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国家标准计划《钛及钛合金阳极氧化膜》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC3(全国有色金属标准化技术委员会稀有金属分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会

主要起草单位 西北有色金属研究院西安塞隆金属材料有限责任公司宝钛集团有限公司

目录

基础信息

计划号
20220730-T-610
制修订
制定
项目周期
22个月
下达日期
2022-07-19
公示开始日期
2022-02-28
公示截止日期
2022-03-14
标准类别
产品
国际标准分类号
77.150.50
77 冶金
77.150 有色金属产品
77.150.50 钛产品
归口单位
全国有色金属标准化技术委员会
执行单位
全国有色金属标准化技术委员会稀有金属分会
主管部门
中国有色金属工业协会

起草单位

目的意义

随着国家实施“一带一路”国家战略,以及“中国制造2025” 规划纲要的进一步实施,国家将促进工业化与信息化深度融合,推进产业结构迈向中高端市场,加快从制造大国转向制造强国。

其中,航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通设备、节能与新能源汽车电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等几大重点领域,均与钛行业、钛及钛合金碱性阳极氧化膜产业密切相关,这必将连续拉动国内钛消费平稳增长,中国钛行业在面临挑战的同时也迎来了发展机遇。

同时,国内钛产业的发展得益于国家对钛产业的政策支持。

《国务院办公厅关于营造良好市场环境促进有色金属工业调结构促转型增效益的指导意见》提出了解决我国有色金属工业突出问题,推动有色金属工业持续健康发展的总体要求、重点任务以及政策保障,明确要求加强技术创新,着力发展钛合金碱性铸件及其卷带材,以及钛及钛合金碱性阳极氧化膜,满足先进装备、新一代信息技术、船舶及海洋工程、航空航天、国防科技等领域的需求。

据报道,2020年全球海绵钛产量约21万吨,而我国海绵钛产量约11万吨,占50%以上,其中,钛及钛合金碱性特殊功能性膜层新产品消耗钛及钛合金3000多吨。

钛及钛合金具有强度高、比重小、耐蚀性好等优点,已经广泛地应用于航空、航天、原子能、石化、船舶等国防尖端科技领域,近年来还在民用领域得到进一步的开发:如用其制作屋顶、大楼的外装板等建筑材料,制作人工关节等医疗器械,制作服饰用品、体育用品、装饰品等。

但是由于钛及其合金表面的耐磨性能较差,影响了钛合金的应用范围及使用性能。

国内外研究表明,采用阳极氧化技术,在钛合金上可获得具有优良耐磨性能的氧化膜层。

例如:某型飞机的一个零部件,原来采用的材料是钢加耐磨镀层(镀硬铬),现在该零件改为钛合金碱性阳极氧化膜元件,从而在保障零件性能的基础上大幅度减少了零件的重量。

同时,石油领域中的应用也表明,采用钛合金碱性阳极氧化膜元件,可以保障钛合金在特定部位长时间的应用,且避免了其他材料由于腐蚀而导致的停工等问题。

本标准的制订有利于促进钛及钛合金碱性阳极氧化膜新产品的进一步推广应用,有助于:(1)促进我国的航空航天、军工、舰船、石油钻采等产业的发展; (2)促进国际民生;(3)提高中国制造水平,此类特殊功能产品具有更新更优异的功能,某些产品甚至属于国际首创,标准化后将明显提高我国“智能制造2025,工业4.0”的技术水平,创造出国际声誉;(4)促进规范钛及钛合金碱性功能膜层产品性能评价方法,采用统一标准对产品进行有效的表征,极大地促进产业发展。

当今膜材料的绿色、低碳制备技术及新型膜材料的开发已成为国内外研究及关注的热点及重点,成为我国战略新兴产业之一。

《中国制造2025》和《面向2030年的中国制造业》将新材料产业作为重点发展的十大领域之一,认为是21世纪最具发展潜力并对未来发展有着巨大影响的高技术产业。

为积极响应碳达峰、碳中和的国家战略布局,有效解决能源短缺及环境污染的严峻问题,推动生态文明建设可持续发展,大力发展新型膜材料成为解决上述问题的有效举措。

围绕新型膜材料与技术创新,推动产业可持续发展,对实现碳达峰、碳中和的目标也具有重要的作用,同时也对实现我国制造强国的战略具有深远意义。

四部委印发的《新材料产业发展指南的通知》,加快发展新材料,对支撑产业升级、建设制造强国具有重要战略意义。

九部委联合印发的《新材料标准领航行动计划》中,明确要求建立新材料等领域标准,加快构建新材料产业标准体系,提升新材料的产品附加值和产业竞争力。

加快推进新型膜材料产业研究成为大势所趋,有着广阔的应用前景及市场需求。

因此,对钛及钛合金表面处理进行制造升级,促进绿色处理技术的发展成为一个必然。

本标准以提升钛产品工业发展质量和效益为核心,致力于提高钛及钛合金碱性阳极氧化膜产品质量的可靠性、稳定性、一致性水平,增加高性能、功能化、差别化产品的有效供给,带动原材料工业质量品牌整体提升,为制造业高质量发展提供保障。

由于我国缺乏钛合金碱性阳极氧化膜的相关国家标准,只能采用美国的AMS2488标准进行相关合同的签订,或采用技术协议的方式进行。

例如,相关单位向西北有色金属研究院采购钛合金碱性阳极氧化膜元件时,需经双方协商,并依据AMS2488签订相应的技术协议。

同时,为了满足航空航天,以及民用领域对耐磨氧化钛膜层性能不断提升的要求,开展钛合金碱性阳极氧化膜的标准化研究,并制订相关的标准,就显得十分必要。

考虑到国内外钛及钛合金碱性阳极氧化膜材料的发展现状及前瞻性,本标准将通过建立科学规范的条款要求,来促进和引导钛及钛合金碱性阳极氧化膜领域提高质量及科学规范化发展。

通过本标准的研究,将有效提高钛及钛合金碱性阳极氧化膜材料质量均一性,增强我国钛及钛合金碱性阳极氧化膜产品的有效供给能力。

范围和主要技术内容

1、范围 规定了钛及钛合金碱性阳极氧化膜的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存、随行文件及订货单内容等。 2、分类 产品按照应用要求分为两类。I类:在高温环境应用的氧化膜;II类:无需润滑剂的抗咬合氧化膜,通过预处理可提升薄膜的润滑性能,或在特定应用环境以提高材质的抗电化学腐蚀性能。 3、技术要求 3.1厚度:I类产品的厚度为5 μm ~10 μm,误差≤2.5μm;II类产品的厚度<2.5 μm,无误差要求。 3.2耐磨性:喷磨法,产品的平均相对耐磨系数不小于30%;轮磨法,产品的平均相对耐磨系数不小于30%。需方对耐磨性有要求时,应在订货单中注明。 3.3电阻:产品的电阻>1000Ω。需方对电阻有要求时,应在订货单中注明。 3.4显微硬度:产品的显微硬度>400Mpa。需方对显微硬度有要求时,应在订货单中注明。 3.5 外观质量:产品为灰色、蓝灰色或彩虹色,允许稍带色差。应均匀、连续、完整、紧密结合在基体金属上,应无烧伤、挂灰、疏松、损伤及擦伤等缺陷。 3.6其他 需方对产品有其它要求,由供需双方协商确定,并在订货单中注明。 4、试验方法 4.1厚度:非磁性测量法按GB/T 4957的规定进行,用涡流测厚仪测量阳极氧化膜厚度;显微镜测量法按GB/T 6462的规定进行,此法作为仲裁检验方法。 4.2耐磨性:产品的耐磨性按GB/T 12967.1-2020的规定进行。 4.3电阻:产品的电阻按SJ/T 10314的规定进行。 4.4显微硬度:产品的显微硬度按GB/T 9790的规定进行。 4.5外观质量:产品的外观质量在天然散射光或无反射光的白色透射光线下目视检查,光的照度应不低于300lx(即相当于零件放在40 W日光灯下500 mm处的光照度)。允许用5~10倍放大镜检查。 5、检验规则 5.1组批:产品应成批提交验收。每批产品应由同一生产工艺、同一类别的产品组成。 5.2检验项目及取样:产品的厚度采用在产品或随炉样上逐批取样,每批3%,但不少于3个;产品的耐磨性、电阻、显微硬度采用在产品或随炉样上逐批取样,每批至少1件;外观质量逐批逐检。 5.3产品的厚度、耐磨性、电阻、显微硬度的检验结果不合格时,允许在该批产品中另取双倍数量的试样对不合格项进行重复检验,若重复检验仍有一个结果不合格时,判该批产品不合格;外观质量检验不合格时,判该件产品不合格。 6、标志、包装、运输、贮存和随行文件 7、订货单内容