GBT 43660-2024 增材制造用铂及铂合金粉标准立项发展报告

增材制造用铂及铂合金粉标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PlatinumandPlatinumAlloyPowdersforAdditiveManufacturing摘要增材制造（AdditiveManufacturing,AM）技术作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着全球制造业的发展格局。铂及铂合金因其优异的耐高温、耐腐蚀、催化活性及稳定的化学性能，在航空航天、医疗健康、电子信息、能源化工及首饰制造等高端应用领域具有不可替代的战略地位。然而，长期以来，我国缺乏针对增材制造用铂及铂合金粉的专用标准，导致产品质量参差不齐、检测评价缺乏统一依据、市场秩序亟待规范。在此背景下，GB/T43660-2024《增材制造用铂及铂合金粉》国家标准应运而生，于2024年3月15日正式发布，并于2024年10月1日起实施。本标准作为有色金属产品领域的推荐性国家标准，系统规定了增材制造用铂及铂合金粉的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存和质量证明书等内容，填补了我国在该领域的标准空白。本报告围绕该标准的立项背景、编制原则、核心技术内容及实施意义进行全面阐述，深入分析了标准对提升我国增材制造用贵金属粉末材料质量水平、推动产业规范化发展、促进国际合作与贸易的积极作用，并对标准的后续深化方向提出了展望。关键词：增材制造；铂合金粉；国家标准；粉末冶金；产品质量；标准化AbstractAdditivemanufacturingtechnology,asakeydriverofthenewroundoftechnologicalrevolutionandindustrialtransformation,isprofoundlyreshapingtheglobalmanufacturinglandscape.Platinumandplatinumalloysoccupyanirreplaceablestrategicpositioninhigh-endapplicationfieldssuchasaerospace,healthcare,electronicinformation,energychemicals,andjewelrymanufacturing,owingtotheirexcellenthigh-temperatureresistance,corrosionresistance,catalyticactivity,andstablechemicalproperties.However,foralongtime,Chinahaslackeddedicatedstandardsforplatinumandplatinumalloypowdersforadditivemanufacturing,resultinginunevenproductquality,lackofunifiedtestingandevaluationbasis,andanurgentneedtoregulatemarketorder.Againstthisbackdrop,thenationalstandardGB/T43660-2024"PlatinumandPlatinumAlloyPowdersforAdditiveManufacturing"wasofficiallyreleasedonMarch15,2024,andimplementedonOctober1,2024.Asarecommendednationalstandardinthefieldofnon-ferrousmetalproducts,thisstandardsystematicallyspecifiesthetechnicalrequirements,testmethods,inspectionrules,andmarking,packaging,transportation,storage,andqualitycertificatesforplatinumandplatinumalloypowdersforadditivemanufacturing,fillingthestandardgapinthisfieldinChina.Thisreportcomprehensivelyelaboratesontheprojectinitiationbackground,compilationprinciples,coretechnicalcontent,andimplementationsignificanceofthestandard,deeplyanalyzesitspositiveroleinimprovingthequalitylevelofpreciousmetalpowdermaterialsforadditivemanufacturinginChina,promotingstandardizedindustrialdevelopment,andfacilitatinginternationalcooperationandtrade,andputsforwardprospectsforthefuturedeepeningdirectionofthestandard.Keywords:AdditiveManufacturing;PlatinumAlloyPowder;NationalStandard;PowderMetallurgy;ProductQuality;Standardization1引言1.1立项背景增材制造技术，俗称3D打印，是以数字模型文件为基础，通过逐层堆积材料的方式制造三维实体的新兴制造技术。近年来，随着激光粉末床熔融（LPBF）、电子束粉末床熔融（EBPBF）和定向能量沉积（DED）等技术的日趋成熟，增材制造已从原型制作向直接制造终端功能部件方向发展，成为全球制造业转型升级的重要引擎。据中国增材制造产业联盟统计，2023年我国增材制造产业规模已突破400亿元，年均增长率保持在25%以上。铂及铂合金作为贵金属材料家族的重要成员，凭借其独特的综合性能，在增材制造领域展现出广阔的应用前景。在航空航天领域，铂铑合金热电偶护套、铂铱合金发动机点火部件等关键零部件对高温抗氧化性和长寿命提出了严苛要求；在医疗健康领域，铂铱合金神经电极、铂铬合金心血管支架等植入器件需要兼顾生物相容性、力学性能与加工精度；在电子信息领域，高纯铂靶材和精密连接器对材料的纯度与微观组织均匀性要求极高。粉末材料作为增材制造的核心原料，其粒度分布、形貌特征、流动性、松装密度、氧含量及化学成分等指标直接影响成型件的致密度、力学性能和服役可靠性。然而，在GB/T43660-2024发布之前，我国在增材制造用铂及铂合金粉领域缺乏系统性的国家标准。现有的GB/T1419-2015《海绵铂》、GB/T1420-2015《海绵钯》等标准主要针对传统粉末冶金用原料，未能覆盖增材制造工艺对粉末材料的特殊要求。行业内各生产企业和用户单位往往参照ASTMF3301、ISO/ASTM52900等国外标准或自行制定企业标准，导致市场上产品质量差异显著，技术指标参差不齐，严重制约了铂基增材制造技术的规模化应用和国际化竞争。1.2立项目的与意义基于上述行业现状和技术需求，制定一部专门针对增材制造用铂及铂合金粉的国家标准具有多重重要意义：第一，填补标准空白，完善标准体系。本标准填补了我国增材制造用贵金属粉末材料专用标准的空白，与已有的GB/T39252-2020《增材制造金属粉末性能表征方法》、GB/T38973-2020《增材制造制粉用金属及金属合金粉末》等标准形成有效互补，进一步完善了我国增材制造材料标准体系。第二，规范市场秩序，提升产品质量。通过统一技术要求、试验方法和检验规则，引导企业加强质量控制，淘汰落后产能，推动行业整体质量水平提升，保障下游用户的合法权益。第三，促进产业升级，支撑高端应用。标准的制定紧密对接航空航天、医疗健康等高精尖领域对铂基材料的严苛需求，为增材制造技术在高端领域的应用推广提供了坚实的技术支撑。第四，对接国际标准，增强国际话语权。本标准的制定借鉴了国际先进标准经验，有助于推动我国增材制造用贵金属粉末产品与国际接轨，提升我国在该领域的国际竞争力和标准话语权。2标准编制原则与依据2.1编制原则GB/T43660-2024在编制过程中坚持以下基本原则：（1）科学性。标准各项技术指标的确定建立在充分的调研论证和试验验证基础之上，力求客观反映增材制造用铂及铂合金粉的质量特性要求。起草组系统收集了国内外主要生产企业的产品技术规格、用户使用要求以及相关科研成果，确保指标设置的科学合理。（2）先进性。标准充分参考了ISO/ASTM52900、ASTMF3301等国际先进标准，同时结合我国增材制造产业发展的实际情况和技术水平，合理确定技术要求，兼顾标准的先进性和适用性。（3）协调性。标准注重与现有国家标准、行业标准的衔接与协调，在术语定义、试验方法等方面尽量引用已有标准的规定，避免交叉重复和指标冲突。（4）可操作性。标准规定的试验方法均采用成熟可靠的检测技术，便于企业实施和第三方检测机构操作，确保标准的可执行性。2.2编制依据本标准的编制主要依据以下文件和资料：-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》-GB/T1419-2015《海绵铂》-GB/T15072（所有部分）《贵金属及其合金化学分析方法》-GB/T39252-2020《增材制造金属粉末性能表征方法》-GB/T38973-2020《增材制造制粉用金属及金属合金粉末》-ISO/ASTM52900:2021*Additivemanufacturing—Generalprinciples—Fundamentalsandvocabulary*-ASTMF3301-18a*StandardSpecificationforAdditiveManufacturing–PowderBedFusion–PlasticandMetalMaterials*-国内外主要铂粉生产企业技术规格书3标准主要内容3.1适用范围本标准规定了增材制造用铂及铂合金粉的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存和质量证明书等内容。标准适用于以激光粉末床熔融（LPBF）、电子束粉末床熔融（EBPBF）等增材制造工艺使用的铂及铂合金粉产品。3.2产品分类标准根据化学成分将产品分为纯铂粉和铂合金粉两大类。其中，纯铂粉按纯度分为不低于99.95%和99.9%两个等级；铂合金粉则涵盖了铂铱（Pt-Ir）、铂铑（Pt-Rh）、铂金（Pt-Au）、铂钴（Pt-Co）、铂钨（Pt-W）等常见合金体系，并根据具体合金成分和用途进行细化分类。3.3技术要求（1）化学成分标准规定纯铂粉的铂含量（质量分数）应不小于99.9%，并严格限制Ag、Au、Ir、Pd、Rh、Ru、Fe、Ni、Cu、Si等杂质元素的最高含量。对于铂合金粉，各合金元素的成分允许偏差需符合相应牌号的规定要求，确保合金成分的均一性和批次一致性。（2）物理性能-粒度分布：根据增材制造工艺特点，明确规定了适宜的粒度范围要求。用于LPBF工艺的粉末一般要求D10不小于10μm、D90不大于60μm；用于EBPBF工艺的粉末粒度可适当放宽。同时规定了粒度分布宽度的合理区间。-粉末形貌：要求粉末颗粒应呈近球形或球形，卫星球、空心粉、异形颗粒的比例应控制在规定范围内。-流动性：规定粉末的霍尔流速计流量应不大于规定值，确保铺粉过程的均匀性和连续性。-松装密度和振实密度：规定了松装密度和振实密度的下限要求，以保证成型过程的致密化效果。（3）氧含量氧含量是影响增材制造金属零件性能的关键指标之一。标准规定铂粉及铂合金粉的氧含量应不大于规定值（如0.05%或0.08%，根据产品等级），以确保成型件不因氧元素引入而产生脆性相或夹杂缺陷。3.4试验方法标准规定了与上述技术要求相对应的试验方法：-化学成分分析：按GB/T15072系列标准或电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等仪器分析方法进行测定。-粒度分布测定：采用激光衍射法或筛分法，按照GB/T19077-2016《粒度分析激光衍射法》执行。-粉末形貌观察：采用扫描电子显微镜（SEM）法。-流动性测试：按照GB/T1482-2010《金属粉末流动性的测定标准漏斗法（霍尔流速计）》执行。-松装密度和振实密度测定：分别按GB/T1479.1和GB/T5162执行。-氧含量测定：采用惰性气体熔融红外吸收法或脉冲加热红外吸收法。3.5检验规则标准规定了出厂检验和型式检验的项目与要求。出厂检验项目主要包括化学成分、氧含量、粒度分布、流动性等，每批产品均应进行；型式检验则涵盖标准规定的全部技术要求项目，在下列情况下进行：新产品定型鉴定、正式生产后材料或工艺发生重大改变、正常生产周期性的质量审核、国家质量监督机构提出要求等。同时规定了组批规则、取样方法和合格判定规则。3.6标志、包装、运输、贮存及质量证明书标准对产品标志内容（产品名称、牌号、批号、净重、生产日期、生产企业信息等）、包装材料与方式（要求采用真空包装或惰性气体保护包装，防止氧化和污染）、运输条件、贮存环境（要求存放于干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中，保质期限等）以及质量证明书应包含的信息等内容作出了具体规定。4主要参与单位介绍本标准的制定工作由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）归口管理，多家行业优势单位共同参与起草。以下重点介绍主要起草单位之一——贵研铂业股份有限公司（以下简称"贵研铂业"）。贵研铂业股份有限公司（证券代码：600459）是中国贵金属功能材料领域的领军企业，前身为成立于1941年的"中央研究院工程研究所昆明工作站"，历经数十年发展，现已成长为中国贵金属新材料技术研发和产业化的重要基地。公司总部位于云南省昆明市，是集贵金属等有色金属功能材料的研发、生产、销售和服务于一体的国家高新技术企业。在技术创新方面，贵研铂业建有"稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室""国家贵金属材料工程技术研究中心"等国家级创新平台，拥有一支以中国工程院院士为学术带头人的高水平研发团队。公司在贵金属粉末制备领域积累了深厚的技术底蕴，掌握了气体雾化法、等离子旋转电极法等多种先进制粉工艺，产品广泛应用于航空、航天、电子、医药、化工等高端领域。近年来，贵研铂业积极布局增材制造用贵金属粉末的研发与产业化，已建成具有国际先进水平的铂及铂合金粉生产线，产品质量达到国际同类产品先进水平。贵研铂业作为《增材制造用铂及铂合金粉》国家标准的第一起草单位，依托其在贵金属材料领域的深厚技术积累和丰富实践经验，牵头组织完成了标准立项论证、技术指标确定、试验验证、意见汇总处理及标准送审稿、报批稿编制等全过程工作。公司为标准的编制提供了大量翔实的试验数据和产品实测结果，为标准技术指标的合理设定提供了坚实的科学依据。此外，贵研铂业还积极参与了多项贵金属材料领域国家标准和行业标准的制修订工作，为我国贵金属标准化事业作出了重要贡献。除贵研铂业外，本标准还联合了有色金属技术经济研究院有限责任公司、国合通用测试评价认证股份有限公司、广东省工业分析检测中心等多家科研院所和检测机构共同参与编制，形成了产学研用协同推进的良好工作格局。5标准实施的意义与展望5.1实施意义（2）保障下游应用安全可靠。铂基增材制造零件在航空航天、医疗植入等安全关键领域应用广泛，粉末质量的稳定性直接影响最终产品的服役安全。本标准的实施为下游用户提供了科学的产品验收依据和供应商评价准则，有效降低了因原材料质量波动带来的质量安全风险。（3）促进国际贸易与交流。标准作为技术贸易的重要基础设施，对于消除国际贸易壁垒、促进技术交流与合作具有重要作用。本标准的发布有助于我国增材制造用铂及铂合金粉产品更好地参与国际市场竞争，同时也为国际用户选用中国制造的优质产品提供了便利条件。5.2未来展望随着增材制造技术的持续发展与应用领域的不断拓展，对金属粉末材料的要求也将不断提升。未来，建议在以下方向持续深化标准化工作：（1）完善标准体系。适时开展增材制造用其他贵金属粉末（如钯、金、银及其合金）标准的制定，逐步构建完整的贵金属增材制造材料标准体系。（2）推进标准国际化。积极推动将我国在增材制造用铂及铂合金粉领域的技术成果和实践经验上升为国际标准提案，提升我国在该领域的国际标准话语权和影响力。（3）加强动态更新。密切关注增材制造