Titanyum alaşım tozları alüminyum, vanadyum veya demir gibi diğer metallerle birleştirilmiş ana element olarak titanyum içerir. Alaşım bileşimi havacılık, tıbbi cihazlar ve daha birçok alanda kullanım için gelişmiş özellikler kazandırır.
Titanyum Alaşımlı Toz Çeşitleri
Toz formunda yaygın titanyum alaşımı formülasyonları:
| Alaşım | Ti İçerik | Diğer Unsurlar | Anahtar Özellikler |
|---|---|---|---|
| Ti-6Al-4V | 90% | 6% Al, 4% V | Yüksek mukavemet, düşük yoğunluk |
| Ti-6Al-7Nb | 90% | 6% Al, 7% Nb | Biyouyumluluk, korozyon direnci |
| Ti-10V-2Fe-3Al | 82% | 10% V, 2% Fe, 3% Al | Isı direnci, sertleştirilmiş |
| Ti-3Al-2.5V | 93% | 3% Al, 2,5% V | Yüksek sıcaklık dayanımı |
- Alüminyum, vanadyum, demir ve niyobyum ile alaşımlı titanyum sertlik, mukavemet ve yoğunluğu dengeler
- Hedef uygulamalar için mekanik, fiziksel ve biyolojik özellikleri ayarlayan spesifik elementler
- Karışımlar yüksek sıcaklık davranışını, aşınma performansını, kaynaklanabilirliği vb. optimize eder.
- Alüminyum, işlenebilirlik için titanyum kristal yapısını stabilize eder; vanadyum mukavemeti artırır
Böylece titanyum alaşımlarındaki metallerin özel kombinasyonları uygulamaya özel işlevsel özellikler elde eder.
Titanyum Alaşımlı Toz Üretimi
Titanyum alaşım tozları üretmek için yaygın teknikler:
| Yöntem | Süreç | Açıklama | Parçacık Özellikleri |
|---|---|---|---|
| Gaz atomizasyonu | Erimiş akış gaz jetlerine çarpıyor | Hızlı soğutma küresel partiküller oluşturur | Mükemmel akışkanlık |
| Plazma atomizasyonu | Daha yüksek sıcaklıktaki plazma alaşımları eritir | Çok ince küresel toz üretimi | Mikron altı boyutlar |
| Hidrit-dehidrit | Hidrür fazı ufalama | Hidritlerden düzensiz kırılgan parçacıklar | Orta derecede akış |
| Mekanik alaşımlama | Toz parçacıkları deformasyon kaynaklı | İnce tane boyutuna sahip kompozit yapı | Zayıf akış |
- Gaz ve plazma atomizasyonu, eklemeli üretim için uygun ince küresel alaşım tozları üretir
- Hidrür-dehidrür yöntemi kırılgan hidrür fazını küçük parçacıklara ayırır
- Mekanik alaşımlama, deformasyon yoluyla daha küçük parçacıkları kompozit agregalara kaynak yapar
Bu nedenle, çeşitli teknikler titanyum alaşımı parçacık boyutlarının, şekillerinin ve iç mikroyapılarının uyarlanmasına izin verir.
Uygulamaları Titanyum Alaşımlı Toz
Titanyum alaşım tozları, sektörler arasında yüksek performanslı parçalar sağlar:
| Sektör | Uygulama | Kullanılan Özellikler |
|---|---|---|
| Havacılık ve Uzay | Türbin kanatları, uçak gövdesi parçaları | Yüksek özgül mukavemet |
| Endüstriyel | Gıda işleme ekipmanları | Korozyon direnci |
| Otomotiv | Bağlantı çubukları, valfler | Isı direnci |
| Biyomedikal | İmplantlar, protezler | Biyouyumluluk |
| Savunma | Zırh malzemeleri | Balistik koruma |
| Katmanlı üretim | 3D baskılı parçalar | Yazdırılabilirlik |
- Hafif mukavemet, titanyum bileşenlere sahip uçak ve araçlarda yakıt tasarrufu sağlar
- Biyo-nötr titanyum alaşımlı implantlar insan vücudu tarafından reddedilmekten kaçınır
- Korozyon direnci endüstriyel tesislerdeki agresif kimyasallara uygundur
- Alaşım uyarlama, her uygulama için müşteri titanyum kaliteleri oluşturur
Bu nedenle, özel olarak tasarlanmış titanyum alaşım tozları, çeşitli zorlu endüstrilerde gelişmiş üretim sağlar.
Titanyum Alaşımlı Tozun Belirlenmesi
Temel titanyum alaşımı toz kalitesi ölçümleri:
| Parametre | Tipik Değerler | Test Yöntemi |
|---|---|---|
| Alaşım bileşimi | Ağırlıkça element yüzdesi | ICP spektroskopisi |
| Parçacık boyutu dağılımı | Aralık ve ortalama büyüklük | Lazer kırınımı |
| Görünür yoğunluk | 85%'ye kadar gerçek yoğunluk | Scott hacim ölçer |
| Musluk yoğunluğu | 95%'ye kadar gerçek yoğunluk | Dokunarak ölçülür |
| Parçacık şekli | Küresellik, pürüzsüzlük | SEM görüntüleme |
| Toz akış hızı | Geri tepme açısı, Hall akış ölçer | Standart test hunileri/kapları |
- Bileşim kontrolleri titanyum, alüminyum, vanadyum vb. yüzdelerini doğrular.
- Partikül boyutu dağılımı, amaçlanan üretim sürecine uygunluğu sağlar
- Yoğunluk, paketleme verimliliğini ve gözenekliliği gösterir
- Partikül şekli uygulama performansını ve toz kullanımını etkiler
- Akış hızları, otomatik taşıma ve ölçüm için uygunluğu nitelendirir
Dolayısıyla bu ölçütler, satın alınan titanyum alaşımı tozunun uygulama gereksinimlerini karşılamasını sağlamaya yardımcı olur.
Titanyum Alaşımlı Toz Türlerinin Karşılaştırılması
Bazı titanyum alaşımları nasıl ölçülüyor?
| Alaşım | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-7Nb | Ti-10V-2Fe-3Al |
|---|---|---|---|
| Yoğunluk | 4,43 g/cc | 4,52 g/cc | 4,38 g/cc |
| Çekme mukavemeti | 128 ksi | 126 ksi | 115 ksi |
| Young modülü | 16 msi | 10 msi | 15 msi |
| Maksimum servis sıcaklığı | 700°F | 750°F | 800°F |
| Biyouyumluluk | Orta düzeyde | Mükemmel | Zayıf |
| Maliyet | Düşük | Yüksek | Orta düzeyde |
- Ti-6Al-4V, performans ve maliyeti bir araya getiren en güçlü titanyum alaşımıdır
- Nb ve Ta alaşımları tıbbi kullanımlar için üstün biyouyumluluk sunuyor
- Daha yüksek vanadyum ve Fe, yüksek sıcaklıklarda stabilite sağlar
- Alüminyum içeren alaşımlar daha yüksek mukavemet/ağırlık oranına sahiptir
Dolayısıyla her titanyum alaşımı formülasyonu, hedef uygulamalar için belirli avantajlı özelliklere sahiptir.
Titanyum Alaşımlı Toz Tedarikçileri
Titanyum alaşım tozlarının önde gelen küresel üreticileri:
| Şirket | Merkez Konum | Mevcut Sınıflar | Üretim Kapasitesi |
|---|---|---|---|
| ATI Toz Metaller | ABD | Ti-6Al-4V, özel alaşımlar | 5.000 metrik ton/yıl |
| Tekna | Kanada | Ti-6Al-4V ve diğerleri | Yayınlanmadı |
| Hoganas Grup | İsveç | Ti-6Al-4V | 3.000 metrik ton/yıl |
| TLS Technik | Almanya | TiAl, TiAlNb, Ti tozları | Yayınlanmadı |
| CNPC TOZ | Çin | Ti-6Al-4V, TiAl | 10.000 metrik ton/yıl |
- ABD'li ATI Powder Metals, dünya çapında önde gelen titanyum alaşım tozları üreticisidir
- İsveçli Hoganas Group da önemli miktarda titanyum tozu üretimi gerçekleştirmektedir
- Çin, küresel ihracat arayışında olan birkaç büyük titanyum alaşımı tozu üreticisine ev sahipliği yapıyor
- Büyüyen titanyum tozu endüstrisine daha küçük oyuncular da katılıyor
Dolayısıyla, titanyum alaşımlarına yönelik artan talebi karşılamak için tedarik kapasitesi artmaya devam ediyor.
Titanyum Alaşımlı Toz Fiyatlandırma
Ballpark titanyum alaşım tozu fiyatları:
| Alaşım | Kg başına fiyatlandırma | Partikül Boyut Aralığı |
|---|---|---|
| Ti-6Al-4V | $50 – $150 | 15 ila 120 mikron |
| Ti-6Al-7Nb | $250 – $500 | 5 ila 45 mikron |
| Ti-10V-2Fe-3Al | $75 – $200 | 15 ila 63 mikron |
| Ti-3Al-2.5V | $100 – $150 | 45 ila 150 mikron |
- Fiyatlar büyük ölçüde alım hacimlerine ve partikül boyutu dağılımı özelliklerine bağlıdır
- Özel alaşımlar ve ince tıbbi kaliteler daha yüksek fiyat getiriyor
- Ti-6Al-4V en ekonomik olarak endüstriyel ölçeklerde üretilir
- 5-10 tonun üzerindeki sözleşmeler indirimli fiyatlardan yararlanır
Bu nedenle titanyum alaşım tozu nispeten pahalı kalmakta ve uygulamaları öncelikle havacılık ve savunma sektörleriyle sınırlamaktadır.
Titanyum Alaşımlı Tozlar SSS
| Soru | Cevap |
|---|---|
| Titanyum alaşımları hangi renklerde olabilir? | Doğal gri en yaygın olanıdır. Renklendirici yüzey işlemleri de uygulanır. |
| Tozlar özel işlem gerektiriyor mu? | Taşıma sırasında oksidasyonu önlemek için inert gaz örtüsü tavsiye edilir. |
| Bu tozlarla soğuk püskürtme mümkün mü? | Evet, partikül deformasyonu yüksek yapışma özelliğine sahip kaplamalar sağlar. |
| Titanyum alaşımları manyetik değil midir? | Evet, tüm kaliteler çok düşük manyetik geçirgenliğe sahiptir. |
| Bu tozlar hava yoluyla güvenli bir şekilde sevk edilebilir mi? | Evet, çok ince reaktif tozlar dışında taşıma kısıtlaması yok. |
Bu nedenle titanyum alaşımlı tozlar, çoğu metal tozu işleme, işleme ve kaplama işlemlerine uygundur.
Sonuç
Özetle, titanyum alaşım tozu, endüstrilerdeki ileri mühendislik gereksinimleri için yoğunluk, mukavemet, modül ve biyouyumluluğu dengelemek için tasarım esnekliği sağlar. Üretim teknikleri özel parçacık özellikleri kazandırır. Alaşım formülasyonu, özel özellik ayarlamasına izin verir. $50/kg'ın üzerindeki nispeten yüksek fiyatlara rağmen, titanyum alaşımlı toz, bileşen performansının maliyet hususlarının önüne geçtiği savunma, tıp, havacılık ve otomotiv uygulamalarında daha yüksek performans sağlar.
