增材制造 鈦合金零件激光選區(qū)熔化用粉末技術(shù)要求

1增材制造鈦合金零件激光選區(qū)熔化用粉末通用技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了增材制造鈦合金零件激光選區(qū)熔化專用粉末的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)簽標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于增材制造鈦合金（TC4和TC4ELI）零件激光選區(qū)熔化用粉末。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1479.1－2011金屬粉末松裝密度的測(cè)定第1部分漏斗法GB/T1479.2－2011金屬粉末松裝密度的測(cè)定第2部分：斯柯特容量計(jì)法GB/T1482－2010金屬粉末流動(dòng)性的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)漏斗法(霍爾流速計(jì))GB/T3620.1－2016鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分GB/T3620.2－2007鈦及鈦合金加工產(chǎn)品化學(xué)成分允許偏差GB/T4698（所有部分）海綿鈦、鈦及鈦合金化學(xué)分析方法GB/T5161－2014金屬粉末有效密度的測(cè)定液體浸透法GB/T5162－2006金屬粉末振實(shí)密度的測(cè)定GB/T16913－2008粉塵物性試驗(yàn)方法GB/T19077－2016粒度分析激光衍射法第1部分：通則GB/T35351－2017增材制造術(shù)語(yǔ)ASTMB964－2016金屬粉末流速測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法卡尼漏斗法（StandardTestMethodsforFlowRateofMetalPowdersUsingtheCarneyFunnel）3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T35351－2017《增材制造術(shù)語(yǔ)》中界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1粒度particlesize合金粉末的宏觀尺度，通常指粉末的平均直徑。3.2粒度分布particlesizedistribution不同粒度級(jí)的顆粒在物料中所占的百分比。3.22夾雜物inclusion在合金粉末制備、加工及后續(xù)包裝運(yùn)輸過(guò)程中引入的可能對(duì)合金成分、性能及使用產(chǎn)生有害影響的異類物質(zhì)。3.3空心粉hollowparticle內(nèi)部含有氣孔的金屬粉末。3.4安息角reposefulangleofthedust粉體堆積層的自由表面在靜止平衡狀態(tài)下雨水平面形成的最大角度，用°表示，也稱為靜止角、休止角。3.5霍爾流速Hallflowrate50g金屬粉末通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)尺寸漏斗（霍爾流速計(jì)）所需時(shí)間，單位為（s/50g）。3.6卡尼流速Carneyflowrate150g粉末通過(guò)卡尼漏斗所需時(shí)間，單位為（s/150g）。4技術(shù)要求4.1外觀質(zhì)量粉末外觀應(yīng)呈銀灰色，表面不應(yīng)出現(xiàn)有明顯氧化色的顆粒，不應(yīng)存在異物或團(tuán)聚體。4.2化學(xué)成分主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。對(duì)合金牌號(hào)未列入表1的粉末，化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T3620.1－2016的要求，成分允許偏差應(yīng)符合GB/T3620.2－2007的要求。其他可選檢驗(yàn)元素包括：Al、V、Sn、Mo、Cr、Mn、Zr、Ni、Cu、Si、Y。表1主要化學(xué)成分------V--3表1（續(xù)）--------------CNHO單一4.3粒度及粒度分布用于增材制造粉末的粒度應(yīng)為正態(tài)分布，粉末粒徑范圍為0μm～53μm。4.4粒形粉末顆粒形貌應(yīng)為球形或近似球形。粉末的球形度不應(yīng)小于0.9。4.5流動(dòng)性4.5.1概述4.5.2～4.5.4均可用于表征粉末流動(dòng)性，供需雙方可根據(jù)實(shí)際情況選擇流動(dòng)性表征方式，推薦采用霍爾流速法。4.5.2安息角安息角不應(yīng)大于45°。4.5.3霍爾流速50g粉末通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)漏斗的時(shí)間不應(yīng)大于38s。4.5.4卡尼流速150g粉末通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)漏斗的時(shí)間不應(yīng)大于50s。4.6密度4.6.1松裝密度4.6.1.1漏斗法測(cè)松裝密度4松裝密度不應(yīng)低于1.9g/cm3。4.6.1.2斯科特容量計(jì)法測(cè)松裝密度松裝密度不應(yīng)低于1.9g/cm3。4.6.2振實(shí)密度振實(shí)密度不應(yīng)低于2.3g/cm3。4.6.3有效密度有效密度與理論密度比值不應(yīng)低于0.9。4.7純凈度粉末中不應(yīng)有無(wú)機(jī)非金屬夾雜物、異質(zhì)金屬顆粒、污染物，及其它可能對(duì)最終選區(qū)激光熔化鈦合金成形件使用性能有害的外來(lái)物質(zhì)。4.8空心粉含量空心粉含量不應(yīng)大于2%。5試驗(yàn)方法5.1外觀質(zhì)量5.2化學(xué)成分化學(xué)成分測(cè)定宜按GB/T4698（所有部分）中相應(yīng)元素分析方法進(jìn)行。5.3粒度及粒度分布粒度及粒度分布宜采用激光衍射法，應(yīng)按GB/T19077－2016第6章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。另可采用機(jī)械法或顯微法。5.4粒形粉末球形度以一定數(shù)量粉末顆粒投影截面的圓形度檢測(cè)值的平均值進(jìn)行近似表征。粉末顆粒投影截面的圓形度檢測(cè)應(yīng)采用粉末顆粒圖像分析儀（即光學(xué)顯微鏡）配備測(cè)量軟件的方法進(jìn)行。在光學(xué)顯微鏡下以10倍以上的放大倍率拍照，至少隨機(jī)取3個(gè)視場(chǎng)，至少隨機(jī)獲取30個(gè)以上的粉末顆粒的投影截面。利用測(cè)量軟件按照截面積等效直徑/界面周長(zhǎng)等效直徑的方法計(jì)算粉末顆粒投影截面的圓形度值。5.5流動(dòng)性5.5.1安息角鈦合金金屬粉末休止角的測(cè)定應(yīng)按GB/T16913－2008中4.5節(jié)規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。55.5.2霍爾流速儀器設(shè)備和取樣應(yīng)符合GB/T1482－2010第3章～第5章的要求，試驗(yàn)應(yīng)按GB/T1482－2010第6章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。應(yīng)至少進(jìn)行三次測(cè)試并計(jì)算出測(cè)試結(jié)果的算術(shù)平均值。注2：粉末太細(xì)，粉末間摩擦力太大，無(wú)法通過(guò)2.54㎜孔徑時(shí)，可改用孔徑為5.05.5.3卡尼流速取樣和儀器設(shè)備應(yīng)符合ASTMB964－2016第7章～第9章的要求，試驗(yàn)應(yīng)按ASTMB964－2016第10章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。5.6密度5.6.1松裝密度5.6.1.1漏斗法適用于能自由通過(guò)漏斗孔徑為5.0㎜的粉末，儀器設(shè)備和試樣應(yīng)符合GB/T1479.1－2011第5章和第6章的要求，試驗(yàn)應(yīng)按GB/T1479.1－2011中第7章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。5.6.1.2斯柯特容量計(jì)法不能自由通過(guò)漏斗孔徑為5.0㎜的粉末，儀器設(shè)備和取樣應(yīng)符合GB/T1479.2－2011第5章和第6章的要求，試驗(yàn)應(yīng)按GB/T1479.2－2011第7章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。5.6.2振實(shí)密度儀器設(shè)備和樣品應(yīng)符合GB/T5162－2006第4章和第5章的要求，試驗(yàn)應(yīng)按GB/T5162－2006第6章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。5.6.3有效密度儀器設(shè)備和測(cè)試準(zhǔn)備應(yīng)符合GB/T5161－2014第4章和第5章的要求，試驗(yàn)應(yīng)按GB/T5161－2014第6章規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行。5.7純凈度通過(guò)目視和體視顯微鏡進(jìn)行檢查，應(yīng)符合以下步驟：a）取待測(cè)粉末100g，放入直徑為50㎜～100㎜的玻璃器皿中（可分批放入，以單層平鋪為原則b）通過(guò)目視檢查；c）用體視顯微鏡對(duì)樣品粉末夾雜進(jìn)行仔細(xì)檢查。5.8空心粉含量將粉末樣品放置夾具中，用計(jì)算機(jī)斷層掃描成像擬合出三維圖像，分層截取圖像測(cè)定粉末中粉末顆粒和空心粉顆粒的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出不少于2萬(wàn)顆粉末中空心粉的含量。6檢驗(yàn)規(guī)則66.1檢驗(yàn)項(xiàng)目及取樣數(shù)量檢驗(yàn)項(xiàng)目及取樣數(shù)量見(jiàn)表2。表2檢驗(yàn)項(xiàng)目及取樣數(shù)量6.2判定規(guī)則6.2.1對(duì)每份取樣粉末分別進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn)，任意一份化學(xué)成分不符合檢驗(yàn)要求，判整批不合格。6.2.2對(duì)每份取樣粉末分別進(jìn)行粒度及粒度分布檢驗(yàn)，任意一份粒度不符合檢驗(yàn)要求時(shí)，雙倍份數(shù)取樣進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，若仍有測(cè)試結(jié)果不符合檢驗(yàn)要求，則該批判為不合格。經(jīng)供需雙方協(xié)商一致，允許對(duì)整批粉末進(jìn)行篩分，取粒度合格粉末重新交貨。6.2.3對(duì)每份取樣粉末分別進(jìn)行夾雜物檢驗(yàn)，任意一份不符合檢驗(yàn)要求，判整批不合格。6.2.4對(duì)每份取樣粉末分別進(jìn)行粒形檢驗(yàn)，任意一份不符合檢驗(yàn)要求，判整批不合格。7標(biāo)簽和隨行文件7.1標(biāo)簽包裝外層應(yīng)有牢固標(biāo)簽，內(nèi)容應(yīng)至少包括：a)供方名稱；b)產(chǎn)品名稱；c)牌號(hào)；d)批號(hào)；e)粒度；f)凈重；g)生產(chǎn)日期和保存期限。7.2隨行文件每批鈦合金粉末包裝內(nèi)應(yīng)附有質(zhì)量證明文件，內(nèi)容應(yīng)至少包括：a)供方名稱；b)產(chǎn)品名稱；c)牌號(hào)；7d)批號(hào)；e)凈重和