高溫合金用精煉鎳編制說明

《高溫合金用精煉鎳》團體標準編制說明《高溫合金用精煉鎳》標準起草小組二0二四年十月目錄TOC\o"1-3"\h\u31185一、任務來源 《高溫合金用精煉鎳》團體標準報批稿編制說明一、任務來源金川集團股份有限公司聯(lián)合國家知名高溫合金研發(fā)制造單位（主要有中國航發(fā)北京航空材料研究院、北京鋼研高納科技股份有限公司等），根據(jù)市場和客戶需求，提出《高溫合金專用鎳》行業(yè)標準的立項計劃。在2023年4月24日~4月27日，全國有色金屬標準化技術委員會在武漢召開“關于召開有色金屬標準項目論證會暨標準制修訂工作會議”，該擬定標準經(jīng)過有關專家討論和論證，提出了一些可借鑒的意見和建議，并形成了最終稿。后經(jīng)國家工信部審核后給出的最終意見是：“建議制定團體標準”；并將標準名稱改為：高溫合金用精煉鎳（與高溫合金用精煉鈷對應）。按照國家工信部意見，并結(jié)合高溫合金用鎳生產(chǎn)及市場需求實際情況，本次提出制定《高溫合金用精煉鎳》團體標準。二、立項依據(jù)按照國家工信部的審核意見，在充分借鑒國內(nèi)最知名的高溫合金研發(fā)與制造單位（中國航發(fā)北京航空材料研究院）2022年制定的高溫合金專用鎳企業(yè)標準（Q/6S4344-2022），又結(jié)合電解鎳新修訂國標（GB/T6516-2010）、電鍍專用鎳行業(yè)標準（YS/T1643-2023）、金川高溫合金專用鎳企標（Q/YSJCCP-0056-2016）等情況，并廣泛吸收國內(nèi)其他知名高溫合金研發(fā)制造企業(yè)意見和建議，擬定了本《高溫合金用精煉鎳》團體標準。三、項目編制組單位簡況3.1主要參編單位情況（1）金川集團股份有限公司標準主編單位金川集團股份有限公司，是甘肅省人民政府控股的特大型采、選、冶、化、深加工聯(lián)合企業(yè)，主要生產(chǎn)鎳、銅、鈷、鉑族貴金屬及有色金屬壓延加工產(chǎn)品、化工產(chǎn)品、有色金屬化學品、有色金屬新材料等；擁有世界第三大硫化銅鎳礦床，是中國最大、世界領先的鎳鈷生產(chǎn)基地和鉑族金屬提煉中心，集團擁有世界第五座、亞洲第一座鎳閃速熔煉爐，世界首座銅合成熔煉爐，世界首座富氧頂吹鎳熔煉爐，世界上連續(xù)回采面積最大的機械化下向充填采礦法等國際領先的裝備和工藝技術，在全球同行業(yè)中具有較強影響力。自建廠以來，金川集團依靠科技進步和強化企業(yè)管理逐步走上高質(zhì)量發(fā)展的道路。1995年金川“金駝”牌電解鎳在倫敦有色金屬交易所注冊；1997年被認定為首屆中國馳名商標；2001年通過中國質(zhì)量認定中心ISO9002質(zhì)量體系認證審核；2005年“金駝”牌電解鎳榮獲“中國名牌產(chǎn)品”、“國家免檢產(chǎn)品”稱號；2007年“金駝”牌電解鎳被中國質(zhì)量協(xié)會評為用戶滿意產(chǎn)品；2018年“礦產(chǎn)鎳”被評為全國“制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品”。2023年，金川集團鎳產(chǎn)量居世界第三，鈷產(chǎn)量居世界第五，礦產(chǎn)鉑族金屬產(chǎn)量亞洲第一，銅產(chǎn)量國內(nèi)第四。2024年，集團位列《財富》世界500強第300位，《財富》中國500強第78位，中國企業(yè)500強第78位。（2）中國航發(fā)北京航空材料研究院中國航發(fā)北京航空材料研究院成立于1956年5月，是國家“一五”計劃156個重點建設項目之一。中國航發(fā)北京航空材料研究院是主要從事航空先進材料應用基礎研究、材料研制與應用技術研究和工程化技術研究的綜合性科研機構，是國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分。中國航發(fā)航材院已形成涉及17個材料技術領域70個專業(yè)，擁有10個國家級和18個省部級重點實驗室及工程中心，4條國家級生產(chǎn)示范線，具有完整的材料、工藝、檢測技術體系。覆蓋金屬材料、非金屬材料、復合材料，材料制備與工藝，材料性能檢測、表征與評價，提供標準化、失效分析和材料數(shù)據(jù)庫等行業(yè)服務，擁有完整的材料、制造、檢測技術體系和豐富的技術積累。

（3）北京鋼研高納科技股份有限公司北京鋼研高納科技股份有限公司是由原鋼鐵研究總院（現(xiàn)更名為中國鋼研科技集團公司）發(fā)起、深圳市東金新材料創(chuàng)業(yè)投資有限公司、北京金基業(yè)工貿(mào)集團、無錫西姆萊斯特種鋼管有限公司、西子聯(lián)合控股有限公司參股的高新技術企業(yè)。代表了國內(nèi)高溫合金母合金生產(chǎn)及精鑄件生產(chǎn)的先進水平，可為航空、航天、能源、汽車、石化、醫(yī)療、環(huán)保等部門提供30余種高溫合金母合金、各種無余量特種材料精密鑄件及CA精鑄件和部分變形高溫合金產(chǎn)品。

主編單位（金川集團股份有限公司）在標準的編制過程中，能積極主動收集國內(nèi)外高溫合金用鎳的相關標準，并到一些有代表性的高溫合金研發(fā)及制造企業(yè)（如中國航發(fā)北京航空材料研究院、北京鋼研高納科技股份有限公司、西部超導材料股份有限公司、撫順特殊鋼股份有限公司、安泰科技股份有限公司、寶武特種冶金有限公司、北冶功能材料有限公司等）進行調(diào)研并收集現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，根據(jù)了解現(xiàn)場的實際情況，編制實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，公司能夠帶領編制組成員單位認真細致編制標準文本，征求多家科研院所及制造企業(yè)的修改意見，帶領編制組最終完成標準的起草編制工作。3.2主要工作成員及工作職責分工本標準主要起草人及工作職責見表1。表1主要起草人及工作職責起草人單位職務/職稱主要工作內(nèi)容張本軍金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠高級工程師負責項目立項、文本起草、項目溝通、評審匯報、意見征詢和文件修改完善等工作。陳勝利金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠總工程師負責文件草案審閱、項目溝通、評審匯報和項目進度管控工作。張四增金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠高級工程師負責標準數(shù)據(jù)統(tǒng)計、歸納分析、文本起草、評審匯報及文件修改完善等工作。于英東金川集團鎳鈷有限公司總經(jīng)理負責項目提出、論證、全面指導工作。楊貴嚴金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠副廠長負責項目論證、技術指導工作。李瑞基金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠副廠長負責項目營銷、技術指導工作。周海榮金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠主任負責項目產(chǎn)品的技術、研發(fā)管理工作。陳濤金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠主任負責項目產(chǎn)品的生產(chǎn)組織、研發(fā)管理、指導工作。張峰瑞金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠副主任負責項目產(chǎn)品的生產(chǎn)組織、技術研發(fā)工作。閆剛剛金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠主任負責項目產(chǎn)品的生產(chǎn)組織、質(zhì)量管理工作。衛(wèi)媛金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠副主任負責項目產(chǎn)品的生產(chǎn)組織、研發(fā)工作。周磊中國航發(fā)北京航空材料研究院教授級高工協(xié)助項目論證、數(shù)據(jù)分析、文件起草等工作。**北京鋼研高納科技股份有限公司協(xié)助項目論證、數(shù)據(jù)分析、文件起草等工作。肖樂樂金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠工程師負責項目產(chǎn)品研發(fā)、技術質(zhì)量等工作。吳帥錦全國有色金屬標準化技術委員會工程師負責起草文本內(nèi)容指導把控。王焱金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠中級經(jīng)濟師負責項目產(chǎn)品市場調(diào)研、意見征集工作。楊柳青金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠工程師負責項目任務管理工作。段長德金川集團鎳鈷有限公司鎳冶煉廠工程師負責項目文本排版及打印工作。馬婷金川集團公司科技與數(shù)字化部副經(jīng)理負責項目任務管理工作。趙金蓮金川集團公司檢測中心主任負責項目產(chǎn)品品質(zhì)檢測管理工作。3.3文件編制過程3.3.1標準制定的必要性分析國外電解鎳產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)及品牌主要有：英科、挪威、日本住友、法鎳、俄鎳等；國內(nèi)電解鎳產(chǎn)品的主要生產(chǎn)企業(yè)有金川集團公司、新疆阜康鎳冶煉廠、吉恩鎳業(yè)等。國內(nèi)鎳主要按照《電解鎳》（GB/T6516-2010）組織生產(chǎn)，分析的微量元素是Co、C、Si、P、S、Fe、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb、Pb、Bi、Mg、Mn、Al等17種，國外對高溫合金用鎳化學成分要求更為嚴格，在上述基礎上，根據(jù)產(chǎn)品性能不同，關注的雜質(zhì)元素達40個，甚至更多。目前，國際市場上每年消費高溫合金材料近30萬噸，我國每年高溫合金需求量達5.3萬噸以上，其中鎳基高溫合金占比80%（約4.2萬噸/年），用鎳量約2.5萬噸/年。我國高溫合金目前處于快速發(fā)展期，需求量在逐年上升。中國每年進口高溫合金產(chǎn)品達到2萬噸，但高端應用領域國產(chǎn)化率不到40%。美國、歐洲的高溫合金市場已經(jīng)較為成熟，未來的市場增量主要來源于中國，中國高溫合金市場規(guī)模年增速保持在20-30%。目前，我國高溫合金用鎳量約2.5萬噸/年，并且需求量在逐年上升。未來20年，中國高溫合金需求預計到達35萬噸以上，對應鎳量21萬噸。國內(nèi)目前無相應的高溫合金用鎳國家標準或行業(yè)標準。國內(nèi)鎳制造企業(yè)均按照各自的企業(yè)標準進行高溫合金用精煉鎳的生產(chǎn)與銷售，而高溫合金制造企業(yè)又根據(jù)自身需求制定高溫合金用鎳企標，并且鎳制造企業(yè)及高溫合金制造企業(yè)各自的企標技術要求差別較大，供需雙方不能較好的進行產(chǎn)品對接。因此，鑒于高溫合金用鎳行業(yè)特有性質(zhì)以及市場需求，同時為與《電解鎳》國標（GB/T6516-2010）、《電鍍專用鎳》行業(yè)標準（YS/T1643-2023）協(xié)調(diào)和配套，亟需制定高溫合金用精煉鎳團體標準，以滿足高溫合金用精煉鎳生產(chǎn)企業(yè)和高端高溫合金研發(fā)制造企業(yè)的使用需求。本項目符合《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中三、發(fā)展方向（一）先進基礎材料中的先進有色金屬材料：“加快推動先進基礎材料工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，重點突破材料性能及成分控制、生產(chǎn)加工及應用等工藝技術，不斷優(yōu)化品種結(jié)構，提高質(zhì)量穩(wěn)定性和服役壽命，降低生產(chǎn)成本，提高先進基礎材料國際競爭力?！?.3.2市場調(diào)研金川集團股份有限公司采用了發(fā)函調(diào)研的方式對部分高溫合金研發(fā)制造單位進行了調(diào)研，并前往中國航發(fā)北京航空材料研究院、北京鋼研高納科技股份有限公司、西部超導材料股份有限公司、撫順特殊鋼股份有限公司、寶武特種冶金有限公司、北冶功能材料有限公司等相關企業(yè)進行了實地走訪調(diào)研，具體內(nèi)容為：了解企業(yè)高溫合金用鎳的品質(zhì)、檢測及應用，與企業(yè)技術人員深入討論技術標準的具體技術要求，參觀企業(yè)現(xiàn)場工作情況，根據(jù)此次調(diào)研情況，整理編制形成標準討論稿。3.3.3第一次標準工作會議本擬定標準（《高溫合金專用鎳》）首次按照行業(yè)標準提交。2023年4月24日~4月27日，全國有色金屬標準化技術委員會在武漢召開“關于召開有色金屬標準項目論證會暨標準制修訂工作會議”，該擬定標準經(jīng)過有關專家討論和論證，提出了一些可借鑒的意見和建議，并形成了最終稿。后經(jīng)國家工信部審核后給出的最終意見是：“建議制定團體標準”。并將標準名稱改為：高溫合金用精煉鎳（與高溫合金用精煉鈷對應）。四、文件編制原則本文件制定是在保證文件實用性、可操作性、配套性和前瞻性等原則基礎上，根據(jù)高溫合金鎳用戶需求、結(jié)合鎳原料和生產(chǎn)工藝實際，通過制訂《高溫合金用精煉鎳》標準，對產(chǎn)品分類、技術要求、試驗方法、檢測規(guī)則及包裝、標志、運輸、貯存等內(nèi)容作出詳細規(guī)定，保證產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售全過程受控。通過廣泛調(diào)研高溫合金用鎳行業(yè)中高端用戶需求，并對比分析高溫合金專用鎳生產(chǎn)企業(yè)實際情況，結(jié)合鎳原料及生產(chǎn)工藝實際，對比分析近幾年鎳原料雜質(zhì)含量、生產(chǎn)過程控制及產(chǎn)品化學成分和物理外觀質(zhì)量的統(tǒng)計分析，擬定出高溫合金用精煉鎳團體標準，滿足供需雙方需求，可操作性強。文件的編寫按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構和編寫》的要求進行，符合團體標準編制要求。五、確定文件主要技術內(nèi)容（如技術指標、參數(shù)等）的依據(jù)5.1生產(chǎn)過程14053_WPSOffice_Level25.1.1產(chǎn)品來源高溫合金用精煉鎳由硫化鎳陽極板通過可溶陽極電解工藝或高冰鎳采用“浸出、萃取、不溶陽極電積”工藝產(chǎn)出。7677_WPSOffice_Level25.1.2工藝流程（1）電解鎳工藝流程電解鎳一般采用“硫化鎳可溶陽極電解”工藝生產(chǎn)。以“硫酸鹽-氯化物”為電解質(zhì)，以高锍陽極板為陽極，以鎳始極片為陰極，在電解直流電的作用下，陽極不斷氧化溶解，溶液中鎳離子在陰極始極片上還原析出，形成最終產(chǎn)品—電解鎳。電解過程產(chǎn)出的含雜質(zhì)較高的陽極液經(jīng)凈化除雜后，作為陰極液返回電解工序。（2）電積鎳工藝流程電積鎳一般采用“浸出、萃取、不溶陽極電積”工藝。原料主要為高冰鎳（水淬）經(jīng)磨礦、浸出、萃取等過程，產(chǎn)出合格陰極液送電積工序；以硫酸鎳或氯化鎳溶液為電解質(zhì)，以惰性電極為陽極，以鎳始極片為陰極，在直流電的作用下，溶液中鎳離子在鎳始極片上還原析出，形成最終產(chǎn)品—電積鎳。電積過程產(chǎn)出的陽極液返回前段浸出工序或經(jīng)過中和、除鉛，返回電積工序。733_WPSOffice_Level25.1.3主要反應（1）電解鎳陽極：Ni-2e=Ni2+陰極：Ni2++2e=Ni2H++2e=H2↑（微量）（2）電積鎳陽極（硫酸體系）：H2O-2e=1/2O2↑+2H+陽極（氯化體系）：Cl-＋2e=Cl2陰極：Ni2++2e=Ni2H++2e=H2↑（少量）5.2制定依據(jù)、制定內(nèi)容14053_WPSOffice_Level25.2.1制定依據(jù)本標準主要依據(jù)國內(nèi)最知名的高溫合金研發(fā)與制造單位（中國航發(fā)北京航空材料研究院2022年發(fā)布的高溫合金專用鎳新企業(yè)標準（Q/6S4344-2022）），又結(jié)合電解鎳新修訂國標（GB/T6516-2010）、電鍍專用鎳行業(yè)標準（YS/T1643-2023）、金川高溫合金專用鎳企標（Q/YSJCCP-0056-2016）情況，并廣泛吸收國內(nèi)其他知名高溫合金研發(fā)制造企業(yè)意見和建議，擬定本《高溫合金用精煉鎳》團體標準。14053_WPSOffice_Level25.2.2制定內(nèi)容本標準內(nèi)容具體見表2。表2高溫合金專用鎳有關標準及擬定標準對照表標準類別電解鎳（GB/T6516-2010）電鍍專用鎳行標（YS/T1643-2023）金川高溫合金專用鎳(Q/YSJCCP-0056-2016)北京航材院（Q/6S4344-2022）擬定高溫合金用精煉鎳標準ABCNi9999Ni9996Ni9997Ni9997Ni9999Ni9996Ni+Co，不小于99.9999.9699.9799.9799.9999.9699.9999.9799.96雜質(zhì)含量/%，不大于Co0.0050.020.020.020.0050.0050.0050.0050.02C0.0050.010.010.010.0020.0050.0020.0050.01Si0.0010.0020.0020.0020.0010.0020.0010.0020.002P0.0010.0010.0010.00050.00020.00020.00020.00020.001S0.0010.0010.0010.00050.00050.00050.00050.00050.001Fe0.0020.010.0040.010.0020.0050.0020.0050.008Cu0.00150.010.0050.0050.00150.0030.00150.0030.008Zn0.0010.00150.00080.00080.0010.0010.00080.00080.001As0.00080.00080.00080.00080.00050.00050.00050.00050.0008Cd0.00030.00030.00030.00030.00020.00020.00020.00020.0003Sn0.00030.00030.00030.00030.00010.00010.00010.00010.0003Sb0.00030.00030.00030.00030.00010.00010.00010.00010.0003Pb0.00030.00150.00080.00080.00010.00010.00010.00050.001Bi0.00030.00030.00030.00030.000020.000030.000020.00010.0003Mg0.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.001Al0.001-0.0010.0010.0010.0010.0010.0010.001Mn0.001-0.0010.0010.00050.00050.00050.00050.001Se0.00010.00020.00010.0002-Te0.000050.000050.000050.0001-Tl0.000050.00010.000050.0001-O0.0050.0050.005--N0.00050.00050.0005--Ag0.00010.00010.00010.0001-注：鎳加鈷含量由減量法確定。（擬定的高溫合金用精煉鎳標準只區(qū)分A級、B級、C級，不分牌號。）高溫合金專用鎳外觀質(zhì)量要求（與國標Ni9996一致）：（1）高溫合金專用鎳塊狀鎳板均應洗凈表面及夾層內(nèi)電解液，表面潔凈，無污泥油污等。（2）高溫合金專用鎳塊狀鎳板不得有樹枝狀結(jié)粒及密集氣孔（允許修整）。（3）高溫合金專用鎳塊狀鎳板表面不得有直徑大于3mm的密集氣孔，直徑3mm密集氣孔區(qū)總面積不得超過鎳板單面面積的15%。（4）高溫合金專用鎳塊狀鎳板表面高度大于3mm的密集結(jié)粒區(qū)總面積不得超過鎳板單面積15%。注：25mm×25mm鎳板面積上有9個以上氣孔或結(jié)粒稱為密集氣孔區(qū)或密集結(jié)粒區(qū)。有關說明：（1）上述擬訂《高溫合金精煉鎳》標準中，高溫合金用精煉鎳A級品在北京航材院（Q/6S4344-2022）Ni9999牌號的基礎上，更加嚴格了對Zn的限量要求（Zn由0.001%嚴格至0.0008%），其它元素未作變動；A級高溫合金用精煉鎳主要適用于高端航天、軍工高溫合金領域。（2）高溫合金用精煉鎳B級品在北京航材院（Q/6S4344-2022）Ni9996牌號的基礎上，嚴格了對Zn的要求（由0.001%嚴格至0.0008%），適當放寬了對Pb、Bi、Te的要求（Pb、Bi、Te分別由0.0001%、0.00003%、0.00005%放寬至0.0005%、0.0001%、0.0001%），取消了對N、O的限量要求；B級高溫合金專用鎳主要適用于普通軍工領域。（3）高溫合金用精煉鎳C級品化學成分是在電解鎳國標（GB/T6516-2010）Ni9996牌號的基礎上，提高了對雜質(zhì)元素Fe、Cu、Zn、Pb限量要求（Fe、Cu、Zn、Pb分別由Ni9996中的0.01%、0.01%、0.0015%、0.0015%嚴格至0.008%、0.008%、0.0008%、0.0008%），并增加了對雜質(zhì)元素Al、Mn的限量要求（分別為0.001%、0.001%）；C級高溫合金用精煉鎳主要適用于民用合金、鑄造領域。6326_WPSOffice_Level2