた機械的特性を持つニアネットシェイプの部品を製造します。 |
| 表面コーティング | チタン粉末を使用した溶射皮膜は、様々な基材に対して優れた耐摩耗性、耐侵食性、耐腐食性を提供し、過酷な環境での用途に適しています。 |
| 化学処理 | チタン粉末は、その高い反応性と耐食性により、顔料、触媒、その他の化学製品の製造に使用されている。 |
チタンパウダーは、そのユニークな特性によって産業に革命をもたらし、従来の方法では製造不可能であった複雑で高性能な部品の製造を可能にしました。
チタン粉末の仕様とグレード
| グレード | 構成 | アプリケーション |
|---|---|---|
| CPグレード1 | 99.5% Ti | 汎用用途、良好な成形性 |
| CPグレード2 | 99.2% Ti | 中程度の強度、良好な耐食性 |
| CPグレード3 | 99.1% Ti | 高強度、中程度の耐食性 |
| CPグレード4 | 99% Ti | CPグレードの中で最も強度が高く、耐食性は中程度。 |
| Ti-6Al-4V | 6% Al、4% V、バランスTi | 航空宇宙、自動車、バイオメディカル（高強度、耐食性） |
| Ti-6Al-7Nb | 6% Al、7% Nb、バランスTi | バイオメディカル（高強度、生体適合性） |
チタンパウダーには様々なグレードがあり、それぞれ異なる用途の要件を満たすように調整された特定の組成と特性を持っています。グレードの選択は、強度、耐食性、生体適合性、コストなどの要因によって決まります。
サプライヤーと価格 チタンパウダー
| サプライヤー | 国名 | 価格帯（米ドル/kg） |
|---|---|---|
| ATIメタルズ | アメリカ | $50 – $200 |
| 大阪チタニウムテクノロジーズ | 日本 | $80 – $250 |
| ADMATIC | アメリカ | $60 – $180 |
| タイム | アメリカ | $70 – $220 |
| 西安力林金属材料 | 中国 | $40 – $150 |
チタンパウダーの価格は、純度、粒子径、製造工程、サプライヤーなどの要因によって大きく変動します。一般的に、高純度グレードと小粒径のものは製造工程が複雑になるため、より高い価格が要求されます。
チタン粉末の長所と短所
| 長所 | 短所 |
|---|---|
| 高い強度対重量比 | 他の金属に比べて高価 |
| 優れた耐食性 | 入手と供給が限られている |
| 生体適合性 | 反応性が高い（取り扱いに注意が必要） |
| 幅広い使用温度範囲 | 機械と加工への挑戦 |
| 用途の多様性 | 複雑な製造工程 |
チタンパウダーは高強度、耐食性、生体適合性など数多くの利点を持つ一方で、その高いコスト、限られた入手可能性、加工や取り扱いに関連する課題によって、その普及が妨げられることがあります。
チタン粉末の技術データとパラメータ
| パラメータ | 価値 |
|---|---|
| 粒子径範囲 | 5 - 200 µm（代表値） |
| 球形度 | 0.6～0.9（1＝完全な球体） |
| タップ密度 | 2.0 - 3.5 g/cm³ |
| 流量 | 10～40秒/50g |
| 酸素含有量 | 0.1～0.5%（最大） |
| 窒素含有量 | 0.03～0.2%（最大） |
これらの技術的パラメータは、以下の製品の性能と加工性を決定する上で重要な役割を果たす。 チタン粉 を様々な用途に使用することができる。粒子径、真球度、流量は積層造形プロセスにとって重要であり、酸素と窒素の含有量は最終製品の機械的特性と耐食性に影響する。
よくあるご質問
| 質問 | 答え |
|---|---|
| 純チタンパウダーと合金チタンパウダーの違いは何ですか？ | CPチタンパウダーには最低99%チタンが含まれていますが、合金グレードには強度や耐食性といった特定の特性を向上させるためにアルミニウム、バナジウム、モリブデンといった追加元素が含まれています。 |
| チタン粉末の粒径はその用途にどのように影響するのですか？ | 積層造形プロセスでは、充填密度と解像度が向上するため、一般に粒子径が小さい方が好ましい。粉末冶金のような特定の冶金プロセスには、より大きな粒子径が適している場合がある。 |
| チタンパウダーは生体適合性がありますか？ | CPグレード4やTi-6Al-4Vのような特定のグレードのチタン粉末は生体適合性があり、優れた耐食性と低毒性により医療用インプラントや機器に広く使用されています。 |
| チタン粉末を取り扱う際には、どのような安全上の注意が必要ですか？ | チタン粉末は反応性が高く、熱、火花、発火源にさらされると火災や爆発の危険性がある。適切な個人用保護具、技術的管理、および取扱手順に従ってください。 |
| チタンパウダーのコストは他の金属パウダーと比べてどうですか？ | チタンパウダーは一般的に、原材料の高コスト、複雑な製造工程、限られた供給量のため、アルミニウム、スチール、銅のような他の金属のパウダーよりも高価です。 |
