《增材制造用铂及铂合金粉》国家标准解读

　　郑晶
 

　　西北有色金属研究院
 

　　一、标准编号及标准名称
 

　　GB/T 43660-2024《增材制造用铂及铂合金粉》
 

　　二、标准制定背景
 

　　众所周知，铂及铂合金不仅十分昂贵，而且强度和耐久性比金更高，是一种非常适合制造珠宝首饰的金属材料，同时在航空航天领域也得到了很好的应用，但是由于硬度高，这种材料的加工也十分困难。金属粉末是金属3D打印工艺的原材料，直接用于金属3D打印技术各项生产研究，其性能很大程度上决定了最终的成形效果，因此高质量的粉末对于金属3D打印技术的发展至关重要。直接3D打印贵金属可以完成非常复杂的几何形状，使得不能通过传统技术制作的复杂首饰成为可能。目前，德国、英国、法国等国际上许多公司已经将3D打印技术应用于贵金属首饰的制作。
 

　　本标准中的铂及铂合金粉末是专门针对制作珠宝首饰。其3D打印成品可以直接进行打磨抛光等后处理，而不会有传统的铸造出现的问题。对于制造商而言，这种直接金属打印意味着时间和成本的大量减少，不需要工具和模具，原型可以在几个小时之内制造出来。对于设计师来说，他们可以突破以往在设计和制造上的极限，可以充分发挥自己的设计天赋。这种可定制化珠宝饰品正好可以满足时下人们对个性的追求。
 

　　三、标准主要内容
 

　　GB/T 43660-2024《增材制造用铂及铂合金粉》国家标准规定了增材制造用铂及铂合金粉的分类和标记、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和贮存，标准适用于增材制造用铂及铂合金粉。
 

　　标准根据国内外的生产现状、铂及铂合金的特性和分析手段规定了化学成分要求，按照化学成分要求分为纯铂粉和铂合金粉，纯铂粉分为PPt999和PPt990两个牌号，铂合金粉分为PPtRh5和PPtAg20两个牌号。根据不同的增材制造工艺和应用领域，将铂及铂合金粉按粒度分为两个等级，其中Ⅰ类粉末(粒度范围15μm～53μm)适用于以激光为能量源的粉末床熔融增材制造领域;Ⅱ类粉末(粒度范围45μm～150μm)适用于以电子束为能量源的粉末床熔融增材制造及定向能量沉积增材制造领域。根据粒度分类规定了粉末松装密度和振实密度要求，其中，粉末松装密度可以反映出粉末的密度、颗粒形状、颗粒表面状态、颗粒的粒度及粒度分布等;本标准为了确保铂及铂合金粉能够进行稳定的增材制造快速成型，规定了铂及铂合金粉的松装密度不小于9.1 g/cm3，通常情况下，更高的粉末松装密度将更加有利于增材制造工艺的设置和优化，并确保增材制造最终产品致密度达到目标产品要求;振实密度是粉末在容器中经过机械振动达到较理想排列状态的粉末集体密度，其相对于松装密度主要是粉末多种物理性和工艺性能的综合体现，如粉末粒度及其分布、颗粒形状及其表面粗糙度、比表面积等的综合体现，本标准规定了铂及铂合金粉的振实密度不小于10.6 g/cm3，一般来说，振实密度越大，说明粉末的流动性能越好。粉末流动性(霍尔流速)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，通常采用的单位为s/50g，本标准规定了铂及铂合金粉末流动性(霍尔流速)不大于25 s/50g，其数值愈小说明该粉末的流动性愈好，它是粉末的一种工艺性能;粉末流动性能与很多因素有关，如粉末颗粒尺寸、形状和粗糙度、比表面等，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。另外，粉末流动性受颗粒间粘附作用的影响，颗粒表面水分、气体等的吸附会降低粉末的流动性。粉末的流动性对增材制造成形工艺影响很大。
 

　　本标准中规定的粉末松装密度、振实密度和流动性(霍尔流速)，是为了提高其使用性能，确保在增材制造过程中有利于工艺的设置和优化，使最终产品质量达到目标产品要求。标准还规定了粉末外观质量，它可以直观反映出粉末品质，以及是否因保存不当导致受潮或其它杂物的污染。
 

　　四、标准实施意义
 

　　本标准的实施与应用有利于规范我国增材制造铂及铂合金领域，提升材料的各项性能指标，使我国铂及铂合金材料的增材制造制备技术和整体性能达到国际先进水平，满足首饰及个人消费、航空航天、医疗器械等关键领域的应用需求，对推进高性能铂及铂合金材料的发展和应用起到积极的促进作用。