ISO 14921:2010
(Main)Thermal spraying — Procedures for the application of thermally sprayed coatings for engineering components
Thermal spraying — Procedures for the application of thermally sprayed coatings for engineering components
ISO 14921:2010 specifies the general procedure, when a thermally sprayed coating is applied to enhance the surface properties of a component or to reclaim worn and non-conforming parts. ISO 14921:2010 does not provide definitive methods for specific work due to the variety of the technological, physical and/or chemical requirements and of the component's shape. ISO 14921:2010 specifies the general conditions for the selection of the spraying procedure and materials for this purpose. ISO 14921:2010 does not apply to thermally sprayed zinc and/or aluminium coatings for protection of steel structures against atmospheric corrosion, for which ISO 2063 applies. ISO 14921:2010 also does not apply to coatings of self-fluxing alloys which are subsequently fused. That procedure is covered by ISO 14920.
Projection thermique — Mode opératoire d'application de revêtements obtenus par projection thermique pour les pièces mécaniques
L'ISO 14921:2010 spécifie le mode opératoire général à suivre lorsqu'un revêtement obtenu par projection thermique est appliqué pour améliorer les propriétés de la surface d'une pièce ou pour récupérer des pièces usées et non conformes. Compte tenu de la diversité des exigences technologiques, physiques et/ou chimiques et de la forme de la pièce, il convient de ne pas utiliser l'ISO 14921:2010 pour fournir des méthodes reconnues pour une pièce à traiter spécifique. L'ISO 14921:2010 spécifie les conditions générales pour le choix du mode opératoire de projection et des matériaux à utiliser cet effet. Elle n'est pas applicable aux revêtements de zinc et/ou d'aluminium obtenus par projection thermique destinés à protéger les structures en acier contre la corrosion atmosphérique, pour lesquels l'ISO 2063 est applicable. L'ISO 14921:2010 ne s'applique pas non plus aux revêtements en alliages auto-fondants qui sont fondus à une étape ultérieure. Ce mode opératoire relève de l'ISO 14920.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14921
Second edition
2010-12-15
Thermal spraying — Procedures for the
application of thermally sprayed coatings
for engineering components
Projection thermique — Mode opératoire d'application de revêtements
obtenus par projection thermique pour les pièces mécaniques
Reference number
ISO 14921:2010(E)
©
ISO 2010
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ISO 14921:2010(E)
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Published in Switzerland
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ISO 14921:2010(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .1
4 Component and coating design considerations.1
4.1 General .1
4.2 Pre-inspection in the case of repair .2
4.3 Component substrate .2
4.4 Coating .2
5 Preliminary machining by turning, milling, or grinding .3
6 Masking .3
7 Methods of surface preparation.3
8 Thermal spraying.4
9 Inspection after spraying.4
10 Sealing.4
11 Finishing.4
12 Final inspection .4
13 Documentation .5
Annex A (informative) Flow chart for assessment of suitability of thermal spraying .6
Annex B (informative) Check list for evaluation of the most suitable coating system for the
intended purpose .7
Annex C (informative) Record for the applied thermal spray procedure .8
Bibliography.12
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ISO 14921:2010(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14921 was prepared by Technical Committee CEN/TC 240, Thermal spraying and thermally sprayed
coatings of the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with ISO Technical Committee
ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 14921:2001), which has been technically
revised.
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ISO 14921:2010(E)
Introduction
Components might fail if the surface does not fulfil the physical, chemical, and/or technological requirements.
For several applications, this deficiency can be avoided by a thermally sprayed coating.
Where appropriate, a coating may be applied to protect the component's surface or to improve its behaviour
by increasing the resistance against wear and/or corrosion, or the electrical or thermal conductivity or
insulation or by reducing the friction coefficient.
There are limits to the applicable thickness of some thermally sprayed coatings. However, several different
coatings may be built up one upon another. In the case of extensive loss of material through corrosion or wear,
an alternative suitable spraying material may be applied prior to the top coat or the bond and top coat.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14921:2010(E)
Thermal spraying — Procedures for the application of thermally
sprayed coatings for engineering components
1 Scope
This International Standard specifies the general procedure, when a thermally sprayed coating is applied to
enhance the surface properties of a component or to reclaim worn and non-conforming parts.
This International Standard does not provide definitive methods for specific work due to the variety of the
technological, physical and/or chemical requirements and of the component's shape.
This International Standard specifies the general conditions for the selection of the spraying procedure and
materials for this purpose. It does not apply to thermally sprayed zinc and/or aluminium coatings for
protection of steel structures against atmospheric corrosion, for which ISO 2063 applies.
This International Standard also does not apply to coatings of self-fluxing alloys which are subsequently fused.
That procedure is covered by ISO 14920.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 14923, Thermal spraying — Characterization and testing of thermally sprayed coatings
EN 657:2005, Thermal spraying — Terminology, classification
EN 13507, Thermal spraying — Pre-treatment of surface of metallic parts and components for thermal
spraying
EN 15520, Thermal spraying — Recommendations for constructional design of components with thermally
sprayed coatings
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in EN 657:2005 apply.
4 Component and coating design considerations
4.1 General
If any of the considerations in 4.2 to 4.4 cannot be met satisfactorily, thermal spraying is not recommended.
Factors which should be considered are illustrated in the flow chart shown in Annex A.
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ISO 14921:2010(E)
Judgements of the possibility for coating new parts may be carried out by assessing the drawing of the
component and the area to be sprayed.
If a coating specification defines the spraying material, the factors to be considered are reduced.
4.2 Pre-inspection in the case of repair
Before carrying out a preparation procedure on the component, it shall be inspected to assess its suitability for
spraying. Attention shall be given to the following:
⎯ The concentricity and straightness of parts which rotate when operating and the shape and geometry of
parts operated with a reciprocating or sliding motion shall be checked and, where necessary, corrected.
⎯ The surface to be coated shall be inspected to check that it is free from cracks or other damage which
can affect the performance of the coating. If any serious defects cannot be removed or repaired, spraying
cannot be carried out satisfactorily.
⎯ Establish dimensions of the area to be sprayed.
⎯ The component shall be checked for any evidence of a previous coating, which, if present, shall usually
be removed.
⎯ Check and take into account the surface hardness of the work piece.
4.3 Component substrate
To establish whether a thermally sprayed coating is suitable for the intended purpose, consideration should be
given to the following.
⎯ Certain substrate materials are not suitable for thermal spraying or require special consideration in
processing.
⎯ Thermally sprayed coatings do not increase the strength of the part generally, and therefore the effects of
any reduction in the dimensions of the original component shall be considered.
⎯ The fatigue strength can be affected by the method of surface preparation, the spray material and the
spray procedure.
⎯ Certain processes to improve the surface condition, such as nitriding, can leave gaseous inclusions which
can have a detrimental effect on the surface preparation, bonding, and porosity in the coating.
⎯ Where hardened surfaces prevent a proper preparation, the limitations of the coating system which can
be applied, and the properties subsequently derived, shall be considered.
⎯ The area to be coated shall be accessible for applying the complete coating procedure. Therefore, the
requirements for the processes of preparing, spraying and testing, spray gun with its electrical and/or gas
connections, required distance and spray angle shall be considered.
4.4 Coating
The spray process and spray material can exert a tremendous influence on the coating properties.
To determine the most suitable coating system, consideration of the following is required:
⎯ bond strength requirement;
⎯ thickness requirement;
⎯ surface requirement (roughness);
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ISO 14921:2010(E)
⎯ surface load; thermally sprayed coatings are sensitive to spot or line stress;
⎯ the coating properties required, e.g. resistance to different types of wear mechanism, corrosion, chemical
attack, temperature, thermal cycling, and other environmental conditions;
⎯ where the level of porosity in the coating is unacceptable, it is to be checked, whether a suitable method
of sealing, and type of sealant is available;
⎯ is it possible to keep the oxide content within the accepted tolerance by control of process variables and
the spray material?
Annex B gives a check list which details the information required to determine the most suitable coating
system for the intended purpose.
5 Preliminary machining by turning, milling or grinding
Coatings which have to be renewed shall be removed completely. However, consideration shall be given to
the condition of a surface treatment previously applied, e.g. for increasing fatigue strength.
Pre-machining shall be carried out to remove wear profiles, if applicable, and to ensure a uniform coating
thickness. Sharp edges shall be avoided and shall be rounded or chamfered. Coatings shall be “inlaid” in the
component, where possible, or continued around the rounded or chamfered edge. Recommendations for
design are given in EN 15520.
The surface to be coated shall be machined concentrically to the relevant axis, to ensure a uniform thickness
of the deposit.
Wherever possible, pre-machining shall be carried out without the use of a lubricant. This is particularly
important in the case of porous substrate materials.
Where necessary, the component shall be degreased after preliminary machining.
6 Masking
Where appropriate, surfaces that shall not be sprayed can be masked with a suitable material. This material
should be resistant to abrasive grit blasting and thermal spraying. Otherwise, separate masking for each
operation shall be used.
Precautions shall be taken to ensure that the surface to be sprayed will not be contaminated by the masking
material or otherwise at all times.
7 Methods of surface preparation
Contamination caused by pre-treatments shall be removed and the surface shall be cleaned immediately
before the specific surface preparation commences.
A suitable surface preparation is required to achieve maximum bond strength to metallic substrates. Grit
blasting is the normal method.
The surface preparation shall be in accordance with EN 13507. Deviations from this shall be agreed between
the contracting parties.
© ISO 2010 – All
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14921
Deuxième édition
2010-12-15
Projection thermique — Mode opératoire
d'application de revêtements obtenus
par projection thermique pour les pièces
mécaniques
Thermal spraying — Procedures for the application of thermally sprayed
coatings for engineering components
Numéro de référence
ISO 14921:2010(F)
©
ISO 2010
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ISO 14921:2010(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2010 – Tous droits réservés
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ISO 14921:2010(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
4 Dispositions relatives à la conception de la pièce et du revêtement .2
4.1 Généralités .2
4.2 Examen préalable en cas de réparation.2
4.3 Matériau de base de la pièce.2
4.4 Revêtement .3
5 Usinage préliminaire par usinage au tour, fraisage ou meulage.3
6 Masquage .3
7 Méthodes de préparation de la surface.4
8 Projection thermique.4
9 Examen après projection.4
10 Colmatage .4
11 Finition.5
12 Examen final .5
13 Documentation .5
Annexe A (informative) Organigramme permettant d'évaluer l'adéquation de la projection
thermique .6
Annexe B (informative) Questionnaire d'évaluation du système de revêtement le plus approprié à
l'application prévue.7
Annexe C (informative) Fiche d'enregistrement du mode opératoire de projection thermique
utilisé .8
Bibliographie.12
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ISO 14921:2010(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14921 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 240, Projection thermique et revêtements
obtenus par projection thermique, du Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le
comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques, conformément à
l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 14921:2001), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2010 – Tous droits réservés
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ISO 14921:2010(F)
Introduction
Une pièce peut présenter des défaillances si la surface ne satisfait pas aux exigences physiques, chimiques
et/ou technologiques. Dans un certain nombre d'applications, un revêtement obtenu par projection thermique
permet d'éviter cette déficience.
Le cas échéant, un revêtement peut être appliqué pour protéger la surface de la pièce ou pour améliorer son
comportement en augmentant sa résistance à l'usure et/ou à la corrosion, en augmentant la conductivité
électrique ou thermique, ou encore l'isolation, ou en réduisant le coefficient de frottement.
L'épaisseur applicable de certains revêtements obtenus par projection thermique est sujette à des limites.
Toutefois, plusieurs revêtements différents peuvent être superposés. En cas d'importante perte de matériau
par corrosion ou usure, un autre matériau approprié peut être projeté avant l'application de la couche de
finition ou de la couche d'accrochage et de finition.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14921:2010(F)
Projection thermique — Mode opératoire d'application de
revêtements obtenus par projection thermique pour les pièces
mécaniques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie le mode opératoire général à suivre lorsqu'un revêtement obtenu
par projection thermique est appliqué pour améliorer les propriétés de la surface d'une pièce ou pour
récupérer des pièces usées et non conformes.
Compte tenu de la diversité des exigences technologiques, physiques et/ou chimiques et de la forme de la
pièce, il convient de ne pas utiliser la présente Norme internationale pour fournir des méthodes reconnues
pour une pièce à traiter spécifique.
La présente Norme internationale spécifie les conditions générales pour le choix du mode opératoire de
projection et des matériaux à utiliser cet effet. Elle n'est pas applicable aux revêtements de zinc et/ou
d'aluminium obtenus par projection thermique destinés à protéger les structures en acier contre la corrosion
atmosphérique, pour lesquels l'ISO 2063 est applicable.
La présente Norme internationale ne s'applique pas non plus aux revêtements en alliages auto-fondants qui
sont fondus à une étape ultérieure. Ce mode opératoire relève de l'ISO 14920.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 14923, Projection thermique — Caractérisation et essais des revêtements obtenus par projection
thermique
EN 657:2005, Projection thermique — Terminologie, classification
EN 13507, Projection thermique — Traitement préalable de surface de pièces et composants métalliques
pour projection thermique
EN 15520, Projection thermique — Recommandations relatives à la conception des éléments de construction
comportant un revêtement déposé par projection thermique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'EN 657:2005 s'appliquent.
© ISO 2010 – Tous droits réservés 1
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ISO 14921:2010(F)
4 Dispositions relatives à la conception de la pièce et du revêtement
4.1 Généralités
Si l'un des aspects mentionnés dans les paragraphes 4.2 à 4.4 ne peut pas être satisfait, la projection
thermique est déconseillée. Les facteurs qu'il convient de prendre en compte sont indiqués dans
l'organigramme de l'Annexe A.
La possibilité de revêtir de nouvelles parties repose sur l'évaluation de l'emboutissage de la pièce et sur
l'examen de la zone à revêtir.
Si une spécification de revêtement définit le matériau de projection, les facteurs à prendre en considération
sont réduits.
4.2 Examen préalable en cas de réparation
Avant de procéder à la préparation, examiner la pièce pour évaluer son adéquation à la projection. Une
attention particulière doit être accordée aux points suivants:
⎯ La concentricité et la rectitude des pièces rotatives, ainsi que la forme et la géométrie des pièces à
mouvement alternatif ou coulissant doivent être vérifiées et, si nécessaire, corrigées.
⎯ La surface à revêtir doit être inspectée pour vérifier l'absence de fissures ou de détérioration susceptible
d'influer sur les performances du revêtement. S'il se révèle impossible d'éliminer ou de réparer un défaut
important, la projection ne peut pas être réalisée de façon satisfaisante.
⎯ Les dimensions de la zone à traiter par projection doivent être établies.
⎯ La pièce doit être examinée pour vérifier s'il existe une trace de revêtement antérieur; si tel est le cas, ce
revêtement doit généralement être éliminé.
⎯ Contrôler et prendre en compte la dureté de surface de la pièce.
4.3 Matériau de base de la pièce
Pour établir si un revêtement projeté thermiquement convient à une application donnée, il est recommandé de
tenir compte des aspects suivants:
⎯ Certains matériaux de base ne sont pas adaptés à la projection thermique ou nécessitent une attention
particulière.
⎯ Les couches projetées thermiquement n'augmentent généralement pas la résistance de la pièce; il faut
donc prendre en considération les effets d'une diminution des dimensions de la pièce initiale.
⎯ La résistance à la fatigue peut être influencée par la méthode de préparation de la surface, par le
matériau projeté et par le mode opératoire de projection.
⎯ Certains procédés d'amélioration de l'état de surface, comme la nitruration, peuvent laisser des inclusions
gazeuses qui peuvent avoir un effet défavorable sur la préparation de surface, l'adhésion et la porosité du
revêtement.
⎯ Lorsque les surfaces trempées empêchent toute préparation correcte, il convient de tenir compte des
limites du système de revêtement pouvant être appliqué, ainsi que des propriétés qui en découlent.
⎯ La surface à revêtir doit être accessible pour permettre l'application complète du revêtement. Par
conséquent, les exigences relatives aux processus de préparation, de projection et d'essai, au pistolet de
projection, avec ses alimentations électriques et/ou à gaz, à la distance requise et à l'angle de projection
doivent être prises en compte.
2 © ISO 2010 – Tous droits réservés
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ISO 14921:2010(F)
4.4 Revêtement
Le procédé et le matériau de projection peuvent influer considérablement sur les propriétés du revêtement.
Pour déterminer le système de projection le plus approprié, il est nécessaire de tenir compte:
⎯ de l'exigence relative à la résistance d'adhésion;
⎯ de l'épaisseur requise;
⎯ de l'exigence afférente à la surface (rugosité);
⎯ de la charge de la surface; les revêtements obtenus par projection thermique sont sensibles aux
contraintes ponctuelles ou réparties;
⎯ des propriétés requises du revêtement, par exemple la résistance aux différents types de mécanismes
d'usure, la résistance à la corrosion, aux attaques chimiques, à la température, aux cycles thermiques et
autres conditions environnementales;
⎯ lorsque le degré de porosité de la couche projetée est inacceptable, il faut rechercher une méthode
adaptée de colmatage avec un matériau d'étanchéité approprié;
⎯ est-il possible de garder la teneur en oxydes dans les limites de tolérance admises en contrôlant les
variables spécifiques du processus et le matériau de projection?
L'Annexe B est un questionnaire qui indique les données nécessaires à la détermination du système de
projection le mieux adapté à l'application considérée.
5 Usinage préliminaire par usinage au tour, fraisage ou meulage
Les revêtements à rénover doivent être complètement éliminés. Cependant, il faut prendre en considération
l'état d'un traitement de surface préalablement appliqué, par exemple pour augmenter la résistance à la
fatigue.
Un usinage préalable doit être réalisé pour éliminer les profils d'usure, le cas échéant, et garantir une
épaisseur de revêtement uniforme. Les arêtes vives doivent être évitées; elles doivent être arrondies ou
chanfreinées. Les couches projetées doivent, si possible, être ancrées dans la pièce, ou se prolonger sur
l'arête arrondie ou chanfreinée. L'EN 15520 donne des recommandations relatives à la conception.
La surface à revêtir doit être usinée concentriquement par rapport à l'axe approprié, de manière à garantir une
épaisseur uniforme du dépôt.
L'usinage préalable doit être réalisé sans utiliser de lubrifiant, chaque fois que possible. Cela est
particulièrement important dans le cas des matériaux de base poreux.
Si nécessaire, dégraisser la pièce après avoir procédé à l'usinage préliminaire.
6 Masquage
Dans les cas appropriés, les surfaces qui ne doivent pas être traitées par projection peuvent être masquées
au moyen d'un matériau adapté. Il convient que ce matériau soit résistant au grenaillage et à la projection
thermique. Si ce n'est pas le cas, il faut recourir au masquage pour chacune de ces opérations.
Des précautions doivent être prises pour garantir qu'à aucun moment la surface à traiter par projection ne
sera contaminée par le matériau de masquage ou de toute autre manière.
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ISO 14921:2010(F)
7 Mét
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.