(高清版)GBT 39247-2020 增材制造 金屬制件熱處理工藝規(guī)范

ICS25.030增材制造金屬制件熱處理工藝規(guī)范國家標準化管理委員會IGB/T39247—2020本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國增材制造標準化技術委員會(SAC/TC562)歸口。本標準起草單位：北京煜鼎增材制造研究院有限公司、西安賽隆金屬材料有限責任公司、廣東漢邦南華曙高科技有限責任公司、中國航空綜合技術研究所、機械科學研究總院集團有限公司、西北工業(yè)大研究院、山東創(chuàng)瑞增材制造產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司、哈爾濱福沃德多維智能裝備有限公司。1GB/T39247—2020增材制造金屬制件熱處理工藝規(guī)范本標準適用于增材制造金屬制件的熱處理。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T7232金屬熱處理工藝術語GB/T9452熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法GB/T10066.1電熱和電磁處理裝置的試驗方法第1部分：通用部分GB/T16924鋼件的淬火與回火GB/T22561真空熱處理GB/T25745鑄造鋁合金熱處理GB/T32541熱處理質(zhì)量控制體系GB/T35351—2017增材制造術語GB/T37584鈦及鈦合金制件熱處理JB/T7712高溫合金熱處理GB/T7232、GB/T35351—2017界定的以及下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了GB/T35351—2017中的一些術語和定義。3.1.1利用聚焦熱能將材料同步熔化沉積的增材制造工藝。2GB/T39247—20203.1.2通過熱能選擇性地熔化/燒結粉末床區(qū)域的增材制造工藝。3.1.3隨爐樣品samplealongwithpartDED:定向能量沉積(DirectedEnergyDeposition)DED-Arc/M:以電弧為能量源、以金屬絲材為原材料的定向能量沉積工藝(Directedenergydeposi-tionofmetallicwiresusinganelectricarc)DED-EB/M:以電子束為能量源、以金屬絲材為原材料的定向能量沉積工藝(Directedenergysitionofmetallicwiresusinganelectronbeam)DED-LB/M:以激光為能量源、以金屬粉末為原材料的定向能量沉積工藝(Directedenergydepositionofmetallicpowdersusingalaserbeam)PBF:粉末床熔融(PowderBedFusion)PBF-LB/M:以激光為能量源、以金屬粉末為原材料的粉末床熔融工藝(Powderbedfusionofme-tallicmaterialsusingalaserbeam)4總則4.1增材制造金屬制件及隨爐樣品經(jīng)初步檢驗合格后方可進行熱處理。4.2對于帶有基材的粉末床熔融工藝制造的金屬制件，若增材部分與基材為同種材料，則按照6.6選擇熱處理制度；若增材部分與基材為非同種材料，可綜合評判后采用適宜的熱處理制度或按合同要求執(zhí)行。5一般要求5.1.1從事增材制造金屬制件熱處理生產(chǎn)、技術管理和質(zhì)量控制的人員應熟知本職業(yè)務，具有一定專5.1.2增材制造金屬制件熱處理操作人員、儀表員、檢驗員應按國家和行業(yè)相關規(guī)定進行培訓、考核，取得操作資質(zhì)。5.2.1增材制造金屬制件熱處理設備及其控制應符合GB/T32541的規(guī)定。加熱設備應安裝爐溫自動處理設備進行熱處理。增材制造金屬制件熱處理常用的加熱與冷卻設備、適用標準及特殊要求見表1。3GB/T39247—2020表1增材制造金屬制件的熱處理設備設備適用標準特殊要求空氣爐宜用于：零件加工余量≥1mm惰性氣氛保護爐氬氣：GB/T4842宜用于：a)零件加工余量<1mm;b)鋼件表面有脫碳控制要求真空爐壓升率：GB/T10066.1冷處理爐能達到規(guī)定溫度的冷凍箱冷卻裝置緩冷應配置砂箱、鐵箱等；風冷應配置吹風裝置5.2.3應按GB/T9452的規(guī)定對熱處理設備的爐溫均勻性進行定期測定。5.2.4不同熱處理工藝宜參考GB/T16923、GB/T16924、GB/T22561、GB/T25745、GB/T37584、JB/T7712等，選取符合GB/T32541中相應類別要求的熱處理設備進行熱處理。5.2.5按照GB/T32541的規(guī)定對熱處理設備進行周期檢驗。5.3安全衛(wèi)生增材制造金屬制件熱處理的安全衛(wèi)生應符合GB15735的規(guī)定。6過程控制6.1熱處理前準備6.1.1對粉末床熔融工藝制造的金屬制件進行熱處理前，應對支撐內(nèi)部粉末、零件內(nèi)腔粉末進行清理，防止熱處理結束后，支撐內(nèi)部及零件內(nèi)腔粉末燒結，增加清理難度。6.1.2使用非真空爐進行熱處理前，應對金屬制件表面附著的未熔顆粒、半熔化顆粒、氧化皮、表面污6.1.3使用真空爐進行熱處理前，金屬制件表面的氧化皮、指印、油印、水跡或其他任何污染物痕跡應清除干凈。工裝夾具全部表面的雜質(zhì)顆粒物、銹蝕產(chǎn)物、脫落氧化皮等可能污染爐膛的污物也應清除干凈。同時，應防止在高溫和高真空下金屬制件與工裝夾具因金屬間擴散而發(fā)生粘連和金屬制件表面的合金元素貧化現(xiàn)象。6.2金屬制件及隨爐樣品裝爐6.2.1按照合金牌號、幾何尺寸和熱處理制度分類裝爐。6.2.2應使熱處理件全部位于加熱設備的有效加熱區(qū)內(nèi)，相互之間保持一定的距離，確保爐內(nèi)氣氛能自由流動循環(huán)。應使全部熱處理件均勻地加熱和冷卻，應避免熱處理件直接與爐底板接觸。6.3升溫及保溫鋼制件熱處理的升溫及保溫參照GB/T16923、GB/T16924等標準的規(guī)定執(zhí)行。鈦合金制件熱處理的升溫及保溫參照GB/T37584等標準的規(guī)定執(zhí)行。鋁合金制件熱處理的升溫及保溫參照GB/T257454GB/T39247—2020等標準的規(guī)定執(zhí)行。高溫合金制件熱處理的升溫及保溫參照JB/T7712等標準的規(guī)定執(zhí)行。真空熱處理的升溫及保溫參照GB/T22561、GB/T25745、GB/T37584、JB/T7712等標準的規(guī)定執(zhí)行。6.4冷卻熱處理后的冷卻參考相應標準，可采用出爐冷卻或隨爐冷卻。出爐冷卻可采用空冷、風冷、淬火等方式。6.5熱處理后金屬制件清理6.5.1經(jīng)熱處理的金屬制件可采用噴砂、砂輪拋磨或機械加工等方法去除表面的氧化皮。6.5.2在惰性氣氛保護爐或真空爐中熱處理的金屬制件，表面若存在淺氧化色時，應予以清除。若表面存在嚴重氧化色時，應對熱處理工藝及過程對技術要求的符合性進行檢查確認。6.6熱處理制度6.6.1增材制造金屬制件所采用的熱處理制度，應充分考慮增材制造工藝和成形態(tài)組織特點，以保證處理后的金屬制件滿足需方的要求。表2列出了推薦的增材制造金屬制件熱處理制度，未列出的材料可參考傳統(tǒng)工藝制造金屬制件的熱處理標準或按合同要求執(zhí)行。6.6.2增材制造成形后的金屬制件，宜在24h內(nèi)進行去應力熱處理(例如退火)。6.6.3增材制造金屬制件熱處理的保溫時間可根據(jù)制件的最大截面厚度按表2選取，也可參照GB/T16923、GB/T16924、GB/T22561、GB/T25745、GB/T37584、JB/T7712等標準的規(guī)定執(zhí)行。表2增材制造金屬制件推薦熱處理制度合金牌號制造技術熱處理狀態(tài)熱處理溫度保溫時間冷卻方式要求TC4DED-LB/M去應力退火550℃~800℃0.5h～6h空冷、或爐冷、或爐冷至低溫后空冷DED-EB/M去應力退火550℃~650℃空冷或爐冷直接退火700℃~800℃空冷或爐冷雙重退火900℃~970℃空冷700℃~760℃空冷DED-Arc/M固溶900℃~960℃水淬或真空爐時效500℃~650℃空冷或爐冷或真空爐PBF-LB/M退火800℃~840℃爐冷或空冷固溶920℃~980℃空冷時效550℃~650℃空冷或水淬TC11DED-LB/M去應力退火530℃~750℃0.5h～6h空冷、或爐冷、或爐冷至低溫后空冷雙重退火900℃~1010℃0.5h～4h空冷或風冷500℃~600℃空冷5GB/T39247—2020表2(續(xù))合金牌號制造技術熱處理狀態(tài)熱處理溫度保溫時間冷卻方式要求TC11DED-EB/M退火530℃～580℃空冷或爐冷雙重退火930℃～980℃空冷4h～6h空冷DED-Arc/M雙重退火空冷或真空爐530℃～580℃空冷去應力退火600℃～850℃0.5h～6h空冷TA7DED-Arc/M退火空冷或真空爐TA15DED-LB/M去應力退火空冷、或爐冷、或爐冷至低溫后空冷雙重退火860℃～1000℃0.5h～4h空冷或風冷空冷、或爐冷至低溫后空冷A100DED-LB/M去應力退火180℃～450℃空冷正火870℃～910℃空冷高溫回火670℃～690℃空冷淬火870℃～910℃油冷或在1h～2h內(nèi)冷至65℃以下冷處理—78℃～—68℃空氣中回溫回火472℃～490℃空冷AF1410DED-LB/M去應力退火空冷正火870℃～910℃空冷高溫回火風冷淬火油冷或在1h～2h內(nèi)冷至65℃以下冷處理—78℃～—68℃空氣中回溫回火空冷DED-LB/M退火670℃～690℃空冷H13PBF-LB/M第一次回火空冷厚壁、大尺寸構件可延長保溫時間至4h第二次回火580℃～640℃空冷PBF-LB/M固溶830℃～880℃空冷時效460℃～520℃4h～6h空冷6GB/T39247—2020表2(續(xù))合金牌號制造技術熱處理狀態(tài)熱處理溫度保溫時間冷卻方式要求PBF-LB/M固溶930℃~980℃空冷時效680℃~740℃以40℃/h～60℃/h速率爐冷至620℃580℃~640℃空冷DED-Arc/M均勻化1070℃~1120℃空冷固溶930-℃~980℃空冷時效700℃~740℃以40℃/h～60℃/h爐冷至610℃~660℃后爐冷或空冷PBF-LB/M去應力退火850℃~900℃空冷或真空爐固溶1050℃~1150℃空冷建議氣氛爐或真空爐PBF-LB/M固溶1150℃~1250℃空冷建議氣氛爐或真空爐2219鋁合金DED-Arc/M固溶500℃~560℃水淬最長淬火轉移時間20s時效150℃~200℃爐冷AlSi10MgPBF-LB/M退火28