GB/T 11373-2017 热喷涂 金属零部件表面的预处理

　　ICS 25 . 220 . 10 A 29

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 1 1373—2017

　　代替 GB/T 11373—1989

　　热喷涂 金属零部件表面的预处理

　　Thermalspraying—pre-treatmentofsurfacesofmetallicpartsandcomponents

　　2017-09-29 发布 2018-04-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 1 1373—20 17

　　GB/T 1 1373—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 11373—1989《热喷涂金属件表面预处理通则》，与 GB/T 11373—1989 相比主要技术差异如下：

　　— 补充了表面预处理方法;

　　— 补充了预热要求;

　　— 补充了不喷涂区域的遮蔽要求;

　　— 补充了预处理对疲劳强度的影响分析。

　　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/TC 57)归口 。

　　本标准起草单位：武汉材料保护研究所、江苏中矿大正表面工程技术有限公司、马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司、佛山先进表面技术有限公司、桐乡市铁盛线路器材有限公司、武汉理工大学、胜利油田新大管业科技发展有限责任公司、东营市黄河三角洲标准技术服务中心、深圳市科创标准服务中心。

　　本标准的主要起草人：伍建华、倪雅、李紫跃、李志刚、刘冀鲁、史志民、沈洪卫、丁彰雄、伍国华、郭基松、吴永太、耿健超、王科。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 11373—1989 。

　　GB/T 1 1373—20 17

　　热喷涂 金属零部件表面的预处理

　　1 范围

　　本标准规定了热喷涂金属零部件表面预处理的工艺过程，明确了热喷涂金属零部件表面预处理应考虑的重要原则。

　　本标准适用于新件的生产，也适用于旧件的修复。

　　用于耐腐蚀的热喷涂锌、铝及其合金涂层参见 GB/T 9793 。

　　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/T 8923 . 1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的 目视评定 第 1 部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级

　　GB/T 9793 热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金

　　GB/T 13288 . 1 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 1 部分：用于评定喷射清理后钢材表面粗糙度的 ISO 表面粗糙度比较样块的技术要求和定义

　　GB/T 13288 . 2 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 2 部分：磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法 比较样块法

　　GB/T 13288 . 3 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 3 部分：ISO表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙度的测定方法 显微镜调焦法

　　GB/T 13288 . 4 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 4 部分：ISO表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙度的测定方法 触针法

　　GB/T 13288 . 5 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 5 部分：表面粗糙度的测定方法 复制带法

　　GB/T 17850 . 1 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理用非金属磨料的技术要求 导则和分类

　　GB/T 18719 热喷涂 术语、分类

　　GB/T 18838 . 1 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理用金属磨料的技术要求 导则和分类

　　ISO 11124-2 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理用金属磨料的技术要求 第 2 部分：冷硬铸铁

　　砂 (Preparation of steel substrates before application of paints and related products—Specifications for metallic blast-cleaning abrasives—Part 2 : Chilled-iron grit)

　　ISO 11126-7 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理用非金属磨料的技术要求 第 7 部分：熔融氧

　　化铝 (Preparation of steel substrates before application of paints and related products—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 7 : Fused Aluminium oxide)

　　ISO 12944-4 涂料和油漆 钢结构防腐蚀涂装系统 第 4 部分：表面类型和表面准备(Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 4 : Types of sur- face and surface preparation)

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　　3 术语和定义

　　GB/T 18719 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 原则

　　工件表面的预处理，对热喷涂涂层的性能，特别对涂层与基体的结合有重要影响。 为了得到足够的结合强度，应对金属表面进行严格的清洁处理。

　　应除去工件表面的焊接飞溅物和残渣，特别注意焊缝及钎焊接头的预处理。 应除去氧化物、油脂和类似的污染物。

　　表面的粗糙度应使喷涂层与基体有良好的机械咬合。 喷砂是一种获得适当粗糙金属表面的方法，同时喷砂也增大了有效接触面积。

　　在预处理及喷涂过程中，待喷涂表面应保持干燥。 室外喷涂时，应采取适当的措施以满足此要求。在喷砂后，预处理的表面应尽快喷涂，不应有任何不必要的时间耽误。

　　注：间隔时间的长短取决于喷涂材料，以及灰尘、水汽和潮湿(温度低于露点、下雨等)对待喷涂表面的影响等因素。

　　5 表面预处理的方法

　　5 . 1 总则

　　根据喷涂涂层的功能和表面初始状态，可采用不同的表面预处理工艺，但都应采用机械方法除去锈蚀物、灰尘及其他污染物。

　　5 . 2 脱脂

　　在表面处理前必须先彻底除去油脂，应特别注意孔、缝和沟槽等部位的脱脂。

　　可用加热、浸渍和喷淋等方法脱脂，还可辅以超声波、刷洗或蒸汽喷射等机械方法。 可采用水基洗涤液或有机溶剂清洗。 使用水基洗涤液时，最好选择具有高含量表面活性剂的弱碱性清洗剂。 尽可能使用无磷酸盐清洗剂。 由于对环境的有害作用，应避免使用氯氟烃类物质。 脱脂后应进行清洗和干燥。

　　健康、安全及环境方面的问题见 5 . 8 。

　　5 . 3 喷砂

　　5 . 3 . 1 清洁度

　　热喷涂表面应采用合适的磨料进行充分的清洁、粗化处理。 喷砂过程应持续到要喷涂的区域显示出均匀的金属本色表面，或符合 GB/T 8923 . 1 标准 Sa3 级要求。

　　应注意避免由过度喷砂引起的不必要的材料损失。

　　预处理表面清洁度应达到 Sa3 级，如有更高要求，合同双方可另行商定。

　　喷砂处理根据磨料的类型和粗细、喷砂的参数(例如：喷砂时间、喷砂距离、喷砂角度、砂粒速度)和喷砂机器的类型而有所不同。 此外，磨料的破损率也严重影响表面的喷砂质量。 因此，喷砂的操作参数应足以满足粗糙度要求。 必要时，应根据喷砂试件进行优选。

　　健康、安全及环境方面的问题见 5 . 8 。

　　5 . 3 . 2 粗糙度

　　粗糙度不是热喷涂表面预处理的唯一要求。 有关方应协商确定适宜的粗糙度参数，并作为轮廓要

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　　求的参考。 粗糙度的评价可采用 GB/T 13288 . 1 和 GB/T 13288 . 2 规定的比较样块法测量。 或选择GB/T 13288 . 3 规定的显微镜调焦法、GB/T 13288 . 4 规定的触针法、GB/T 13288 . 5 规定的复制带法其中一种方法进行粗糙度测量。 评价粗糙度时，应注意避免污染已经预处理过的零件表面。

　　应采取足够的预防措施，除去压缩空气中的油和水分，这些污染物对表面预处理质量和喷涂层的结合强度都有有害的影响。

　　5 . 3 . 3 磨料

　　5 . 3 . 3 . 1 通则

　　可根据 GB/T 17850 . 1、GB/T 18838 . 1 的规定选择金属和非金属的喷砂磨料，喷砂磨料应清洁、干燥。

　　循环使用的喷砂磨料应确保以前没有被污染，例如曾用于塑料喷砂、清除涂料、喷砂处理受油或其他污染的表面。

　　只有有棱角的喷砂磨料才会产生适合喷涂的粗糙度，因此，建议目测检查砂粒的颗粒大小和形状。应及时除去细小的灰尘和圆形颗粒。

　　5 . 3 . 3 . 2 熔融氧化铝和碳化硅

　　具有高硬度和尖锐外形的熔融氧化铝(见 ISO 11126-7)和碳化硅，适合处理极硬的表面。 氧化铝和碳化硅的使用寿命有限，应定期检查评价这些磨料的破碎程度。

　　用碳化硅喷砂时，应优化喷砂参数(如喷砂压力、喷砂角度、磨料粒度、喷砂距离)，减少嵌入的粒子数量。

　　5 . 3 . 3 . 3 冷硬铸铁砂

　　冷硬铸铁砂(见 ISO 11124-2)具有破损率低、使用寿命长的特点，常用于喷涂表面的喷砂处理，但其颗粒应保持棱角锐利。 有色金属或不锈钢基体用冷硬铸铁砂处理时，有可能增大腐蚀速率。

　　5 . 3 . 3 . 4 粒度范围

　　应根据 ISO 12944-4规定的表面应用要求选择磨料的平均粒度。 并根据ISO 11124-2和ISO 11126-7选择磨料的粒度范围。

　　5 . 3 . 4 喷砂后的清理

　　喷砂表面残留的砂粒和灰尘的清理对涂层与基体的结合极为重要。 清除杂质最好的方法是用真空吸尘清理或用干燥、无油的压缩空气吹扫。 对于特定的应用，应采取措施彻底清除残余的砂粒。

　　5 . 3 . 5 喷砂表面的检测

　　喷砂后表面的清洁度和粗糙度可以根据 GB/T 13288 . 2 和 GB/T 13288 . 4 检测确认。 更广泛的要求(见 5 . 3 . 1 、5 . 3 . 2 和 5 . 3 . 4),应由有关各方协商确定 。

　　5 . 4 车缥纹/开槽

　　零件经车螺纹或开槽，随后进行喷砂是适合的，尤其在零件的内表面(衬套)上喷涂耐磨层或厚的修复涂层(不大于 0 . 8 mm)时是必需的。 车螺纹可以减少收缩应力的影响。 开槽应避免尖角。 车螺纹时不能使用冷却液体或润滑介质。 开槽的深度应根据涂层的最终厚度进行调整。

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　　5 . 5 反极性转移弧清理

　　在真空等离子喷涂中，可用反极性转移电弧(负极为工件)清除基体上的氧化层。 由于真空条件，不会形成新的氧化物，同时对工件进行了预热。

　　5 . 6 结合底层

　　喷涂结合底层时，如某些含铝材料、镍基材料、钼或其他金属材料，能增加或可能增加喷涂层与基体的结合性能。

　　5 . 7 其他方法

　　经有关各方协商，也可采用可满足热喷涂所需的表面清洁度和粗糙度要求的其他表面预处理方法。

　　5 . 8 健康和安全的预防保护措施

　　用于表面预处理的设备、材料和磨料，包含了高压喷射和电气操作等特殊工种，有产生粉尘危害及爆炸风险，如果使用不当是危险的。 因此应遵守相关喷、焊和粉尘管理的国家健康、安全和环境保护的法规。

　　6 预热

　　工件预热的目的：

　　— 防止水分凝结：

　　工件的温度超过 50 ℃时，可有效地避免大气中水分的凝结。 普通火焰喷涂时，通常建议预热温度

　　为 70 ℃ ~80 ℃。

　　— 减少涂层收缩引起的拉伸应力和裂纹：

　　基体可以预热至喷涂中要达到的温度。 最佳预热温度取决于许多参数。 在孔和管内表面喷涂时应预热，以避免涂层剥离。

　　— 增加涂层结合强度：

　　工件预热可以增加喷涂涂层的结合强度。

　　在任何情况下，都应避免基体表面的氧化或其他污染。

　　预热可以在喷砂之前或之后进行，这取决于基体材料和工件的尺寸。

　　7 不喷涂区域的遮蔽

　　在预处理之前，对工件不需喷涂的区域，如：键槽、导槽、油孔、齿圈等应采用遮蔽保护。 自粘结胶带、硬木、橡胶、金属掩蔽物等可用于遮蔽。 应采取预防措施，确保遮蔽材料在任何时候都不会污染待喷涂表面。

　　8 预处理对疲劳强度的影响

　　一般而言，所有产生沟槽的表面预处理工艺都会降低工件的疲劳强度。 应考虑改善预处理所产生的残余应力状态。 此外，涂层对喷涂后工件的疲劳强度也有影响。 应单独评估预处理对高交变负载零件的影响。 必要时，在粗化前进行表面强化处理以补偿残余应力的影响。 可能的方法如：喷丸强化和表面滚压应变强化，使基体表面产生压应力和表面强化。

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　　参 考 文 献

　　[1] ISO 11124-3 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for metallic blast-cleaning abrasives—Part 3 : high-carbon cast-steel shot and grit

　　[2] ISO 11124-4 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for metallic blast-cleaning abrasives—Part 4 : Low-carbon cast-steel shot

　　[3] ISO 11126-3 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 3 : Copper refinery slag

　　[4] ISO 11126-4 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 4 : coal furnace lag

　　[5] ISO 11126-5 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 5 : nickel refinery slag

　　[6] ISO 11126-6 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 6 : Iron furnace slag

　　[7] ISO 11126-8 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 8 : olivine sand

　　[8] ISO 11126-9 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 9 : Staurolite

　　[9] ISO 11126-10 Preparation of steel substrates before application of paints and related prod- ucts—Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives—Part 10 : Almandite garnet

　　[10] EN 13507 Thermal spraying—Pre-treatment of surfaces of metallic parts and components for thermal spraying