钴-碳化钨复合粉

1、 钴-碳化钨复合粉编制说明（送审稿）钴-碳化钨复合粉行业标准编制说明一、工作简况1.1 项目来源根据工业和信息化部 关于印发2011年第二批行业标准制修订计划的通知（工信厅科2011134号）的要求，由北京矿冶研究总院负责修订钴-碳化钨复合粉有色行业标准，项目计划编号为2011-0874T-YS，计划完成年限2013年。1.2 本标准所涉及的产品简况随着热喷涂技术的发展，越来越多的功能涂层材料得到研制成功并广泛应用，这些功能涂层材料包括耐磨、耐腐蚀、热障、抗高温、抗氧化、可磨耗封严等不同性能的材料。钴-碳化钨复合粉就是其中一种高性能耐磨、耐高温和具有一定耐腐蚀性能的涂层材料。WC颗粒具有高的硬

2、度和优良的耐磨性，但单质的WC粉末在喷涂过程中难以与基体材料产生良好的结合，通过与韧性的金属相结合可很好地解决硬质相与被防护基体结合强度差、沉积效率低的问题。钴与WC具有好的润湿性，利用钴良好的高温性能、金属韧性、与其他金属良好的结合等性能，将钴与碳化钨结合制备成复合粉末，已成为一种在中低温下的具有优异耐磨性能的涂层材料。WC-Co涂层在腐蚀环境工况中的耐腐蚀性能有所不足，为改善其抗腐蚀性，在WC-Co涂层中引入一定量的Cr，Cr的加入不仅能改善涂层的抗腐蚀能力，还能使涂层的耐冲蚀性能得到提高。由于WC-Co金属陶瓷复合粉末特有耐磨性能及较好的高温稳定性能，是中低温（450-550）环境条件下

3、最好的耐磨材料，作为先进的涂层材料可应用于涡轮发动机风扇叶片、中间翼展加强构件、吸入器联接杆、凸轮、刺轮片、拉丝绞盘、密封面、挤料螺旋、烟气风机、燃气锅炉、抛砂机件、泥浆泵活塞杆、钢铁冶金中各类轧辊等部件的生产和修复，因此，该系列粉末涂层材料在航空航天、化工机械、钢铁冶金、造纸印刷、“锅炉四管”等众多工业领域和行业中具有广泛的应用。1.3 承担单位情况及主要工作过程1.3.1 承担单位情况北京矿冶研究总院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

4、家水平，在国内外同行中有较大的影响。1.3.2 主要工作过程北京矿冶研究总院接到钴-碳化钨复合粉编写任务后，组织相关的技术人员，成立了标准编制小组。通过收集和整理国内外钴-碳化钨复合粉信息和技术资料，对国内相生产制造和质量水平进行了充分论证，于2012年12月形成有色行业标准钴-碳化钨复合粉讨论初稿。征求意见稿完成后及时发送至各相关单位征求意见。2013年6月20日全国有色金属标准化技术委员会在西宁市主持召开了标准讨论会，来自全国有色金属标准化技术委员会、西安瑞福莱钨钼有限公司、西安宝德粉末冶金有限公司、先进储能材料国家工程研究中心、有研亿金新材料股份有限公司、北京当升材料科技股份有限公司、佛

5、山市邦普循环科技有限公司、中信国安盟固利电源技术有限公司、深圳格林美高新技术股份公司、宁波金和新材料股份有限公司、金堆城钼业股份有限公司等11家单位的14名专家对本标准的讨论稿进行了讨论，主要提出了以下的意见和建议：（1）第2章，将“GB/T 1480 金属粉末粒度组成的测定 干筛分法”、“GB/T 5124.1硬质合金化学分析方法 重量法测定总碳量”、“GB/T 5314 粉末冶金用粉末的取样方法”、“GB/T 15555.8固体废物总铬的测定 硫酸亚铁氨滴定法”、“GB/T 19077.1粒度分析 激光衍射法”以及“GB/T 20255硬质合金化学分析方法 铁、锰和镍量的测定火焰原子吸收光

6、谱法”分别修改为：“GB/T 1480金属粉末 干筛分法测定粒度”、“GB/T 5124.1硬质合金化学分析方法 总碳量的测定 重量法”、“GB/T 5314 粉末冶金用粉末 取样方法”、“GB/T 15555.8固体废物 总铬的测定 硫酸亚铁氨滴定法、“GB/T 19077.1粒度分析 激光衍射法 第1部分：通则”以及“GB/T 20255硬质合金化学分析方法 钴、铁、锰和镍量的测定 火焰原子吸收光谱法”。（2）第3章，删去“下列术语和定义适用于本文件”。（3）3.1条款中，删去“3.1” ，将原3.1条款内容往上提升一行。（4）4.2条款中表1杂质含量“”改为“不大于”。（5）4.3条款中

7、表2的“FF-WC03”与“FF-WC04”的产品进行互换。（6）5.2.2条款中，将“45m以上”改为“大于等于45m以上”。编制小组根据会议汇总意见，并采纳了以上专家意见，根据讨论会意见对标准进行修改，形成标准预审稿。标准预审稿完成后及时发送至各相关单位征求意见。2013年7月24日全国有色金属标准化技术委员会在赤峰市主持召开了标准讨论会，来自全国有色金属标准化技术委员会、西安瑞福莱钨钼有限公司、西安宝德粉末冶金有限公司、西北有色金属研究院、陕西金堆城钼业股份有限公司、钢铁研究总院、自贡硬质合金有限责任公司、株洲硬质合金集团有限公司、宝钛集团有限公司、益阳市华昌锑业催化剂有限公司等10家单

8、位的13名专家对本标准的讨论稿进行了讨论，主要提出了以下的意见和建议：（1）第3章中，增加“下列术语和定义适用于本文件”；（2）4.1.1节中将产品牌号中的分隔号“”删除；（3）将表1中的化学成分“钨”的一列调至“钴”成分要求的前面，原“总量”改为：“其他总量”；（4）将表2中产品牌号中的分隔号“”删除；（5）7.1节中，原“包装容器表面应标明”改为：“产品外观应标明”，并增加：“产品内包装用密闭的塑料容器（桶）密封包装，表面应标明：供方名称、产品名称、牌号、批号、重量”；（6）7.4节中，删去“防止氧化”。编制小组根据会议汇总意见，采纳了以上专家意见，根据讨论会意见对标准进行修改，形成标准送

9、审稿。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 符合性为满足钢铁、有色金属工业、航空航天以及相关行业对钴-碳化钨复合粉的使用性能要求，我院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 1.1-2009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、表面强化和修复企业等对钴-碳化钨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 先进性随着热喷涂设备及工艺技术

10、在近些年的飞速发展，钴-碳化钨复合粉标准也很大程度的向具有高性能粉末质量控制标准所特有的前瞻性和创新性方面靠近，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，本标准粉末牌号和规格、化学成分、粉末粒度范围要求等进行适当调整和修改，增加了兼具耐磨性能、耐腐蚀性能的WC-10Co-4Cr粉末的技术标准，使新的标准涵盖了目前WC-Co系列热喷涂粉末的各种规格产品，使之更能适应该类产品的市场需求，热喷涂工艺技术及设备发展的需要。2.2确定标准主要内容的论据2.2.1 标准名称的修改随着该系列粉末制备工艺的不断发展，原有的包覆型钴-碳化钨复合粉末已逐渐被其他制备工艺生产的粉末所取代，如

11、制粒、烧结制备工艺。因此原钴包碳化钨复合粉末不能反映现有钴-碳化钨复合粉的特点，因此将标准名称改为钴-碳化钨复合粉。2.2.2 标准适用范围修改随着热喷涂工艺的发展，出现了超音速喷涂工艺，采用该技术制备的钴-碳化钨涂层具有结合强度高、沉积效率高等特点，因此该工艺技术发展迅速，已成为喷涂钴-碳化钨粉末等金属陶瓷类涂层的重要喷涂工艺之一。故将原标准的适用范围“适用于火焰喷涂、等离子喷涂和爆炸喷涂用钴-碳化钨复合粉”修改为“适用于火焰喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂和爆炸喷涂用钴-碳化钨复合粉”。2.2.3 增加规范性引用文件根据标准编制的有关要求，增加了规范性引用文件。2.2.4 修改了术语和定义

12、根据标准名称的修改，制定了“钴-碳化钨复合粉”术语和定义。2.2.5 标准品种及牌号修改根据产品使用要求不同，将原标准中的7个牌号，修订为10个牌号。分别为FF-WC01、FF-WC02、FF-WC03、FF-WC04、FF-WC05、FF-WC06、FF-WC07、FF-WC08、FF-WC09、FF-WC10，共10个牌号。其中FF-WC01、FF-WC02、FF-WC03、FF-WC04为WC-12Co复合粉，FF-WC01适用于火焰喷涂，FF-WC02适用于等离子喷涂，FF-WC03、FF-WC04适用于超音速火焰喷涂，FF-WC05适用于爆炸喷涂；FF-WC06、FF-WC07、FF

13、-WC08为WC-17Co复合粉， FF-WC06、FF-WC07适用于超音速火焰喷涂，FF-WC08适用于爆炸喷涂；FF-WC09、FF-WC10为WC-10Co4Cr复合粉，适用于超音速火焰喷涂。2.2.6 产品化学成分修改产品原标准中化学成分如表1所示。表1 产品的化学成分 产品牌号化学成分，%钴总碳游离碳钨杂质铁+碳总量FF02018.59.55.305.600.1余量1.01.5FF020211.513.55.305.600.1余量1.01.5FF020311.513.55.305.600.1余量1.01.5FF020416.018.04.855.150.1余量1.01.5FF020

14、516.018.04.855.150.1余量1.01.5FF020616.018.04.855.150.1余量1.01.5FF020720.022.04.65.10.1余量1.01.5根据钴-碳化钨复合粉在各工业领域应用的实际情况，对产品的化学成分修改如下：（1）原牌号FF0201粉末，钴含量为“8.59.5”，该牌号产品无市场需求，不再使用，故去除；（2）在钴-碳化钨中加入一定量铬，可显著提高复合粉末涂层的耐蚀性能，具有重要应用，故增加两个不同粒度的WC-1oCo-4Cr复合粉产品；经过修改后的产品化学成分如表2所示。 表2 产品的化学成分 质量分数/%产品牌号化学成分，%钴铬总碳钨杂质铁总

15、量FF-WC0111.513.5-5.155.60余量1.02.0FF-WC0211.513.5-5.155.60余量1.02.0FF-WC0311.513.5-5.155.60余量1.02.0FF-WC0411.513.5-5.155.60余量1.02.0FF-WC0511.513.5-5.155.60余量1.02.0FF-WC0616.018.0-4.805.15余量1.02.0FF-WC0716.018.0-4.805.15余量1.02.0FF-WC0816.018.0-4.805.15余量1.02.0FF-WC098.011.03.55.55.105.45余量1.01.5FF-WC10

16、8.011.03.55.55.105.45余量1.095755.3其中-260+36080FF0202-200+40095755.1其中-260+36080FF0203-150+40095755.1FF0204-200+40095755.0其中-260+36080F2.4其中595755.0FF0207-200+40095804.0根据目前钴-碳化钨复合粉的实际应用情况，原包覆型钴-碳化钨复合粉已由其他制备工艺方法生产的钴-碳化钨粉末取代，如制粒、烧结制备工艺。因此根据新的制备工艺获得的产品性能，物理性能修改如下：（1）删除了包覆完整度的要求。（2）针对等离子喷涂

17、、超音速火焰喷涂用WC-17Co、WC-10Co4Cr的粒度组成做出了具体规定要求。（3）针对不同粒度规格粉末，规定了产品流动性和松装密度的要求。修改后产品物理性能如表4所示。表4产品牌号粒度规格粒度组成流动性，s/50g松装密度，g/cm3FF-WC0153m106m106m不大于5%，53m不大于8%4.0FF-WC0245m106m106m不大于5%，45m不大于8%4.0FF-WC0310m45m45m不大于5%，10m不大于5%4.0FF-WC0428m53m53m不大于5%，28m不大于10%4.0FF-WC055m38m38m不大于5%，5m不大于8%4.0FF-WC0628m5

18、3m53m不大于5%，28m不大于10%4.0FF-WC0710m45m45m不大于5%，10m不大于5%4.0FF-WC085m38m38m不大于5%，5m不大于8%4.0FF-WC0910m45m45m不大于5%，10m不大于5%4.2FF-WC105m38m38m不大于5%，5m不大于8%4.2三、 标准水平分析3.1采用国际标准和国外先进标准的程度本标准主要参照AMS7881，AMS7882，波音公司 Boeing BMS 10-67K Type I 、Type XVII，罗-罗公司Rolls-Royce MSRR 9507/69 产品技术的一般要求，结合我国实际情况而制定，因此本标准不采用其他国际或国外标准。3.2国际、国外同类标准水平的对比分析经查，国外无相同的标准。3.3与现有标准及制定中标准协调配套的情况经查，标准与现有标准及制定中的标准无重复交叉情况。3.4 涉及国内外专利及处置情况经查，本标准不涉及国内外专利。四、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系与有关的现行法律、法规和强制性国家标准没有冲突。五、重大分歧意见的处理经过和依据暂无重大分歧意见。六、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议建议作为推荐性有色行业标准。七、贯彻标准的要求和措施建议由于本标准在YS/T 511-2006标准基础上进行了合理修订，因此可积