本文件提供了在金属和非金属基体上采用热喷涂制备金属、金属陶瓷、氧化物陶瓷和塑料涂层的一般准则，适当可行的热喷涂装备、正规操作、监测、质量保证，以及针对试样或工件的无损或有损检测的建议，描述了热喷涂过程中可能出现的问题以及避免问题的方法。本文件适用于各种常规热喷涂应用。本文件不适用于容许的涂层负荷和质量等级评价，其与应用工况相关。

ICS 25.220.20
CCS A 29
中华人民共和国国家标准
GB/T42530—2023
热喷涂
热喷涂应用指南
Thermal sprayingGuidelines for the application of thermal spraying(ISO 12679 :2011, Thermal spraying-Recommendationsforthermal spraying,MoD)2023-05-23发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
基体材料
零件形状
喷涂材料
喷涂材料的选择
供应、处理及储存，
喷涂用气体
喷涂用液体燃料
喷涂设备
喷涂装置
机械设备、旋转装置、装夹及操作系统、机器人基本的辅助设备
10喷涂前表面预处理··
般预处理、脱脂、清洗·
喷砂及其他预处理方法·
非喷涂区域的遮蔽、防护
11热喷涂工艺
热喷涂工艺规范·
喷涂工艺应用
涂层的后处理·
健康、安全和环境方面
质量保证的建议
质量保证措施·
人员资格
15零件和平行试样的检测
零件本身检测
参考文献
GB/T42530—2023
GB/T42530—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件修改采用ISO12679：2011《热喷涂热喷涂方法推荐》。本文件与ISO12679：2011的技术差异及其原因如下：将全文中能愿动词“应”更改为“宜”，以符合指南标准的编写规则；一用规范性引用的GB/T12608替换了ISO14919（见6.2、14.1.4）、GB/T16744替换了ISO14920（见10.4、第12章）、GB/T18851.1替换了ISO3452-1（见15.2）、GB/T19352.1替换了ISO14922-1（见14.1.2）、GB/T19352.2替换了ISO14922-2（见14.1.2）、GB/T19352.3替换了ISO14922-3（见14.1.2）、GB/T19352.4替换了ISO14922-4（见14.1.2）、GB/T19356替换了ISO14232（见6.2、14.1.4）、GB/T19823替换了ISO14921（见10.3、11.1）、GB/T19824替换了ISO14918（见14.2.3）、GB/T20019替换了ISO14231（见9.2、11.2.4、14.1.3）、GB/T37421替换了ISO14923（见15.2），以适应我国的技术条件，提高可操作性。本文件做了下列编辑性改动：
为与现有标准协调，将标准名称改为《热喷涂热喷涂应用指南》。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出本文件由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会（SAC/TC57)归口。本文件起草单位：武汉材料保护研究所有限公司、矿冶科技集团有限公司、安徽钟南人防工程防护设备有限公司、江苏中矿大正表面工程技术有限公司、厦门瑞德利校准检测技术有限公司、凌云科技集团有限责任公司、湖南新生代新材料科技有限公司、上海鹰扬热喷涂技术有限公司、兰州理工合金粉末有限责任公司、武汉船用机械有限责任公司、广东粤科新材料科技有限公司。本文件主要起草人：陈同舟、高名传、侯伟警、储成刚、张春晖、余斯亮、康壮苏、徐少辉、屈平平、毛卫国、尹志坚、倪雅、张富邦、朱晖朝、罗继城、胡佳阳、易娟。GB/T42530—2023
热喷涂是一种制备涂层或块体的方法，喷涂材料经加热到塑性或熔化状态后，加速撞击到经预处理的工件表面，工件表面不发生熔化。为了达到特定的涂层性能，对喷涂层进行热处理或封孔等后处理。热喷涂涂层在新件制造或旧件修复中，可用于提高其表面性能，如磨损、腐蚀、传热或隔热、导电或绝缘等性能，也可用于形状及尺寸修复。在某些情况下，热喷涂涂层能提供一种可钎焊的表面。未经后续热处理的热喷涂涂层，其结合机理与堆焊、钎焊、物理气相沉积（PVD)或化学气相沉积(CVD)不同。
热喷涂具有以下优点：
被喷涂工件升温幅度小，如果在热喷涂过程中或热喷涂后不对其进行其他热处理，其基材不会出现变形或组织结构改变；
一热喷涂应用不受工件或组件尺寸大小限制，能根据喷涂工艺进行固定或移动式加工；一在有适当装备情况下，甚至能对复杂几何结构的零件进行热喷涂；—涂料在未经处理的热喷涂涂层表面附着力高；热喷涂工艺和热喷涂材料不同时，能采用不同的涂层厚度，但目前认为最小厚度不能低于10 μm。
热喷涂具有以下缺点：
热喷涂涂层如不进行后续热处理，其结合机制为机械结合，因此其结合强度有限；一涂层与基体材料之间的结合强度会因两者的热膨胀系数不同而受影响，尤其在工件温度较高时，影响更明显；
一热喷涂涂层是微孔结构；
一热喷涂涂层越厚，涂层残余应力越高，多轴应力也因此增加；一热喷涂涂层如不进行后续热处理，其承受尖点、局部、线接触负载，以及冲击力的性能有限；一热喷涂应用也受工件几何尺寸限制，如无法对内径过小的工件内部进行热喷涂。IN
1范围
热喷涂热喷涂应用指南
GB/T42530—2023
本文件提供了在金属和非金属基体上采用热喷涂制备金属、金属陶瓷、氧化物陶瓷和塑料涂层的一般准则，适当可行的热喷涂装备、正规操作、监测、质量保证，以及针对试样或工件的无损或有损检测的建议，描述了热喷涂过程中可能出现的问题以及避免问题的方法。本文件适用于各种常规热喷涂应用。本文件不适用于容许的涂层负荷和质量等级评价，其与应用工况相关。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T12608
热喷涂火焰和电弧喷涂用线材、棒材和芯材分类和供货技术条件(GB/T12608—2003,ISO14919:2001,MOD）GB/T16744热喷涂自熔合金喷涂与重熔（GB/T16744一2002，ISO14920：1999，MOD）GB/T18851.1
2008,IDT)
无损检测渗透检测第1部分：总则（GB/T18851.1—2012，ISO3452-1：GB/T19352.1
热喷涂
热喷涂结构的质量要求
第1部分：选择和使用指南（GBT19352.1一2003,ISO14922-1:1999,IDT
GB/T19352.2热喷涂热喷涂结构的质量要求第2部分：全面的质量要求（GB/T19352.2-2003,ISO14922-2:1999,IDT)
GB/T19352.3热喷涂热喷涂结构的质量要求第3部分：标准的质量要求（GB/T19352.3-2003,ISO 14922-3:1999,IDT)
GB/T19352.4
热喷涂热喷涂结构的质量要求
第4部分：基本的质量要求（GB/T19352.4—2003,ISO14922-4:1999,IDT
GB/T19356
GB/T19823
2001,IDT)
热喷涂
热喷涂
粉末成分和供货技术条件（GB/T19356—2003，ISO14232：2000，工程零件热喷涂涂层的应用步骤（GB/T19823一2005，ISO14921：热喷涂热喷涂操作人员考核要求（GB/T19824—2005，ISO14918：1998，MOD）GB/T19824
GB/T20019热喷涂热喷涂设备的验收检查（GB/T20019—2005，ISO14231：2000，IDT）GB/T37421热喷涂热喷涂涂层的表征和试验（GB/T37421—2019，ISO14923：2003，MOD）ISO14924热喷涂热喷涂涂层的后处理及精加工（Thermal spraying—Post-treatmentandfinishing of thermally sprayed coatings)1
GB/T42530—2023
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
喷丸效应shot-peening effect
由喷砂引起的表面硬化。
soundpressurelevel
声压级
发出声音的平均值
注：声压级以分贝(dB)度量。
蚀刻　etching
去除表面材料。
注：能在容器中使用液体蚀刻剂(湿式化学蚀刻)或气体（干蚀刻、等离子蚀刻）进行蚀刻，蚀刻剂与基体发生化学反应。
离子蚀刻
ion-etching
采用高能量粒子（如离子）冲击表面去除材料。注：离子在冲击点去除材料，本方法已在等离子技术中应用（真空涂层技术）。3.5
corona discharge
电晕放电
在超过击穿电场强度后，介质在空气中的放电，空气分子被电离并产生短期存在的臭氧。4基体材料
几乎所有固态材料经适当的表面处理后都能在其表面制备热喷涂涂层。涂层与基体的结合强度取决于喷涂材料、喷涂工艺以及基体本身的物理和工艺性能。相对于其他因素而言，基体材料与热喷涂材料的热导率差异，以及基体表面状态对涂层结合强度的影响最显著。一般来说，硬度高的涂层需要使用过渡层来保证足够的结合强度。选用的过渡层不同，所允许的最大涂层厚度也不同。某些表面硬化工艺（例如“渗氮”)可留下气态夹杂物，从而影响涂层的结合力采用适当的表面预处理方法和热喷涂工艺，能在塑料、玻璃及纸张的表面制备涂层。热喷涂加工的工件，升温幅度小，最大限度地避免了基体材料的组织结构变化以及由变形造成的几何尺寸改变。但表面喷砂预处理可能会导致变形（特别是薄壁零件的变形），因工艺产生的喷丸效应在基体表面形成残余压应力也能导致变形。如果在热喷涂过程中进行同步重熔或在喷涂完成后对涂层进行热处理，则有可能造成明显的组织结构和几何尺寸变化。为保证加工质量，待喷涂基体材料宜妥善存放，以防止外形或表面发生不必要的破坏或改变。5零件形状
电弧喷涂和火焰喷涂的应用几乎不受工件尺寸的限制。而等离子喷涂和高速氧燃料火焰喷涂由于需要封闭的喷涂房解决高噪声和粉尘排放问题，因此零件尺寸可受到一定限制2
GB/T42530—2023
在热喷涂前先考虑与喷涂装置相关的准则。如果能遵守这些准则，喷涂复杂零件也非难事。最重要的准则归纳如下：
一一宜保证喷枪及其所接电路和气体管路都可到达待喷涂区域，且能保障喷涂距离和喷涂角度：一宜去除工件上的尖角毛刺，尖角位置涂层不易附着；一宜避免曲率半径过小，否则喷涂焰流可能发生流，从而导致涂层结合强度及致密度达不到要求；
—一要考虑端流及松散颗粒黏附工件表面的问题（尤其喷涂小孔或盲孔时易出现）；一为了防止涂层剥落，对工件边缘进行倒角处理；一以上有关热喷涂的准则对基体表面喷砂预处理也适用。6喷涂材料
6.1概述
用于热喷涂的材料范围广泛，几乎所有在电弧、火焰或等离子焰流中加热不升华或分解，且能加工为丝材、棒材、粉末的材料都可用于热喷涂。在悬浮液喷涂中，材料被加工为液体形态。通常，下列材料能用于热喷涂：一金属及其合金；
——金属陶瓷；
一由黏结相包覆的硬质颗粒；
—氧化物陶瓷、塑料及各种混合材料。6.2喷涂材料的选择
喷涂技术负责人或设计人员的一个重要任务是选择最适合应用的喷涂材料。选择的基础是涂层的基本要求、预期的使用条件和最合适的喷涂工艺。例如，通过腐蚀/磨损负荷能确定涂层的基本要求，通过提高的运行温度或水平波动的运行温度能确定涂层在摩擦学系统中的使用条件，在某些情况下，通过速度波动的运行温度来确定。最合适的喷涂工艺能最好地满足涂层密度、结合强度、孔隙率、纯度等方面的要求。在这方面，相关工艺参数起决定性作用，例如火焰、电弧或等离子焰流的温度、喷涂粒子在焰流中的加热时间，以及粒子飞行速度和撞击基体时的速度等。主要的热喷涂材料已发布了相关标准。GB/T12608规定了粉末材料、丝材、棒材和芯材的化学成分及其供货形式，粉末材料、丝材、棒材和芯材宜按GB/T12608的规定执行。GB/T19356规定了粉末材料的制造工艺、颗粒形态和粒度分布，粉末材料宜按GB/T19356的规定执行。6.3供应、处理及储存
热喷涂材料，尤其是粉末材料，不同批次产品的一致性是确保涂层质量稳定的前提。因此，宜用适当的质量管理体系对材料的制造、供应和分装进行评估和监测。详细流程见EN12074。7喷涂用气体
所有热喷涂工艺都需用到工业气体。根据喷涂工艺的不同，这些气体或其混合物可作为燃料、助燃气、离子气、保护气、加速或雾化气、送粉气、冷却气（用于冷却喷涂零件或喷枪）。热喷涂中使用的工业气体，其物理和化学性能差别很大。只能使用满足热喷涂材料和工艺要求的3
GB/T42530—2023
气体或气体混合物
常用的气体如下：
燃气：乙炔、丙烷、丙烯、乙烯、氢气、天然气；离子气：氩气、氨气、氢气、氮气及其混合物；助燃气：氧气；
一保护气：氩气、氮气；
—加速或雾化气；压缩空气、氮气、氩气；一送粉气：氩气、氮气；
一冷却气：压缩空气、二氧化碳，喷涂工艺和用途不同，对高纯度气体的纯度要求也不同。气体生产商宜保证在灌装、运输和回收过程中，以及在管道系统中，气体的纯度符合用户要求，通常，用小数点前后“9”的个数来表示气体纯度，热喷涂常用气体的纯度为：乙烯99.95%
氧气99.95%
氢气99.9%
—氮气99.996%
—氩气99.996%
氨气99.996%
特别在等离子喷涂中，气体的纯度对喷枪喷嘴的寿命有很大的影响。8喷涂用液体燃料
在一些应用中，高速氧燃料火焰喷涂工艺中会使用液体燃料，如煤油、正构烷烃、检测苯或石油。其含硫量宜符合环保要求。还要考虑其闪点、气化点、纯度以及设备供应商提供的其他相关说明。9喷涂设备下载标准就来标准下载网
9.1概述
热喷涂设备包括热喷涂装置及其所有供电、供气和调节装置、装夹及操作系统以及外围装置，如排气和过滤系统、喷涂室以及隔音系统。现代化的喷涂设施通常还包括借助摄像机监测喷涂参数和运动程序的设备。
9.2喷涂装置
热喷涂设备术语见GB/T18719。
GB/T20019规定了热喷涂装置（包括喷涂材料的输送装置）的验收检查，宜按GB/T20019的规定执行。监控热喷涂设备状态宜符合GB/T20019。9.3机械设备、旋转装置、装夹及操作系统、机器人热喷涂材料的熔化状态、喷涂材料输送量，喷枪和工件之间的距离、角度以及喷枪相对工件的移动速度对喷涂涂层质量有决定性的影响。为了保持这些参数的稳定，宜尽可能采用机械化而非手动喷涂。装夹及操作系统宜满足以下要求：4
—一运动范围、速度及定位精度满足使用要求；有足够的静态和动态承载能力；—喷涂距离稳定；
GB/T42530—2023
一控制和调节系统不易受喷涂操作影响，例如，能抵抗等离子起弧、热喷涂粉尘和焰流热量的影响；
一装夹及操作系统或旋转装置操作设置简便9.4基本的辅助设备
热喷涂基本的辅助设备包括用于冷却燃烧器系统（可能还包括能源供应系统）、冷却工件和/或涂层的设备；用于检测、抽吸和输送喷涂粉尘，并将其收集到合适的过滤系统中，同时以安全且符合环保规定的方式将混有残余燃烧或等离子气体的废气排放到大气中的除尘系统；以及喷涂房和隔音室。外围设备（尤其是喷涂粉尘监测和清除装置)会影响热喷涂焰流及反弹粒子的安全排放，从而影响热喷涂涂层的质量，因此这些设备宜始终保持良好的工作状态。不同的喷涂工艺形成的声压级不同，等离子喷涂和各种高速氧燃料火焰喷涂的A计权声压级能超过125dB（A），因此有必要采取强有效的隔音措施来降低声压级。一般而言，喷涂过程中除了声压级高，还会发生粉尘积聚，因此喷涂房宜具备良好的吸音/隔音性能，还能尽可能地防止粉尘聚集。如果无法同时兼顾这两个方面的需求，则在设计喷涂房时，宜考虑主次因素。对于机械化喷涂，能使用不吸音的光滑墙壁。对于手工喷涂，则优先选用具有小孔结构的吸音内墙与天花板。在喷涂过程中，喷涂材料、喷涂气体和周围空气会形成含固态颗粒的烟雾和气流。这种烟雾和气流中的粉尘通常被认为是危害物，宜在其源头处进行检测并予以安全清除。因此，配置相应的粉尘检测、输送和过滤系统。
通常使用排气罩直接在危害物产生的源头将其收集，排气罩宜与工件的几何特性相匹配。其收集效率宜能保证粉末不会沉积或产生爆炸风险。湿式过滤器和干式过滤器都是很有效的过滤系统，且需配备监控功能（如压差监控）。喷涂塑料或在喷涂过程中会产生有毒气体时，首选湿式过滤器。依据国家相关法规，对任何可能致癌的粉尘，必须从地面清除和从过滤系统中去除，10喷涂前表面预处理
10.1总则
为保证热喷涂涂层的结合强度，基体表面宜进行充分的预处理，且预处理后及时进行热喷涂。预处理与热喷涂的间隔时间取决于喷涂材料的性能、基体材料的稳定性、预处理表面的粉尘、水蒸气和潮气(因温度降到露点以下或下雨天气导致)等。10.2一般预处理、脱脂、清洗
在处理待喷涂表面前，宜采用机械法去除铁锈、氧化皮、灰尘及其他类似杂质，宜采用脱脂法去除油脂类污物。脱脂法包括加热（裂解油脂残留物）、浸渍或喷淋，另外还可以使用超声波、刷洗或蒸汽喷射等机械辅助措施。也可使用水基洗涤液或有机溶剂清洗，但使用后者时遵守环保法规。脱脂后的表面宜进行冲洗和干燥处理。
10.3喷砂及其他预处理方法
金属表面在喷涂前宜进行表面粗化处理，其粗糙度根据使用要求决定。喷砂可有效粗化金属表面5
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