鈷鉬鉻硅合金粉末

鈷鉬鉻硅合金粉末編制說明（征求意見稿）鈷鉬鉻硅合金粉末行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡況1.1項(xiàng)目來源根據(jù)《工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)2017年第二批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》（工信廳科[2017]70號）的要求，由北京礦冶科技集團(tuán)有限公司（原北京礦冶研究總院）負(fù)責(zé)組織制定《鈷鉬鉻硅合金粉末》有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目計劃編號為2017-0197T-YS,計劃完成年限2019年。本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的產(chǎn)品簡況鈷鉬鉻硅合金粉末是用于等離子噴涂、等離子堆焊、超音速噴涂和激光熔覆等表面制備技術(shù)的主要由鈷、鉬、鉻、硅等元素組成的鈷基合金粉末。該合金粉末材料與傳統(tǒng)的碳化鎢強(qiáng)化型鈷基合金不同,是一種由鈷-鉬硅形成的金屬間化合物L(fēng)aves相強(qiáng)化的合金。由于合金中加入過量的鉬和硅,在結(jié)晶過程中會析出硬質(zhì)相Laves相，并均勻分散在軟的鉆合金基體中，使得這些材料得到強(qiáng)化并具有好的涂層性能。加入鉻元素可改善合金的耐腐蝕性能和進(jìn)一步提高耐磨性能,隨著合金中的鉻含量的增加，合金涂層的抗氧化和耐腐蝕性能隨之增強(qiáng)，耐磨粒磨損性能也更好。鈷鉬鉻硅合金粉末制備的涂層具有優(yōu)異的耐磨損、耐擦傷、耐腐蝕性、抗氧化性和抗磨粒磨損性能，同時具有高的高溫硬度（高溫紅硬性好），從而使涂層具有高的使用溫度（高達(dá)800°C）。在無潤滑和潤滑不足情況下，這種合金相互之間，或與工具鋼、低合金鋼、青銅、鋁合金、高溫合金、石墨等之間，摩擦系數(shù)小，摩擦力小，因此特別適用于低潤滑或無潤滑的工況條件。該合金粉末適用于等離子噴涂、等離子噴焊、超音速噴涂和激光熔覆，制備的涂層可用于泵組件，起落架，球和滾子軸承，套筒軸承，軸頸軸承，活塞環(huán)，凸輪軸，擠壓機(jī)筒體、密封墊、活塞環(huán)、葉片、鑄造結(jié)晶器、高低壓力噴嘴，氣門座，氣門面、排氣扇葉、高壓導(dǎo)向器外環(huán)、渦輪封嚴(yán)環(huán)、高壓渦輪機(jī)匣等部件表面強(qiáng)化和尺寸修復(fù)，在航空、汽車、冶金、機(jī)械、電力等眾多工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。國外，美國等國的研究人員于上個世紀(jì)七十年代研究發(fā)現(xiàn)，過量加入鉬和硅會在鉆基體中形成CoMoSi金屬間化合物，該金屬間化合物屬C-14（MgZn2）型結(jié)構(gòu)的Laves相。由于Laves相熔點(diǎn)高、硬度高、摩擦系數(shù)低，因此具有優(yōu)越的耐磨性能；且Laves相大量地均勻分布于鈷基體中，從而開發(fā)出了具有優(yōu)異耐磨性能和綜合高溫性能的鈷鉬鉻硅合金。隨著表面技術(shù)的不斷發(fā)展，又相繼開發(fā)出了鉆鉬鉻硅焊材和粉末涂層材料，產(chǎn)品型號以T-400、T-800和T-900表示。基于航空工業(yè)的需求，北京礦冶科技集團(tuán)有限公司從上個世紀(jì)九十年代末開始研制金屬間化合物相強(qiáng)化的鈷基耐磨粉末涂層材料，采用霧化制粉工藝成功研制開發(fā)出性能優(yōu)異的鈷鉬鉻硅合金粉末。經(jīng)過多年的發(fā)展，該先進(jìn)的合金粉末涂層材料在生產(chǎn)工藝及在各行業(yè)的應(yīng)用已日趨成熟。目前，以北京礦冶科技集團(tuán)有限公司、上海司太立有限公司等為代表的研究院所和企業(yè)，已建立了該合金粉末成熟的氣霧化制粉生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制，如北京礦冶科技集團(tuán)有限公司研制開發(fā)的KF-331、KF-333、KF-334等，并在航空、冶金等行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，為我國重要裝備的研制生產(chǎn)、關(guān)鍵裝備零部件表面強(qiáng)化和再利用發(fā)揮了重要的作用。目前該類產(chǎn)品作為重要裝備或零部件的表面強(qiáng)化和修復(fù)用涂層材料，可實(shí)現(xiàn)延長零部件使用壽命和零部件再利用，達(dá)到節(jié)省能源和資源的目的，屬綠色再制造高性能涂層材料。由于該類合金粉末產(chǎn)品在供貨和產(chǎn)品驗(yàn)收時均依據(jù)各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)條件，在產(chǎn)品的制備方法、技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量控制要求、驗(yàn)收方法等方面沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，給供需雙方在生產(chǎn)、貿(mào)易過程中帶來許多不便。因此，隨著該產(chǎn)品的不斷發(fā)展，為了指導(dǎo)該類合金粉末材料的生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，規(guī)范供需雙方貿(mào)易過程，大力推廣該產(chǎn)品在各行業(yè)中的應(yīng)用，引領(lǐng)相關(guān)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，制定該產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯得日益迫切并具有重要意義，項(xiàng)目的實(shí)施將具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。承擔(dān)單位情況及主要工作過程承擔(dān)單位情況北京礦冶科技集團(tuán)有限公司是隸屬于國務(wù)院國資委管理的中央企業(yè)，屬國家首批創(chuàng)新型企業(yè)，是我國以金屬礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用為核心主業(yè)的規(guī)模最大的綜合性研究與設(shè)計機(jī)構(gòu)，在有色金屬采礦、選礦、冶煉和金屬粉體材料等研究領(lǐng)域可代表國家水平，在國內(nèi)外同行中有較大的影響。北礦新材科技有限公司是中央直屬大型科技企業(yè)北京礦冶科技集團(tuán)有限公司以其所屬金屬材料研究設(shè)計所和北京鎢鉬材料廠為基礎(chǔ)，與北京市科學(xué)技術(shù)委員會共同出資設(shè)立的集研究、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營四位一體的現(xiàn)代材料科技公司，在涂層材料和綠色電極領(lǐng)域具有顯著的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。主要工作過程北京礦冶科技集團(tuán)有限公司接到《鈷鉬鉻硅合金粉末》編寫任務(wù)后，組織北京礦冶科技集團(tuán)有限公司、北礦新材科技有限公司相關(guān)的技術(shù)人員，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制小組。通過收集和整理國內(nèi)外鈷鉬鉻硅合金粉末信息和技術(shù)資料，采用走訪、電話聯(lián)系等方式咨詢了包括上海司太立有限公司、天津肯納金屬材料有限公司等國內(nèi)主要鈷鉬鉻硅合金粉末生產(chǎn)廠商，充分了解了鈷鉬鉻硅合金粉末生產(chǎn)工藝狀況、產(chǎn)品質(zhì)量控制等，并對國內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)制造和質(zhì)量水平進(jìn)行了充分論證，于2019年1月形成有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鈷鉬鉻硅合金粉末》征求意見稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制原則符合性為滿足航空、冶金、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域以及相關(guān)行業(yè)對鈷鉬鉻硅合金粉末的使用性能要求，我集團(tuán)公司與使用單位雙方對質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)公平受益，能夠按現(xiàn)行通用方式進(jìn)行產(chǎn)品檢測，所以本標(biāo)準(zhǔn)格式按照GB/T1.1-2009的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行制定。本標(biāo)準(zhǔn)修改稿在參照國內(nèi)同類產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)了國內(nèi)大多數(shù)熱噴涂企業(yè)、表面修復(fù)企業(yè)、冶金、機(jī)械等相關(guān)企業(yè)等對鈷鉬鉻硅合金粉末的質(zhì)量性能要求。充分考慮相關(guān)企業(yè)和使用單位對粉末性能及檢測方式等的意見和建議，力爭做到標(biāo)準(zhǔn)切實(shí)可行，具有可操作性，能夠被應(yīng)用單位普遍接受。先進(jìn)性隨著航空發(fā)動機(jī)等在近些年的快速發(fā)展，鈷鉬鉻硅合金粉末作為重要的高性能耐磨涂層材料，在航空、冶金、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。其標(biāo)準(zhǔn)的制定能夠推進(jìn)該產(chǎn)品向具有高性能粉末質(zhì)量控制技術(shù)要求不斷發(fā)展。為體現(xiàn)對國內(nèi)相關(guān)熱噴涂粉末材料生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)及檢測手段的支持，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鈷鉬鉻硅合金粉末的產(chǎn)品要求，試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存、質(zhì)量證明書和合同（或訂貨單）等內(nèi)容，使之能夠適應(yīng)熱噴涂工藝、粉末冶金工藝等的應(yīng)用，滿足相關(guān)行業(yè)工藝技術(shù)及設(shè)備不斷發(fā)展的需求。確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)標(biāo)準(zhǔn)適用范圍鈷鉬鉻硅合金粉末是采用霧化法制備，根據(jù)使用用途不同可采用氣霧化或水霧化工藝生產(chǎn)。該粉末材料用于等離子噴涂、超音速噴涂、等離子噴焊和激光熔覆等表面工藝技術(shù)，制備耐磨耐腐蝕功能防護(hù)涂層。標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為適用于等離子噴涂、超音速噴涂、等離子噴焊和激光熔覆用鈷鉬鉻硅合金粉末。規(guī)范性引用文件該粉末產(chǎn)品在驗(yàn)收時，粉末的粒度采用“GB/T1480金屬粉末干篩分法測定粒度”和“GB/T19077粒度分析激光衍射法”測定；產(chǎn)品的化學(xué)成分中碳含量的測定采用“GB/T4702.14金屬鉻分析化學(xué)分析方法紅外線吸收法測定碳量”；產(chǎn)品的化學(xué)成分中硫含量的測定采用“GB/T4702.16金屬鉻硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法”；取樣方法執(zhí)行“GB/T5314粉末冶金用粉末取樣方法”；產(chǎn)品的化學(xué)成分中氧的測定采用“GB/T11261鋼鐵氧含量的測定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法”。因此，本標(biāo)準(zhǔn)引用以下規(guī)范性文件：GB/T1480金屬粉末干篩分法測定粒度GB/T4702.14金屬鉻分析化學(xué)分析方法紅外線吸收法測定碳量GB/T4702.16金屬鉻硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法GB/T5314粉末冶金用粉末取樣方法GB/T11261鋼鐵氧含量的測定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法GB/T19077粒度分析激光衍射法標(biāo)準(zhǔn)品種及牌號的規(guī)定產(chǎn)品根據(jù)化學(xué)成分不同分為3個牌號：FCoMoCrSi-01、FCoMoCrSi-02、FCoMoCrSi-03。產(chǎn)品的牌號以FCoMoCrSi-XX表示，其中：FCoMoCrSi—表示鉆鉬鉻硅合金粉末；XX—表示產(chǎn)品牌號的順序號。產(chǎn)品化學(xué)成分的規(guī)定鈷鉬鉻硅合金粉末采用惰性氣體霧化法制備。由于在合金中加入過量的鉬和硅，在結(jié)晶過程中會析出硬質(zhì)相Laves相，并均勻分散在軟的鉆合金基體中，起到強(qiáng)化合金的作用，使得該合金粉末制備的涂層具有優(yōu)異的耐磨性能；同時鉻合金元素的加入可提高抗氧化、耐腐蝕性能以及耐磨粒磨損性能。Laves相的組成為Co3Mo2Si或CoMoSi,其在基體中的所占體積分?jǐn)?shù)超過50%。Mo的含量為28.0%左右，為CoMo合金的共晶成分；隨著合金中Si含量的增加，合金的耐磨性和耐腐蝕性能提高，但過高的Si含量會影響合金的韌性，以不超過5%為宜；Cr元素的加入主要提高合金的耐腐蝕性能和耐磨性能，一般加入量不超過20%，因此FCoMoCrSi02比FCoMoCrSiOl具有更好的耐蝕性能和耐磨性能。Laves相具有好的耐磨性，但韌性較差，特別是在激光熔覆過程中，由于熱應(yīng)力的作用容易導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)散，用部分Ni替代Co,可提高粉末材料在涂層制備過程中機(jī)械性能，加入一定量的Fe具有類似的作用。合金中的C、P、S、O含量為雜質(zhì)元素應(yīng)進(jìn)行控制。因此根據(jù)鈷鉬鉻硅合金粉末的性能特點(diǎn)及在不同應(yīng)用的實(shí)際需求，規(guī)定產(chǎn)品中化學(xué)成分如表l所示。表1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%J素牌號 、、CoMoCrSiNiFeCPS0FCoMoCrSiOl余量27.0?30.07.5?9.52.0?3.0<1.5<1.5<0.08<0.03<0.03<0.15FCoMoCrSi02余量27.0?30.016.5?18.53.0?3.8<1.5<1.5<0.08<0.03<0.03<0.15FCoMoCrSi03余量22.0?24.016.5?18.52.0?3.015.0?17.0<1.5<0.08<0.03<0.03<0.15表2是鈷鉻鉬硅合金粉末產(chǎn)品化學(xué)成分實(shí)際測量的結(jié)果。表2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素牌號產(chǎn)品批號MoCrSiNiFeCPS0FCoMoCrSi011711104029.367.872.560.0370.0660.014<0.005<0.0020.03FCoMoCrSi011808024029.758.382.720.0280.0660.015<0.005<0.0020.042FCoMoCrSi021310174027.0317.213.48<0.05<0.050.0068<0.020.00380.069產(chǎn)品粒度的規(guī)定鈷鉬鉻硅合金粉末為鈷基耐磨涂層材料，可用于等離子噴涂、超音速噴涂和等離子噴焊。一般地，該合金粉末由三種粒度規(guī)格，75卩m?150pm用于等離子噴焊，15卩m?45pm和10卩m?45pm用于等離子噴涂和超音速噴涂（不同噴槍對粒度稍有差異）因此，規(guī)定產(chǎn)品的粒度要求及應(yīng)用范圍如表3所示。表3粒度規(guī)格粒度組成應(yīng)用53pm?150pm>150pm不大于3%,<53pm不大于5%等離子噴焊15pm?45pm>75pm痕量，>45pm不大于3%,<15pm不大于10%等離子噴涂，超音速噴涂，激光熔覆10pm?45pm>75pm痕量，>45pm不大于3%,<10pm不大于10%等離子噴涂，超音速噴涂，激光熔覆注：需方對粒度范圍有特殊要求時，由供需雙方協(xié)商確定。表4是鈷鉻鉬硅合金粉末產(chǎn)品粒度實(shí)際測量的結(jié)果。表4序號產(chǎn)品牌號產(chǎn)品批號測試結(jié)果1FCoMoCrSi0117111040+200：0%；-200+325：0.2%；-325：99.8%；-10pm：6.3%2FCoMoCrSi0118080240+200：0%；-200+325：0.2%；-325：99.8%；-10pm：1.7%3FCoMoCrSi0213101740+200：0%；-200+325：0.3%；-325：99.7%；-10pm：7.5%三、 標(biāo)準(zhǔn)水平分析采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度經(jīng)查，國外無類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此本標(biāo)準(zhǔn)不采用其他國際或國外標(biāo)準(zhǔn)國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比分析經(jīng)查，國外無相同的標(biāo)準(zhǔn)。與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及制定中標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套的情況經(jīng)查，標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及制定中的標(biāo)準(zhǔn)無重復(fù)交叉情況。涉及國內(nèi)外專利及處置情況經(jīng)查，本標(biāo)準(zhǔn)不涉及國內(nèi)外專利。四、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。五、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)暫無重大分歧意見。六、標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議建議作為推薦性有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要