国家标准计划《等离子体旋转电极制粉通用要求》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC4(全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会。
主要起草单位 西安赛隆增材技术股份有限公司 、西北有色金属研究院 、西安欧中材料科技股份有限公司 、钢铁研究总院有限公司 、宁波众远新材料科技有限公司 。
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| 77.160 粉末冶金 |
高品质球形金属粉末作为关键基础材料,在新一代信息技术、航空航天制造、新材料、新能源等战略性新兴产业中具有重要应用,也是推动这些产业发展的重要支撑。
国家在推动制造业高质量发展的背景下,高品质球形金属粉末产业的发展有助于提升国内金属材料的技术水平和产品质量,满足高端制造领域的需求。
在“十四五”期间,国家对新材料、高端装备制造等领域进行了重点规划和支持,球形金属粉末作为这些领域的关键材料,其产业发展与“十四五”规划紧密相关。
《“十四五”原材料工业发展规划》中提到,将推动原材料工业的高质量发展,包括提升资源综合利用水平、加速产业转型数字化、保障产业体系安全化等方面,这为金属粉末产业提供了良好的发展环境。
科技创新2030“新一代人工智能”重大项目的实施将推动包括金属粉末在内的新材料的研发和应用,尤其是在增材制造领域。
《新材料标准领航计划(2018-2020年)》旨在构建完善新材料产业标准体系,为金属粉末等新材料及其制备工艺标准的发展制定提供规范和引领。
这些政策和规划体现了国家对金属粉末产业的重视,旨在推动技术创新、产业升级和市场应用,为金属粉末产业的发展提供了坚实的政策基础和广阔的发展空间。
近年来,球形金属粉末行业在全球范围内呈现快速增长的态势,特别是在增材制造(3D打印)、航空航天、汽车、医疗等领域的应用推动了市场的快速发展。
中国作为全球最大的消费市场之一,其市场规模和增速均高于全球平均水平,预计未来几年将继续保持这一增长趋势,尤其在增材制造领域,其市场规模复合年增长率达到22.6%,到2027年将达到11亿美元以上。
在制粉技术发展方面,球形金属粉末的制备技术不断进步,其中气雾化法、等离子旋转电极法(PREP)是主要的球形金属粉末制备技术。
因为等离子旋转电极制粉技术制备的球形金属粉末球形度好、松装/振实密度高,且卫星粉及空心粉少,特别适用于增材制造、粉末冶金近成形及热喷涂等领域,也在相关领域得到广泛的应用。
中国在球形金属粉末的生产方面,已经形成了一定的产业规模,中国在产能和产量位居世界前列。
当前,球形金属粉末行业正面临着技术进步和应用领域拓展的双重机遇,预计在未来几年内,随着新技术的不断涌现和下游需求的持续增长,球形金属粉末市场将继续保持稳健的增长势头。
国内大多数金属粉末生产企业都已采用等离子旋转电极制粉技术进行高品质球形金属粉末的生产。
但是目前国内外尚无等离子旋转电极制粉通则类似的规范或标准,各制粉企业针对该技术在人员、环境、设备、制粉材料、工艺过程、质量控制、文件控制、安全防护等方面要求并没有相对统一标准可以参考执行,各企业技术人员在上述技术要求执行上没有统一规范,技术人员多依据个人操作习惯,或企业自行制定各自的执行规范,这就造成了各家企业生产工艺质量掌握程度不一,并在一定程度上影响了粉末批产的质量一致性和稳定性。
这对用户进展产品选型和验收造成了很大困扰,也严重影响了应用行业的发展进程。
另外,该标准的缺失也在一定程度上限值影响了该技术在制粉领域的进一步应用推广。
在当前先进制备技术迅猛发展,粉末应用市场规模快速增长的今天,本标准的制定迫在眉睫,且实施该标准对企业生产经营成本影响很小,部分企业也具备的编制该标准的研究基础和条件。
本标准的制定将使球形金属粉末的制备生产过程更加标准化,且有利于提高粉末生产企业在球形金属粉末大批量生产的产品质量稳定性和一致性,提升金属粉末制造厂家的技术质量水平,强化球形金属粉末供方在国内以及世界范围内的口碑。
本标准制定后,将有效促进球形金属粉末产业技术和质量的提升,加快我国相关产业技术升级,推进相关应用领域产业的发展。
1 范围 本文件规定了等离子旋转电极制粉(PREP)人员、环境、设备、工艺材料、工艺过程、文件控制、安全防护等要求。 本文件适用于等离子旋转电极制粉技术开展有色金属、高温合金、不锈钢、贵金属等材料球形金属粉末生产。 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。凡是不注日期的文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 394.1 工业酒精 GB/T 4842 氩气 GB/T 5314 粉末冶金用粉末 取样方法 GB/T 6026 工业用丙酮 GBZ 2.1 工作场所有害因素职业接触极限 第1部分:化学有害因素 3 人员 4 环境 4.1 温度和湿度 金属粉末生产工作场地的温度宜控制在10℃-28℃,相对湿度宜控制在≤65%。 5设备 5.1.1 等离子旋转电极制粉雾化室内壁应该用316L、310S不锈钢材质,并经抛光处理。 5.1.2 热等静压设备应配备雾化气氛氧含量监控仪器,雾化室及等离子枪的冷却水进出路应配备温度检测装备。 5.1.3 等离子旋转电极制粉设备内部的雾化气氛压力和粉末氧含量应满足工艺要求。 5.1.4 等离子旋转电极制粉设备的等离子电源电流、电极旋转转速、电极进给速度应可调节。 5.2 设备鉴定 5.2.1 制粉用气体 除非另有规定,否则惰性气体一般采用氩气,符合GB/T 4842 氩气的规定。当使用除氩气以外的气体时,类型和纯度水平应事先由供需双方协商确定。 6 工艺材料 6.1 用于制粉用氩气初始纯度应≥99.99%。 6.2 清洗用工业酒精或工业用丙酮应分别符合GB/T 394.1、GB/T 6026的规定。 7 记录 对等离子旋转电极制粉过程应及时做出详细齐全的记录。记录内容如下: a)需方名称; b)材料牌号(种类); c)等离子选择电极制粉设备型号; d)使用的气体类型; e)气体类别纯度(若需要); f)制粉炉批号; g)制粉日期; h)操作人员姓名; i)工艺参数记录; j)其它(若需要)。 8 文件控制 9 安全防护
高品质TiA 合金粉末制备技术