增材制造 钛合金零件激光选区熔化用粉末技术要求

1增材制造钛合金零件激光选区熔化用粉末通用技术要求本标准规定了增材制造钛合金零件激光选区熔化专用粉末的技术要求、试验方法、检验规则、标签标志、包装、运输、储存等内容。本标准适用于增材制造钛合金（TC4和TC4ELI）零件激光选区熔化用粉末。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1479.1－2011金属粉末松装密度的测定第1部分漏斗法GB/T1479.2－2011金属粉末松装密度的测定第2部分：斯柯特容量计法GB/T1482－2010金属粉末流动性的测定标准漏斗法(霍尔流速计)GB/T3620.1－2016钛及钛合金牌号和化学成分GB/T3620.2－2007钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差GB/T4698（所有部分）海绵钛、钛及钛合金化学分析方法GB/T5161－2014金属粉末有效密度的测定液体浸透法GB/T5162－2006金属粉末振实密度的测定GB/T16913－2008粉尘物性试验方法GB/T19077－2016粒度分析激光衍射法第1部分：通则GB/T35351－2017增材制造术语ASTMB964－2016金属粉末流速测定标准试验方法卡尼漏斗法（StandardTestMethodsforFlowRateofMetalPowdersUsingtheCarneyFunnel）3术语和定义GB/T35351－2017《增材制造术语》中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1粒度particlesize合金粉末的宏观尺度，通常指粉末的平均直径。3.2粒度分布particlesizedistribution不同粒度级的颗粒在物料中所占的百分比。3.22夹杂物inclusion在合金粉末制备、加工及后续包装运输过程中引入的可能对合金成分、性能及使用产生有害影响的异类物质。3.3空心粉hollowparticle内部含有气孔的金属粉末。3.4安息角reposefulangleofthedust粉体堆积层的自由表面在静止平衡状态下雨水平面形成的最大角度，用°表示，也称为静止角、休止角。3.5霍尔流速Hallflowrate50g金属粉末通过标准尺寸漏斗（霍尔流速计）所需时间，单位为（s/50g）。3.6卡尼流速Carneyflowrate150g粉末通过卡尼漏斗所需时间，单位为（s/150g）。4技术要求4.1外观质量粉末外观应呈银灰色，表面不应出现有明显氧化色的颗粒，不应存在异物或团聚体。4.2化学成分主要化学成分见表1。对合金牌号未列入表1的粉末，化学成分应符合GB/T3620.1－2016的要求，成分允许偏差应符合GB/T3620.2－2007的要求。其他可选检验元素包括：Al、V、Sn、Mo、Cr、Mn、Zr、Ni、Cu、Si、Y。表1主要化学成分------V--3表1（续）--------------CNHO单一4.3粒度及粒度分布用于增材制造粉末的粒度应为正态分布，粉末粒径范围为0μm～53μm。4.4粒形粉末颗粒形貌应为球形或近似球形。粉末的球形度不应小于0.9。4.5流动性4.5.1概述4.5.2～4.5.4均可用于表征粉末流动性，供需双方可根据实际情况选择流动性表征方式，推荐采用霍尔流速法。4.5.2安息角安息角不应大于45°。4.5.3霍尔流速50g粉末通过标准漏斗的时间不应大于38s。4.5.4卡尼流速150g粉末通过标准漏斗的时间不应大于50s。4.6密度4.6.1松装密度4.6.1.1漏斗法测松装密度4松装密度不应低于1.9g/cm3。4.6.1.2斯科特容量计法测松装密度松装密度不应低于1.9g/cm3。4.6.2振实密度振实密度不应低于2.3g/cm3。4.6.3有效密度有效密度与理论密度比值不应低于0.9。4.7纯净度粉末中不应有无机非金属夹杂物、异质金属颗粒、污染物，及其它可能对最终选区激光熔化钛合金成形件使用性能有害的外来物质。4.8空心粉含量空心粉含量不应大于2%。5试验方法5.1外观质量5.2化学成分化学成分测定宜按GB/T4698（所有部分）中相应元素分析方法进行。5.3粒度及粒度分布粒度及粒度分布宜采用激光衍射法，应按GB/T19077－2016第6章规定的内容进行。另可采用机械法或显微法。5.4粒形粉末球形度以一定数量粉末颗粒投影截面的圆形度检测值的平均值进行近似表征。粉末颗粒投影截面的圆形度检测应采用粉末颗粒图像分析仪（即光学显微镜）配备测量软件的方法进行。在光学显微镜下以10倍以上的放大倍率拍照，至少随机取3个视场，至少随机获取30个以上的粉末颗粒的投影截面。利用测量软件按照截面积等效直径/界面周长等效直径的方法计算粉末颗粒投影截面的圆形度值。5.5流动性5.5.1安息角钛合金金属粉末休止角的测定应按GB/T16913－2008中4.5节规定的内容进行。55.5.2霍尔流速仪器设备和取样应符合GB/T1482－2010第3章～第5章的要求，试验应按GB/T1482－2010第6章规定的内容进行。应至少进行三次测试并计算出测试结果的算术平均值。注2：粉末太细，粉末间摩擦力太大，无法通过2.54㎜孔径时，可改用孔径为5.05.5.3卡尼流速取样和仪器设备应符合ASTMB964－2016第7章～第9章的要求，试验应按ASTMB964－2016第10章规定的内容进行。5.6密度5.6.1松装密度5.6.1.1漏斗法适用于能自由通过漏斗孔径为5.0㎜的粉末，仪器设备和试样应符合GB/T1479.1－2011第5章和第6章的要求，试验应按GB/T1479.1－2011中第7章规定的内容进行。5.6.1.2斯柯特容量计法不能自由通过漏斗孔径为5.0㎜的粉末，仪器设备和取样应符合GB/T1479.2－2011第5章和第6章的要求，试验应按GB/T1479.2－2011第7章规定的内容进行。5.6.2振实密度仪器设备和样品应符合GB/T5162－2006第4章和第5章的要求，试验应按GB/T5162－2006第6章规定的内容进行。5.6.3有效密度仪器设备和测试准备应符合GB/T5161－2014第4章和第5章的要求，试验应按GB/T5161－2014第6章规定的内容进行。5.7纯净度通过目视和体视显微镜进行检查，应符合以下步骤：a）取待测粉末100g，放入直径为50㎜～100㎜的玻璃器皿中（可分批放入，以单层平铺为原则b）通过目视检查；c）用体视显微镜对样品粉末夹杂进行仔细检查。5.8空心粉含量将粉末样品放置夹具中，用计算机断层扫描成像拟合出三维图像，分层截取图像测定粉末中粉末颗粒和空心粉颗粒的数量，统计计算出不少于2万颗粉末中空心粉的含量。6检验规则66.1检验项目及取样数量检验项目及取样数量见表2。表2检验项目及取样数量6.2判定规则6.2.1对每份取样粉末分别进行化学成分检验，任意一份化学成分不符合检验要求，判整批不合格。6.2.2对每份取样粉末分别进行粒度及粒度分布检验，任意一份粒度不符合检验要求时，双倍份数取样进行重复测试，若仍有测试结果不符合检验要求，则该批判为不合格。经供需双方协商一致，允许对整批粉末进行筛分，取粒度合格粉末重新交货。6.2.3对每份取样粉末分别进行夹杂物检验，任意一份不符合检验要求，判整批不合格。6.2.4对每份取样粉末分别进行粒形检验，任意一份不符合检验要求，判整批不合格。7标签和随行文件7.1标签包装外层应有牢固标签，内容应至少包括：a)供方名称；b)产品名称；c)牌号；d)批号；e)粒度；f)净重；g)生产日期和保存期限。7.2随行文件每批钛合金粉末包装内应附有质量证明文件，内容应至少包括：a)供方名称；b)产品名称；c)牌号；7d)批号；e)净重和