热喷涂纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件

热喷涂纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件

国家标准 GB/T39530一2020 热喷涂纳米氧化错粉未及涂层制备 工艺技术条件 Ihermalspraying 一Nan0structuredzirconmiap0wderandcoatingpreparation 2020-12-14发布 2021-11-01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/T39530一2020 次 目 前言 范围 2 规范性引用文件 3 技术要求 3.1纳米氧化皓粉末 3.2纳米氧化钻粉末喷涂工艺 3.3纳米氧化皓粉末喷涂涂层要求 检验方法 4.1热喷涂纳米氧化错团聚粉末 4.2纳米氧化粉末喷涂涂层 标志、包装、运输及贮存 5.1标志 包装 5.2 5.3运输 5.4贮存
GB/39530一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由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(SAC/TcC57)归口 本标准起草单位:武汉材料保护研究所有限公司、航天材料及工艺研究所、上海英佛曼纳米科技股 份有限公司、北京金轮坤天特种机械有限公司、北京矿冶科技集团有限公司、江苏中矿大正表面工程技 术有限公司 本标准主要起草人:伍建华、吴朝军、何菁、李刚、于月光、陈同舟、倪立勇、邹晗、田庆芬、沈、易娟、 康壮苏、方二宝
GB/39530一2020 热喷涂纳米氧化,粉末及涂层制备 工艺技术条件 范围 本标准规定了用于生产热喷涂涂层的纳米氧化鳍团聚粉末的化学性质和物理性质,以及涂层物理 性质和涂层制备工艺技术条件 本标准适用于热喷涂用纳米氧化错团聚粉末的生产,验收及热喷涂纳米氧化错团聚粉末制备的涂 层的验收 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 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T1479.1金属粉末松装密度的测定第1部分;漏斗法 GB/T1479.2金属粉末松装密度的测定第2部分;斯柯特容量计达 松装密度的测定第3部分;振动漏斗法 金属粉末 GB/T1479.3 GB/T1482金属粉末流动性的测定标准漏斗法(霍尔流速计 GB/T3634.2氢气第2部分;纯氢、高纯氢和超纯氢 GB T 4842氯 4844纯氨、高纯氨和超纯复 T GB GB/T8642热喷涂抗拉结合强度的测定 8979纯氮、高纯氮和超纯氮 GB GB/T11373热喷涂金属零部件表面的预处理 1374！热喷涂涂层厚度的无损测量方法 GB GB/T19356热喷涂粉末成分和供货技术条件 GB/T23413纳米材料晶粒尺寸及微观应变的测定x射线衍射线宽化法 GB/T31568热喷涂热障ZrO涂层晶粒尺寸的测定谢乐公式法 GB/T37421热喷涂热喷涂涂层的表征和试验 sO13123金属及其他无机覆盖层温度梯度下热障涂层热循环试验方法Metallicandother inorganiccoatings一Testmethodofeyelicheatingforthermal-barriercoatingsundertemperaturegra- dient sO13826金属及其他无机覆盖层热喷涂陶瓷涂层热扩散性测量激光闪射法(Metallicand otherinorganiccoatimgs一Determinationfthermaldffusivityofthermaly=preayedeeramiccoating bylaserlashmethod ISO14188 金属及其他无机覆盖层热障涂层热循环与热冲击性能测试方法(Metallicandother Testmethodsfor measuringthermaleycleresistanceandthermalshockresistanee inorganiccoatings for thermalbariercoatings) ISO18332 -Defi 金属及其他无机覆盖层孔隙率的测定(Metallieandother inorganiccoatings nitionsandconventionsconcerningporosity
GB/T39530一2020 sO18555金属及其他无机覆盖层热障涂层(TBC)热导率测定(Metallicandother inorganice coatingsDeterminationofthermalconductivityofthermalbarriercoatings 1So19477金属及其他无机覆盖层用束流偏转测量热障涂层杨氏模量(Metalicandotherin nbending) MeasurementofYoung'smoduusofthermalbarriercoatingsbybeam organiccoatings so/TR26946热喷涂涂层孔隙率的测定(Standardmethodforporositymeasurementfther mallysprayedcoatings) 3 技术要求 3.1纳米氧化错粉末 3.1.1材料选择 热喷涂纳米氧化错粉末选择共沉淀法、,水热法等工艺制得的纳米氧化错粉末为原料,晶粒尺寸 00nm,材料成分如表1所示 表1纳米氧化错粉末成分 Zr(O十HfO. Y.(O SO. A.O Fe.O Na.O MgO CaO TiO. CI 序号 质量分数/% 94.6士0.4 5.2士0.4 S0.02 S0.05<0.02<0.02 0.02<0.02 0.02 S0.03 92.0士1.0 8.0士1.0 <0.02<0.05<0.02<0.02<0.02<0.02<0.02<0.03 0.05 0.02 86.4士0,4 13.3士0,4 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 S0.03 纳米氧化粉末成分也可按照用户要求确定 3.1.2制备工艺 热喷涂纳米氧化错团聚粉末经喷雾干燥团聚,热处理及致密化处理得到 通常采用加热炉进行热 处理及致密化处理温度900C~1400C,保温时间0.5h24h,也可根据用户要求采用等离子或电 弧球化致密化处理 3.1.3热喷涂纳米氧化错团聚粉末粒度 热喷涂纳米氧化错团聚粉末的典型粒度范围应适用于等离子喷涂工艺 热喷涂纳米氧化皓团聚粉末典型粒度范围为 30m; 15m45Mm:; 154m904m; 45m90m 或按照用户要求确定粒度范围及粒度分布 3.1.4热喷涂纳米氧化错团聚粉末松装密度 热喷涂纳米氧化结团聚粉未松装密度;15是/m乏"<2.3日/cm 热喷涂纳米氧化错团聚粉末松装密度也可由相关各方协商确定
GB/39530一2020 3.1.5热喷涂纳米氧化错团聚粉末流动性 热喷涂纳米氧化错团聚粉末形貌应呈球形或近似球形,经热处理及致密化处理的15m~90 Mm、 54m~90Am热喷涂纳米氧化团聚粉末流动性小于或等于80s/50g,15Mm45Mm热喷涂纳米氧 化皓团聚粉未流动性小于或等于100s/501 g 190 经等离子或电弧球化处理的15Hm901 4m热喷涂纳米氧化鳍团聚粉末流动性小 从m、454m" 一45 于或等于50s/50g,l5 Mm热喷涂纳米氧化皓团聚粉末流动性小于或等于80s/50 MAm g" 热喷涂纳米氧化错团聚粉末流动性也可由相关各方协商确定 3.2纳米氧化错粉末喷涂工艺 3.2.1表面预处理 待喷涂零件应按照GB/Tl1373进行表面预处理,预处理结束至喷涂开始的时间间隔小于或等于4h 3.2.2粉末烘干 )C的温度范围内烘干时间大于1h 粉末堆集厚度小于或等于 喷涂前,喷涂粉末应在100C~120 30mm 3.2.3喷涂工艺 纳米氧化错粉末应采用等离子喷涂工艺喷涂,包括大气等离子喷涂、真空等离子喷涂等 3.2.4喷涂用气体 等离子喷涂用的氮气应符合GB/T8979的要求,纯度大于99.99% 缸气应符合GB/T4842的要 求,，纯度大于99.99% 氢气应符合GB/T3634.2的要求,纯度大于99.99%,复气应符合GB/T4844的 要求,纯度大于99.99% 3.2.5预热 喷涂前应对基体表面进行金属基体的预热处理,可采用喷涂枪预热,也可采用其他方式,预热温度 应根据基体材质确定 3.2.6喷涂结合涂层 待喷涂零件预热后立即送粉喷涂结合涂层,可采用高速火焰喷涂,真空等离子喷涂及大气等离子喷 涂等工艺喷涂结合涂层 结合涂层材料应符合相关技术标准要求 结合涂层厚度应符合设计图纸的要求 3.2.7喷涂纳米氧化错涂层 喷涂结合涂层后应在2h内喷涂纳米氧化错涂层,喷涂应连续进行 涂层厚度应符合设计要求 3.3纳米氧化错粉末喷涂涂层要求 3.3.1外观 按设计图规定的喷涂部位,应全部覆盖涂层,非喷涂部位应遮敲保护 涂层应完整,表面均匀连续,目测无可见的裂纹、剥落,、鼓包和边缘翘起等缺陷
GB/T39530一2020 3.3.2厚度 涂层厚度应符合设计图和有关技术文件的要求 涂层总厚度(结合涂层面层)一般为0.35 mm一 0.50mmt 或符合设计图纸的要求 3.3.3结合强度 纳米氧化错粉末喷涂涂层与结合涂层的结合强度应大于或等于30MPa或符合设计图纸的要求 3.3.4热震性能 纳米氧化鳍粉末喷涂涂层按标准进行热震试验考核 可由相关各方协商确定热震条件、热震试验温度及热震次数 3.3.5显微组织 3.3.5.1 -般要求 纳米氧化皓粉末喷涂涂层组织结构应均匀,无分层和涂层与基体界面分离等现象 3.3.5.2界面状态 用金相法测定时,金属基体与结合涂层及结合涂层与纳米氧化错粉末喷涂涂层之间界面孔洞小于 或等于10%,界面污染物(含氧化物/砂粒)小于或等于30% 3.3.5.3孔隙率 纳米氧化鳍粉末喷涂涂层孔隙率及孔隙直径应满足设计要求 3.3.6其他要求 纳米氧化错粉末喷涂涂层其他要求如涂层的未熔粒子、热扩散性、热导率、杨氏模量等可由相关各 方协商确定 检验方法 4.1热喷涂纳米氧化错团聚粉末 4.1.1化学成分 可采用各种适当的方法测定热喷涂纳米氧化钻团聚粉末的化学成分,例如:ICPOES耦合法(电感 稠合等离子体发射光谐测定)湿化学法等 4.1.2粉末粒度范围 热喷涂纳米氧化鳍团聚粉末的粒度分布(PSD)的测定可通过筛分法、气流筛分法、激光散射法及其 他方法测定 用筛分法适用粉末粒度范围为125m384m)时,颗粒大于规定上限尺寸及小于规定下限尺寸 的粉末重量最大均为10% 用气流筛分法(适用粉末粒度范围为454m~5m)时,颗粒大于规定上限尺寸的粉末重量最大为 5%,颗粒小于规定下限尺寸的粉末重量最大为10% 用激光散射法(适用粉末粒度范围为634m~5m)时,颗粒大于规定上限尺寸的粉末重量最大为
GB/39530一2020 25%,颗粒小于规定下限尺寸的粉末重量最大为5% 4.1.3松装密度 热喷涂纳米氧化错团聚粉末的松装密度应按GB/T1479.1或GB/T1479.2或GB/T1479.3的规 定进行测定 4.1.4粉末流动性 热喷涂纳米氧化皓团聚粉末流动性应按GB/T1482的规定进行测定 4.1.5粉末形貌 热喷涂纳米氧化皓团聚粉末形貌应按GB/T19356的规定,用扫描电子显微镜和体视显微镜观察 4.1.6晶粒尺寸 热处理或球化处理前纳米氧化错晶粒尺寸可用扫描电子显微镜等测定,也可按GBT23a413的规 定,用X射线衍射线宽化法测定 经热处理或球化处理的热喷涂纳米氧化错团聚粉末晶粒尺寸应按GB/T23413的规定进行测定 4.2纳米氧化错粉末喷涂涂层 4.2.1外观 在自然光或无反射光线下目视检查涂层外观,光的照度不应低于300lx(相当于零件放在40w目 光灯下0.5m处光照度) 必要时,可用5~10倍放大镜检查 4.2.2涂层厚度 4.2.2.1总则 涂层厚度可在零件上测量或在随炉件上测量,具体测量方法根据零件在工艺规程中明确规定,或由 相关各方协商确定 4.2.2.2通用量具或金相法测量 涂层厚度采用通用量具如千分尺(测量精度应不小于0.02mm)或采用金相法进行测量 4.2.2.3测厚仪测量 基体为磁性金属材料时,可按照GB/T11374的规定用磁性测厚仪测量非磁性材料结合涂层及纳 米氧化错粉末喷涂涂层厚度 金属基体上的纳米氧化错粉末喷涂涂层也可用涡流测厚仪测量 4.2.3涂层孔隙率 纳米氧化错粉末喷涂涂层孔隙率按照ISO18332或1SO/TR26946的规定进行测定 4.2.4涂层的结合强度 纳米氧化错粉末喷涂涂层的结合强度按照GB/T8642的规定进行测定,孔隙率高于5%的涂层应 采用固体薄膜胶,拉伸加载速率小于或等于1mm/min.
GB/T39530一2020 4.2.5显微组织 用500倍金相显微镜检查涂层裂纹,用500倍金相显微镜检查涂层裂纹和未熔粒子,用200倍检查 涂层与基体的界面污染、界面孔洞 4.2.6涂层的热震性能 纳米氧化错粉末喷涂涂层的热震性能使用高温炉加热,水冷或空气冷却时,按照ISO14188的规定 进行测定;采用燃气加热法时,按照IsO13123的规定进行测定 4.2.7涂层晶粒尺寸 纳米氧化皓粉末喷涂涂层的晶粒尺寸可按照GB/T31568的规定进行测定 4.2.8涂层的热扩散性 纳米氧化皓粉末喷涂涂层的热扩散性按照1SO13826的规定进行测定 4.2.9涂层的热导率 纳米氧化错粉末喷涂涂层的热导率按照1so18555的规定进行测定 4.2.10涂层的杨氏模量 纳米氧化皓粉末喷涂涂层的杨氏模量按照1sG19477的规定进行测定 4.2.11其他 纳米氧化皓粉末喷涂涂层的其他特征可按照GB/T37421的规定检测 -4.2.5为必检项目,其他为协商检测项目 注:4.2.l一 5 标志、包装、运输及贮存 5.1标志 产品包装上应明确标明产品名称、粉末成分、粒度范围、数量、粉末批次、生产日期、标准编号、厂名， 并附产品合格证 5.2包装 粉末应装于防潮的密封容器中 特殊包装,由供需双方商定 5.3运输 在运输过程中应注意防雨、防潮 5.4贮存 粉末应贮存在通风、干燥、清洁的室内

热喷涂纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件GB/T39530-2020

热喷涂是一种常用的表面涂覆技术，在航空航天、能源、汽车等领域得到广泛应用。而热喷涂涂层的质量和性能关键受到所选材料的影响。近年来，研究人员发现，使用纳米氧化锆粉末作为热喷涂材料，可以提高涂层的性能和寿命。

热喷涂纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件标准GB/T39530-2020，是我国针对热喷涂纳米氧化锆涂层制备的一项标准。该标准规定了热喷涂纳米氧化锆粉末的技术条件、纳米氧化锆涂层的性能测试方法以及涂层的质量评价指标等内容。

在技术条件方面，标准规定了热喷涂纳米氧化锆粉末的粒度分布、控制要求、预处理工艺等。这些技术条件对于保证纳米氧化锆涂层的质量和性能具有重要意义。

在涂层性能测试方法方面，标准规定了纳米氧化锆涂层的硬度、附着力、厚度、耐腐蚀性等性能测试方法，并且对每种测试方法的具体操作步骤进行了详细说明。

在涂层质量评价指标方面，标准规定了纳米氧化锆涂层的表面形貌、氧化物含量、孔隙率等质量评价指标，并给出了每种指标的判定标准。

总的来说，热喷涂纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件标准GB/T39530-2020的制定，为热喷涂纳米氧化锆涂层的制备提供了科学的、规范的指导，有利于提高纳米氧化锆涂层的质量和性能，推动我国热喷涂技术的发展。

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