3D打印用镍粉检测详解，增材制造企业可参考

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2021-04-07

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21世纪"工业4.0” 一直都是国家战略的重要发展方向。3D打印技术以其高度灵活性，可定制化，可加工复杂构件等等优点，被应用在生物医疗、汽车制造、机械制造、航空航天等领域。当然，可用于3D打印的材料有很多，如塑料、橡胶、石有、尼龙等等领域。

　　21世纪"工业4.0” 一直都是国家战略的重要发展方向。3D打印技术以其高度灵活性，可定制化，可加工复杂构件等等优点，被应用在生物医疗、汽车制造、机械制造、航空航天等领域。当然，可用于3D打印的材料有很多，如塑料、橡胶、石有、尼龙等等领域，不过随着人们对金属材料的不断研究，增材制造工艺技术的不断发展，镍粉以其良好的可塑性能、耐腐蚀性能、磁性能等优点，被广泛应用在电镀工业、机械设备、飞机雷达等制造业上。而且凭借这独特的理化性能，镍粉还可以用于制造电池的电极材料、化工催化剂、焊丝、磁性材料等灯产品，甚至微米级的镍粉还可以作为粘结剂或冶金添加剂，用来制造硬质合金。

　　我国有关镍粉检测标准有很多，比如GB/T 19588-2004《纳米镍粉》、GB/T 5247-2012《电解镍粉》、GB/T7160《羰基镍粉》、YS/T 1338-2019《电容器电极镍粉》、YS/T 218-2011《超细羰基镍粉》、YS/T717-2009《雾化镍粉》、YS/T 889-2013《粉末冶金用再生镍粉》、YS/T 925-2013《还原镍粉》等等。可供参考相关镍标准有GB/T5235《加工镍及镍合金化学成分和产品形状》、GB/T20507 《球形氢氧化镍》、GB/T 26016《高镍》。国外标准有ASTMA494/A494M、ASTM B906。虽然相关标准有很多，但是用于增材制造的镍粉标准却尚未制定。

　　标准缺失带来的一大问题就是质量参差不齐。由于制备镍粉的工艺较多，比如喷雾热分解法、液相还原法、羰基镍热分解法、真空热分解法、机械球磨、气相还原法、电解法、加压还原法等等。这类工艺制造的镍粉粒度虽然较细，但是尺寸效应明显，而且球形较差，粉体表面缺陷较多，不能满足要求苛刻的3D打印增材制造。当然，随着技术的发展，霭化制粉工艺和等离子旋转电极制粉工艺等雾化法制备的镍粉也被开发出来。这类镍粉通常表面光洁度好、缺陷低、相对雾化方式低、球形度高，非常适用于对粒度、流动性要求严格的增材制造及粉末治金行业。

　　如何保证增材制造用的镍粉质量就成为各方关注的问题。生产企业想要批量生产高品质的镍粉，增材制造行业想要加工合格零件满足工艺需求，政府执行监督抽查都需要参考的标准规范。为了方便大家在做3D打印用镍粉检测时，制定科学的检测方案，费尔小编在综合查阅了相关资料后，推荐大家可以主要做镍粉的化学成分分析、粒度振实密度、松装密度、流动性等关键指标。

　　化学成分分析

　　通常镍粉的主要成分为镍，这一点毋容置疑。其他杂质元素可以检测钴、铜、铁、锰、锌、钙、镁、硅、钠、铅、碳、氧、硫等含量。以上元素检测方法可参考GB/T8647系列标准。氧可参考GB/T 11261标准。当然，镍元素作为主要成分，我们建议检测指标可要求为99.9%、99.4%、 99.0%三个等级。

　　粒度检测

　　粒度检测可以参考使用干筛分法、激光衍射法，具体检测指标可根据适用领域来区分。如用于粉末床激光熔融增材制造领域，粒度检测范围可为15 ~53μm;于粉末床电子束熔化增材制领域，粒度范围可为45 ~ 150μm;用于定向能量沉积增材制造领域，粒度范围可为30 ~ 250μm。

　　松装密度检测

　　由于在增材制造过程中，镍粉相当于处在自由填充的状态，所以通过检测代表粉末自由填充单位容积质量的松装密度，就可以了解镍粉对于增材制造零件的致密度影响程度。参考指标为松装密度应不于5.0g/cm3。

　　振实密度检测

　　振实密度相对于松装密度主要是粉末多种物理性能和工艺性能的综合体现，它代表的是粉末在容器中经过机械振动达到较理想排列状态的集体密度。振实密度越大，说明粉末的相对流动性越好增材制造用镍粉末的振实密度参考检测指标应不小于5.6g/cm3。

　　流动性检测

　　增材制造用镍粉的流动性可参考使用标准漏斗法(霍尔流速计)检测。流动性一般是测量一定量粉末流过标准漏斗孔径所需要的时间。流动性数值越小，流动性越好。当然粒度、湿度、静电以及粉末都会影响粉末的流动特性。对于需要铺粉或送粉的增产制造I艺，流动性也是影响最终成品质量的关键指标之一。参考检测指标可以要求流动性应不大于15s/50g。

　　以上便是3D打印用镍粉检测的相关参考知识，增材制造企业可酌情参考。根据相关资料显示，国家已经开始着手制定增材制造用镍粉的标准工作。由国内技术领军企业带头，结合增材制造用镍粉的生产、检测数据、结合企业具体的生产情况，通过分析汇总，相信不久的将来，我们就会看到相关标准的发布。

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