【机械行业标准(JB)】 热喷涂陶瓷涂层 技术条件

JB/T 7703-95 中华人民共和国机械行业标准 热喷涂陶瓷涂层技术条件 1 主题内容与适用范围 本标准规定了热喷涂陶瓷粉末材料、工艺及涂层设计表示方法、陶瓷涂层质量检验、喷涂陶瓷涂层制品的包装与运输及喷涂安全操作规则。给出了热喷涂陶瓷涂层工艺流程的通用技术条件的指南。 本标准适用于等离子喷涂工艺喷涂陶瓷粉末材料，制备耐蚀、耐磨、耐热、绝热、热障、绝缘、辐射等表面功能涂层，以改善制品的性能。本标准对火焰喷涂、超音速火焰喷涂及爆炸喷涂制备陶瓷涂层，亦有指导作用。 2 引用标准 本标准引用了以下标准文件，用于规范各项技术要求： * GB6462：金属和氧化物覆盖层横断面厚度显微镜测量方法 * GB8642：热喷涂层结合强度的测定 * GB9790：金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验 * GB11373：热喷涂金属件表面预处理通则 * GB11374：热喷涂涂层厚度的无损测量方法 * GB11375：热喷涂操作安全 * GB12607：热喷涂涂层设计命名方法 * GB12608：热喷涂涂层材料命名方法 3 热喷涂陶瓷材料、工艺及涂层设计表示方法 3.1 热喷涂常用陶瓷涂层材料 根据GB12608的规定，热陶瓷粉末材料以拉伯数字为分类代号，后两位阿拉伯数字为顺序号。P7×××表示7为陶瓷涂层大类代号。常用热喷涂陶瓷粉末材料的牌号、成分及性能列于附录A（补充件)表A1。 3.2 热喷涂陶瓷涂层的工艺方法 适用于陶瓷粉末材料的热喷涂工艺有六类，按GB12607的规定，其标记列于附录B表B1。 3.3 热喷涂陶瓷涂层设计表示方法 热喷涂陶瓷涂层系统的设计与表示方法，按GB12607的规定执行。以钢质基体上等离子喷涂A10+13%TiOz陶瓷复合粉末（P7112）、喷砂预处理、NiCr合金粉末（P1501）打底、封孔、磨削精加工的热喷涂涂层系统为例，其涂层设计表示方法如下（图示描述）： 热喷涂陶瓷涂层是一个工艺流程系统。首先，应根据制品的服役条件或失效分析，确定对涂层的性能要求，据以选择恰当的热喷涂材料、设备及工艺。然后，实施热喷涂工序施工，包括：基体的表面预处理、热喷涂工艺、涂层封孔及精加工、涂层质量检验。每道工序都必须严格按操作规程进行，检验合格，方能进行下一道工序。 本标准只提供热喷涂陶瓷涂层的工艺通则。特定制品、特定涂层、特定工艺，其具体指标参数应由专项标准确定。 4 热喷涂陶瓷涂层工艺通则 4.1 涂层系统设计 4.1.1 确定对涂层的功能要求 应确切了解欲喷涂制品的服役条件，或制品在使用过程中的失效原因，确定对涂层的功能要求。 4.1.2 涂层材料的选择 只有熟悉并掌握丰富、全面的材料科学知识，才能做到正确合理地进行涂层系统设计，选择涂层材料。有关这方面的资料可参考“机械制造工艺材料技术手册”第九篇“热喷涂材料技术手册”（机械工业出版社，1993，第一版）。 4.1.2.1 陶瓷涂层材料的选择： 某一特定用途的陶瓷涂层材料的选择，应根据涂层的服役条件所确定的对涂层功能的要求，综合考虑不同陶瓷材料的多种性能，如硬度、熔点、热导率、耐蚀性、耐磨性及电学性能等，加以比较选择。常用的热喷涂陶瓷材料见附录A表A1。 4.1.2.2 打底涂层材料的选择： 当被喷涂的基体材料与陶瓷涂层材料的粘附性能不好时，常用打底涂层来改善基体与涂层的结合性能。打底涂层材料具有下述一个或多个特性： a. “自粘结”效应：在热喷涂火焰的高温下，涂层材料不同组分能发生放热化学反应，使涂层与基体形成微区冶金结合。最典型和应用最广的“自粘结”打底涂层材料是镍铝复合粉末。 b. “粗化”效应：粘结底层的表面比喷砂粗化处理的基体表面更不规则，因而陶瓷涂层能与之形成更强的机械嵌合。 c. “帘栅屏蔽效应”：打底涂层具有比基体材料更好的抗氧化能力和耐蚀性能，在陶瓷涂层与基体之间起屏蔽帘栅作用，能将热喷涂陶瓷涂层固有的孔隙引起的基体氧化或腐蚀降至最小。 d. “缓冲效应”：打底涂层的热胀系数介于基体和陶瓷涂层之间，且在机械及热负荷下具有足够的韧性，能对因基体与陶瓷涂层的膨胀系数不同而产生的应力起“缓冲”作用。常用的“自粘结”打底涂层材料是Ni-Al复合粉末。此外，还有NiCrAl、NiCrAlY、CoCrAlY复合粉末。其他打底涂层材料有Mo（不适用于400℃以上氧化性气氛中工作）。