Polvo de hierro y titanio es un material importante con propiedades y aplicaciones únicas en muchos sectores. Esta completa guía proporciona detalles clave sobre el polvo de hierro y titanio para informar a los lectores sobre su composición, características, usos, proveedores, etc.
Descripción general del polvo de titanio y hierro
El polvo de hierro y titanio, a veces denominado polvo de ferrotitanio, es un polvo metálico compuesto de titanio y hierro. Se fabrica aleando titanio y hierro mediante procesos de fundición y pulvimetalurgia.
Algunas de las principales características del polvo de hierro y titanio son:
- Compuesto de aleación de titanio y hierro
- Disponible en varias composiciones y proporciones de Ti y Fe
- Presenta propiedades combinadas de titanio y hierro
- La forma en polvo permite la transformación en otras formas
- Se utiliza en aplicaciones metalúrgicas, químicas y nucleares
- Ventaja económica sobre el polvo de titanio puro
El polvo de hierro y titanio ofrece ventajas como alta resistencia, resistencia al calor y baja densidad, entre otras, dependiendo de la composición. Se utiliza ampliamente como aditivo para la siderurgia, en procesos químicos, como absorbente de neutrones y en otras aplicaciones que requieren las propiedades del titanio.
Esta guía ofrece una visión detallada de los diferentes tipos, composiciones, propiedades, aplicaciones, proveedores, costes y otra información clave sobre el polvo de hierro y titanio.
Tipos y composición del polvo de titanio y hierro
El polvo de hierro y titanio está disponible en diferentes composiciones, según la proporción de titanio y hierro. Los tipos y composiciones más comunes son:
Tipos de polvo de titanio y hierro
| Tipo | Contenido en titanio (Ti) | Contenido de hierro (Fe) |
|---|---|---|
| Ferrotitanio | 10-20% | Saldo |
| Ferrotitanio bajo en titanio | 5-10% | Saldo |
| Ferrotitanio de alto titanio | Hasta 40% | Saldo |
| Hierro titanio | 20-50% | Saldo |
| Hierro con alto contenido en titanio | Hasta 70% | Saldo |
- Los polvos de ferrotitanio tienen un contenido de titanio relativamente bajo, en torno a 10-40%, y un alto contenido de hierro, que constituye el resto.
- Los polvos de hierro y titanio son aleaciones más equilibradas con 20-70% titanio y hierro como componente restante.
- La composición específica puede personalizarse en función de las propiedades y prestaciones deseadas.
- El titanio elemental, el hierro o las aleaciones maestras se mezclan para alcanzar la proporción deseada durante la producción.
- Un mayor contenido de titanio aumenta la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión. Un mayor contenido de hierro aumenta la ductilidad y la respuesta magnética.
- El tamaño de las partículas, la morfología, la fluidez y otras características del polvo también afectan al rendimiento.
Propiedades de Titanio Hierro Polvo
El polvo de hierro y titanio combina las propiedades del titanio y el hierro en relación con su composición. Algunas propiedades generales incluyen:
Propiedades del polvo de titanio y hierro
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Densidad | 2,5-5,3 g/cm3 en función de la relación Ti:Fe |
| Punto de fusión | 1350-1550°C |
| Conductividad térmica | Alrededor de 10-30 W/mK |
| Resistividad eléctrica | 60-130 μΩ-cm |
| Coeficiente de dilatación térmica | 8-12 x 10-6 /K |
| Módulo de Young | 100-180 GPa |
| Relación de Poisson | Hasta 0,34 |
| Límite elástico | 200-1300 MPa |
| Resistencia a la tracción | 300-2000 MPa |
- La densidad disminuye con un mayor contenido de titanio.
- El punto de fusión, la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión aumentan con más titanio.
- La ductilidad, la tenacidad y la respuesta magnética aumentan con más hierro.
- La morfología del polvo y el método de procesado también afectan a las propiedades del producto final.
- La aleación con otros elementos como aluminio, vanadio, molibdeno, etc. modifica las propiedades.
- El tratamiento térmico puede utilizarse para ajustar las propiedades según los requisitos de la aplicación.
Aplicaciones del polvo de hierro y titanio
La composición única del polvo de hierro y titanio lo hace adecuado para las siguientes aplicaciones industriales:
Aplicaciones del polvo de titanio y hierro
| Industria | Aplicaciones |
|---|---|
| Metalurgia | Adición de aleación para acero, hierro y aleaciones |
| Química | Pigmentos, catalizadores, pirotecnia |
| Nuclear | Absorbedor de neutrones en reactores nucleares |
| Fabricación | Moldeo por inyección de metales, fabricación aditiva |
| Aeroespacial | Componentes en polvo para piezas aeroespaciales |
| Automotor | Materiales compuestos de matriz metálica, piezas de la cadena cinemática |
| Biomédica | Implantes ortopédicos y dentales |
- Siderurgia: El polvo de ferrotitanio se suele utilizar como aleante para mejorar la dureza, la resistencia y la resistencia a la corrosión del acero. También sirve como refinador de grano.
- Pigmentos: La forma de óxido del polvo de hierro titanio produce pigmentos para pinturas, plásticos, papel y otros materiales.
- Reactores nucleares: La capacidad de absorción de neutrones del polvo se aprovecha en las barras de control y el material de blindaje.
- Pulvimetalurgia: El polvo de aleación de titanio y hierro puede comprimirse y sinterizarse en componentes de forma neta para automoción y otras industrias.
- Fabricación aditiva: El polvo es adecuado como materia prima para la impresión 3D de piezas de uso final resistentes para los sectores aeroespacial y médico.
- Catalizadores: El hierro titanio actúa como catalizador eficaz en procesos como la gasificación del carbón, la oxidación del amoníaco y el craqueo petroquímico.
- Biocompatibilidad: La no toxicidad del polvo permite su uso en implantes dentales, dispositivos ortopédicos, herramientas médicas, etc.
Proveedores de polvo de hierro y titanio
Algunos de los principales proveedores mundiales que ofrecen diversos grados y tipos de polvo de hierro y titanio son:
Proveedores de polvo de titanio y hierro
| Compañía | Ubicación |
|---|---|
| Atlantic Equipment Engineers | Bergen, Noruega |
| Treibacher Industrie AG | Althofen, Austria |
| CRI-MET Materiales avanzados | Saint-Rémy, Francia |
| KVT Kirov Metales no ferrosos | Kirovgrad, Rusia |
| Tekna | Sherbrooke, Canadá |
| TLS Technik GmbH & Co. | Bitterfeld-Wolfen, Alemania |
| POLEMA | Región de Tula, Rusia |
| Grupo Jayesh | Bombay, India |
| Xiamen Tungsteno Co. Ltd. | Xiamen, China |
- Los proveedores de renombre tienen una amplia experiencia en la fabricación de polvo de titanio y aleaciones.
- Ofrecen diversos tamaños de partículas, morfologías y composiciones personalizadas, y pueden cumplir especificaciones técnicas.
- Los principales proveedores mundiales ofrecen polvos de ferrotitanio y de hierro titanio.
- Los pequeños proveedores regionales también suministran polvo de hierro y titanio de origen local.
- Los compradores deben evaluar factores como la calidad, la coherencia, las pruebas y las certificaciones antes de seleccionar un proveedor fiable.
Análisis de costes de Titanio Hierro Polvo
El polvo de hierro y titanio cuesta más que el polvo de hierro, pero menos que el polvo de titanio puro debido a su composición mixta. El coste depende de:
Factores de coste del polvo de hierro y titanio
- Relación titanio/hierro
- Niveles de pureza
- Tamaño y morfología de las partículas
- Cantidad de compra
- Proceso de producción utilizado
- Situación geográfica
- Márgenes de beneficio de los proveedores
- Costes de materias primas
- Dinámica oferta-demanda
Precios del polvo de hierro y titanio
| Tipo | Precios |
|---|---|
| Ferrotitanio en polvo | $8-15 por kg |
| Polvo de hierro y titanio | $10-25 por kg |
| Polvo de titanio puro | $25-120 por kg |
- Aumentar el contenido de titanio incrementa el coste debido al precio más elevado del titanio.
- Una menor distribución granulométrica conlleva un precio más elevado.
- Comprar en grandes cantidades puede reducir las tarifas por unidad.
- Los grados de mayor pureza, adecuados para aplicaciones críticas, son más caros.
- Los factores de localización, como los costes de transporte y los aranceles de importación, repercuten en los costes finales.
- Los precios varían en función de las constantes fluctuaciones de la oferta y la demanda.
Normas y certificaciones para el polvo de hierro y titanio
Entre las principales normas aplicables al polvo de hierro y titanio de proveedores reputados figuran:
- ASTM B299: Especificación normalizada para lingotes y formas pulvimetalúrgicas de titanio y aleaciones de titanio
- ISO 22068: Especificaciones para esponja de titanio no aleado y polvos de titanio para procesos de proyección térmica
- ASTM B873: Especificación estándar para polvos de titanio y aleaciones de titanio para revestimientos
- ASTM B939: Método de ensayo normalizado para la exposición a la radiación del titanio y las aleaciones de titanio mediante técnicas de activación neutrónica
- ISO 9001: Gestión de calidad de instalaciones y procesos de producción
- El cumplimiento de las normas garantiza una calidad y un rendimiento constantes.
- Normalmente se exige la certificación ISO 9001.
- Las aplicaciones críticas requieren pruebas y certificaciones adicionales.
- Los proveedores deben presentar certificados de fábrica que demuestren la conformidad.
- Los clientes pueden solicitar inspecciones y pruebas de laboratorio para su validación.
- Para determinadas aplicaciones, como las aeroespaciales, de defensa, nucleares, etc., pueden ser necesarias autorizaciones reglamentarias.
Comparación entre el polvo de titanio y el polvo de hierro y titanio
Titanio frente a polvo de hierro y titanio
| Parámetro | Titanio en polvo | Titanio Hierro Polvo |
|---|---|---|
| Composición | Ti puro o aleaciones de Ti | Aleaciones Ti + Fe |
| Densidad | Baja a 4,5 g/cm3 | Superior 2,5-5 g/cm3 |
| Fuerza | Muy alta | Alta |
| Ductilidad | Bajo | Mayor con contenido de hierro |
| Coste | Muy alta | Moderado |
| Trabajabilidad | Pobre | Mejor |
| Aplicaciones | Aeroespacial, médica | Más amplio: acero, productos químicos |
- El polvo de titanio tiene mayor pureza, menor densidad y coste en comparación con las versiones de hierro titanio.
- Ofrece una resistencia excepcional pero una ductilidad menor. El titanio es más fuerte y resistente que el hierro.
- El polvo de titanio es más difícil de trabajar en la fabricación que el hierro de titanio.
- La plancha de titanio amplía las aplicaciones más allá de los nichos de uso del titanio en industrias exigentes.
- Los usuarios pueden elegir entre los dos en función del coste, las necesidades de la aplicación y las propiedades.
Principales conclusiones sobre Titanio Hierro Polvo
- El polvo de hierro y titanio es una aleación de titanio y hierro que suele contener 10-70% de titanio.
- Ofrece propiedades combinadas como resistencia, dureza, ductilidad, densidad, resistencia a la corrosión y trabajabilidad.
- Los tipos se clasifican en función de la relación titanio/hierro necesaria para aplicaciones específicas.
- Su uso como aditivo en la siderurgia y en procesos químicos son sus principales ámbitos de aplicación.
- Los principales proveedores mundiales ofrecen diversas calidades adaptadas a las necesidades de los clientes.
- El precio es superior al del polvo de hierro pero inferior al del titanio, según la composición.
- El cumplimiento de las especificaciones y normas garantiza la calidad y el rendimiento del polvo.
preguntas frecuentes
P: ¿Para qué se utiliza el polvo de hierro y titanio?
R: Los principales usos del polvo de hierro y titanio son como aditivo de aleación para el acero, en procesos químicos como catalizador o pigmento, como absorbente de neutrones en reactores nucleares y en pulvimetalurgia para producir piezas compuestas.
P: ¿Es magnético el polvo de hierro y titanio?
R: Los polvos de hierro-titanio que contengan proporciones de hierro superiores a ~70% serán ferromagnéticos. Las composiciones de hierro inferiores suelen ser no magnéticas debido al componente paramagnético del titanio.
P: ¿Qué diferencia hay entre el ferrotitanio y el polvo de hierro y titanio?
R: El polvo de ferrotitanio contiene 10-40% de titanio y el resto es hierro. El hierro titanio es una aleación más equilibrada con 20-70% de titanio y el resto de hierro.
P: ¿Se oxida fácilmente el polvo de hierro y titanio?
R: El titanio tiene una excelente resistencia a la corrosión y forma rápidamente una capa de óxido estable. Esto mejora la resistencia a la oxidación en comparación con el polvo de hierro puro. Una mayor proporción de titanio mejora la resistencia a la oxidación.
P: ¿Qué granulometría tiene el polvo de hierro y titanio?
R: El polvo de hierro y titanio puede suministrarse en tamaños de partícula que van desde las 10-150 micras para el polvo grueso hasta los 5-10 nanómetros para el polvo ultrafino a nanoescala. Las partículas más finas permiten una mejor mezcla y densificación.
P: ¿Es tóxico el polvo de hierro y titanio?
R: Por lo general, el polvo de hierro y titanio no se considera tóxico y se utiliza en implantes biomédicos de forma segura. Deben tomarse precauciones de manipulación para evitar riesgos de inhalación de polvo fino durante el procesamiento.
P: ¿Cómo se fabrica el polvo de hierro y titanio?
R: Se produce mezclando polvo/esponja de titanio y hierro en la proporción requerida, tras lo cual se funde en un horno de inducción de vacío y se atomiza con gas inerte para producir polvo de aleación. El polvo se somete a cribado, molienda y otras etapas.
P: ¿Cuáles son las ventajas de utilizar hierro titanio frente a hierro en polvo?
R: El polvo de hierro con titanio ofrece mucha más resistencia, dureza, resistencia al calor y resistencia a la corrosión que el polvo de hierro estándar. También tiene menor densidad. Esto amplía las aplicaciones más allá de los usos del polvo de hierro.
P: ¿Es el polvo de hierro y titanio más caro que el polvo de hierro?
R: Sí, el polvo de hierro y titanio es más caro que el polvo de hierro debido al mayor coste del titanio. Pero sigue siendo más barato que el polvo de titanio puro debido a su contenido en hierro, lo que lo convierte en una opción atractiva.
P: ¿Qué normas se aplican al polvo de hierro y titanio?
R: Las principales normas son ASTM B299, ISO 22068, ASTM B873, ASTM B939 e ISO 9001. Estas normas abarcan la composición, los procedimientos de ensayo, la gestión de la calidad y otros parámetros.