Ti6Al4V-Pulver Metallpulver auf Titanbasis für die additive Fertigung

Überblick über Ti6Al4V-Pulver

Ti6Al4V-Pulver, auch als Titanlegierung Grad 5 bezeichnet, ist eines der beliebtesten Titanlegierungspulver. Es enthält 6% Aluminium und 4% Vanadium als die wichtigsten Legierungselemente zusammen mit dem Rest Titan.

Sphärisches Pulver ti6al4v bietet eine außergewöhnliche Kombination aus hoher Festigkeit, geringem Gewicht und Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilitätund Verarbeitbarkeit.

Wichtige Eigenschaften und Vorteile von Ti6Al4V-Pulver:

Eigenschaften und Merkmale von Ti6Al4V-Pulver

Eigenschaften	Einzelheiten
Zusammensetzung	Ti-6Al-4V-Legierung
Dichte	4,43 g/cc
Partikelform	Überwiegend kugelförmig
Größenbereich	15-45 Mikrometer
Scheinbare Dichte	Bis zu 60% an echter Dichte
Fließfähigkeit	Gut
Stärke	Hoch für eine Titanlegierung
Korrosionsbeständigkeit	Ausgezeichnet

Ti6Al4V wird aufgrund seines ausgewogenen Eigenschaftsprofils in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Chemie und der Konsumgüterindustrie eingesetzt.

Ti6Al4V Pulver-Zusammensetzung

Typische Zusammensetzung von Ti6Al4V-Pulver:

Ti6Al4V Pulver-Zusammensetzung

Element	Gewicht %
Titan	Bilanz
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 und sorgt für Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit
• Aluminium stabilisiert die Alpha-Phase und erhöht die Festigkeit
• Vanadium stabilisiert die Beta-Phase und verbessert die Verarbeitbarkeit
• Andere Elemente, die als Verunreinigungen begrenzt sind

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

Ti6Al4V-Pulver Physikalische Eigenschaften

Ti6Al4V-Pulver Physikalische Eigenschaften

Eigentum	Werte
Dichte	4,43 g/cc
Schmelzpunkt	1604-1660°C
Wärmeleitfähigkeit	6,7 W/mK
Elektrischer Widerstand	170 μΩ-cm
Koeffizient der thermischen Ausdehnung	8,4 x 10^-6 /K
Maximale Betriebstemperatur	400°C

• Geringe Dichte im Vergleich zu Stählen
• Hoher Schmelzpunkt ermöglicht den Einsatz bei mäßig hohen Temperaturen
• Geringe Wärmeleitfähigkeit erfordert konstruktive Überlegungen
• 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 verschiedenen Branchen.

Ti6Al4V-Pulver Mechanische Eigenschaften

Ti6Al4V-Pulver Mechanische Eigenschaften

Eigentum	Werte
Zugfestigkeit	950 - 1050 MPa
Streckgrenze	860 - 950 MPa
Dehnung	10 – 18%
Härte	330 - 380 HB
Elastizitätsmodul	110 - 120 GPa
Ermüdungsfestigkeit	400 - 500 MPa

• Ausgezeichnete Kombination aus hoher Festigkeit und angemessener Duktilität
• Die Festigkeit übertrifft andere Titangüten wie kommerzielles Reintitan
• Höhere Härte als unlegiertes Titan
• Hervorragende Ermüdungsfestigkeit für zyklische Belastungsanwendungen

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

Ti6Al4V-Pulver Anwendungen

 

Ti6Al4V-Pulver wird in vielen Industriezweigen verwendet:

Ti6Al4V-Pulver Anwendungen

Industrie	Verwendet
Luft- und Raumfahrt	Strukturelle Teile der Flugzeugzelle, Triebwerkskomponenten
Biomedizinische	Orthopädische und Zahnimplantate
Automobilindustrie	Pleuelstangen, Ventile, Federn
Chemisch	Tanks, Behälter, Wärmetauscher
Verbraucher	Sportartikel, Uhrenetuis, Handygehäuse
3D-Druck	Luft- und Raumfahrt und medizinische Komponenten

Einige spezifische Produktanwendungen sind:

• Knochenplatten, Gelenkersatzimplantate
• Flugzeug- und Hubschrauberstrukturteile
• Ventile und Pleuelstangen für Kraftfahrzeugmotoren
• 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.

 

 

Ti6Al4V-Pulver Spezifikationen

Wichtige Spezifikationen und Normen für Ti6Al4V-Pulver:

Ti6Al4V-Pulver Normen

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

Diese definieren:

• Bereiche der chemischen Zusammensetzung
• Erforderliche mechanische Eigenschaften
• Verfahren zur Herstellung des Pulvers - Zerstäubung unter Schutzgas
• Grenzwerte für Verunreinigungen wie O, N, C, Fe
• Partikelgrößenverteilung und Morphologie
• Testmethoden zur Überprüfung der Pulverqualität

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

Ti6Al4V Pulver Partikelgrößen

Ti6Al4V-Pulver Partikelgrößenverteilung

Partikelgröße	Merkmale
15-45 Mikrometer	Größenbereich für allgemeine Zwecke
45-100 Mikrometer	Optimiert für das Kaltgasspritzen
5-25 Mikrometer	Feinere Größen in Laser-AM-Prozessen verwendet

• Feineres Pulver sorgt für höhere Auflösung und Oberflächengüte
• Gröbere Pulver eignen sich für Verfahren mit hoher Abscheidungsrate wie das Kaltgasspritzen
• Maßgeschneiderter Größenbereich je nach Produktionsverfahren
• Beibehaltung der kugelförmigen Morphologie über alle Größenbereiche hinweg

Die Kontrolle der Partikelgrößenverteilung und der Morphologie ist entscheidend für eine hohe Packungsdichte des Pulvers, seine Fließfähigkeit und die Eigenschaften des Endprodukts.

Ti6Al4V-Pulver Scheinbare Dichte

Ti6Al4V-Pulver Scheinbare Dichte

Scheinbare Dichte	Einzelheiten
Bis zu 60% an echter Dichte	Für kugelförmige Pulvermorphologie
2,6 - 3,0 g/cc	Verbessert sich mit höherer Packungsdichte

• Höhere Schüttdichte verbessert die Fließfähigkeit des Pulvers und die Effizienz der Formfüllung
• Werte bis zu 65% sind mit optimiertem sphärischem Pulver möglich
• Hohe scheinbare Dichte minimiert die Zykluszeit der Presse

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

Ti6Al4V-Pulver Herstellungsverfahren

Produktion von Ti6Al4V-Pulver

 

 

Methode	Einzelheiten
Gaszerstäubung	Hochdruck-Inertgas bricht den Strom der geschmolzenen Legierung in feine Tröpfchen auf
Vakuum-Lichtbogenschmelzen	Hochreine Ausgangsmaterialien, die im Vakuum raffiniert und geschmolzen werden
Mehrfache Umschmelzungen	Verbessert die chemische Homogenität
Siebung	Klassifizierung von Pulver in verschiedene Korngrößenfraktionen

• Gasverdüsung mit Inertgas erzeugt sauberes, kugelförmiges Pulver
• Die Vakuumverarbeitung minimiert gasförmige Verunreinigungen
• Mehrfaches Umschmelzen verbessert die Einheitlichkeit der Zusammensetzung
• Nachbearbeitung ermöglicht Kontrolle der Partikelgrößenverteilung

Automatisierte Verfahren in Verbindung mit einer strengen Qualitätskontrolle führen zu einem zuverlässigen und konsistenten Ti6Al4V-Pulver, das für kritische Anwendungen geeignet ist.

Ti6Al4V Pulver Preisgestaltung

Ti6Al4V Pulver Preisgestaltung

Faktor	Auswirkungen auf den Preis
Reinheitsgrad	Preiserhöhungen für höhere Reinheit
Partikelgröße	Ultrafeines Pulver ist teurer
Bestellmenge	Preisnachlass bei Großbestellungen
Produktionsverfahren	Verwendung mehrerer Remittenden erhöht die Kosten
Verpackung	Mit Argon gefüllte Gasflaschen kosten mehr
Vorlaufzeit	Schnellere Lieferzeiten erhöhen den Preis

Vorläufige Preisgestaltung

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

Erheblich niedrigere Preise für Großaufträge im Tonnenbereich.

Met3DP Ti6Al4V-Pulver Preis:

Metallpulver	Größe	Menge	Preis/kg	Größe	Menge	Preis/kg
TiAl6V4 gr.23	20-63μm	1KG	138	0-45μm	1KG	144
		10KG	109		10KG	124
		100KG	105		100KG	117

Ti6Al4V-Pulver Lieferanten

Ti6Al4V-Pulver Lieferanten

Unternehmen	Standort
AP&C	USA, Kanada
Zimmerer-Zusatzstoff	USA
Met3DP	China
TLS Technik	Deutschland
Sandvik Fischadler	UK
Tekna	Kanada

Wichtige Auswahlfaktoren:

• Angebot an Reinheitsgraden und Partikelgrößen
• Qualität und Konsistenz des Pulvers von Charge zu Charge
• Produktionskapazität und Vorlaufzeiten
• Einhaltung der Normen für Medizin und Luft- und Raumfahrt
• Preisniveaus auf der Grundlage des Auftragsvolumens
• Technische Kompetenz und Kundenbetreuung

Handhabung und Lagerung von Ti6Al4V-Pulver

Handhabung von Ti6Al4V-Pulver

Empfehlung	Grund
Einatmen vermeiden	Wegen des Risikos einer Schädigung des Lungengewebes durch Feinstaub
Schutzmaske verwenden	Unbeabsichtigtes Verschlucken verhindern
In belüfteten Bereichen handhaben	Verringerung der Schwebeteilchen in der Luft
Sicherstellen, dass keine Zündquellen vorhanden sind	Pulver kann in Sauerstoffatmosphäre brennen
Antistatik-Protokolle befolgen	Verhinderung von Bränden durch statische Entladung bei der Handhabung
Versiegelte Behälter an einem kühlen, trockenen Ort aufbewahren	Verhindern Sie die Aufnahme von Feuchtigkeit und Reaktivität

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

Ti6Al4V-Pulver Inspektion und Prüfung

Ti6Al4V-Pulverprüfung

Test	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
Morphologie des Pulvers	SEM-Bildgebung zur Überprüfung der Partikelkugelform
Analyse der Durchflussmenge	Verwendung des Hall-Durchflussmessertrichters
Prüfung der Gewindebohrerdichte	Dichte gemessen nach mechanischem Klopfen der Pulverprobe

Durch die Prüfung wird sichergestellt, dass das Pulver die erforderliche chemische Zusammensetzung, die physikalischen Eigenschaften, die Morphologie, die Dichte und die Fließfähigkeit gemäß den geltenden Normen erfüllt.

Ti6Al4V-Pulver Vor- und Nachteile

Vorteile von Ti6Al4V-Pulver

• Ausgezeichnetes Verhältnis von Stärke zu Gewicht
• Hohe Ermüdungsfestigkeit und Bruchzähigkeit
• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
• Gute Duktilität und Umformbarkeit
• Hohe Biokompatibilität für medizinische Anwendungen
• Kostengünstig im Vergleich zu anderen Titanlegierungen

Beschränkungen von Ti6Al4V-Pulver

• Mäßige Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen
• Geringere Festigkeit als einige Titanlegierungen
• Hohe Reaktivität erfordert eine inerte Verarbeitungsatmosphäre
• Schwierig zu bearbeiten im vollgesinterten Zustand
• Beschränkungen beim Schweißen der Legierung
• Bedenken hinsichtlich der Toxizität des Elements Vanadium

Vergleich mit Ti64 und Ti Grade 2 Pulvern

Ti6Al4V vs. Ti64 und Grade 2 Pulver

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, Automobilindustrie	Industrie, Verbraucher

• Ti6Al4V und Ti64 haben praktisch identische Eigenschaften
• Ti Grad 2 bietet bessere Duktilität, aber geringere Festigkeit
• Ti6Al4V bevorzugt für kritische Strukturteile, die eine hohe Festigkeit erfordern

Ti6Al4V-Pulver FAQs

F: Was sind die Hauptanwendungen von Ti6Al4V-Pulver?

A: Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Strukturbauteile für die Luft- und Raumfahrt, biomedizinische Implantate wie Hüft- und Kniegelenke, Automobilteile wie Ventile und Pleuelstangen, chemische Prozessanlagen und Verbraucherprodukte wie Sportgeräte und Uhrengehäuse.

F: Warum ist Ti6Al4V die beliebteste Titanlegierung?

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

F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Arbeit mit Ti6Al4V-Pulver zu beachten?

A: Zu den empfohlenen Vorsichtsmaßnahmen gehören das Tragen von Schutzkleidung, die Handhabung in inerter Atmosphäre, das Vermeiden von Zündquellen, die Kontrolle statischer Aufladungen, die Verwendung funkenfreier Werkzeuge und die Lagerung versiegelter Behälter an einem kühlen, trockenen Ort.

F: Wie wirkt sich Vanadium auf die Eigenschaften der Legierung Ti6Al4V aus?

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