行业标准《镍铬铝复合粉》
编制说明
(征求意见稿)
行业标准《镍铬铝复合粉》 编制说明(征求意见稿)
一、工作简况 1.1 项目来源
根据《工业和信息化部办公厅关于印发2024年第二批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》(工信厅科[2024]31号)的要求,由矿冶科技集团有限公司(原北京矿冶科技集团有限公司)、北矿新材科技有限公司负责组织制定《镍铬铝复合粉》有色行业标准,项目计划编号为2024-0589T-YS,计划完成年限2024年。
1.2 本标准所涉及的产品简况
镍铬铝复合粉是一种以镍铬合金粉末为核心,在其表面包覆一层微细、超细或纳米铝粉而形成的一种包覆型复合粉末材料。其主要采用机械团聚包覆工艺制备,包覆层均匀、分散性好,具有特定的物理和化学性能,是一种新型的复合材料。
镍铬铝复合粉是一种优质的热喷涂材料,既可用于等离子喷涂,也可用于火焰喷涂。复合粉末在喷涂焰流中受热到一定温度后,铝包覆层会发生强烈的放热反应,对工件基体和喷涂材料熔滴产生充分的加热作用,使熔滴能与基体表面的熔融薄层实现微冶金结合,从而使涂层获得较高的结合力;同时喷涂制备的涂层还具有镍铬合金优良的耐高温(≤900℃)、抗氧化、耐大气腐蚀等性能。目前,镍铬铝涂层已作为耐高温、耐腐蚀工作涂层应用于排气消声器、热处理设备、活塞头、排气阀杆等工业部件的表面防护,还作为粘结层应用于火箭、导弹、飞机发动机等关键部件特殊功能涂层的打底层以提高涂层的结合力和可靠性,技术上已非常成熟。
在国内,矿冶科技集团有限公司(原北京矿冶科技集团有限公司)于上世纪八十年代开展了采用机械团聚包覆工艺制备镍铬铝复合粉的研究工作,并成功开发出能够满足航空航天氧化物陶瓷热障涂层粘结底层用的镍铬铝复合粉热喷涂材料产品,随后迅速推广至机械冶金行业步进加热炉炉内运输辊耐高温、抗氧化、
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耐磨损防护和电力行业汽轮发电机缸体修复等领域,同样获得成功应用并取得显著的技术经济效益。目前,以矿冶科技集团有限公司、北矿新材科技有限公司为代表的企业,已建立了该复合粉末成熟的机械团聚包覆生产工艺,产品质量实现稳定控制,产品牌号有KF-110、KF-110F、KF-110MA、KF-110M,并在机械、冶金、电力、化工、航空航天等行业得到越来越广泛的应用。作为新型的高性能功能材料,在许多工业领域中得到不断推广应用,为我国重要装备的研制生产、关键装备零部件表面强化和再利用发挥了重要的作用。
国外生产镍铬铝复合粉的工艺较为完善,产品性能稳定,代表性企业苏尔寿美科公司拥有其系列镍铬铝复合粉产品Metco 443NS、Amdry 960,上述产品均采用机械团聚包覆的制粉工艺。
随着热喷涂涂层技术的迅速发展,镍铬铝复合粉在各工业领域的应用日趋广泛。为了指导该复合粉末材料产品的生产,保证产品质量,规范供需双方贸易过程,满足镍铬铝复合粉的市场需求和促进市场经济的发展,大力推广该产品在各行业中的应用,引领相关行业的技术创新和技术进步,制定该产品的行业标准显得日益迫切且具有重要的现实意义,项目的实施将具有很好的经济和社会效益。 1.3 承担单位情况及主要工作过程 1.3.1 承担单位情况
矿冶科技集团有限公司是隶属于国务院国资委管理的中央企业,属国家首批创新型企业,是我国以金属矿产资源综合开发利用为核心主业的规模最大的综合性研究与设计机构,在有色金属采矿、选矿、冶炼和金属粉体材料等研究领域可代表国家水平,在国内外同行中有较大的影响。
北矿新材科技有限公司是中央直属大型科技企业矿冶科技集团有限公司以其所属金属材料研究设计所和北京钨钼材料厂为基础,与北京市科学技术委员会共同出资设立的集研究、开发、生产、经营四位一体的现代材料科技公司,在涂层材料和绿色电极领域具有显著的产业优势。 1.3.2 主要工作过程
矿冶科技集团有限公司接到《镍铬铝复合粉》编写任务后,组织矿冶科技集团有限公司、北矿新材科技有限公司相关的技术人员,成立了标准编制小组。通过收集和整理国内外镍铬铝复合粉信息和技术资料,调研了包括北京联合涂层技
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术有限公司、成都振兴金属粉末有限公司等国内主要镍铬铝复合粉生产厂商和首钢机械厂、成都发动机集团有限公司等重点用户单位,充分了解了镍铬铝复合粉生产工艺状况、产品质量控制等,并对国内相关生产制造和质量水平进行了充分论证,于2024年11月形成有色行业标准《镍铬铝复合粉》草案初稿。2024年5月,根据新发布的GB/T 1.1-2024《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的有关要求,对本标准草案初稿进行修改,形成标准征求意见稿。 二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据 2.1 标准编制原则 2.1.1 符合性
为满足航空、冶金、钢铁等工业领域以及相关行业对镍铬铝复合粉的使用性能要求,我集团公司与使用单位双方对质量检测标准公平受益,能够按现行通用方式进行产品检测,所以本标准格式按照GB/T 1.1-2024的标准要求进行制定。
本标准修改稿在参照国内同类产品生产技术水平的基础上,体现了国内大多数热喷涂企业、表面修复企业、冶金、钢铁等相关企业等对镍铬铝复合粉的质量性能要求。充分考虑相关企业和使用单位对粉末性能及检测方式等的意见和建议,力争做到标准切实可行,具有可操作性,能够被应用单位普遍接受。 2.1.2 先进性
随着热喷涂行业及表面防护、修复技术等在近些年的飞速发展,镍铬铝复合粉作为重要的高性能粘结材料和耐高温、抗氧化、耐腐蚀表面防护材料等,在航空、冶金、机械等工业领域具有广泛的应用。其标准的制定能够推进该产品向具有高性能粉末质量控制技术要求不断发展。为体现对国内相关热喷涂粉末材料生产企业的技术特点及检测手段的支持,本标准规定了镍铬铝复合粉的产品要求,试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存、质量证明书和合同(或订货单)等内容,使之能够适应热喷涂工艺的应用,满足相关行业工艺技术及设备不断发展的需求。
2.2确定标准主要内容的论据 2.2.1 标准适用范围
镍铬铝复合粉是采用机械团聚包覆的方法在镍铬合金核心粉末表面包覆一层微细、超细或纳米铝粉而形成的一种包覆型复合粉末材料。镍铬铝复合粉材料,
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是一种优质的热喷涂材料,既可用于等离子喷涂,也可用于火焰喷涂;既可以作为热喷涂涂层的粘结层以提高涂层结合力,也可以作为耐高温(≤900℃)、抗氧化、耐腐蚀工作涂层提供优异的防护功能。采用机械团聚包覆的方法制备的镍铬铝复合粉包覆层均匀、分散性好,具有特定的物理和化学性能,是一种新型的复合材料。
标准的适用范围为适用于制备工艺为机械团聚包覆的热喷涂用镍铬铝复合粉。
2.2.2 规范性引用文件
该粉末产品在验收时,粉末的粒度采用“GB/T 1480 金属粉末 干筛分法测定粒度”测定;产品的松装密度采用“GB/T 1479.1 金属粉末 松装密度的测定 第1部分:漏斗法”测定;产品的化学成分采用“YS/T 539.4 镍基合金粉化学分析方法 第4部分:铬量的测定 过硫酸铵氧化滴定法”等标准。因此,本标准引用以下规范性文件:
GB/T 1479.1 金属粉末 松装密度的测定 第1部分:漏斗法 GB/T 1480 金属粉末 干筛分法测定粒度 GB/T 5314 粉末冶金用粉末 取样方法
YS/T 539.4 镍基合金粉化学分析方法 第4部分:铬量的测定 过硫酸铵
氧化滴定法
2.2.3 标准产品牌号的规定
产品根据粒度规格要求不同分为2个牌号:FF-NiCrAl-01、FF-NiCrAl-02,其中:
FF—表示复合粉末; NiCrAl—表示镍铬铝;
01—数字序号表示粒度规格为45μm~106μm的产品,主要用于等离子喷涂或氧乙炔火焰喷涂;
02—数字序号表示粒度规格为≤48μm的产品,主要用于超音速火焰喷涂。2.2.4产品化学成分的规定
作为高性能粘结层材料时,表面包覆的金属铝在喷涂时会发生放热反应,使
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