암스트롱 공정을 통해 생산되는 티타늄 분말은 HDH(하이드라이드-탈수화물) 티타늄 분말로도 알려져 있으며, 다양한 산업 분야에서 사용되는 고순도 티타늄 분말입니다. 이 문서에서는 다음에 대한 포괄적인 기술 개요를 제공합니다. HDH 티타늄 파우더의 속성, 제조 공정, 응용 분야, 사양, 선택 지침, 공급업체 등 다양한 정보를 확인할 수 있습니다.
HDH 티타늄 파우더 소개
HDH 티타늄 분말은 거의 전적으로 티타늄 금속으로 구성되어 있으며 산소와 철분 함량이 낮습니다. 구형성과 유동성이 높습니다. HDH 티타늄 분말의 주요 특성은 다음과 같습니다:
표 1. HDH 티타늄 파우더 개요
| 속성 | 세부 정보 |
|---|---|
| 구성 | ≥99.5% 티타늄 |
| 불순물 | 낮은 산소, 철, 질소, 탄소, 수소 함유량 |
| 파티클 모양 | 고도로 구형 |
| 입자 크기 분포 | 일반적으로 10-45 μm |
| 겉보기 밀도 | 2.2-2.7g/cm3 |
| 탭 밀도 | 3.0-3.7g/cm3 |
| 유량 | 25-35초/50g |
| 색상 | 짙은 회색 |
고순도 및 구형 형태 덕분에 HDH 파우더는 적층 제조, 금속 사출 성형, 프레스 및 소결, 열 분무, 용접 및 고밀도 및 품질이 필요한 기타 제조에 적합합니다.
다른 티타늄 파우더 종류에 비해 주요 이점:
- 더 낮은 간극 요소로 더 높은 순도 달성
- 구형으로 인한 유동성 향상
- 포장 밀도 및 소결성 향상
- 우수한 기계적 성질
- 고온에서 우수한 화학적 안정성
그러나 HDH 분말은 순도 수준을 달성하는 데 필요한 광범위한 처리로 인해 다른 품종보다 더 비쌀 수 있습니다.
제조 프로세스
HDH 티타늄 파우더 은 여러 단계로 구성된 암스트롱 공정을 통해 생산됩니다:
1. 녹이기: 상업적으로 순수한 티타늄 잉곳을 녹여 액체 형태로 만듭니다. 일반적인 공급 원료는 티타늄 스펀지, 스크랩 및 합금 잉곳입니다.
2. 하이드레이딩: 녹은 티타늄은 수소 기체와 반응하여 수산화티타늄(TiH2)을 생성합니다. 냉각 및 분쇄하면 부서지기 쉬운 티타늄 하이드라이드 덩어리가 생성됩니다.
3. 3. 탈수: TiH2는 600°C 이상의 온도에서 진공 처리되어 티타늄 분말로 다시 분해되어 수소를 방출합니다. 이 분말은 산소 함량이 높습니다.
4. 진공 정화: 다중 진공 증류 사이클을 사용하여 산소, 질소 및 수소 수준을 ≤0.2%로 낮추어 고순도 HDH 티타늄 분말을 달성합니다.
HDH 공정을 통해 입자 크기 분포, 형태, 순도, 미세 구조와 같은 파우더 특성을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 파우더는 애플리케이션 요구 사항을 충족하도록 맞춤화할 수 있습니다.
표 2. HDH 티타늄 분말 제조 개요
| 스테이지 | 세부 정보 |
|---|---|
| 녹는 | 액체 티타늄 형태로 녹은 잉곳 |
| 하이드레이딩 | 액체 티타늄은 수소와 반응하여 수산화티타늄(TiH2)을 형성합니다. |
| 탈수 | 600°C 이상의 진공 상태에서 티타늄 분말로 분해된 TiH2 |
| 진공 정화 | 불순물 감소를 위한 다중 진공 증류 사이클 |
구성 및 속성
HDH 티타늄 분말에는 아래 성분 표에 강조 표시된 것처럼 불순물 함량이 낮은 99.5% 이상의 티타늄이 함유되어 있습니다:
표 3. HDH 티타늄 분말의 일반적인 구성
| 요소 | 무게 % |
|---|---|
| 티타늄(Ti) | ≥ 99.5 |
| 산소(O) | ≤ 0.13 |
| 탄소(C) | ≤ 0.08 |
| 질소(N) | ≤ 0.05 |
| 수소(H) | ≤ 0.015 |
| 철(Fe) | ≤ 0.20 |
순도, 구형 형태, 작은 입자 크기 분포로 인해 HDH 분말은 다양한 첨단 응용 분야에 적합한 탁월한 특성을 갖습니다:
표 4. HDH 티타늄 분말 특성 개요
| 속성 | 세부 정보 |
|---|---|
| 파티클 모양 | 고도로 구형화된 형태 |
| 입자 크기 분포 | 일반적으로 10-45 μm |
| 겉보기 밀도 | 2.2-2.7g/cm3 |
| 탭 밀도 | 3.0-3.7g/cm3 |
| 유량 | 25-35초/50g |
| 순도 | ≥99.5% 티타늄 함량 |
| 산소 함량 | ≤0.13% |
향상된 유동성, 더 높은 탭 밀도 및 순도와 같은 특성 덕분에 적층 제조, 분말 야금 부품 생산, 열 분무 및 더 많은 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.
분류 및 사양
HDH 티타늄 파우더 는 미세, 중간, 굵은 등급으로 분류된 다양한 입자 크기 분포로 제공됩니다. 입자가 미세할수록 소결성이 우수하고 입자가 거칠수록 유동성이 향상됩니다.
표 5. 입자 크기에 따른 HDH 티타늄 분말의 분류
| 등급 | 입자 크기(μm) | 일반적인 사용 |
|---|---|---|
| 괜찮아요 | 10-25 μm | 적층 제조, 프레싱 및 소결 |
| Medium | 25-45 μm | 프레스 및 소결, 열분사 |
| 거친 | 45-106 μm | 열 스프레이, 용접 |
확립된 표준에 따른 공통 사양:
- ASTM B299: 티타늄 분말 야금 형상에 대한 사양
- ASTM B817: 분말 야금 티타늄 합금 임펠러 부품에 대한 사양
- ISO 23301: 수술용 임플란트용 소결 티타늄 소재 및 제품
HDH 티타늄 분말은 입자 크기 분포, 형태, 불순물 수준 및 기타 특성 측면에서 응용 분야 요구 사항에 따라 맞춤화할 수도 있습니다.
응용 프로그램 및 용도
고순도 HDH 티타늄 분말의 고유한 특성으로 인해 다음과 같은 산업 전반의 첨단 응용 분야에 적합합니다:
표 6. HDH 티타늄 분말의 응용 분야 및 용도 개요
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 적층 제조 | 복잡한 형상을 가진 최종 사용 티타늄 부품의 3D 프린팅 |
| 분말 야금 | 프레스 및 소결로 임펠러와 같은 그물 모양 부품 제작 |
| 열 스프레이 | 내마모성 및 부식 방지 코팅 |
| 금속 사출 성형 | 패스너, 기어와 같은 작고 복잡한 부품 |
| 용접 | 티타늄 융착 용접을 위한 뛰어난 용접성 |
| 항공우주 | 엔진 부품, 기체, 터빈 |
| 의료 | 임플란트, 수술 기구 |
| 자동차 | 밸브, 커넥팅로드, 스프링 |
고순도, 구형 형태, 우수한 유동성을 갖춘 HDH 파우더는 고품질이 요구되는 작고 복잡한 부품에 탁월한 선택입니다. 강도 및 내식성과 같은 우수한 기계적 특성으로 인해 산업 전반에 걸쳐 적용 가능성이 확대됩니다.
HDH 티타늄 부품은 강도, 경량, 내식성, 피로 성능, 생체 적합성이 완벽하게 균형을 이루고 있어 항공우주, 자동차, 석유 및 가스, 화학, 의료 분야의 핵심 부품에 스테인리스강이나 코발트 합금을 능가하는 최고의 선택이 될 수 있습니다.
다른 티타늄 파우더와의 비교
HDH 티타늄은 시중에서 판매되는 다른 티타늄 분말 종류에 비해 분말 유동성, 밀도 및 순도가 훨씬 우수합니다.
표 7. HDH 티타늄 파우더와 다른 유형의 비교
| 매개변수 | HDH 티타늄 파우더 | 플라즈마 원자화 | 가스 분무(GA) |
|---|---|---|---|
| 파티클 모양 | 고도로 구형 | 거칠고 불규칙한 | 둥근 |
| 유동성 | 우수 | 낮음 | 보통 |
| 순도 | ≥99.5% 티타늄 | ≤98% 티타늄 | 티타늄 함량 ≤98% |
| 산소 함량 | ≤0.13% | 0.18-0.35% | 0.15-0.30% |
| 비용 | 높음 | 낮음 | 보통 |
플라즈마 분무 및 가스 분무 티타늄 분말은 비용 이점을 제공할 수 있지만, 품질 기준이 훨씬 더 엄격한 의료용 임플란트, 항공우주 부품 등과 같은 중요 응용 분야의 요구 사항을 충족하는 데는 HDH 분말이 훨씬 더 우수합니다.
선택 가이드라인
HDH 등급 티타늄 파우더를 선택할 때 고려해야 할 주요 사항:
표 8. HDH 티타늄 파우더 선택 가이드라인
| 매개변수 | 가이드라인 |
|---|---|
| 입자 크기 | 제조 공정 및 부품 치수의 요구 사항에 맞게 맞춤화 |
| 파티클 모양 | 유동성을 위해 구형 선호 |
| 순도 수준 | 애플리케이션 기준 ≥ 99.5% 티타늄 함량 |
| 산소/질소 | 기계적 특성을 위한 0.13% 이하의 초저산소 |
| 공급업체 | 국제 품질 표준을 충족하는 평판이 좋은 공급업체 |
파우더 생산업체와 협력하여 최종 애플리케이션 요구 사항에 따라 입자 크기 분포, 형태, 밀도, 불순물 수준과 같은 HDH 파우더 특성을 맞춤 설정할 수 있습니다.
10-25μm의 미세한 제품은 작고 복잡한 부품에 적합합니다. 열 스프레이 코팅에는 더 거친 45-106μm 그레이드가 선호됩니다.
자주 묻는 질문
1. HDH 티타늄 파우더란 무엇인가요?
HDH 티타늄 분말은 수산화물-탈수산화물(HDH) 공정을 사용하여 생산되는 미세 등급의 티타늄 분말입니다. 3D 프린팅이라고도 하는 적층 제조의 일반적인 공급 원료 재료입니다.
2. HDH 티타늄 파우더는 어떻게 생산되나요?
HDH 공정은 티타늄 스펀지를 수소화한 다음 탈수소화하는 과정을 거칩니다. 이 과정을 통해 원하는 특성을 가진 티타늄 분말이 형성됩니다.
3. HDH 티타늄 파우더의 용도는 무엇인가요?
HDH 티타늄 분말은 항공우주, 의료용 임플란트, 자동차 부품, 스포츠 장비 등 다양한 분야에 사용됩니다. 특히 가볍고 강도가 높은 특성으로 인해 높은 가치를 인정받고 있습니다.
4. 적층 제조에 HDH 티타늄 파우더를 사용하면 어떤 이점이 있나요?
HDH 티타늄 파우더는 뛰어난 유동성과 패킹 특성으로 인해 적층 제조에서 선호되며, 복잡하고 복잡한 3D 프린팅 부품을 제작하는 데 적합합니다.
5. HDH 티타늄 파우더에 사용할 수 있는 입자 크기 범위는 어떻게 되나요?
HDH 티타늄 파우더는 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 일반적으로 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터에 이르는 다양한 입자 크기 분포로 제공됩니다.
