增材制造用钛及钛合金丝材检测重点梳理，都是干货

2023-01-29 | 新闻资讯 作者：小编

 

增材制造材料也就3D打印材料，从目前的行业发展来看，在信息技术、航空航天、生物医用、精密仪器、海洋工程等诸多高端领域，增材制造材料都是最为基础，但也是最为关键的原材料之一。广泛的市场需求，先进的技术要求，高精尖的产品形态，让增材制造材料赋予了3D打印更多的可能性。钛及钛合金材料由于其优异的轻型合金性能表现，无疑是众多增材制造材料中的理想产品之一。


 钛及钛合金丝材


目前，增材制造材料用的钛及钛合金材料检测参考标准主要有 GB/T 38973-2020《增材制造制粉用钛及钛合金棒材》GB/T 34486-2017《激光成型用钛及钛合金粉》 这两部国标。除此之外，还有部分协议标准，具体如下：


XJ/BS 5328-2006《TA15 和 TC2 钛合金激光快速成形制粉用棒材技术条件》

N/BS(Y)53118-2021《TC4&TC4ELI 钛合金棒材采购技术规范》

FC-MPS-RM02《TA1 纯钛棒材采购技术规范》

PS/2020-ZCJS-10《TA15 钛合金棒材技术协议》

PS/2020-ZCJS-26《TC4 钛合金棒材技术协议》

PS/2020-ZCJS-28《TA1 纯钛棒材技术协议》

技标 202118《一批Ti-6Al-4V ELI 盘卷丝材的技术要求》

技标 202119《一批 Ti-6Al-4V ELI 盘卷丝材的技术要求》

 

从上面列举的标准中我们可以看出增材制造用钛及钛合金材料主要包括了棒材、粉才和丝材，但是国标中仅有对棒材、粉材的规定，对于丝材还没有相关权威标准可供参考。钛及钛合金丝材虽然有国标GB/T 3623-2022，但是增材制造材料在力学性能上与普通丝材的要求不同，是不需要对其进行规定的，此外适应增材制造的钛及钛合金丝材牌号也有限，因此我们对其检测时，需要根据相关企业的实际需求来制定检测方案。

 

一、增材制造用钛及钛合金丝材牌号鉴定

 

参考GB/T 3623-2022中的规定，钛及钛合金丝材全部牌号具体如下：

 

1.结构件丝牌号：TAO、TA1、TA2、TA3、TA1GELI、TAIG、TA2GELI、TA2G、TA3GELI、TA3G、TA4GELI、TA4G,TA7,TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10、TA18、TA22、TA23、TA24、TA28、TA31、TA36、TC1、TC2、TC3

 

2.焊丝牌号：TA1G-1、TC4、TC4ELI

 

上文，我们也提到了增材制造用钛及钛合金丝材所需化学成分要求更为纯净，尤其是对杂质元素含量的要求应该尽可能低，而且最重要的一点就是具备良好的一致性，这也是由于丝材在成型过程中存在增氧现象，所以氧含量的控制也必须是其牌号鉴定重点指标。考虑到材料的重复使用情况，适合增材制造用钛及钛合金丝材牌号主要有TA1G、TA2G、TA15、TC4、TC4ELI。

 

二、化学成分分析

因增材制造钛合金的显微组织为魏氏组织或网篮状组织，通过热处理无法有效改善钛合金的力学性能和工艺性能。为了确保增材制造钛合金的性能达到预期要求，控制增材制造用钛及钛合金丝的化学成分成为最重要的工艺参数。在钛及钛合金增材制造过程中，主要元素的含量不会发生明显变化，但包括氧、氮、氢等杂质元素含量会有一定的波动。

 

为防止钛及钛合金增材制造过程中与空气中的氧、氮、氢等气体元素发生反应造成产品污染，在增材制造过程中需要充氩保护，但增材制造控制器中和材料本身带有的氧、氮仍然会导致增材制造件氧、氮含量增加，尤其氧含量增幅最为明显，大约 0.01%，氮含量的增幅大约为 0.003%。所以我们推荐，各牌号化学成分如下表：

各牌号化学成分表

以上便是，增材制造用钛及钛合金丝材检测相关的重点知识。除了牌号鉴定和成分分析，我们还可以检测其外观质量、外形尺寸及其允许偏差及低倍组织形态。相关检测方法参考标准如下：

GB T 38982-2020      钛及钛合金加工产品外形尺寸检测方法

GB/T 4698系列          海绵钛、钛及钛合金化学分析方法  

YS/T 1262-2018        海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T 5168-2020        钛及钛合金高低倍组织检验方法

GB/T 3620.1-2016     钛及钛合金牌号和化学成分

 GB/T 3620.2-2007    钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差

GB/T 31981-2015      钛及钛合金化学成分分析取制样方法

 

 


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