国家标准计划《增材制造用金属铬粉》由 TC318（全国生铁及铁合金标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国钢铁工业协会。

主要起草单位 广东省材料与加工研究所 、冶金工业信息标准研究院 。

增材制造技术作为一项备受关注的技术，在航空航天、汽车、家电、生物医疗等行业得到了大力发展。

该技术利用激光、电子束等高能束直接熔化金属粉末，可成形全致密的高性能金属零件，大大的减少了材料的切削加工、缩短了加工周期、提高了材料利用率，并有效地弥补了传统加工在生产复杂构件方面的短板。

西方国家把这种实体自由成形制造技术誉为将带来“第三次工业革命”的新技术。

政策重点：国质检标联[2018]77号关于印发《新材料标准领航行动计划（2018-2020年）》，二主要行动（二）研制新材料领航标准，6增材制造材料，制定镍基合金、钛基合金、铬钴合金、不锈钢、工业钢、贵重金属、专用液态金属等金属材料标准。

开展面向增材制造专用粉材、丝材、片材和液材等重要材料标准研制。

《中国制造2025》重点领域技术路线图：2.1.3发展重点-2增材制造装备，重点突破具有原创技术的高强合金钢、高温合金等高效增材制造工艺、专用材料及关键技术。

产品特性：目前，增材制造金属粉体材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、钛合金、镍铝合金、金属粉等。

金属粉体除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉体粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。

目前主流的增材制造用金属粉末制备工艺包括：等离子旋转电极雾化法（PREP）、等离子雾化法（PA）和气雾化法（GA）等。

金属铬粉具有熔点高、质极硬且耐腐蚀等特性，被广泛应用于半导体、精密电子、高压器件、化工催化部件、太阳能吸收体等高尖端产品的制备中。

由于金属铬粉的固有特性，很难采用传统的机加工方法加工成形。

通常，大部分铬材料零件采用粉末冶金方法制备，但常规烧结态铬产品因存在密度低、强度低、塑性差和杂质含量难以控制等缺点，应用范围受到很大限制。

同时，在实际应用中，铬材料零部件的结构往往较复杂，通常有曲面、弯曲管道、孔和槽等特征，传统粉末冶金方法也难以实现。

因此，为克服传统成形方法的不足，有必要采用新的成形技术。

增材制造技术为高熔点、硬质铬复杂功能结构产品的制备提供了一个有效的途径。

但其对铬粉末的要求也不断提高，常规铬粉颗粒呈不规则形状，不仅松装密度低，而且粉末流动性差，限制了它在诸多领域中的应用。

在增材制造（激光近净成形、选区激光熔化成形)过程中输送粉末的连续性或铺粉稳定性对加工零件的最终质量有较大影响，球形金属铬粉因为球形度高、组分均匀，更易获得组织结构均匀、致密度高、缺陷少、表面粗糙度低的制品。

标准需求：对于增材制造技术，金属粉末是关键的原料，要求球形度高、粉末粒径细小、粒度分布较窄、氧含量低、流动性好。

目前国内外市场上，尚无球形金属铬粉的标准，没有统一的标准要求和检验验收规范，对粉末的化学成分、形貌、流动性等物理化学性能通常根据生产单位和用户的要求进行，产品的使用工况不清晰。

用户无选型和检验依据，各企业性能参数不在同一基准上，因此，制定《增材制造用金属铬粉》标准对规范行业发展，促进技术进步具有重要的作用。

意义：为促进球形金属铬粉在增材制造领域中的应用，规范市场竞争，为国内厂家提供基本的技术规范和依据，有必要对该类产品制定国家标准，该标准的制定将具有显著的社会效益和经济效益，也很大程度上加快推进增材制造铬件在国防军工、航空航天、化工、电子元器件、高压器件等领域中的应用。

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1 范围 本标准规定了增材制造用金属铬粉的粒度范围、化学成分、外观质量、试验方法、检验规则、包装、运输、贮存、质量证明书等内容。 本标准适用于等离子球化方法制备的增材制造用金属铬粉产品。 2主要技术内容 1） 增材制造用金属铬粉的物理化学技术指标。包含化学成分、粒度组成、流动性能及氧含量等。 表1 化学成分 %（质量分数） Cr含量 杂质元素，不大于 余量 Fe 0.150 Si 0.100 Al 0.100 N 0.015 C 0.008 S 0.008 O 见表2 表2 物理性能 %(质量分数) 牌 号 粒度组成/μm 流动性/(50g/s) 氧含量/% FCR45 0 ~ 45 <30 <0.050 FCR75 0 ~ 75 <30 <0.030 FCR150 0 ~ 150 <25 <0.030 注1：粉末粒度是按GB/T 19077.1 粒度分析 激光衍射法 第1部分：通则 注2：粉末流动性是按GB/T 1482 金属粉末 流动性的测定 标准漏斗法 注3：粉末氧含量是按GB/T 14265 金属材料中氧、氮、碳和硫分析方法通则 2）金属铬粉等离子球化技术 以氩气或氩气/氢气为等离子气体，建立稳定运行的等离子体炬。利用携带气体将不规则铬粉注入等离子体炬的中心部位高温区加热。铬粉加热时间随气/粉流“飞离”等离子体炬而结束，持续时间约为100~200毫秒。不规则铬粉被送入等离子体炬的中心高温区，在辐射、对流、传导和化学四种传热机制作用下，吸收大量的热量，颗粒表面被迅速加热而熔化，当大于颗粒重量的50%被熔化时，熔融的颗粒在表面张力的作用下形成球形度很高的液滴，并在极高的温度梯度(约106K/m）下迅速冷却，从而形成球形的颗粒。 Al 0.100 N 0.015 C 0.008 S 0.008 O 见表2 表2 物理性能 %(质量分数) 牌 号 粒度组成/μm 流动性/(50g/s) 氧含量/% FCR45 0 ~ 45 <30 <0.050 FCR75 0 ~ 75 <30 <0.030 FCR150 0 ~ 150 <25 <0.030 注1：粉末粒度是按GB/T 19077.1 粒度分析 激光衍射法 第1部分：通则 注2：粉末流动性是按GB/T 1482 金属粉末 流动性的测定 标准漏斗法 注3：粉末氧含量是按GB/T 14265 金属材料中氧、氮、碳和硫分析方法通则 2）金属铬粉等离子球化技术 以氩气或氩气/氢气为等离子气体，建立稳定运行的等离子体炬。利用携带气体将不规则铬粉注入等离子体炬的中心部位高温区加热。铬粉加热时间随气/粉流“飞离”等离子体炬而结束，持续时间约为100~200毫秒。不规则铬粉被送入等离子体炬的中心高温区，在辐射、对流、传导和化学四种传热机制作用下，吸收大量的热量，颗粒表面被迅速加热而熔化，当大于颗粒重量的50%被熔化时，熔融的颗粒在表面张力的作用下形成球形度很高的液滴，并在极高的温度梯度(约106K/m）下迅速冷却，从而形成球形的颗粒。 近年来，铬粉越来越受到人们的关注。铬(Cr)及其化合物是硬度较高的金属材料之一，以其良好的化学稳定性、抗高温性能和摩擦系数小等特点，常被应用于冶金、化工、机械等行业。 目前，常规的制粉技术生产出来的粉末一般条状、块状等，其形状极为不规则，从而导致粉末的流动性差及其粉末制品的致密度低等缺点，尤其对于粒径较小的粉末来讲一般存在团聚现象，粉末的分散性差，进而阻碍了其大规模的应用。 随着增材制造行业的兴起，由于金属铬粉具有良好的耐磨性，化学稳定性和抗高温性能，增材制造行业对金属铬粉的需求增大。为了提高粉末的流动性和改善粉末的团聚问题，较为行之有效的方法是将形状不规则的粉末变为球形粉末，这是因为球形粉末具有普通粉末无法替代的的特殊性能，如良好的流动性和高的松装密度等。目前，球形金属铬粉的制备方法主要分为旋转电极法、雾化法及等离子体法等，旋转电极法虽能够制备出球形度好的粉末，但是由于存在电极损耗，会对粉末制品造成电极污染；而雾化法主要用于低熔点的粉末，且由该方法所制备的球形粉末一般会存在空洞等缺陷，故对于难熔金属粉末来说，等离子球化是一种非常有效的手段。 标准研制单位拥有水雾化、水/气联合雾化、气雾化、等离子体球化以及等离子旋转电极雾化等制粉装置。已形成50吨/年增材制造用粉末的生产能力，在增材制造用球形稀有难熔金属及化合物粉体材料制备研究方面具有扎实的基础和成熟的经验。 经检索，目前暂无与球形金属铬粉相关的国内外标准颁布。