T∕CWAN 0188-2025 钛合金激光粉末床熔融技术规范

ICS25.160.10CCSJ33团 体 标 准T/CWAN0188—2025钛合金激光粉末床熔融通用技术规范Generalspecificationfortitaniumalloybylaserpowderbedfusion2025-12-23发布 2026-01-01实施中国焊接协会 发布0188—2025PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1一般要求 2设备要求 3工艺过程 3化学成分、性能及质量要求 6试验方法 8劳动安全 9包装、标志、运输和贮存 9前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国焊接协会提出并归口。本文件主要起草人：陈玉华、黄陆军、郑敏、王善林、张世一、邓云发、张体明、孙徕博、王雷、方乃文、冯义成、武鹏博、刘月洋、李旭、邓军林、王帅、秦建、崔元彪、张大林。0188—2025PAGEPAGE10范围

钛合金激光粉末床熔融通用技术规范本文件适用于激光粉末床熔融钛合金生产、科研、管理等。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T3620.2钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差GB/T4698(所有部分)海绵钛、钛及钛合金化学分析方法GB5616无损检测应用导则GB/T6414—2017铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量GB7247.1激光产品的辐射安全第1部分：设备分类、要求和用户指南GB/T8180钛及钛合金加工产品的包装、标志、运输和贮存GB/T9443—2019GB/T10320—2011激光设备和设施的电气安全GB10435作业场所激光辐射卫生标准GB/T11651个体防护装备选用规范GB/T13298—2015金属显微组织检验方法GB/T14896.7特种加工机床术语第7部分：增材制造机床GB15577粉尘防爆安全规程GB/T20967无损检测目视检测总则GB/T29070无损检测工业计算机层析成像(CT)检测通用要求GB/T34486—2017激光成型用钛及钛合金粉GB/T35351增材制造术语GB/T37698GB/T392524261743141激光增材制造机床通用技术条件术语和定义GB/T14896.7、GB/T35351、GB/T43141界定的以及下列术语和定义适用于本文件。铺粉机构powderspreadmechanism将粉末铺展到成形区域的机构。铺粉机构升降机构(Z轴) liftmechanism(Zaxis)使成形室的升降平台上下运动的机构。基板substrate在增材制造过程中承载成型件的平板。powdersupplymechanism将供粉缸的粉末供给到成形平台上的机构。刮刀scraper将粉末铺展到成形区域的梳状零件。一般要求人员检验人员应经过相关检验知识理论学习和培训，并取得相应的资格证书，且证书应在有效期内。GB/T94452级以上资格证书。设备1×10-1Pa25~40℃方可取出。1年以上时，应进行检定并进行工艺参数确认。环境要求环境条件应符合工艺文件、质量控制文件以及设备、仪器说明书等技术文件的要求。温度宜保持在15℃~28℃，相对湿度应不大于75%。钛合金粉末TC4TA15GB/T34486-2017IFTC4FTA15要求执行。如有特殊要求，由供需双方协商确定。打印用钛合金粉末应密封保存，打印后的钛合金粉末可以经过筛分，多次使用。基板基板为待成形零件提供生长基体，采用钛合金基板，应保证基板与成形零件的良好冶金结合。设备要求GB/T43141要求。钛合金激光粉末床熔融设备主要由机械运动系统、电气及数控系统、铺粉机构、激光光路系统、铺粉机构应能将钛合金粉末铺设到成形区域，并保证粉层厚度均匀，表面平整，无凹陷和条纹。粉层厚度应符合技术文件要求。铺粉机构应采取热防护措施，并能在高温下可靠铺粉。钛合金激光粉末床熔融设备氧含量控制应≤400ppm。钛合金激光粉末床熔融设备应配备防爆过滤系统，滤芯应采用无需取出的永久式滤芯，过滤系统应包含钝化系统，且钝化粉末罐需能进行排氧处理。工艺过程工艺流程通常，钛合金粉末床熔融一般的工艺流程如图1所示。图1 钛合金激光粉末床熔融一般工艺流程图工艺评定模型处理模型设计设计者可以通过三维软件建模或对实体进行扫描等方式获得零件模型。模型设计应符合GB/T37698的有关规定。数据处理零件的数据处理应符合GB/T42617的规定。加工余量由工艺设计按实际需求设置。一般，对于关键配合尺寸，应该预留不小于1mm的机加工添加支撑的零件表面。支撑面应至少预留有0.1mm的加工余量，确保支撑去除和打磨抛光后，零件尺寸精度仍满足要求。如果零件某一平面直接和成型基板接触，基板接触位置应预留有0.5mm的线切割余量。零件排列，零件与零件之间的间隙应确保在2mm以上。粉末处理80~120℃。220目筛网进行筛分过滤。加工过程加工前的准备加工前检查刮刀的磨损情况，更换刮刀后应对刮刀进行调平。添加完粉末后，应对振镜保护平光镜进行清理。工艺参数0.1mm67°的旋转扫描策略以最大化熔化粉末颗粒。表1 典型钛合金的激光粉末床熔融推荐的工艺参数范围合金牌号激光功率（W）扫描速率（mm/s）扫描间距（mm）层厚（mm）氧含量（ppm）TC4140~400600~15000.04~0.160.03~0.080~100TA15170~400900~14000.10~0.160.03~0.080~100TB6140~400700~14000.05~0.160.03~0.080~100TC17150~4001000~13000.08~0.160.03~0.080~100注：激光波长1.06μm后处理热处理应与需方协商。若进行组织调控和性能提升热处理，应制定热处理制度；对内部质量、2TC4GB/T39247。表2 典型钛合金的激光粉末床熔融推荐的退火制度、热等静压制度合金牌号状态制度TC4热等静压态在100MPa~170MPa氩气压力下，900℃~1000℃，保温1h~4h，炉冷TA15退火态真空炉：800℃~950℃，保温1h~4h，气冷或炉冷热等静压态在110MPa~160MPa氩气压力下，900℃~950℃，保温2h~4h，炉冷TB6退火态热等静压态真空炉：600℃~700℃，保温1h~3h，气冷或炉冷在160MPa~200MPa氩气压力下，700℃~800℃，保温1h~3h，炉冷合金牌号状态制度TC17退火态真空炉：500℃~600℃，保温1h~4h，气冷或炉冷热等静压态在100MPa~160MPa氩气压力下，900℃~1000℃，保温1h~3h，炉冷GB/T39252中的规定。化学成分、性能及质量要求化学成分3GB/T3620.2的规定进行。表3 化学成分合金牌号化学成分（质量分数）%TiAlMoVZrSiFeCNHOTC4余量5.5~6.75—3.5~4.5——≤0.3≤0.08≤0.05≤0.015≤0.20TA15余量5.5~7.10.5~2.00.8~2.51.5~2.5≤0.15≤0.25≤0.08≤0.05≤0.015≤0.15TB6余量2.6~3.4—9.0~11.0——1.6~2.2≤0.05≤0.05≤0.0125≤0.12TC17余量4.5~5.53.5~4.5—1.5~2.5——≤0.05≤0.05≤0.01250.07~0.12Si、Fe、C、N、H、O含量有特殊要求时，由供需双方协商确定。力学性能4的规定。表4 室温拉伸性能合金牌号抗拉强度Rm/MPa规定塑性延伸强度Rp0.2/MPa断后伸长率A/%TC4≥895≥825≥6合金牌号抗拉强度Rm/MPa规定塑性延伸强度Rp0.2/MPa断后伸长率A/%TA15≥895≥825≥8TB6≥1000≥950≥8TC17≥925≥845≥65的规定。表5 高温拉伸性能合金牌号测试温度℃抗拉强度Rm/MPa规定塑性延伸强度Rp0.2/MPa断后伸长率A/%TC4400≥620—≥10TA15500≥570≥431≥8TB6500≥870≥790≥10TC17400≥800≥710≥10注：其他温度的拉伸性能由供需双方协商确定。冲击韧性、疲劳强度、高温持久等其他性能检测项目和要求，由供需双方协商确定。表面质量6要求。表6 表面质量要求受检面积cm2单个缺陷成组缺陷线性缺陷离mmmm最大深度mm最大数量mm最大深度mm最大数量mmmm最大数量1001.20.6或1/10δ（取最小值）3.02.00.6或1/10δ（取最小值）2组不准许存在或由供需双方协商确定≥0.5注：δ为零件机械加工后的最终壁厚。在待加工表面上，若存在不超过机械加工余量范围内的缺陷，由供需双方协商确定。若需进行荧光检测，表面质量按供需双方协商确定。内部质量7表7 内部质量要求缺陷验收标准单个缺陷最大尺寸/mm1.2mm或1/3δ（取最小值）（若δ＜0.2mm时，δ取0.2mm）缺陷之间最小距离/mmδ成组缺陷中最大单个缺陷尺寸的4倍任意方向75mm内气孔的最大累计长度6.0mm或1.33δ,取最小值熔合不良不准许裂纹不准许注：δ为零件机械加工后的最终壁厚。显微组织GB/TXYZ向显微组织照片。若有特殊要求时，由供需双方协商确定。尺寸一般尺寸公差按GB/T6414-2017中规定的DCT4～DCT6级，特殊尺寸公差应由供需双方协商确定。试验方法化学成分化学成分分析按GB/T4698(所有部分)的规定进行。力学性能GB/T228.1—2021的规定进行。GB/T228.2—2021的规定进行。表面质量GB/T20967的规定进行。GB/T9443—2019的规定进行。内部质量X射线进行检测，XGB/T5677的规定进行。特殊情况采用工业计算机层析成像(CT)GB/T29070的规定进行。显微组织显微组织按GB/T5168的规定进行。尺寸产品的尺寸及允许偏差采用相应精度的量具测量，检测位置及方法由供需双方协商确定。劳动安全作业人员应考虑以下安全问题：GB15577。GB/T39252中的要求。应考虑噪音、光辐射、粉尘、气味、空气循环等对人身的影响，采取相应的安全措施。GB/T11651的规定使用劳动保护用品。包装、标志、运输和贮存制件的包装、标志、运输和贮存按照GB/T8180的规定执行。附录A（