《热喷涂用镍铬磷合金粉末》编制说明.docx

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热喷涂用镍铬磷合金粉末行业标准编制说明

一、工作简况

1.1项目来源

根据《工业和信息化部办公厅关于印发2022年第一批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》（工信厅科[2023]18号）的要求，由矿冶科技集团有限公司负责组织修订《热喷涂用镍铬磷合金粉末》有色行业标准，项目计划编号为2023-0259T-YS，计划完成年限2024年。

1.2本标准所涉及的产品简况

有色行业标准YS/T537-2006《镍基喷涂合金粉末》系由原GB8548-87《镍基喷涂合金粉末》于2006年从国家标准调整为有色金属行业标准，该标准历经30多年一直没有进行过修订。经进行国内市场调研，目前该标准制定的系列镍基喷涂合金粉末产品未发现有市场应用，且对国外相关产品的查新，也未发现有类似的喷涂用镍基合金粉末的报道。因此建议有必要对该标准进行全面的修订，拟将原来的标准名称《镍基喷涂合金粉末》修改为《热喷涂用镍铬磷合金粉末》。

腐蚀是材料与周围环境（介质）之间发生作用所引起的破坏或变质，如金属在环境作用下发生锈蚀。金属之所以会发生腐蚀是因为它们在工作环境下化学性质不稳定。自然界中除了铜和金、银、铂等贵金属在常态下是金属态以外，从矿石中提炼出来的其他所有金属，在自然工作环境下它们都是非稳态的。非金属材料也会发生腐蚀，如涂料、塑料和橡胶的膨胀、变形、开裂、老化等。据报告指出，2014年我国全行业腐蚀总成本为21278.2亿元，占国民生产总值（GDP）的3.34%。腐蚀危害遍及日常生活和几乎所有的行业,如冶金、化工、能源、矿山、交通、机械、航空航天、农业、食品、医药、海洋开发、基础设施等。据统计，由于腐蚀引起的工厂的停产、更新设备、产品和原料流失、能源的浪费甚至发生爆炸事件等间接损失远比损耗的金属材料的价值大很多。据统计，油气井下管因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%，管道的腐蚀亦容易造成装置损坏甚至生命危险等重大事故。因此，油气井下管必须进行表面防护处理。

目前，利用喷涂的方式在石油管件表面制备一层致密的防护涂层已成为较常见的防腐蚀方式。由于石油管件工况复杂，腐蚀环境恶劣，管件表面制备的涂层必须足够致密，以防止放生腐蚀。而管件结构多样，形状复杂不易在表面形成致密的涂层。

Ni-P涂镀层具有良好的耐蚀性，腐蚀环境中的应用越来越多。向Ni-P基层中添加Cr原子，不仅能抑制Ni3P的形成，而且还能减小镀层晶粒的尺寸。有结果证明，含铬量仅为0.1%的化学镀Ni-Cr-P合金镀层的耐蚀性明显提高，自腐蚀电流显著减小，耐腐蚀性优于Ni-P二元合金。还有文献提到，Ni-Cr-P合金镀层形成非晶所需的磷含量是低于Ni-P二元合金的，说明了铬的存在是有利于镀层非晶结构的形成，而非晶态合金一般具有磁性良好、不易腐蚀和磨损等优点，铬的共沉积改善了镀层性能的。另外，铬元素均沉积在镀层外表面，且Cr是易钝化的金属，增强了镀层的自钝化倾向，耐蚀性得到了能提高。

但由于电镀对环境影响较大，产生了很多污染，给人们带来了巨大的身心健康威胁，各国政府都严格限制六价铬的使用，三价铬电镀工艺越来越受到人们的青睐，渐渐取代了电镀六价铬。但化学镀Ni-Cr-P合金工艺还处于实验室研究阶段，并没有相关的实践报道，主要还是因为Ni-Cr-P合金镀层研究的难度性，Cr与Ni共沉积比较困难，导致镀层中含铬量过低。据资料报道，已得到的Ni-Cr-P合金镀层含铬量均很低。

而采用热喷涂技术制备Ni-Cr-P涂层简单易行，由于P元素的加入，显著降低了材料的熔化温度，流动性极好，半熔融态的合金涂覆层易流入缺陷处进行修复，因此特别适用于氧乙炔火焰喷涂，易在表面形成致密的涂层。同时，镍基合金加工性能极好，是目前石油管件表面防护及修复再制造较为理想的涂层材料之一，能延长工件使用寿命和工业部件修复再利用。

镍铬磷合金粉末采用气雾化工艺制备，即将配好的原料，按要求放置在感应熔炼炉中，加热熔化后在一定气惰性气体压力下雾化成合金粉末，制备的合金粉末近球形，具有良好的流动性，粉末的扫描电镜形貌照片如图1所示。

图1镍铬磷合金粉末形貌照片

我国于本世纪初开始研制并生产出惰气雾化镍铬磷合金粉，突破了多项关键技术，如矿冶科技集团有限公司采用惰气雾化的制粉工艺，产品稳定性好，制备的粉末的化学成分稳定、氧及杂质含量低、批次稳定性好。经过多年的发展，该先进的合金粉末涂层材料在生产工艺及在各行业的应用已日趋成熟，产品已成功应用于机械制造、石油采集勘探等多个行业。目前，以矿冶科技集团有限公司、浙江亚通焊材有限公司、湖南省冶金材料研究院等为代表的研究院所和企业，已建立了该合金粉末成熟的气雾化制粉生产工艺，产品质量实现稳定控制，如矿冶科技集团有限公司研制开发的Ni25Cr10P，已在石油采集等行业得到越来越广发的应用

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