等离子雾化制粉技术及相关技术对比

等离子气雾化技术与其他钛粉制备技术
生产钛细粉对比
June 2015
概述
1.公司简介和使命
2.AP&C等离子雾化工艺
3.等离子雾化与主要竞争工艺生产细钛粉比较
4. 总结
2
钛粉生产：开始于2004年
目前产能：150 吨/年 (到年底200多吨)
销售区域：20多个国家
其中在增材制造领域的销售百分比约为75%
工厂： 3,000平方米(加拿大蒙特利尔)
专利：等离子工艺/材料
认证： AS 9100 C 和 ISO 9001:2008
中国经销商：天齐
3
4
•为粉末冶金市场上各种不同的增材制造技术（EBM, DLSM, SLM, LD ）以及金属注射成型、热等静压和喷涂等技术提供高品质钛粉和其他高熔点金属粉末。

•成为市场质量参照
航空航天领域方面的应用要求钛粉具有最好的品质。

•提供卓越的客户导向服务
快速服务，强大的技术支持，透明的解决方案。

4
APC 使命
等离子雾化工艺（简称PA ）
5 AP&C 公司等离子雾化专利工艺
产品特点
•高纯度 (极好的自由熔化，氧含量在Ti-6Al-4V 低至700ppm) •高球形 (良好的松装密度) •高流动性 (卫星球很少) •细粉空心球率极低 •十分稳定和一致的工艺 •细粉收率高
等离子雾化技术结合了气雾化和旋转电极技术的优点
等离子雾化：材料
6
标准产品
•TC4 (5级和23级) •纯钛
•镍基高温合金718
定制合金
•镍合金 (625, 镍-钛, …)
•Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr •Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si •其他定制合金包括铌、锆合金
良好的适应于高熔点活性金属
7
等离子雾化粉末
高球形度、卫星球少、优异的流动性和密度
AP&C Ti-6Al-4V
TL-6AL-4V 的流动性和密度
尺寸分布
霍尔流量计 (s for 50 g) 卡尼流量计
(s for 50 g)
表观密度 (g/cm3) 松装密度 (g/cm3) 0-45 µm NA NA NA
3.02 (68.2%)
15-45 µm 28 5 2.46 (55.5%) 2.78 (62.8%) 45-106 µm 23 4 2.55 (57.6%) 2.84 (64.1%) 45-150 µm 23 4 2.62 (59.1%) 2.94 (66.4%) 45-250 µm 23 4 2.67 (60.3%) 2.98 (67.3%) 0-250 µm
31
5
2.94 (66.4%)
3.36 (75.8%)
8
流动性取决于颗粒形状、粒度分布、表面能（静电）和湿度。

流动性和密度在
许多应用中至关重要。

9
等离子雾化粉末
光滑的表面和较小的表面积使其活性更低、化学稳定性更好
AP&C Inco 718 APC 英高镍718
GA Inco 718 气雾化英高镍718
案例研究：空心球气体夹带
空心球夹带气体可引起关键精加工部件蠕变和疲劳问题
使用三步技术测量我们的气体夹带：
1. 把我们的粉末通过热等静压制成棒材（大多数增材部件是热等静压加工）。

2. 熔化棒材。

3. 用质谱仪测量释放出来的气体。

结果：我们实际上几乎无空心球气体夹带，我们的粉末非常适合热等静压。

10
•用45-180微米和106-180微米的23级TC4粉通过热等静压制成直径0.6英寸和12英寸的棒材；
•热等静压条件： 950℃, 1000条棒, 168分钟，冷除气 。

11
AP&C 粉末热等静压应用
两种超过要求的粒度分布的粉末结果相同
规格 抗屈强度（MPa ）
拉伸强度（MPa ）
延伸率 ASTM B348 23级 Min 758 Min 827 Min 10 % ASTM F136 (医学)
Min 793 Min 862 Min 10 % 结果
793
876
17-20%
冲击性能（夏比试验）
290 焦耳
•将热等静压成型的棒材熔化，并用校准后的质谱仪测量释放气体
12
空心球氩气夹带含量
PA 技术生产出的细粉实际上几乎无空心球气体夹带
技术
材料
粒度分布
浓度（ppb) 电极感应熔炼气雾化（EIGA) Ti-6Al-7Nb 32-45 um and 250-355 um
500-1500*
等离子感应熔炼气雾化
(PIGA) Ti-6Al-7Nb
32-45 um and 250-355 um 300-500*
等离子雾化（PA ）
Ti-6Al-4V 45-180 and 106-180 um 10-15
等离子雾化（PA） VS 主要竞争者
等离子雾化（PA）优于电极感应熔炼气雾化（EIGA）技术•更高球形度，卫星球少。

•表观密度和松装密度更高。

•使用丝材比使用棒材或锭材减少夹带物风险。

•几乎无夹带气体：PA(10-15ppb) vs EIGA (500-1300ppb)。

•细粉收率更高（PA,~90% vs EIGA,70%或更低）。

•批次品质稳定性更好（批次量大，丝材给料更稳定）。

•更低的气体含量使用成本（气体含量少5-10倍，回收设备的投资成本更低）。

13
等离子雾化（PA）优于电极感应熔炼气雾化（EIGA）技术（续上页）•反应器产量较小，使单个产品更易选择反应器，降低污染，便于航空航天客户“固化工艺”的要求。

•只需两个操作人员即可运行3个反应器。

•主要的劣势是丝材成本vs棒材成本。

14
等离子雾化（PA）与旋转电极（PREP）技术对比
•PREP生产的粉末品质高，但生产细粉不够经济。

•PREP的粉末尺寸限于75或100微米以上。

•因此，旋转电极粉末不能真正服务细粉市场。

15
等离子雾化（PA） VS 主要竞争者
等离子雾化（PA）与等离子球化法（PS）比较
•等离子球化（PS）是使用不规则粉末的工艺。

•PS生产率低。

•不规则粉末表面积大，因此氧含量高。

•PS无法达到23级的氧含量限制。

•PS加热周期太长，导致挥发性元素挥发（会造成化学改性和表面污染两大严重问题）。

16
等离子雾化（PA） VS 主要竞争者
大型气雾化 VS 等离子雾化（PA）
•污染风险更大（喷嘴、坩埚）;
•球形度低，卫星球多。

很多情况下，细粉根本无流动性；
•收率太低，回收步骤多，特别是在控制污染时，造成可追溯性方面的问题；
•使用大量气体造成气体空心球增加蠕变和疲劳风险；
•成本低，但品质也低。

17
总结
3765 La Vérendrye, Boisbriand, Qc. Canada J7H 1R8
www.advanced
AP&C = 增材制造钛细粉的最高品质
•为每一特定的增材制造设备量身定制细粉粒度分布。

•强大的工艺控制和客户服务。

•已通过几个主要航空航天公司及医学植入体公司的审查认证。

18
提问时间
19
中国总代理—天齐（优材科技）
/。