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增材制造用铂及铂合金粉末性能检测
2023-05-04 | 热点项目 作者:小编
铂及铂合金粉末是增材制造中珠宝、医疗器械和航空航天领域特殊部件的重要金属材料,其质量对金属 3D 打印技术的发展具有至关重要的意义。目前国内外尚无增材制造用铂及铂合金粉的相关国际标准、国家标准或行业标准可依,没有相应统一的标准要求和检验验收规范,生产厂家制粉工艺也不完全一致,产品参数不在同一基准上,给产品的生产和评价带来不便,限制了增材制造铂及铂合金零件在各领域的应用。因此,针对铂及铂合金粉末的性能特点,开展性能检测显得尤为必要。
一、铂及铂合金粉末的性能特点
铂及铂合金粉末具有高耐热性、耐久性及耐腐蚀性等特点,且在制造珠宝、医疗器械和航空航天领域特殊部件方面有着广泛的应用。铂及铂合金粉末的球形度高、粉末粒径细小、粒度分布窄、氧含量低、流动性好是其在金属 3D 打印技术中得以广泛应用的关键。然而,由于铂及铂合金粉末目前缺乏相关的国际标准、国家标准或行业标准,铂及铂合金粉末存在生产工艺不一致、产品参数不统一等问题。因此,必须针对铂及铂合金粉末的性能特点开展性能检测,确保其质量和性能的稳定可靠,满足各领域的应用需求。
二、铂及铂合金粉末性能检测的必要性
1.确保铂及铂合金粉末的质量稳定
铂及铂合金粉末的质量稳定是直接影响最终3D打印成形品质的重要因素之一。通过性能检测可以对铂及铂合金粉末进行质量检验,在生产过程中发现问题及时进行调整,确保粉末的质量稳定可靠。
2.减少生产过程中的浪费
铂及铂合金粉末的价格昂贵,生产过程中的浪费将会带来巨大的损失。通过性能检测可以及时发现粉末的问题,及时纠正,减少生产过程中的浪费,提高金属 3D 打印生产效率。
3.保障产品性能和使用寿命
铂及铂合金粉末的性能与使用寿命密切相关。通过性能检测可以确保粉末的性能符合要求,并且在使用过程中不会出现问题,保障产品的性能和使用寿命。
三、相关参考检测标准
GB/T 15072.17-2008 贵金属合金化学分析方法 铂合金中钨量的测定 三氧化钨重量法
GB/T 19720-2005 铂合金首饰 铂、钯含量的测定 氯铂酸铵重量法和丁二酮肟重量法
GB/T 38130-2019 铂合金首饰 铂含量的测定 钇内标ICP光谱法
GB/T 41404-2022 铂合金中铂含量的测定 火花原子发射光谱法(差减法)
YS/T 1525-2022 镍铂合金化学分析方法 氧和氮含量测定 脉冲- 红外吸收法和热导检测法
四、铂及铂合金粉末性能检测方法
1.外观质量
铂及铂合金粉末的外观应呈银灰色或银色,同时不应有夹杂物等污染物。外观质量的好坏可以直观反映出铂及铂合金粉末品质以及是否保存得当。外观质量的检测是通过目视判断,如果发现有明显的污染,可能需要进行更加详细的检测以判断粉末是否可以正常使用。
2.粒度
铂及铂合金粉末通常采用真空气雾化制粉、等离子旋转电极雾化法等工艺进行制备,不同的制备工艺制备出来的粉末粒度区间有所差别。根据不同的增材制造工艺和应用领域,铂及铂合金粉末可分为三类,其粒度范围分别为15~53μm,45~150μm和较大粒径。粒度的检测主要采用标准筛分法,即将铂及铂合金粉末按照一定的粒径范围通过标准筛网筛分。不同的粉末粒径对增材制造成形工艺影响很大,因此需要对粉末粒径进行精确测定。
3.松装密度
粉末的松装密度是粉末在规定条件下自由充满标准容器后所测得的堆积密度,即单位体积松散填装时的质量。松装密度是粉末的一种工艺性能,可以反映出粉末的多种性能,如粒度、密度、颗粒形状和颗粒表面状态等。松装密度对产品生产工艺的稳定性以及产品质量的控制都有着重要影响。松装密度的检测通常采用漏斗法测定。松装密度是粉末在规定条件下自由充满标准容器后所测得的堆积密度,即单位体积松散填装时的质量。该指标可以反映出粉末形状、表面状态和粒度等多种性能。测试方法遵循 GB/T1479.1 《金属粉末 松装密度的测定 第 1 部分:漏斗法》。
4.振实密度
振实密度是指将粉末放入容器中后通过机械振动达到较理想排列状态的粉末集体密度。相对于松装密度,振实密度更多地综合了粉末的多种物理性和工艺性能,如颗粒形状、表面粗糙度和比表面积等。一般来说,振实密度越大,说明粉末的流动性能越好。振实密度的检测通常用振实计进行测试,测试方法遵循 GB/T 5162《金属粉末 振实密度的测定》。
5.流动性
粉末的流动性是指以一定量粉末流过规定孔径的标准漏斗所需要的时间来表示。粉末的流动性能与很多因素有关,如粉末颗粒尺寸、形状和粗糙度等。增加颗粒间的摩擦系数会使粉末流动困难,通常球形颗粒的粉末流动性最好,而颗粒形状不规则、尺寸小、表面粗糙的粉末其流动性差。。除此之外,粉末流动性还受颗粒间粘附作用的影响,颗粒表面水分、气体等的吸附也会降低粉末的流动性。粉末的流动性对增材制造的成形工艺影响很大。流动性的检测采用标准漏斗法(霍尔流速计)进行测试。测试方法遵循 GB/T 1482《金属粉末流动性的测定 标准漏斗法(霍尔流速计)》。
四、结论
总之,在高熔点的铂族金属及铂合金粉末的生产和应用中,性能检测显得尤为重要。该检测可以确保铂及铂合金粉末的质量稳定、减少生产过程中的浪费、保障产品性能和使用寿命,同时也可以为生产厂家提供有效的技术支持和生产管理参考。化学成分分析、粒度分布测试和氧含量测试等方法可综合考虑铂及铂合金粉末的各方面性能特征,并为其广泛应用于珠宝制造、医疗器械和航空航天领域特殊部件等应用领域提供强有力的技术支持。未来,随着3D打印技术在各个领域的不断发展,对铂及铂合金粉末性能检测的需求也将越来越高。