Introduction de poudre de titane sphérique
La poudre de titane sphérique est une forme de poudre de titane pure présentant une morphologie sphérique et une distribution contrôlée de la taille des particules. Elle offre une excellente fluidité, mélange et consistance, ce qui la rend appropriée pour les processus de fabrication de métaux avancés dans toutes les industries.
Composition et caractéristiques
Table 1: Composition et principales caractéristiques de la poudre de titane sphérique
| Paramètres | Détails |
|---|---|
| composition chimique | Titane à 99 %. Les oligo-éléments restants sont l'azote, l'oxygène, le carbone et l'hydrogène. |
| Forme des particules | Morphologie hautement sphérique |
| Gamme de taille des particules | Typiquement 15-45 microns |
| Capacité d'écoulement | Excellente grâce à la forme sphérique |
| Densité apparente | Environ 2,7 g/cm3 |
| Densité du robinet | Jusqu'à 73% de densité de titane solide, soit ~4 g/cm3 |
La distribution granulométrique précise, la teneur en oxygène et en azote, les débits et la densité de prise peuvent être personnalisés en fonction des exigences de l'application.
Processus de fabrication
La poudre de titane sphérique est fabriquée à l'aide de méthodes avancées qui impliquent la fusion du titane, l'atomisation et la solidification rapide des gouttelettes en particules de poudre hautement sphériques :
- Atomisation par plasma utilise des torches à plasma à haute énergie et des jets de gaz inertes
- Atomisation par induction de gaz par électrodes (EIGA) repose sur des électrodes fondues par induction
- Procédé à électrodes rotatives (REP) génère des flux de métal en fusion à partir des pointes des électrodes de titane en rotation
La clé est une solidification rapide dans une atmosphère inerte, ce qui permet d'obtenir une pureté et une morphologie sphérique. Le tamisage et la classification post-production permettent d'obtenir des fractions strictes.
Poudre de titane sphérique Applications et utilisations
Les propriétés uniques de la poudre de titane sphérique en font un produit adapté :
Table 2: Principales applications de la poudre de titane sphérique
| Zone | Applications |
|---|---|
| Fabrication additive | Impression 3D d'implants et de composants aérospatiaux par DMLS, SLM et EBM |
| Métallurgie des poudres | Pressage et frittage pour la fabrication de pièces automobiles et aéronautiques en titane |
| Moulage à la cire perdue | Fabrication de moules d'injection et d'outillage |
| Biomédical | Structures poreuses pour greffes osseuses |
| Pigments et catalyseurs | Industrie chimique et plastique |
La grande pureté, la fluidité, la facilité de mélange et la cohérence de la distribution de la taille des particules permettent une utilisation fiable et performante dans les processus de fabrication basés sur les poudres, comme l'impression 3D de métaux.
Spécifications
Le titane sphérique est conforme à des spécifications telles que ASTM B988 et ASTM F3049. Les valeurs typiques sont les suivantes
Table 3: Spécifications typiques de la poudre de titane sphérique
| Paramètres | Spécifications |
|---|---|
| Taille des particules | 15-45 microns |
| Teneur en oxygène | <0,20 pour cent |
| Teneur en azote | <0.05% |
| Teneur en hydrogène | 0,015 pour cent |
| Densité du robinet | Jusqu'à 4 g/cm3 |
| Débit | 25 s/50 g |
| Distribution de la taille des particules | D10 > ; 20 microns ; D90 < ; 63 microns |
Il est possible de personnaliser les propriétés telles que la densité, les débits, la teneur en oxygène et en azote en fonction des exigences de l'application.
Prix de poudre de titane sphérique
Table 4: Gamme de prix de la poudre de titane sphérique des principaux fournisseurs
| Fournisseur | Prix par kg |
|---|---|
| Poudres et revêtements avancés | $100-$200 |
| AP&C | $90-$180 |
| TLS Technik GmbH & ; Co | $120-$250 |
| Sandvik Osprey | $80-$220 |
Les prix dépendent des volumes de commande, des qualités et des besoins de personnalisation. Les poudres de haute pureté destinées à des usages médicaux sont vendues au prix fort. La poudre recyclée peut coûter 50 % de moins, mais sa qualité est moindre et irrégulière.
Comparaison avec les alternatives
Table 5: Avantages et inconvénients de la poudre de titane sphérique
| Pour | Cons |
|---|---|
| Excellente capacité d'écoulement et d'étalement | Coût plus élevé que les variantes en alliage |
| Mélanges sans ségrégation | Fournisseurs mondiaux limités, offre restreinte |
| Permet d'obtenir des pièces imprimées par AM de haute densité | Réactif, nécessite une manipulation inerte |
| Propriétés isotropes | Le post-traitement comme le HIP est indispensable |
| Rapport résistance/poids le plus élevé | Absence de propriétés d'alliage de niche |
Malgré des coûts plus élevés, la poudre de titane sphérique permet d'obtenir des composants en titane plus légers et plus résistants dans les domaines de l'aérospatiale, de l'automobile, de la médecine et de l'ingénierie générale – ; des applications où des propriétés telles que la résistance à la corrosion et la biocompatibilité sont vitales.
FAQ
Quel rôle joue la forme des particules dans les processus d'AM des métaux ?
La forme sphérique permet d'obtenir des couches de poudre uniformes et denses pendant les méthodes de fabrication additive telles que SLM et DMLS afin de minimiser la porosité dans les pièces de titane imprimées. Il en résulte une plus grande résistance mécanique.
Comment obtient-on une densité totale pour les pièces en titane fritté ?
Le post-traitement de pressage isostatique à chaud (HIP) sur les compacts de titane frittés est essentiel pour éliminer les pores et les vides internes et atteindre la densité théorique totale. Cela permet de maximiser la résistance.
La manipulation de la poudre de titane présente-t-elle des risques pour la santé ?
Comme pour la plupart des poudres métalliques fines, les précautions de manipulation sont vitales car la poudre de titane peut être réactive, explosive ou provoquer une sensibilisation cutanée/respiratoire. L'utilisation de boîtes de gants en argon et d'équipements de protection est recommandée.