GB/T39247-2020
增材制造金属制件热处理工艺规范
Additivemanufacturing—Specificationforheattreatmentprocessofmetalparts
- 中国标准分类号（CCS）J36
- 国际标准分类号（ICS）25.030
- 实施日期2021-06-01
- 文件格式PDF
- 文本页数9页
- 文件大小605.42KB
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增材制造金属制件热处理工艺规范
国家标准 GB/T39247一2020 增材制造金属制件热处理工艺规范 Additivemanufhaeturing一speeifieatonforheattreatmentproeessofmealparts 2020-11-19发布 2021-06-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39247一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
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这些专利的责任
本标准由机械工业联合会提出
本标准由全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC562)归口
本标准起草单位;北京煜鼎增材制造研究院有限公司、西安赛隆金属材料有限责任公司、广东汉邦 激光科技有限公司、中机生产力促进中心,首都航天机械有限公司、珠海天威飞马打印耗材有限公司、湖 南华曙高科技有限责任公司、航空综合技术研究所、机械科学研究总院集团有限公司、西北工业大 学,航发北京航空材料研究院、广东省材料与加工研究所,北京航空航天大学、北京工业大学, 计量大学、浙江亚通焊材有限公司、深圳市威勒科技股份有限公司、北京遥感设备研究所、西北有色金属 研究院、山东创瑞增材制造产业技术研究院有限公司、哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司
本标准主要起草人;钱婷婷、朱纪磊,刘建业,薛莲、罗志伟、张涛、陈勃生、孙诗誉、单忠德、于君 梁家誉、黄正华、刘栋、曾勇、杨幽红,李海斌史金光、徐玄、,明宪良、刘楠、吕忠利,刘锦辉
GB/39247一2020 增材制造金属制件热处理工艺规范 范围 本标准规定了增材制造金属制件热处理工艺的一般要求、过程控制、检验和文件管理
本标准适用于增材制造金属制件的热处理
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB/T4842 敏 GB/T7232金属热处理工艺术语 GB/T9452热处理炉有效加热区测定方法 GB/T10066.1电热和电磁处理装置的试验方法第1部分;通用部分 GB15735金属热处理生产过程安全、卫生要求 GB/T16923钢件的正火与退火 GB/T16924钢件的溶火与回火 GB/T22561真空热处理 铸造铝合金热处理 GB/T25745 GB/T32541热处理质量控制体系 GB/T35351一2017增材制造 术语 GB/T37584钛及钛合金制件热处理 JB/T7712高温合金热处理 术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB/T7232.GB/T35351一2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件
为了便于使用,以下 重复列出了GB/T35351一2017中的一些术语和定义
3.1.1 定向能量沉积directedenergydeposition;DED 利用聚焦热能将材料同步熔化沉积的增材制造工艺
注，聚焦热能是指将能量源(例如激光,电子束,等离子束或电弧等)聚焦,熔化要沉积的材料 [GB/T353512017,定义2.2.2]
GB/T39247一2020 3.1.2 粉末床熔融powderbhelfusion;PBr 通过热能选择性地熔化/烧结粉末床区域的增材制造工艺
注:改写GB/T353512017,定义2.2.5
3.1.3 随炉样品samplealongwithpart 在零件或实物成形的同时,额外制备的同制造批次样坯或试样
3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件
DED;定向能量沉积(DirectedEnergyDeposition) DEDArc/M;以电弧为能量源、以金属丝材为原材料的定向能量沉积工艺(Direetedenergydeposi tionofmetallicwiresusinganeleetriearc) DEDEB/M:以电子束为能量源、.以金属丝材为原材料的定向能量沉积工艺(IiretedenerEydlepo sitionofmetalliewiresusinganeleetronbeam) DEDLB/M;以激光为能量源、以金属粉末为原材料的定向能量沉积工艺(Direetedenergy depositionofmetallicpowdersusingalaserbeam) PBF;粉末床熔融(PowderBedFusion PBF-LB/M;以激光为能量源、以金属粉末为原材料的粉末床熔融工艺(Powderbedfusionofme- alcmaterialsusinga" laserbeam) 总则 4.1增材制造金属制件及随炉样品经初步检验合格后方可进行热处理
4.2对于带有基材的粉末床熔融工艺制造的金属制件,若增材部分与基材为同种材料,则按照6.6选 择热处理制度;若增材部分与基材为非同种材料,可综合评判后采用适宜的热处理制度或按合同要求 执行
S 一般要求 5.1人员 5.1.1从事增材制造金属制件热处理生产、技术管理和质量控制的人员应熟知本职业务,具有一定专 业理论知识和实践经验
5.1.2增材制造金属制件热处理操作人员、仪表员、检验员应按国家和行业相关规定进行培训、考核， 取得操作资质
5.2设备 5.2.1增材制造金属制件热处理设备及其控制应符合GB/T32541的规定
加热设备应安装炉温自动 控制,记录和报警装置
5.2.2根据增材制造金属制件的尺寸、形状、加工余量、后处理工艺及热处理目的,选用适宜规格的热 处理设备进行热处理
增材制造金属制件热处理常用的加热与冷却设备、适用标准及特殊要求见表1
GB/39247一2020 表1增材制造金属制件的热处理设备 设备 适用标准 特殊要求 GB/T16923.GB/T16924.,GB/T25745 宜用于;零件加工余量>1mm GB/T37584、JB/T7712 GB/T16923,GB/T16924,GB/T25745、 GB/T37584、JB/T7712 惰性气氛保护炉 宜用于 氯气:GB/T4842 a 零件加工余量<1 mm; 钢件表面有脱碳控制要求 b GB/T22561 真空炉 压升率:GB/T10066.1 冷处理炉 GB/T16924 能达到规定温度的冷冻箱 冷却装置 GBT 16924,GB/T22561,GB/T3254缓冷应配置砂箱,铁箱邻;风冷应配置吹风装置 5.2.3应按GB/T9452的规定对热处理设备的炉温均匀性进行定期测定
5.2.4不同热处理工艺宜参考GB/T16923,GB/T16924.GB/T22561.GB/T25745、GB/T37584、 JB/T7712等,选取符合GB/T32541中相应类别要求的热处理设备进行热处理
5.2.5按照GB/T32541的规定对热处理设备进行周期检验
5.3安全卫生 增材制造金属制件热处理的安全卫生应符合GB15735的规定
过程控制 6.1热处理前准备 6.1.1对粉末床熔融工艺制造的金属制件进行热处理前,应对支撑内部粉末,零件内腔粉末进行清理， 防止热处理结束后,支撑内部及零件内腔粉末烧结,增加清理难度
6.1.2使用非真空炉进行热处理前,应对金属制件表面附着的未熔颗粒、半熔化颗粒、氧化皮,表面污 染物等进行清理,可采用机械清理、喷砂 、砂轮抛磨或机械加工等清理方法
6.1.3使用真空炉进行热处理前,金属制件表面的氧化皮、指印、油印,水迹或其他任何污染物痕迹应 清除干净
工装夹具全部表面的杂质颗粒物、锈蚀产物脱落氧化皮等可能污染炉膛的污物也应清除干 净
同时,应防止在高温和高真空下金属制件与工装夹具因金属间扩散而发生粘连和金属制件表面的 合金元素贫化现象 6.2金属制件及随炉样品装炉 6.2.1按照合金牌号、几何尺寸和热处理制度分类装炉
6.2.2应使热处理件全部位于加热设备的有效加热区内,相互之间保持一定的距离,确保炉内气氛能 自由流动循环
应使全部热处理件均匀地加热和冷却,应避免热处理件直接与炉底板接触
6.3升温及保温 钢制件热处理的升温及保温参照GB/T16923,GB/T16924等标准的规定执行
钛合金制件热处 理的升温及保温参照GB/T37584等标准的规定执行
铝合金制件热处理的升温及保温参照GB/T25745
GB/T39247一2020 等标准的规定执行
高温合金制件热处理的升温及保温参照JB/T7712等标准的规定执行
真空热处 理的升温及保温参照GB/T22561,GB/T25745,G;B/T37584JB/T7712等标准的规定执行
6.4冷却 热处理后的冷却参考相应标准,可采用出炉冷却或随炉冷却
出炉冷却可采用空冷、风冷、淖火等 方式 6.5热处理后金属制件清理 6.5.1经热处理的金属制件可采用喷砂,砂轮抛磨或机械加工等方法去除表面的氧化皮
6.5.2在惰性气氛保护炉或真空炉中热处理的金属制件,表面若存在浅氧化色时,应予以清除
若表 面存在严重氧化色时,应对热处理工艺及过程对技术要求的符合性进行检查确认
6.6热处理制度 6.6.1增材制造金属制件所采用的热处理制度,应充分考虑增材制造工艺和成形态组织特点,以保证 处理后的金属制件满足需方的要求
表2列出了推荐的增材制造金属制件热处理制度,未列出的材料 可参考传统工艺制造金属制件的热处理标准或按合同要求执行
6.6.2增材制造成形后的金属制件,宜在24h内进行去应力热处理(例如退火)
6.6.3增材制造金属制件热处理的保温时间可根据制件的最大截面厚度按表2选取,也可参照 GB/T16923,GB/T16924.GB/T22561,GB/T25745、GB/T37584、JB/T7712等标准的规定执行
表2增材制造金属制件推荐热处理制度 合金牌号 制造技术 热处理状态 热处理温度 保温时间 要求 冷却方式 空冷、或炉冷、或炉 DEDLB/M去应力退火 550C一800 0.5h一6h 冷至低温后空冷 550650C 2h5h 去应力退火 空冷或炉冷 直接退火 700C800C 2h5h 空冷或炉冷 DEEB/M 900C970O 空冷 双重退火 700C~760C 空冷 1h3h TC4 建议气氛炉 900960 1h3h 固溶 水溶 或真空炉 DE:DArc/M 建议气氛炉 500“C一650C 2h~8h 时效 空冷或炉冷 或真空炉 800C840C 退火 2h4h 炉冷或空冷 PBF-LB/M 固浴 >1h 920C980O 空冷 时效 550C650 2h6h 空冷或水悴 空冷、或炉冷,或炉 530C750C 去应力退火 0.5h6h 冷至低温后空冷 TC1 DED-LB/M 9001010C 0.5h4h空冷或风冷 双重退火 500C~600C 2h~6h 空冷
GB/39247一2020 表2(续 制造技术 合金牌号 热处理状态 热处理温度 保温时间 冷却方式 要求 退火 530C580C 2h~5h 空冷或炉冷 C DED-B/M 930"C一980 空冷 1h一3h 双重退火 530C580C 4h一6h 空冷 TC11 建议气氛炉 C 930C980 1h3h 空冷 或真空炉 双重退火 DEDArc/M 530580C 2h12h 空冷 去应力退 600850C 0.5h6h空冷 建议气氛炉 700C850C 空冷 TA7 DEDArc/M 退火 1h4h 或真空炉 空冷、或炉冷、或炉 去应力退火 600C850C 1h一4h 冷至低温后空冷 TAl5 DED-IB/M 8601000C 0.5h4h空冷或风冷 双重退火 空冷、或炉冷至低温 700C800C 1h一4h 后空冷 180"450 去应力退火 2h4h 空冷 870"一910 空冷 1h 正火 670一690C >16h 空冷 高温回火 A100 DED-ILB/M 油冷或在1h2h 870C910c >！ h 淬火 内冷至65C以下 冷处理 -78 -68 >lh 空气中回温 回火 472490C 5h~8h 空冷 去应力退火 180C一450 2h~4h 空冷 870C910 >lh 空 冷 正火 665C690C >6h 风冷 高温回火 AF1410 DED-lB/M 油冷或在1h2h 830"870 >lh 淬火 内冷至65C以下 冷处理 一78一68 >lh 空气中回温 回火 500515C 5h 空冷 c690c 退火 670 DEDIB/M 1Crl7Ni2 >6h 空冷 第 -次回火 530C一580C 空冷 厚壁、大尺寸 1h3h H13 PBF-LB/M 构件可延长保 580C640 第二次回火 空冷 1h~3h 温时间至4h 830C880C >1h 固溶 空冷 18Ni300 PBF-LB/M 时效 460C520C 4h6h 空冷
GB/T39247一2020 表2(续 合金牌号 制造技术 热处理状态 热处理温度 保温时间 冷却方式 要求 固溶 930"980C >1h 空冷 以40C/h -60C/ PBF-1B/M 680740C 6h~10h 速率炉冷至620 时效 580C640 空冷 6h一l0h GH4169 1070C~1120 空冷 均匀化 lh3h 固溶 930980C >1h 空冷 DEDArc/M 以40笔/h一0c 时效 700C740C 6h10h炉冷至610C660 后炉冷或空冷 建议气氛炉 去应力退火 850C900 >1h 空冷 或真空炉 GH3625 PBF-IB/M 建议气氛炉 固溶 1050~1150C 1h4h 空冷 或真空炉 建议气氛炉 GH3536 PBF-IB/M 1150 固浴 Cl250C 2h4h 空冷 或真空炉 最长悴火转 固溶 500C一560C 0.5h一6h水部 移时间20s 2219铝合金DEDArc/M 时效 炉冷 150C200O 2h5h 退火 280C330 2h6h 炉冷 去应力时效 150C200C 2h8h 空冷 AISi1oMg PBF-IB/M C " 固溶 500 -550 1h一4h 恒温水冷 水温45C 时效 150"200C 2h8 空冷 最长淖火转 500C560 6h10h 水咨 固溶 移时间25s ZLll4A DEDArc/M 时效 125C200C 5hl0h 空冷 检验 热处理对增材制造金属制件的表面状态、致密度、显微组织,力学性能等有影响,应按照需方要求的 项目进行检验
8 文件管理 增材制造金属制件热处理后,应及时填写热处理工艺档案并随件移交
热处理工艺档案应包括但 不限于以下信息
GB/39247一2020 热处理设备信息; a b 热处理制度; 实施单位及操作人信息; c d)热处理炉升温速率,保温温度、保温时间冷却速率,冷却方式信息 热处理件信息; e fD 检测报告
相关原始记录按金属制件质量档案保存年限，一般保留时间不少于5年
增材制造金属制件热处理工艺规范GB/T39247-2020解读
引言：
随着科技的不断进步，增材制造技术成为当今制造领域的热门话题。在增材制造金属制件的过程中，需要对其进行热处理，以达到理想的性能和组织结构。因此，国家标准化技术委员会制定了GB/T39247-2020标准，对增材制造金属制件热处理工艺进行了规范。
标准概述：
GB/T39247-2020是针对增材制造金属制件热处理工艺的规范标准。该标准从金属制件热处理的基本原理、热处理设备、热处理工艺参数和热处理质量控制等方面出发，对金属制件的热处理工艺进行了详细规定。同时，标准还考虑了增材制造过程中金属材料的特殊性质，对热处理工艺的参数进行了一定的调整和优化。
热处理工艺：
标准中提到的增材制造金属制件热处理工艺主要包括以下几个方面：
- 预热处理：对制件进行适当的预热，以提高其变形能力。
- 正火/回火处理：通过控制加热温度和保温时间，使制件达到理想的组织结构和性能。
- 淬火处理：将制件迅速冷却，以使其获得理想的硬度和强度。
实施建议：
标准中还给出了具体的实施建议，主要包括以下几点：
- 根据制件材料、形状和尺寸等因素确定相应的热处理工艺。
- 控制热处理设备的温度和气氛等参数，确保制件的热处理质量。
- 对热处理质量进行检测和评估，及时发现并解决问题。
结论：
GB/T39247-2020标准为我们提供了有效的增材制造金属制件热处理工艺规范，其内容全面、系统，值得广大专业人士借鉴。在实践中，我们应根据具体情况选择相应的热处理工艺，确保制件的性能和组织结构达到理想状态。
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