Ti6Al4Vパウダー

Ti6Al4V粉末の概要

Ti6Al4V粉末はグレード5チタン合金とも呼ばれ、最も人気のあるチタン合金粉末の一つです。6%のアルミニウムと4%のバナジウムを主要合金元素として含み、残りはチタンです。

球状粉末ti6al4vは、高強度、低重量、耐食性の優れた組み合わせを提供します、 生体適合性そして作業性である。

Ti6Al4V粉末の主な特性と利点：

Ti6Al4V粉末の特性と特性

プロパティ	詳細
構成	Ti-6Al-4V合金
密度	4.43 g/cc
粒子形状	主に球形
サイズ範囲	15-45ミクロン
見かけ密度	最大60%の真密度
流動性	グッド
強さ	チタン合金としては高い
耐食性	素晴らしい

Ti6Al4Vは、そのバランスのとれた特性プロファイルにより、航空宇宙、医療、自動車、化学、消費者産業で広く使用されている。

Ti6Al4V粉末組成

Ti6Al4V粉末の典型的な組成：

Ti6Al4V粉末組成

エレメント	重量 %
チタン	バランス
アルミニウム	5.5-6.75%
バナジウム	3.5-4.5%
酸素	<0.2%
カーボン	<0.1%
窒素	<0.05%
水素	<0.015%
鉄	<0.3%

• チタンがマトリックスを形成し、強度と耐食性をもたらす
• アルミニウムはアルファ相を安定させ、強度を高める
• バナジウムはβ相を安定させ、加工性を向上させる。
• 不純物として制限されるその他の元素

最適化されたTi-Al-V比は、強度、延性、破壊靭性、疲労強度の優れた組み合わせを提供する。

Ti6Al4V 粉末物理的性質

Ti6Al4V 粉末物理的性質

プロパティ	価値観
密度	4.43 g/cc
融点	1604-1660°C
熱伝導率	6.7 W/mK
電気抵抗率	170 μΩ-cm
熱膨張係数	8.4 x 10^-6 /K
最高使用温度	400°C

• 鋼鉄に比べて密度が低い
• 高い融点により、中程度の高温での使用が可能。
• 熱伝導率が低いため、設計上の配慮が必要
• 耐食性ファスナーに適した高い電気抵抗率
• 鋼やニッケル合金よりも低いCTE

これらの特性により、Ti6Al4Vは、あらゆる産業における多くの軽量構造用途に適している。

Ti6Al4V粉末の機械的性質

Ti6Al4V粉末の機械的性質

プロパティ	価値観
引張強さ	950 - 1050 MPa
降伏強度	860 - 950 MPa
伸び	10 – 18%
硬度	330 - 380 HB
弾性係数	110 - 120 GPa
疲労強度	400 - 500 MPa

• 高強度と適度な延性の優れた組み合わせ
• 市販の純チタンのような他のチタングレードを上回る強度
• 非合金チタンより高い硬度
• 優れた疲労寿命により、繰り返し荷重の用途に適している。

この特性により、Ti6Al4Vは高い比強度と耐疲労性が要求される厳しい用途に適している。

Ti6Al4V粉末の用途

Ti6Al4V粉末は産業界で広く使用されている：

Ti6Al4V粉末の用途

産業	用途
航空宇宙	機体構造部品、エンジン部品
バイオメディカル	整形外科および歯科インプラント
自動車	コンロッド、バルブ、スプリング
ケミカル	タンク、容器、熱交換器
消費者	スポーツ用品、時計ケース、携帯電話本体
3Dプリンティング	航空宇宙および医療部品

具体的な製品用途としては、以下のようなものがある：

• 骨プレート、人工関節インプラント
• 航空機およびヘリコプターの構造部品
• 自動車エンジンのバルブとコネクティングロッド
• パイプ、ポンプ、バルブなどの化学機器
• ゴルフクラブ、自転車フレームなどのスポーツ用品
• 軽量構造物の積層造形

Ti6Al4Vは、これらの要求の厳しい分野の重要な構造部品に、最高の強度対重量比と生体適合性を提供します。

Ti6Al4Vパウダー仕様

Ti6Al4V粉末の主な仕様と規格：

Ti6Al4V粉末規格

スタンダード	説明
ASTM F2924	積層造形Ti6Al4V合金
ASTM F3001	AM用ガスアトマイズTi合金粉末の仕様
AMS 4954	積層造形用Ti-6Al-4V粉末の組成限界
ASTM B348	チタンおよびチタン合金粉末の仕様
ASTM F1472	外科用インプラント用Ti6Al4V錬合金

これらを定義する：

• 化学組成の範囲
• 必要な機械的特性
• 粉末製造法 - 不活性ガスアトマイズ
• O、N、C、Feなどの不純物制限
• 粒度分布と形態
• 粉体の品質を確認する試験方法

これらの仕様に適合した認定Ti6Al4V粉末は、産業界の様々な用途に最適な特性と性能を保証します。

Ti6Al4V粉末の粒子径

Ti6Al4V粉末の粒度分布

粒子径	特徴
15-45ミクロン	汎用サイズ
45-100ミクロン	コールドスプレー用に最適化
5～25ミクロン	レーザーAMプロセスで使用される微細サイズ

• より微細なパウダーが高い解像度と表面仕上げを実現
• より粗いパウダーはコールドスプレーのような高成膜速度の方法に適している。
• 使用する製造方法に基づいて調整されたサイズ範囲
• 球状形態はサイズ範囲を超えて維持される

粒度分布とモルフォロジーを制御することは、高い粉末充填密度、流動性、および最終的な部品特性にとって非常に重要です。

Ti6Al4V粉末 見掛密度

Ti6Al4V粉末 見掛密度

見かけ密度	詳細
最大60%の真密度	球状粉末の形態
2.6 - 3.0 g/cc	梱包密度が高いほど改善される

• 見掛け密度が高いため、粉末の流動性が向上し、金型への充填効率が高まる
• 最適化された球状粉末で65%まで可能
• 高い見掛け密度により、プレスサイクル時間を最小化

見かけ密度を最大にすることで、効率的な自動粉末プレスと完全密度までの焼結が可能になる。

Ti6Al4V粉末の製造方法

Ti6Al4V粉末の製造

方法	詳細
ガス噴霧	高圧不活性ガスが溶融合金の流れを微細な液滴に分解する。
真空アーク溶解	真空中で精製・溶解された高純度原料
複数のリメルト	化学的均質性の向上
ふるい分け	粉体を粒度別に分級

• 不活性ガスによるガスアトマイズにより、清浄な球状粉末を製造
• 真空処理によりガス状不純物を最小化
• 複数の再溶解により組成の均一性が向上
• 後処理による粒度分布制御

自動化された方法と厳格な品質管理の組み合わせにより、重要な用途に適した信頼性の高い一貫したTi6Al4V粉末が得られます。

Ti6Al4Vパウダー価格

Ti6Al4Vパウダー価格

ファクター	価格への影響
純度グレード	高純度化で価格上昇
粒子径	超微粉はより高価
注文数量	大量注文で価格が下がる
製造方法	複数のリメルトの使用はコスト増
パッケージング	アルゴン充填ボンベはもっと高い
リードタイム	納期が早ければ価格も上がる

参考価格

• 医療用Ti6Al4V1kgあたり$150-250
• 工業用Ti6Al4V：$100-150/kg

トン単位の大量注文に適用される大幅な低価格設定。

Ti6Al4V 粉末 供給者

Ti6Al4V 粉末 供給者

会社概要	所在地
エーピーアンドシー	アメリカ、カナダ
カーペンター添加剤	アメリカ
メット3DP	中国
TLSテクニーク	ドイツ
サンドビック・オスプレイ	英国
テクナ	カナダ

主な選考要因

• 幅広い純度グレードと粒子径を提供
• 粉体の品質とバッチ間の一貫性
• 生産能力とリードタイム
• 医療および航空宇宙規格への準拠
• 注文量に応じた価格設定
• 技術的専門知識と顧客サポート

Ti6Al4V粉末の取り扱いと保管

Ti6Al4Vパウダーハンドリング

推薦	理由
吸入を避ける	微粒子による肺組織損傷のリスクがあるため
保護マスクの使用	誤飲の防止
換気の良い場所で取り扱うこと	浮遊粒子懸濁液の低減
発火源がないことを確認する	粉体は酸素雰囲気中で発火する可能性がある。
静電気防止プロトコルに従う	取り扱い時の静電気放電による火災を防ぐ
密封した容器を涼しく乾燥した場所に保管すること。	水分のピックアップと反応性を防ぐ

Ti6Al4V粉末は比較的不活性であるが、純度を保つため、取り扱い時および保管時に推奨される予防措置を講じる必要がある。

Ti6Al4V粉末の検査と試験

Ti6Al4V粉末試験

テスト	詳細
化学分析	組成を確認するためのICP分光法
粒度分布	レーザー回折法による粒度分布測定
見かけ密度	ASTM B212に準拠したホール流量計で測定
粉末形態	粒子の真球度をチェックするためのSEMイメージング
流量分析	ホール流量計ファンネルの使用
タップ密度テスト	粉体試料を機械的にタッピングした後に測定した密度

試験により、パウダーが適用規格に従って要求される化学組成、物理的特性、形態、密度、流動性の仕様を満たしていることが確認される。

Ti6Al4Vパウダーの長所と短所

Ti6Al4V粉末の利点

• 優れた強度対重量比
• 高い疲労強度と破壊靭性
• 優れた耐食性
• 優れた延性と成形性
• 医療用として高い生体適合性
• 他のチタン合金と比較してコスト効率が高い

Ti6Al4V粉末の限界

• 適度な高温耐酸化性
• 一部のチタン合金より強度が低い
• 反応性が高いため、不活性な処理雰囲気が必要
• 完全焼結状態では機械加工が困難
• 合金溶接の限界
• バナジウム元素への毒性懸念

Ti64およびTiグレード2粉末との比較

Ti6Al4VとTi64およびグレード2粉末の比較

パラメータ	Ti6Al4V	Ti64	Tiグレード2
アルミニウム	6%	6%	–
バナジウム	4%	4%	–
強さ	950-1050 MPa	950-1050 MPa	420-550 MPa
延性	10-18%	10-18%	15-30%
コスト	中程度	中程度	低い
用途	航空宇宙、医療	航空宇宙、自動車	産業、消費者

• Ti6Al4VとTi64の特性はほぼ同じ
• グレード2のTiは延性に優れるが、強度は低い。
• 高強度を必要とする重要な構造部品にはTi6Al4Vが好ましい。

Ti6Al4Vパウダーに関するFAQ

Q: Ti6Al4V粉末の主な用途は何ですか？

A：主な用途は、航空宇宙構造部品、股関節や膝関節のような生物医学インプラント、バルブやコネクティングロッドのような自動車部品、化学プロセス機器、スポーツ用品や時計ケースのような消費者向け製品などです。

Q: なぜTi6Al4Vが最も人気のあるチタン合金なのですか？

A: Ti6Al4Vは、高強度、低密度、破壊靭性、耐食性、生体適合性、溶接性、そして適度なコストという、オールラウンドで最高の組み合わせを提供する。

Q: Ti6Al4V粉末を取り扱う際の注意点は？

A: 推奨される予防措置には、保護具の使用、不活性雰囲気での取り扱い、着火源の回避、静電気の管理、火花の出ない工具の使用、密閉容器の涼しく乾燥した場所での保管が含まれる。

Q: バナジウムはTi6Al4V合金の特性にどのような影響を与えますか？

A: バナジウムはベータ安定剤として働き、加工性を向上させる。また、合金に強度と耐高温クリープ性を与える析出硬化にも寄与します。