Ti6Al4V-Pulver

Ti6Al4V-Pulver, auch als Titanlegierung der Güteklasse 5 bezeichnet, ist eines der beliebtesten Titanlegierungspulver. Es enthält 6 % Aluminium und 4 % Vanadium als Hauptlegierungselemente sowie den Rest Titan. Ti6Al4V-Pulver bietet eine außergewöhnliche Kombination aus hoher Festigkeit, geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und Verarbeitbarkeit.

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Bietet außergewöhnliche Druckgenauigkeit.

Vielseitige Metallpulver

Vielfältige hochwertige Pulver für unterschiedliche Anwendungen.

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Kontinuierliche Einführung fortschrittlicher Legierungen.

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Übersicht über Ti6Al4V-Pulver

Ti6Al4V-Pulver, auch als Titanlegierung der Güteklasse 5 bezeichnet, ist eines der beliebtesten Titanlegierungspulver. Es enthält 6 % Aluminium und 4 % Vanadium als Hauptlegierungselemente sowie den Rest Titan.

Ti6Al4V-Pulver bietet eine außergewöhnliche Kombination aus hoher Festigkeit, geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und Verarbeitbarkeit.

Haupteigenschaften und Vorteile von Ti6Al4V-Pulver:

Eigenschaften und Eigenschaften von Ti6Al4V-Pulver

Eigenschaften Einzelheiten
Komposition Ti-6Al-4V-Legierung
Dichte 4,43 g/cm³
Partikelform Vorwiegend kugelförmig
Größenbereich 15-45 Mikrometer
Scheinbare Dichte Bis zu 60 % der wahren Dichte
Fließfähigkeit Gut
Stärke Hoch für eine Titanlegierung
Korrosionsbeständigkeit Exzellent

Ti6Al4V wird aufgrund seines ausgewogenen Eigenschaftsprofils häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Automobil-, Chemie- und Verbraucherindustrie eingesetzt.

Ti6Al4V-Pulverzusammensetzung

Typische Zusammensetzung von Ti6Al4V-Pulver:

Ti6Al4V-Pulverzusammensetzung

Element Gewicht %
Titan Gleichgewicht
Aluminium 5,5–6,75 %
Vanadium 3,5–4,5 %
Sauerstoff <0,2 %
Kohlenstoff <0,1 %
Stickstoff <0,05 %
Wasserstoff <0,015 %
Eisen <0,3 %
  • Titan bildet die Matrix, die für Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit sorgt
  • Aluminium stabilisiert die Alpha-Phase und erhöht die Festigkeit
  • Vanadium stabilisiert die Betaphase und verbessert die Verarbeitbarkeit
  • Andere Elemente sind als Verunreinigungen begrenzt

Die optimierten Ti-Al-V-Verhältnisse bieten eine außergewöhnliche Kombination aus Festigkeit, Duktilität, Bruchzähigkeit und Ermüdungsfestigkeit.

Physikalische Eigenschaften von Ti6Al4V-Pulver

Physikalische Eigenschaften von Ti6Al4V-Pulver

Eigentum Werte
Dichte 4,43 g/cm³
Schmelzpunkt 1604–1660 °C
Wärmeleitfähigkeit 6,7 W/mK
Elektrischer widerstand 170 μΩ-cm
Der Wärmeausdehnungskoeffizient 8,4 x 10^-6 /K
Maximale Betriebstemperatur 400°C
  • Geringe Dichte im Vergleich zu Stählen
  • Hoher Schmelzpunkt ermöglicht den Einsatz bei mäßig erhöhten Temperaturen
  • Eine niedrige Wärmeleitfähigkeit erfordert Designüberlegungen
  • Hoher elektrischer Widerstand, geeignet für korrosionsbeständige Verbindungselemente
  • WAK niedriger als bei Stählen und Nickellegierungen

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Ti6Al4V gut für viele Leichtbauanwendungen in allen Branchen.

Mechanische Eigenschaften von Ti6Al4V-Pulver

Mechanische Eigenschaften von Ti6Al4V-Pulver

Eigentum Werte
Zugfestigkeit 950 – 1050 MPa
Streckgrenze 860 – 950 MPa
Verlängerung 10 – 18 %
Härte 330 – 380 HB
Elastizitätsmodul 110 – 120 GPa
Dauerfestigkeit 400 – 500 MPa
  • Hervorragende Kombination aus hoher Festigkeit und angemessener Duktilität
  • Die Festigkeit übertrifft andere Titanqualitäten wie handelsübliches Reintitan
  • Härte höher als unlegiertes Titan
  • Durch die hervorragende Ermüdungslebensdauer ist es für Anwendungen mit zyklischer Belastung geeignet

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Ti6Al4V für anspruchsvolle Anwendungen, die eine hohe spezifische Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit erfordern.

Ti6Al4V-Pulveranwendungen

Ti6Al4V-Pulver wird in vielen Branchen eingesetzt:

Ti6Al4V-Pulveranwendungen

Industrie Verwendet
Luft- und Raumfahrt Strukturelle Teile der Flugzeugzelle, Triebwerkskomponenten
Biomedizinisch Orthopädische und Zahnimplantate
Automobil Pleuel, Ventile, Federn
Chemisch Tanks, Behälter, Wärmetauscher
Verbraucher Sportartikel, Uhrengehäuse, Handygehäuse
3d Drucken Luft- und Raumfahrt- und Medizinkomponenten

Zu den spezifischen Produktanwendungen gehören:

  • Knochenplatten, Gelenkersatzimplantate
  • Strukturbauteile für Flugzeuge und Hubschrauber
  • Ventile und Pleuel für Automobilmotoren
  • Chemische Ausrüstung wie Rohre, Pumpen, Ventile
  • Sportartikel einschließlich Golfschläger und Fahrradrahmen
  • Additive Fertigung von Leichtbaustrukturen

Ti6Al4V bietet das beste Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und Biokompatibilität für kritische Strukturteile in diesen anspruchsvollen Sektoren.

Spezifikationen für Ti6Al4V-Pulver

Wichtige Spezifikationen und Standards für Ti6Al4V-Pulver:

Ti6Al4V-Pulverstandards

Standard Beschreibung
ASTM F2924 Additive Fertigungslegierung Ti6Al4V
ASTM F3001 Spezifikationen für gaszerstäubtes Ti-Legierungspulver für AM
AMS 4954 Zusammensetzungsgrenzen von Ti-6Al-4V-Pulver für die additive Fertigung
ASTM B348 Spezifikationen für Ti- und Ti-Legierungspulver
ASTM F1472 Ti6Al4V-Knetlegierung für chirurgische Implantate

Diese definieren:

  • Bereiche der chemischen Zusammensetzung
  • Erforderliche mechanische Eigenschaften
  • Pulverherstellungsverfahren – Inertgaszerstäubung
  • Verunreinigungsgrenzwerte wie O, N, C, Fe
  • Partikelgrößenverteilung und Morphologie
  • Prüfmethoden zur Überprüfung der Pulverqualität

Zertifiziertes Ti6Al4V-Pulver, das diese Spezifikationen erfüllt, gewährleistet optimale Eigenschaften und Leistung für verschiedene Anwendungen in allen Branchen.

Ti6Al4V-Pulverpartikelgrößen

Ti6Al4V-Pulver-Partikelgrößenverteilung

Partikelgröße Eigenschaften
15-45 Mikrometer Universeller Größenbereich
45-100 Mikrometer Optimiert für Kaltspritzen
5-25 Mikrometer Feinere Größen werden in Laser-AM-Prozessen verwendet
  • Feineres Pulver sorgt für eine höhere Auflösung und Oberflächengüte
  • Gröberes Pulver eignet sich für Methoden mit hoher Abscheidungsrate wie Kaltspritzen
  • Maßgeschneiderter Größenbereich basierend auf der verwendeten Produktionsmethode
  • Die sphärische Morphologie bleibt über alle Größenbereiche hinweg erhalten

Die Kontrolle der Partikelgrößenverteilung und -morphologie ist entscheidend für eine hohe Pulverpackungsdichte, Fließfähigkeit und Endeigenschaften des Teils.

Scheinbare Dichte des Ti6Al4V-Pulvers

Scheinbare Dichte des Ti6Al4V-Pulvers

Scheinbare Dichte Einzelheiten
Bis zu 60 % der wahren Dichte Für sphärische Pulvermorphologie
2,6 – 3,0 g/cm³ Verbessert sich mit größerer Packungsdichte
  • Eine höhere scheinbare Dichte verbessert die Fließfähigkeit des Pulvers und die Effizienz der Formfüllung
  • Mit optimiertem Kugelpulver sind Werte bis zu 65 % möglich
  • Eine hohe scheinbare Dichte minimiert die Presszykluszeit

Die Maximierung der scheinbaren Dichte ermöglicht ein effizientes automatisches Pressen und Sintern des Pulvers zur vollen Dichte.

Herstellungsverfahren für Ti6Al4V-Pulver

Ti6Al4V-Pulverproduktion

Methode Einzelheiten
Gaszerstäubung Hochdruck-Inertgas bricht den geschmolzenen Legierungsstrom in feine Tröpfchen auf
Vakuumlichtbogenschmelzen Hochreine Ausgangsmaterialien, raffiniert und im Vakuum geschmolzen
Mehrere Umschmelzungen Verbessert die chemische Homogenität
Sieben Klassiert Pulver in verschiedene Partikelgrößenfraktionen
  • Durch die Gaszerstäubung mit Inertgas entsteht sauberes, kugelförmiges Pulver
  • Die Vakuumverarbeitung minimiert gasförmige Verunreinigungen
  • Mehrfaches Umschmelzen verbessert die Einheitlichkeit der Zusammensetzung
  • Die Nachbearbeitung ermöglicht die Kontrolle der Partikelgrößenverteilung

Automatisierte Methoden in Kombination mit einer strengen Qualitätskontrolle führen zu zuverlässigem und konsistentem Ti6Al4V-Pulver, das für kritische Anwendungen geeignet ist.

Preise für Ti6Al4V-Pulver

Preise für Ti6Al4V-Pulver

Faktor Auswirkungen auf den Preis
Reinheitsgrad Preiserhöhungen für höhere Reinheit
Partikelgröße Ultrafeines Pulver teurer
Bestellmenge Bei Großbestellungen reduziert sich der Preis
Produktionsmethode Die Verwendung mehrerer Umschmelzungen erhöht die Kosten
Verpackung Mit Argon gefüllte Flaschen kosten mehr
Vorlaufzeit Schnellere Lieferzeiten erhöhen den Preis

Richtpreise

  • Ti6Al4V für medizinische Anwendungen: 150–250 $ pro kg
  • Ti6Al4V für industrielle Anwendungen: 100–150 $ pro kg

Bei Großbestellungen im Tonnenbereich gelten deutlich günstigere Preise.

Lieferanten von Ti6Al4V-Pulver

Lieferanten von Ti6Al4V-Pulver

Unternehmen Standort
AP&C USA, Kanada
Zimmermannszusatz USA
Praxair USA
TLS Technik Deutschland
Sandvik-Fischadler Vereinigtes Königreich
Tekna Kanada

Wichtige Auswahlfaktoren:

  • Angeboten werden verschiedene Reinheitsgrade und Partikelgrößen
  • Pulverqualität und Konsistenz von Charge zu Charge
  • Produktionskapazität und Lieferzeiten
  • Einhaltung medizinischer und Luftfahrtstandards
  • Preisstufen basierend auf dem Bestellvolumen
  • Technisches Fachwissen und Kundensupport

Handhabung und Lagerung von Ti6Al4V-Pulver

Handhabung von Ti6Al4V-Pulver

Empfehlung Grund
Einatmen vermeiden Aufgrund der Gefahr einer Schädigung des Lungengewebes durch feine Partikel
Schutzmaske verwenden Verhindern Sie versehentliches Verschlucken
In belüfteten Bereichen handhaben Reduzieren Sie die Partikelsuspension in der Luft
Stellen Sie sicher, dass keine Zündquellen vorhanden sind Pulver kann in Sauerstoffatmosphäre verbrennen
Befolgen Sie die Antistatikprotokolle Vermeiden Sie bei der Handhabung einen Brand durch statische Entladung
Verschlossene Behälter kühl und trocken lagern Feuchtigkeitsaufnahme und Reaktivität verhindern

Obwohl Ti6Al4V-Pulver relativ inert ist, sollten bei der Handhabung und Lagerung die empfohlenen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um die Reinheit zu bewahren.

Inspektion und Prüfung von Ti6Al4V-Pulver

Ti6Al4V-Pulverprüfung

Prüfen Einzelheiten
Chemische Analyse ICP-Spektroskopie zur Überprüfung der Zusammensetzung
Partikelgrößenverteilung Laserbeugung zur Bestimmung der Größenverteilung
Scheinbare Dichte Gemessen mit einem Hall-Durchflussmesser gemäß ASTM B212
Pulvermorphologie REM-Bildgebung zur Überprüfung der Partikelsphärizität
Durchflussanalyse Verwendung eines Hall-Durchflussmesser-Trichters
Klopfdichtetest Dichte gemessen nach mechanischem Klopfen der Pulverprobe

Durch Tests wird sichergestellt, dass das Pulver die erforderlichen chemischen Zusammensetzungen, physikalischen Eigenschaften, Morphologie, Dichte und Fließspezifikationen gemäß den geltenden Normen erfüllt.

Vor- und Nachteile von Ti6Al4V-Pulver

Vorteile von Ti6Al4V-Pulver

  • Hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
  • Hohe Dauerfestigkeit und Bruchzähigkeit
  • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
  • Gute Duktilität und Formbarkeit
  • Hohe Biokompatibilität für medizinische Zwecke
  • Kostengünstig im Vergleich zu anderen Titanlegierungen

Einschränkungen von Ti6Al4V-Pulver

  • Mäßige Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen
  • Geringere Festigkeit als einige Titanlegierungen
  • Eine hohe Reaktivität erfordert eine inerte Verarbeitungsatmosphäre
  • Im vollständig gesinterten Zustand schwer zu bearbeiten
  • Einschränkungen beim Schweißen der Legierung
  • Bedenken hinsichtlich der Toxizität des Vanadiumelements

Vergleich mit Ti64- und Ti-Grad-2-Pulvern

Ti6Al4V vs. Ti64 und Pulver der Güteklasse 2

Parameter Ti6Al4V Ti64 Ti Grad 2
Aluminium 6 % 6 %
Vanadium 4 % 4 %
Stärke 950-1050 MPa 950-1050 MPa 420-550 MPa
Duktilität 10–18 % 10–18 % 15-30 %
Kosten Mäßig Mäßig Niedrig
Verwendet Luft- und Raumfahrt, Medizin Luft- und Raumfahrt, Automobil Industrie, Verbraucher
  • Ti6Al4V und Ti64 haben nahezu identische Eigenschaften
  • Ti der Güteklasse 2 bietet eine bessere Duktilität, aber eine geringere Festigkeit
  • Ti6Al4V wird bevorzugt für kritische Strukturteile verwendet, die eine hohe Festigkeit erfordern

Häufig gestellte Fragen zu Ti6Al4V-Pulver

Q: Was sind die Hauptanwendungen von Ti6Al4V-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen gehören Strukturkomponenten für die Luft- und Raumfahrt, biomedizinische Implantate wie Hüft- und Kniegelenke, Automobilteile wie Ventile und Pleuelstangen, Ausrüstung für chemische Prozesse und Konsumgüter wie Sportgeräte und Uhrengehäuse.

Q: Warum ist Ti6Al4V die beliebteste Titanlegierung?

A: Ti6Al4V bietet die beste Gesamtkombination aus hoher Festigkeit, geringer Dichte, Bruchzähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität, Schweißbarkeit und moderaten Kosten.

Q: Welche Vorsichtsmaßnahmen sollten bei der Arbeit mit Ti6Al4V-Pulver getroffen werden?

A: Zu den empfohlenen Vorsichtsmaßnahmen gehören die Verwendung von Schutzausrüstung, die Handhabung in einer inerten Atmosphäre, die Vermeidung von Zündquellen, die Kontrolle statischer Aufladungen, die Verwendung von nicht funkenbildenden Werkzeugen und die Lagerung versiegelter Behälter an einem kühlen, trockenen Ort.

Q: Wie beeinflusst Vanadium die Eigenschaften der Ti6Al4V-Legierung?

A: Vanadium wirkt als Betastabilisator, der die Verarbeitbarkeit verbessert. Es trägt auch zur Ausscheidungshärtung bei, die der Legierung Festigkeit und Hochtemperatur-Kriechfestigkeit verleiht.

 

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