가스 분무 티타늄 분말 은 용융 티타늄을 고압 가스 스트림으로 타격하여 미세한 티타늄 입자를 생성하는 공정인 가스 원자화를 통해 생산되는 고순도 티타늄 분말입니다. 이 분말은 산업 전반의 다양한 응용 분야에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다.
가스 분무 티타늄 분말 개요
가스 분무 티타늄 분말의 주요 특징은 다음과 같습니다:
구성
| 주요 구성 요소 | 티타늄(Ti) |
| 일반적인 합금 | Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI |
| 추적 요소 | 산소, 질소, 수소, 철분 |
속성
| 파티클 모양 | 구형 |
| 입자 크기 | 15 - 150 미크론 |
| 유동성 | 구형이라 우수함 |
| 겉보기 밀도 | 2.7 - 3.5g/cc |
| 탭 밀도 | 3.5 - 4.5g/cc |
제조 프로세스
- 원시 티타늄 잉곳은 플라즈마 아크 용융을 사용하여 용융됩니다.
- 고압 불활성 가스(보통 아르곤 또는 질소)를 사용하여 용융 티타늄을 원자화합니다.
- 미세한 구형 분말 입자가 분무 타워에서 빠르게 응고됩니다.
- 분말을 수집하여 적절한 입자 크기 범위로 체질합니다.
품질 표준
- ASTM B849
- AMS 4992
- ISO 22068
일반적인 상품명
- Ti64 ELI 등급 23
- 플라즈마 원자화 Ti-6Al-4V 5등급
비용
| 입자 크기 | kg당 가격 |
|---|---|
| 15-45 미크론 | $50-$100 |
| 45-105 미크론 | $30-$60 |
| 105-150 미크론 | $20-$40 |
응용 가스 분무 티타늄 분말
가스 분무 티타늄은 고유한 특성으로 인해 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있습니다. 몇 가지 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
적층 제조
- 선택적 레이저 용융(SLM)
- 전자빔 용융(EBM)
- 바인더 분사
항공우주, 의료 및 자동차 부품을 위한 복잡한 티타늄 부품을 생산하는 데 사용됩니다.
금속 사출 성형
- 패스너, 기어와 같은 작고 복잡한 부품
- 높은 기계적 강도
- 그물 모양 또는 그물 모양에 가까운 부품
용사 코팅
- 부식 및 내마모성 코팅
- 최대 550 HV의 하드페이스 코팅
분말 야금
- 골프 클럽 헤드, 자전거 부품과 같은 소결 부품
- 필터, 임플란트용 다공성 구조
불꽃놀이
- 밝게 타오르는 티타늄 불꽃
- 군사, 엔터테인먼트, 기타 애플리케이션
가스 분무 티타늄 분말 공급업체
대부분의 주요 티타늄 생산업체와 금속 분말 제조업체는 가스 분무 티타늄 분말을 공급합니다. 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:
| 공급업체 | 위치 |
|---|---|
| AP&C | 캐나다 |
| ATI 파우더 메탈 | 미국 |
| 카펜터 기술 | 미국 |
| 호가나스 | 스웨덴 |
| GfE 금속 및 재료 | 독일 |
| TLS 테크닉 | 독일 |
가격 책정
가스 분무 티타늄 분말은 제조 공정이 복잡하기 때문에 다른 형태의 티타늄 분말보다 가격이 비쌉니다. 가격은 대형 분획의 경우 kg당 $20에서 최고급 의료용 분말의 경우 kg당 $100까지 다양합니다. 최소 주문 수량은 일반적으로 약 25-100kg입니다.
장점과 단점 가스 분무 티타늄 분말
장점
- 구형 구조로 뛰어난 유동성 제공
- 고순도, 합금 등급 사용 가능
- 제어된 입자 크기 분포
- 적층 제조와 같은 고급 애플리케이션에 사용
단점
- 다른 티타늄 파우더 유형보다 비싸다
- 전 세계적으로 제한된 공급업체 및 생산 능력
- 특수 보관 및 취급이 필요합니다.
다른 티타늄 파우더 유형과 비교
스펀지 파인 티타늄 대비
- 10배 높은 비용
- 훨씬 우수한 파우더 특성 및 일관성
수 소화물-탈수 소화물 티타늄 비교
- 평균 2배 높은 비용
- 구형성 및 유동성 향상
- 고급 애플리케이션에서 사용
플라즈마 회전 전극 공정 분말 비교
- 비용은 비슷합니다.
- 분무된 가스는 약간 더 나은 구형성을 가집니다.
- 더 큰 입자 크기 허용
입자 크기 분포
가스 분무 티타늄 분말의 경우 입자 크기 분포를 제어하는 것이 매우 중요합니다. 몇 가지 일반적인 크기 감소는 다음과 같습니다:
| 입자 크기 | 일반적인 애플리케이션 |
|---|---|
| 15-45 미크론 | 적층 제조 |
| 45-105 미크론 | 금속 사출 성형 |
| 105-150 미크론 | 용사 코팅 |
레이저 회절 또는 체질 기법을 사용하여 입자 크기 분포를 특성화합니다. 일반적으로 사용되는 통계 매개변수는 다음과 같습니다:
- D10, D50, D90(10%, 50%, 90% 입자가 떨어지는 크기)
- 스팬(분포 폭의 측정값)
ISO 13320 표준은 레이저 회절을 사용하여 크기 분포를 분석하는 절차를 지정합니다.
불순물의 효과
불순물은 분말 특성에 부정적인 영향을 미치므로 용융 및 분무 공정을 통해 제어해야 합니다.
- 산소 - 0.4% 이상이면 경도와 취성이 증가합니다.
- 질소 - 다공성 문제 발생 > 0.05%
- 수소 - 다공성 및 균열 문제 발생
- 철 - 연성 및 골절 저항성 감소
진공 유도 용융 및 스프레이 성형은 낮은 산소 및 철분 수준을 달성하는 데 도움이 됩니다.
보관 및 취급
티타늄 분말을 보관하고 취급할 때는 특별한 주의가 필요합니다:
- 습기에 민감 - 밀폐된 용기에 건조제 백을 넣어 보관하세요.
- 폭발 위험 - 불활성 가스 블랭킷 필요
- 화염성 - 미세한 입자 크기에서의 화상
- 스테인리스 스틸과 같은 전기 전도성 용기가 필요합니다.
반응성 티타늄 분말을 취급하는 데 사용되는 전용 분말 보관실, 글러브 박스 및 흄 후드.
표준 및 사양
| 표준 | 조직 | 설명 |
|---|---|---|
| ASTM B849 | ASTM | 사전 합금 티타늄 분말 사양 |
| AMS 4992 | SAE | 가스 분무 티타늄 합금 분말 사양 |
| ISO 22068 | ISO | 가스 분무 티타늄 및 티타늄 합금 분말 사양 |
사양에는 불순물 수준, 입자 크기 분포, 겉보기 밀도 및 기타 파라미터의 허용 한도가 나열되어 있습니다. 고객 맞춤형 사양도 일반적입니다.
자주 묻는 질문
가스 분무 공정이란 무엇인가요?
가스 분무는 고압 불활성 가스 제트를 사용하여 용융 금속의 흐름을 미세한 방울로 분해합니다. 이 방울은 빠르게 응고되어 구형 분말 입자가 됩니다.
구형 파우더 형태는 어떤 이점이 있나요?
구형 입자는 유동성이 뛰어납니다. 따라서 적층 제조 및 금속 사출 성형에 필요한 균일한 포장과 확산이 가능합니다.
가스 분무 티타늄 분말의 일반적인 합금은 무엇인가요?
Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI 및 Ti-6Al-7Nb 합금은 항공우주 및 의료 분야의 적층 제조 애플리케이션에 널리 사용됩니다.
가스 분무 티타늄 분말의 비용에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?
순도, 입자 크기 범위, 모양, 구형도에 따라 비용이 결정됩니다. 미세한 의료용 분말은 거친 산업용 분말보다 훨씬 더 비쌉니다.
특정 애플리케이션에 대한 적합성을 결정하는 요소는 무엇인가요?
입자 크기 범위, 형태, 겉보기 밀도, 탭 밀도, 유량, 불순물 수준과 같은 요소에 따라 분말이 AM, 열분사 또는 MIM 공정의 요구 사항을 충족하는지 여부가 결정됩니다.
