GBT 16744-2002 热喷涂 自熔合金 喷涂与重熔

热 喷 涂 自 熔 合 金 喷 涂 与 重 熔!#$ %&( )*)代 替 !#$ %&( %+目 次前 言% 范 围) 规 范 性 引 用 文 件, 设 计 考 虑,-% 原 则,-) 基 体 金 属( 自 熔 合 金 选 择(-% 选 择(-) 成 分(-, 最 后 机 械 加 工. 工 件 预 处 准 备 工 表 面 预 处 理 方 清 洁 度& 工 艺&-% 边 喷 边 熔&-) 先 喷 后 熔&-, 喷 涂 方 法 供 粉 状 态 和 质 量 要 求-% 化 学 成 分-) 粉 末 粒 度 范 围-, 供 货 状 态-( 证 书-. 硬 度/)%第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准附 录 !（ 资 料 性 附 录 ） 镍 基 自 熔 合 金 重 熔 涂 层 近 似 硬 度 指 南附 录 （ 资 料 性 附 录 ） 自 熔 合 金 涂 层 分 类 及 标 记前 言本 标 准 修 改 采 用 #$% &()*： &( 热 喷 涂 自 熔 合 金 的 喷 涂 和 重 熔 （ 英 文 版 ） 。本 标 准 根 据 #$% &()*： &( 重 新 起 草 ， 本 标 准 与 #$% &()* 相 比 主 要 差 异 如 下 ： 取 消 #$% &()* 的 前 言 ； 直 接 引 用 了 国 际 标 准 （ #$% &()* 中 引 用 的 是 相 对 应 的 欧 洲 标 准 ） ； 在 +,-,) 中 ， 将 原 #$% &()* 的 “ 每 读 数 之 间 相 距 ./” 删 去 ， 因 为 在 &*/ 0&*/ 面 上 ， 不 能 按 标 准 要 求 读 出 相 距 ./ 的 + 个 读 数 ， 而 且 #$% 1-*. 中 另 有 规 定 ； 附 录 ! 增 加 了 名 称 “ 镍 基 自 熔 合 金 重 熔 涂 层 近 似 硬 度 指 南 ” ； 用 “ 镍 基 自 熔 合 金代 号 及 预 期 硬 度 ” 代 替 “ 自 熔 合 金 和 预 期 的 硬 度 ” ； 删 去 #$% &()* 中 附 录 2!（ 资 料 性 附 录 ） 引 用 标 准 中 与 欧 洲 标 准 对 应 的 国 际 标准 ； 根 据 34&,& 的 要 求 ， 分 别 将 #$% &()* 中 5,& 和 +,-,& 的 悬 置 段 改 为 本 标 准的 5,&（ 原 则 ） 和 +,-,&， 分 别 将 #$% &()* 中 的 原 5,& 和 +,-,& 改 为 本 标 准 的 5,) 和+,-,)； 在 附 录 ! 表 !,& 中 增 加 了 “ 对 应 的 国 内 代 号 ” 一 栏 。本 标 准 代 替 34 6 &1+ &(+ 热 喷 涂 自 熔 合 金 涂 层 ， 但 根 据 我 国 实 情 ， 将 其 第5 章 内 容 缩 写 成 本 标 准 附 录 （ 资 料 性 附 录 ） 。本 标 准 附 录 !、 附 录 为 资 料 性 附 录 。本 标 准 由 中 国 机 械 工 业 联 合 会 提 出 。本 标 准 由 全 国 金 属 与 非 金 属 覆 盖 层 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口 。本 标 准 起 草 单 位 ： 武 汉 材 料 保 护 研 究 所 。本 标 准 主 要 起 草 人 ： 伍 建 华 。.)&第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准热 喷 涂 自 熔 合 金 喷 涂 与 重 熔! 范 围本 标 准 规 定 了 为 获 得 均 匀 扩 散 结 合 的 涂 层 而 采 用 边 喷 边 熔 或 先 喷 后 熔 的 自 熔 合 金热 喷 涂 方 法 。 规 范 性 引 用 文 件下 列 标 准 中 的 条 款 通 过 本 标 准 的 引 用 而 成 为 本 标 准 的 条 款 。 凡 是 注 日 期 的 引 用 文件 ， 其 随 后 所 有 的 修 改 单 （ 不 包 括 勘 误 的 内 容 ） 或 修 订 版 均 不 适 用 于 本 标 准 ， 然 而 ， 鼓 励 根据 本 标 准 达 成 协 议 的 各 方 研 究 是 否 可 使 用 这 些 文 件 的 最 新 版 本 。 凡 是 不 注 日 期 的 引 用文 件 ， 其 最 新 版 本 适 用 于 本 标 准 。#$% &() 金 属 材 料 硬 度 试 验 洛 氏 硬 度 试 验 （ *、 +、 ,、 -、 .、 /、 0、 1、 2 标 尺 ）#$% !34： ( 热 喷 涂 粉 末 成 分 供 货 技 术 条 件4 设 计 考 虑!# 原 则设 计 时 应 考 虑 下 列 各 因 素 ， 以 确 定 喷 涂 重 熔 的 合 金 涂 层 是 否 适 合 所 确 定 的 工 程 应用 。!$ 基 体 金 属!$# 当 对 涂 层 进 行 重 熔 时 ， 应 考 虑 加 热 过 程 对 基 体 的 热 影 响 ， 包 括 ： 变 形 ； 氧 化 ； 产 生 应 力 ； 力 学 性 能 和 （ 或 ） 冶 金 性 能 的 不 可 逆 变 化 。马 氏 体 钢 易 产 生 应 力 开 裂 。 碳 、 铝 、 钛 、 镁 、 硫 、 硫 化 物 、 磷 和 氮 含 量 较 高 的 合 金 可 在涂 层 中 产 生 孔 隙 ， 并 可 能 使 基 体 产 生 应 力 开 裂 倾 向 。!$ 需 喷 涂 重 熔 涂 层 处 理 的 工 件 通 常 要 减 小 设 计 尺 寸 ， 应 考 虑 设 计 尺 寸 减 小 对 所 要求 的 物 理 性 能 的 影 响 ， 同 时 还 应 考 虑 所 制 备 的 喷 涂 加 重 熔 涂 层 可 能 具 有 不 同 的 物 理 性能 。5)!第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准!#! 喷 涂 重 熔 涂 层 可 能 会 影 响 工 件 的 疲 劳 强 度 、 耐 冲 击 性 和 其 他 性 能 。! 自 熔 合 金 选 择$% 选 择涂 层 合 金 的 选 择 将 决 定 最 终 涂 层 的 性 能 ， 例 如 ： 硬 度 ； 耐 磨 性 和 耐 腐 蚀 性 ； 机 械 加 工 性 ； 适 用 性 。$# 成 分涂 层 成 分 将 决 定 最 终 涂 层 的 性 能 ， 应 考 虑 应 力 在 使 用 中 的 影 响 。经 受 马 氏 体 相 变 的 基 体 需 要 韧 性 高 的 涂 层 合 金 ， 应 考 虑 随 后 热 处 理 的 需 要 。镍 基 自 熔 合 金 重 熔 涂 层 的 近 似 硬 度 指 南 见 附 录 。$! 最 后 机 械 加 工$!% 在 选 择 自 熔 合 金 时 ， 应 考 虑 其 机 械 加 工 性 能 。$!# 许 多 自 熔 合 金 涂 层 尤 其 是 高 硬 度 喷 涂 重 熔 涂 层 不 能 用 标 准 切 削 刀 具 加 工 ， 只 能采 用 合 适 的 砂 轮 进 行 磨 削 。 选 择 适 用 的 机 械 加 工 工 具 ， 应 征 求 制 造 者 的 意 见 。$! 当 加 热 重 熔 时 ， 对 可 能 受 加 热 影 响 的 其 他 区 域 应 在 完 成 喷 涂 工 序 后 再 进 行 最 后的 机 械 加 工 。# 工 件 预 处 理&% 准 备 工 作&% 所 有 要 处 理 的 工 件 表 面 都 应 无 油 、 脂 等 污 染 物 。 应 特 别 注 意 多 孔 性 工 件 孔 隙 中的 油 和 脂 可 能 会 在 预 热 或 喷 涂 过 程 中 渗 出 。&%# 要 进 行 热 喷 涂 的 表 面 上 任 何 原 来 的 表 面 处 理 层 ， 例 如 氮 化 层 、 电 镀 层 或 其 他 防 护涂 层 都 应 先 除 去 之 后 才 可 进 行 表 面 预 处 理 。&%! 当 把 表 面 机 械 加 工 作 为 工 件 表 面 预 处 理 的 一 部 分 时 ， 该 机 械 加 工 表 面 以 及 经 这样 预 处 理 的 区 域 的 端 部 和 边 缘 的 轮 廓 应 适 合 喷 涂 工 艺 。若 要 求 喷 涂 层 的 终 止 处 不 是 工 件 端 部 或 边 缘 ， 应 将 该 处 凹 切 的 边 缘 机 械 加 工 成 $%& !%&的 角 度 ， 并 与 邻 近 表 面 均 匀 平 滑 过 渡 。在 涂 层 应 精 加 工 为 方 角 边 缘 的 部 分 ， 相 关 边 缘 应 比 建 议 的 精 加 工 总 尺 寸 大 ， 并 在 喷%()*第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准涂 结 束 后 ， 机 械 加 工 到 最 后 尺 寸 。!# 表 面 预 处 理 方 法!#$ 表 面 应 采 用 标 准 的 棱 角 砂 粒 喷 砂 或 其 他 相 应 的 预 处 理 方 法 处 理 。!# 喷 砂 操 作 应 只 限 于 要 进 行 喷 涂 的 区 域 ， 其 邻 接 区 应 以 最 适 合 具 体 工 件 的 方 法 进行 遮 蔽 ， 采 用 的 遮 蔽 材 料 应 耐 喷 砂 粒 子 冲 击 ， 并 不 污 染 已 经 预 处 理 的 邻 近 表 面 。!#% 遮 蔽 材 料 应 耐 喷 涂 温 度 ， 必 要 时 还 要 耐 重 熔 温 度 ， 而 且 不 污 染 要 喷 涂 的 表 面 。!#& 要 求 不 被 外 来 物 污 染 的 孔 和 其 他 开 口 应 堵 塞 起 来 。 建 议 用 钢 塞 或 橡 皮 塞 ， 塞 子的 形 状 和 定 位 要 使 其 不 致 遮 蔽 任 何 要 进 行 预 处 理 的 表 面 。 经 过 喷 砂 处 理 之 后 ， 应 取 出 塞子 ， 并 换 之 以 适 当 形 状 的 碳 棒 ， 以 防 止 涂 层 材 料 进 入 ， 碳 棒 要 充 分 突 出 ， 以 便 在 后 续 机 械加 工 中 露 出 其 顶 部 表 面 。!% 清 洁 度经 过 预 处 理 后 ， 要 喷 涂 的 表 面 不 得 再 受 污 染 。 应 确 保 经 预 处 理 的 表 面 不 再 受 油 、 脂 、水 或 指 印 污 染 ， 若 受 到 污 染 ， 则 表 面 应 重 新 进 行 预 处 理 。! 工 艺$ 边 喷 边 熔这 是 采 用 氧 乙 炔 火 焰 喷 焊 枪 的 手 工 工 艺 。将 适 用 的 自 熔 合 金 粉 末 由 粉 斗 送 入 气 流 ， 通 过 火 焰 喷 涂 于 工 件 上 ， 同 时 在 工 件 上 原位 熔 化 。 这 是 利 用 火 焰 连 续 预 热 工 件 、 供 入 并 熔 化 粉 末 产 生 涂 层 的 工 艺 。 涂 层 的 性 能 取决 于 所 选 择 的 自 熔 合 金 粉 末 。$ 粉 末 粒 度 范 围粉 末 粒 度 范 围 由 喷 焊 枪 制 造 厂 选 择 和 设 计 的 送 粉 参 数 决 定 。 为 了 避 免 送 粉 不 畅 或堵 塞 ， 应 按 喷 焊 枪 制 造 厂 推 荐 的 粒 度 范 围 购 置 粉 末 。$# 涂 层 厚 度涂 层 厚 度 的 限 制 取 决 于 所 选 择 的 合 金 、 所 要 求 的 涂 层 质 量 、 以 及 可 接 受 的 残 余 应 力水 平 ， 残 余 应 力 会 随 涂 层 厚 度 增 加 而 增 大 ， 涂 层 越 厚 对 操 作 人 员 的 技 术 要 求 越 高 。# 先 喷 后 熔利 用 粉 末 火 焰 喷 涂 枪 或 其 他 适 合 的 喷 涂 方 法 将 涂 层 材 料 喷 涂 于 工 件 上 ， 并 达 到 所 需厚 度 ， 然 后 对 此 喷 涂 层 进 行 重 熔 。涂 层 的 重 熔 是 独 立 操 作 工 序 ， 在 喷 涂 之 后 应 尽 快 采 用 以 下 方 法 完 成 ： 利 用 氧 乙 炔 火 焰 进 行 重 熔 ；#$%#第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准 感 应 重 熔 ； 加 热 炉 重 熔 （ 真 空 或 惰 性 气 体 ） ； 激 光 重 熔 ； 其 他 加 热 工 艺 。!#$ 粉 末 粒 度 范 围粉 末 粒 度 范 围 由 火 焰 喷 涂 枪 制 造 厂 选 择 和 设 计 的 送 粉 参 数 决 定 。 为 了 避 免 送 粉 不畅 或 堵 塞 ， 应 按 其 推 荐 的 粒 度 范 围 购 置 粉 末 。!# 涂 层 厚 度通 常 涂 层 厚 度 限 为 !#$， 最 好 为 !$。 喷 涂 态 的 涂 层 可 能 要 加 厚 %&， 以 考 虑 重熔 过 程 中 发 生 的 收 缩 。!% 喷 涂 方 法!%$ 总 则经 过 表 面 预 处 理 之 后 ， 应 在 表 面 发 生 任 何 肉 眼 可 见 的 劣 化 之 前 尽 快 进 行 喷 涂 。!%# 预 热要 喷 涂 的 表 面 应 在 喷 涂 前 进 行 预 热 ， 预 热 温 度 取 决 于 基 体 成 分 。 进 行 预 热 操 作 时 要避 免 表 面 污 染 或 局 部 过 热 。!% 喷 涂喷 涂 应 连 续 进 行 直 到 涂 层 达 到 足 够 的 厚 度 ， 以 考 虑 重 熔 过 程 中 涂 层 的 收 缩 。 喷 涂 之后 ， 不 应 出 现 涂 层 从 基 体 上 明 显 起 皮 或 涂 层 开 裂 的 情 况 。 若 发 现 此 类 缺 陷 ， 应 除 去 涂 层 ，重 新 进 行 预 处 理 和 喷 涂 工 序 。!%& 重 熔 涂 层应 将 涂 层 加 热 到 所 选 自 熔 合 金 熔 化 温 度 范 围 内 进 行 重 熔 。 应 充 分 加 热 使 涂 层 与 基体 金 属 界 面 达 到 此 温 度 以 确 保 发 生 扩 散 。 可 利 用 氧 ( 燃 料 火 焰 ， 例 如 氧 ( 乙 炔 火 焰 、 感应 加 热 、 激 光 或 加 热 炉 （ 真 空 或 惰 性 气 体 ） 进 行 重 熔 。加 热 速 度 、 时 间 及 温 度 范 围 是 重 熔 的 关 键 ， 而 且 它 们 将 随 涂 层 合 金 成 分 、 工 件 的 尺 寸和 复 杂 程 度 而 变 化 。 应 避 免 在 熔 化 温 度 范 围 长 时 间 加 热 ， 以 防 止 涂 层 与 基 体 金 属 之 间 的过 度 扩 散 、 涂 层 变 形 和 材 料 烧 损 。合 适 的 重 熔 温 度 可 通 过 涂 层 呈 现 出 通 常 称 之 为 “ 镜 面 ” 的 涂 层 外 观 变 化 来 指 示 。 喷涂 表 面 的 各 部 分 都 应 呈 现 这 种 “ 镜 面 ” ， 但 用 焊 枪 或 感 应 圈 加 热 时 ，“ 镜 面 ” 逐 渐 呈 现 ； 加 热炉 重 熔 时 则 同 时 呈 现 。 重 熔 过 程 中 发 生 的 局 部 “ 热 斑 ” 外 观 是 局 部 丧 失 附 着 力 的 结 果 ， 此涂 层 应 予 报 废 。%)%!第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准!#$ 冷 却重 熔 之 后 ， 为 避 免 不 均 匀 应 力 产 生 裂 纹 和 （ 或 ） 变 形 ， 应 将 工 件 置 于 保 温 材 料 中 或 置于 可 控 温 度 加 热 炉 中 延 缓 冷 却 。易 发 生 马 氏 体 相 变 的 基 体 喷 涂 重 熔 后 ， 需 采 取 特 殊 冷 却 程 序 ， 可 能 要 进 行 后 续 热 处理 ， 以 保 持 基 体 金 属 的 设 计 性 能 。 应 采 用 膨 胀 系 数 低 ， 延 性 高 的 粉 末 喷 涂 这 类 基 体 金 属 。! 供 粉 状 态 和 质 量 要 求%& 化 学 成 分采 用 适 当 的 试 验 方 法 确 定 自 熔 合 金 粉 末 的 化 学 成 分 。% 粉 末 粒 度 范 围 （ 见 #$#%）典 型 粒 度 范 围 （ 见 &( %)$*$： $+ 的 *#*） 覆 盖 了 适 于 自 熔 合 金 粉 末 喷 涂 的 各 种 设备 规 范 。 当 进 行 测 定 时 ， 其 粒 度 分 布 （ ,-） 最 大 可 有 $ 的 粉 末 粒 度 超 过 上 限 ， 它 们的 最 大 值 可 达 到 最 接 近 上 限 值 的 上 一 号 标 准 筛 孔 尺 寸 ； 同 时 可 有 / 的 粉 末 粒 度 低于 下 限 。%# 供 货 状 态粉 末 应 干 燥 ， 无 杂 质 。粉 末 应 盛 于 密 封 容 器 中 。 特 殊 包 装 要 与 粉 末 制 造 厂 协 商 。应 根 据 相 应 的 安 全 规 定 在 粉 末 容 器 上 标 明 “ 使 用 前 拌 匀 ” 字 样 ， 粉 末 容 器 上 还 应 明 确标 出 粉 末 成 分 、 重 量 和 批 号 。%( 证 书制 造 厂 应 提 供 检 验 合 格 证 以 证 明 其 每 批 产 品 都 符 合 其 说 明 书 的 技 术 要 求 。%$ 硬 度%$& 通 常 认 为 符 合 规 定 的 硬 度 范 围 比 自 熔 合 金 准 确 的 化 学 成 分 更 重 要 。 供 需 双 方 应通 过 协 议 来 明 确 购 货 技 术 要 求 。 在 可 能 条 件 下 ， 应 用 喷 涂 于 待 喷 基 体 金 属 试 样 上 的 试 验涂 层 进 行 硬 度 试 验 ； 若 不 可 能 ， 则 应 利 用 标 准 硬 度 试 验 程 序 对 按 特 定 硬 度 范 围 选 用 的 粉末 进 行 试 验 。%$ 标 准 硬 度 试 验 试 验 试 样 ： /+00 1 /+00 1（ #+ 2 #/） 00 的 碳 钢 。 试 验 试 样 制 备 ：3） 喷 涂 重 熔 涂 层 试 样 制 备 按 &( /+4 进 行 ；5） 试 样 边 缘 应 具 $00 倒 角*6$%第 二 十 一 篇 表 面 处 理 新 标 准粉 末 样 品 在 所 选 择 批 次 中 应 具 有 代 表 性 。 喷 涂 ： 采 用 喷 涂 枪 的 标 准 工 艺 规 范 ， 喷 涂 !#$ % &#$ 厚 的 均 匀 涂 层 。 重 熔 ： 喷 涂 涂 层 的 重 熔 应 采 用 最 佳