ICS 25.220.20 A 29 中华人民共和国国家标准 GB/T39530—2020 热喷涂 纳米氧化锆粉未及涂层制备 工艺技术条件 Thermal sprayingNanostructured zirconia powder and coating preparation 2020-12-14发布 2021-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39530—2020 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 技术要求 3.1纳米氧化锆粉末 3.2纳米氧化锆粉末喷涂工艺 3.3纳米氧化锆粉末喷涂涂层要求 4检验方法 4.1热喷涂纳米氧化锆团聚粉末 4.2纳米氧化锆粉末喷涂涂层 5标志、包装、运输及贮存 5.1 标志 5.2 包装 5.3 运输 5.4 贮存 GB/T39530—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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（SAC/TC57）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、何箐、李刚、于月光、陈同舟、倪立勇、邹晗、田庆芬、沈婕、易娟、 康壮苏、方二宝。 1 GB/T39530—2020 热喷涂纳米氧化粉未及涂层制备 工艺技术条件 1范围 本标准规定了用于生产热喷涂涂层的纳米氧化锆团聚粉未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锆团聚粉末的生产、验收及热喷涂纳米氧化锆团聚粉末制备的涂 层的验收。 2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/T 1479.2 金属粉末松装密度的测定第2部分：斯柯特容量计法 GB/T 1479.3 金属粉末松装密度的测定第3部分：振动漏斗法 GB/T1482 金属粉末流动性的测定标准漏斗法（霍尔流速计） GB/T 3634.2 氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢 GB/T4842 氩 GB/T 4844 纯氨、高纯氨和超纯氨 GB/T 8642 热喷涂抗拉结合强度的测定 GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮 GB/T11373热喷涂金属零部件表面的预处理 GB/T 11374 热喷涂涂层厚度的无损测量方法 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ZrO2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 ISO 13123 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 inorganic coatings-Test method of cyclic heating for thermal-barrier coatings under temperature gra- dient) ISO13826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 other inorganic coatingsDetermination of thermal diffusivity of thermally sprayed ceramic coatings by laser flash method) 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 for thermal barrier coatings) ISO18332金属及其他无机覆盖层孔隙率的测定（Metallicandotherinorganiccoatings—Defi- nitions and conventions concerning porosity) 1 GB/T39530—2020 ISO18555金属及其他无机覆盖层热障涂层（TBC)热导率测定（Metallicandotherinorganic coatingsDetermination of thermal conductivity of thermal barrier coatings) ISO19477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（Metallicandotherin- organic coatingsMeasurement of Young's modulus of thermal barrier coatings by beam bending) mally sprayed coatings) 3技术要求 3.1丝 纳米氧化锆粉末 3.1.1材料选择 热喷涂纳米氧化锆粉末选择共沉淀法、水热法等工艺制得的纳米氧化锆粉末为原料，晶粒尺寸≤ 100nm，材料成分如表1所示 表1纳米氧化锆粉末成分 ZrO2+HfO2 Y,O3 SiO2 Al,O3 Fe2 O: Naz0 Cao Mg20 TiO2 CI 序号 质量分数/% ≤0.02 900> ≤0.02 94.6±0.4 5.2±0.4 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 1 600V 92.0±1.0 8.0±1.0 ≤0.05 200 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 2 ≤0.02 600V 86.4±0.4 13.3±0.4 ≤0.02 S00 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 ≤0.02 3 800% 纳米氧化锆粉末成分也可按照用户要求确定。 3.1.2制备工艺 热喷涂纳米氧化锆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900℃～1400℃，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热喷涂纳米氧化锆团聚粉末粒度 热喷涂纳米氧化锆团聚粉末的典型粒度范围应适用于等离子喷涂工艺。 热喷涂纳米氧化锆团聚粉末典型粒度范围为： <30μm; -15μm~45μm; -15μm~90μm; SAG -45 μm~90 μm。 或按照用户要求确定粒度范围及粒度分布。 3.1.4热喷涂纳米氧化锆团聚粉末松装密度 热喷涂纳米氧化锆团聚粉末松装密度：1.5g/cm≤p≤2.3g/cm。 热喷涂纳米氧化锆团聚粉末松装密度也可由相关各方协商确定。 2 39530—2020 3.1.5热喷涂纳米氧化： 动性 热喷涂纳米氧化锆 处理及致密 应呈球形或近 im~90 μm、 45um~90μm热喷涂线 聚粉末流动性 0 s/50 g,15 喷涂纳米氧 高子或电弧球化处理的15 n热喷涂纳米氧化锆团聚粉末流动性小 i0s/50g,15μm~45μm# 流动性小于或等于80s/50g。 纳米氧化锆团聚粉末流动 定。 氧化锆粉末喷涂工艺 面预处理 含零件应按照（ 主行表面预处理，预处理结束 时间间隔小于或等于4h。 卡烘干 所，喷涂粉末应. 20℃的温度范围内烘干时. 粉末堆集厚度小于或等于 30 mm。 3.2.3喷流 纳米氧 采用等离子喷 子喷涂、真空等离子喷涂等。 3.2.4喷流 等离子 气应符合GB/T8979的要求，纯度大于99.99%。氩气应符合GB/ 求，纯度大 氢气应符合GB/T3634.2的要求，纯度大于99.99%，氮气应符合G 要求，纯度 3.2.5预热 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 本材质确定。 余结合涂层 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 贵涂结合涂层 余层材料应符1 余层厚度应符1 余纳米氧化锆： 喷涂结合涂层后应在2h内喷涂纳米氧化锆涂层，喷涂应连续进行。涂层厚度应符合i 3.3纳米1 涂涂层要求 3.3.1外双 按设计 余部位，应全部覆盖涂层，非 遮蔽保护。 完整，表面均 无可见的裂纹、剥落、鼓包 缺陷。 GB/T39530—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（结合涂层十面层）一般为0.35mm～ 0.50mm或符合设计图纸的要求 3.3.3结合强度 纳米氧化锆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 纳米氧化锆粉未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 3.3.5.1一般要求 纳米氧化锆粉未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锆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 纳米氧化锆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。 4检验方法 4.1热喷涂纳米氧化锆团聚粉末 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锆团聚粉末的化学成分，例如：ICP-OES耦合法（电感 耦合等离子体发射光谱测定）、湿化学法等。 4.1.2粉末粒度范围 热喷涂纳米氧化锆团聚粉未的粒度分布（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125μm～38um）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45um5μm）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63μm～5um）时，颗粒大于规定上限尺寸的粉末重量最大为 4