티타늄 분말 은 다양한 산업 분야에서 활용도가 높은 다용도 소재입니다. 항공우주 및 자동차부터 의료 및 스포츠 용품에 이르기까지 티타늄 분말의 고유한 특성 덕분에 티타늄 분말은 여러 까다로운 응용 분야에 이상적인 선택이 될 수 있습니다. 이 종합 가이드에서는 티타늄 분말의 구성, 특성, 응용 분야 등을 자세히 살펴보며 티타늄 분말의 세계를 살펴봅니다.
티타늄 분말 개요
티타늄 분말은 화학 원소인 티타늄(Ti)을 잘게 나눈 형태로, 뛰어난 내식성, 높은 중량 대비 강도, 생체 적합성으로 잘 알려진 경량 고강도 금속입니다. 다양한 제조 공정을 통해 생산되는 티타늄 분말은 다양한 입자 크기, 모양 및 순도 수준을 제공하여 다양한 용도의 특정 요구 사항을 충족합니다.
티타늄 분말의 구성 및 특성
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 화학 기호 | Ti |
| 원자 번호 | 22 |
| 밀도 | 4.51g/cm³ |
| 융점 | 1668°C(3034°F) |
| 끓는점 | 3287°C(5949°F) |
| 탄성 계수 | 116 GPa |
| 경도(비커스) | 970-1200 |
티타늄 분말은 주로 원소 금속인 티타늄으로 구성되지만 알루미늄, 바나듐, 몰리브덴 등 다양한 다른 원소와 합금하여 특정 특성을 향상시킬 수도 있습니다. 티타늄 분말의 순도는 상업적으로 순수한(CP) 등급부터 고도로 합금된 등급까지 다양하며, 각각 다른 용도에 적합합니다.
산업 응용 분야 티타늄 분말
| 애플리케이션 | 설명 |
|---|---|
| 적층 제조 | 티타늄 분말은 항공우주, 자동차 및 의료 산업을 위한 복잡한 고성능 부품을 생산하기 위해 선택적 레이저 용융(SLM) 및 전자빔 용융(EBM) 등의 적층 제조 공정에 널리 사용됩니다. |
| 야금학 | 티타늄 분말은 분말 야금 및 금속 사출 성형(MIM)과 같은 기존 야금 공정에서 기계적 특성이 우수한 그물 모양에 가까운 부품을 생산하는 데 사용됩니다. |
| 표면 코팅 | 티타늄 분말을 사용한 용사 코팅은 다양한 피착재에 우수한 내마모성, 내식성, 내식성을 제공하여 열악한 환경의 적용에 적합합니다. |
| 화학 처리 | 티타늄 분말은 높은 반응성과 내식성으로 인해 안료, 촉매 및 기타 화학 제품 생산에 응용되고 있습니다. |
티타늄 분말은 그 고유한 특성으로 산업에 혁신을 일으켜 기존 방식으로는 제조가 불가능했던 복잡한 고성능 부품을 생산할 수 있게 했습니다.
티타늄 분말의 사양 및 등급
| 등급 | 구성 | 애플리케이션 |
|---|---|---|
| CP 1등급 | 99.5% Ti | 범용 애플리케이션, 우수한 성형성 |
| CP 등급 2 | 99.2% Ti | 적당한 강도, 우수한 내식성 |
| CP 등급 3 | 99.1% Ti | 높은 강도, 중간 정도의 내식성 |
| CP 등급 4 | 99% Ti | CP 등급 중 가장 높은 강도, 중간 정도의 내식성 |
| Ti-6Al-4V | 6% Al, 4% V, 밸런스 Ti | 항공우주, 자동차, 바이오메디컬(고강도, 내식성) |
| Ti-6Al-7Nb | 6% Al, 7% Nb, 밸런스 Ti | 바이오메디컬(고강도, 생체 적합성) |
티타늄 분말은 다양한 등급으로 제공되며, 각 등급은 다양한 용도의 요구 사항을 충족하는 특정 구성과 특성을 가지고 있습니다. 등급 선택은 강도, 내식성, 생체 적합성 및 비용과 같은 요소에 따라 달라집니다.
공급업체 및 가격 티타늄 분말
| 공급업체 | 국가 | 가격 범위(USD/kg) |
|---|---|---|
| ATI 금속 | 미국 | $50 – $200 |
| 오사카 티타늄 기술 | 일본 | $80 – $250 |
| ADMATIC | 미국 | $60 – $180 |
| Timet | 미국 | $70 – $220 |
| 시안 리린 금속 재료 | 중국 | $40 – $150 |
티타늄 분말의 가격은 순도, 입자 크기, 제조 공정, 공급업체 등의 요인에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 일반적으로 순도가 높고 입자 크기가 작을수록 제조 공정의 복잡성이 증가하기 때문에 가격이 더 높습니다.
티타늄 분말의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 높은 중량 대비 강도 비율 | 다른 금속에 비해 높은 비용 |
| 뛰어난 내식성 | 제한된 가용성 및 공급 |
| 생체 적합성 | 높은 반응성(신중한 취급이 필요함) |
| 광범위한 작동 온도 범위 | 까다로운 기계 및 공정 |
| 애플리케이션의 다양성 | 복잡한 제조 공정 |
티타늄 파우더는 고강도, 내식성, 생체 적합성 등 다양한 장점을 제공하지만, 높은 비용, 제한된 가용성, 가공 및 취급과 관련된 어려움으로 인해 널리 채택되지 못하는 경우도 있습니다.
티타늄 분말의 기술 데이터 및 매개변수
| 매개변수 | 가치 |
|---|---|
| 입자 크기 범위 | 5 - 200 µm(일반) |
| 구형성 | 0.6 - 0.9(1 = 완벽한 구) |
| 탭 밀도 | 2.0 - 3.5g/cm³ |
| 유량 | 10 - 40초/50g |
| 산소 함량 | 0.1 - 0.5%(최대) |
| 질소 함량 | 0.03 - 0.2%(최대) |
이러한 기술 파라미터는 다음과 같은 성능과 처리 가능성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 티타늄 분말 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 적층 제조 공정에서는 입자 크기, 구형도, 유속이 중요하며, 산소 및 질소 함량은 최종 제품의 기계적 특성 및 내식성에 영향을 미칩니다.
자주 묻는 질문
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| 상업적으로 순수한(CP) 티타늄 분말과 합금 티타늄 분말의 차이점은 무엇인가요? | CP 티타늄 분말에는 최소 99% 티타늄이 함유되어 있으며, 합금 등급에는 강도 및 내식성과 같은 특정 특성을 향상시키기 위해 알루미늄, 바나듐, 몰리브덴과 같은 추가 원소가 포함되어 있습니다. |
| 티타늄 분말의 입자 크기는 용도에 어떤 영향을 미치나요? | 일반적으로 적층 제조 공정에서는 입자 크기가 작을수록 포장 밀도와 해상도가 향상되므로 입자 크기가 작을수록 선호됩니다. 입자 크기가 클수록 분말 야금과 같은 특정 야금 공정에 적합할 수 있습니다. |
| 티타늄 파우더는 생체 적합성이 있나요? | CP Grade 4 및 Ti-6Al-4V와 같은 특정 등급의 티타늄 분말은 생체 적합성이 뛰어나고 내식성과 독성이 낮아 의료용 임플란트 및 장치에 널리 사용됩니다. |
| 티타늄 분말을 취급할 때 어떤 안전 예방 조치를 취해야 하나요? | 티타늄 분말은 반응성이 매우 높아 열, 스파크 또는 점화원에 노출될 경우 화재 및 폭발 위험을 초래할 수 있습니다. 적절한 개인 보호 장비, 엔지니어링 제어 및 취급 절차를 따라야 합니다. |
| 티타늄 파우더의 비용은 다른 금속 파우더와 어떻게 비교되나요? | 티타늄 분말은 일반적으로 높은 원자재 비용, 복잡한 생산 공정, 제한된 공급량으로 인해 알루미늄, 강철, 구리 등 다른 금속 분말보다 더 비쌉니다. |
