ISO 149192023 熱噴涂火焰和電弧噴涂用電線、桿和簾線分類和供貨技術條件標準立項發展報告

熱噴涂火焰和電弧噴涂用電線、桿和簾線分類和供貨技術條件標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:Thermalspraying—Wires,rodsandcordsforflameandarcspraying—Classificationandtechnicalsupplyconditions摘要熱噴涂技術作為現代表面工程領域的核心工藝之一，廣泛應用于航空航天、能源電力、石油化工、交通運輸及高端裝備制造等行業的關鍵零部件表面強化與功能涂層制備。電線、桿和簾線作為火焰噴涂和電弧噴涂的核心耗材，其產品質量與標準化水平直接影響涂層性能的一致性和可靠性。ISO14919:2023《熱噴涂火焰和電弧噴涂用電線、桿和簾線分類和供貨技術條件》由國際標準化組織（ISO）于2023年10月31日正式發布，替代了此前施行二十余年的ISO14919:2001版本。該標準在繼承原有分類體系的基礎上，充分吸納了近年來熱噴涂材料領域的新技術成果、新型合金絲材的發展趨勢以及增材制造對噴涂材料提出的新要求，系統修訂了材料分類方法、化學成分限定、供貨狀態要求和質量檢驗規則。本報告對該標準的修訂背景、核心技術內容、主要技術變化及其行業影響進行了系統分析，重點介紹了國際標準化組織熱噴涂技術委員會（ISO/TC107）的組織架構與標準化工作體系，并就該標準對我國熱噴涂領域標準化工作的啟示與未來發展趨勢進行了展望。報告認為，ISO14919:2023的發布將有效引導全球熱噴涂絲材的規范化生產與應用，對我國相關國家標準和行業標準的修訂完善具有重要的參考價值。關鍵詞：熱噴涂；火焰噴涂；電弧噴涂；電線；桿；簾線；標準化；ISO14919Keywords:Thermalspraying;Flamespraying;Arcspraying;Wires;Rods;Cords;Standardization;ISO149191引言熱噴涂技術是指將熔化或半熔化狀態的材料通過高速氣流噴射到經預處理的基體表面，形成具有特定功能的涂層的技術總稱。該技術起源于20世紀初的金屬熔化噴涂工藝，經過百余年的發展，已形成包括火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、超音速火焰噴涂（HVOF）、冷噴涂等多種工藝方法的技術體系。其中，火焰噴涂和電弧噴涂因其設備投資低、操作靈活、現場施工適應性強等特點，在大型結構件的長效防護、機械零部件的尺寸恢復和功能涂層制備方面保持著不可替代的地位。熱噴涂用電線（wire）、桿（rod）和簾線（cord）是火焰噴涂和電弧噴涂工藝中最為核心的原材料，其材料成分、幾何尺寸、表面質量和供貨狀態直接決定了噴涂過程的穩定性、沉積效率以及涂層的結合強度、孔隙率和化學成分等關鍵性能指標。隨著現代工業對涂層質量要求的不斷提高，以及新型高性能合金絲材（如非晶合金、高熵合金絲材等）的不斷涌現，原有的ISO14919:2001標準在材料分類覆蓋范圍、技術要求先進性和檢測方法適用性等方面已難以完全適應當前技術的發展需求。2標準修訂背景與必要性2.1技術發展與產業需求的雙重驅動自ISO14919:2001發布以來的二十余年間，熱噴涂技術領域發生了深刻的技術變革。首先，在材料端，一批具有優異性能的新型噴涂絲材相繼問世：鐵基非晶合金絲材以其卓越的耐腐蝕和耐磨性能在燃煤鍋爐管束防護領域獲得規模化應用；高熵合金絲材憑借其獨特的多主元設計理念展現出優異的綜合力學性能；多種鎳基、鈷基自熔劑合金絲材的制備工藝日趨成熟，為閥門密封面等苛刻工況下的涂層應用提供了更豐富的材料選擇。這些新型材料的化學成分體系與傳統分類框架中的類別存在顯著差異，迫切需要在標準層面予以系統歸類和規范。其次，在應用端，熱噴涂技術的應用場景不斷拓展。在航空航天領域，熱噴涂涂層被廣泛應用于發動機葉片、起落架等關鍵部件；在新能源領域，氫能設備的密封與防護涂層、燃料電池雙極板的導電防腐涂層等新興應用對噴涂材料的純度和一致性提出了更為嚴格的要求；在增材制造與再制造領域，熱噴涂技術作為重要的修復與成形手段，其材料體系的標準化也日益受到關注。2.2原版標準的局限性ISO14919:2001在以下方面表現出明顯的局限性：其一，材料分類框架較為粗放，部分新型材料體系無法在現有分類中準確定位；其二，化學成分限定值的設定基于當時的生產技術水平，對于高純材料和高性能合金的允許雜質含量規定不夠嚴格；其三，供貨技術條件中對包裝、標識、質量證明文件等方面的規定不夠細化，難以滿足現代供應鏈管理和質量追溯的要求；其四，未充分納入近年來國際相關標準（如ASTM、JIS等）的最新成果，國際間的標準協調性有待加強。2.3國際標準化工作的協同推進ISO/TC107（金屬及其他無機涂層）技術委員會作為負責熱噴涂及相關表面處理技術國際標準制定的專門機構，多年來持續跟蹤熱噴涂技術的發展動態，并于2018年啟動了ISO14919的系統修訂工作。在該修訂過程中，來自德國、日本、美國、中國、法國等主要工業國家的專家積極參與，經過多輪草案討論、意見征集和技術評審，最終形成了2023版國際標準。3標準主要內容與技術解析3.1標準范圍與適用領域ISO14919:2023規定了用于火焰噴涂和電弧噴涂的電線、桿和簾線的分類體系、化學成分要求、幾何尺寸公差、表面質量要求、供貨狀態、包裝標識及質量證明文件等技術條件。該標準適用于以鋅、鋁、銅、鎳、鈷、鐵、鈦及其合金等為基材的實心絲材，以及以金屬、金屬合金和金屬陶瓷等為填充物的復合型簾線（芯線型或管狀型）。值得注意的是，新標準對增材制造用熱噴涂絲材的適用性也給出了說明，為該領域的技術應用提供了標準支撐。3.2分類體系標準將熱噴涂用電線、桿和簾線按照材料類型和化學成分進行了系統分類。分類體系的設計兼顧了傳統應用延續性與新型材料覆蓋的完整性，采用了以基體金屬為主線索的分類邏輯，每一大類下再依據具體合金系和典型應用場景進行細分。對于復合型簾線，則按照填充材料的種類和結構形式進行區分。與上一版本相比，新標準在各類材料中增加了近年來獲得廣泛應用的若干新型合金牌號，并對部分原有牌號的化學成分范圍進行了微調，以更好地反映當前工業生產的實際水平和應用需求。分類體系的完善為供需雙方在技術協議簽訂、質量驗收等環節提供了清晰明確的標準依據。3.3技術要求在化學成分方面，標準對各分類牌號的主要元素含量和雜質元素限量作出了明確規定。對于關鍵應用領域（如航空航天、醫療等），標準還引入了更嚴格的微量雜質元素控制要求，以確保涂層功能的一致性和可靠性。在幾何尺寸方面，標準規定了電線、桿和簾線的公稱直徑系列及其允許偏差，并對橢圓度、直線度等形狀公差提出了量化指標。在表面質量方面，標準要求絲材表面應光滑、清潔、無油污、無銹蝕及其他影響噴涂質量的缺陷。新標準新增了對絲材內部質量的檢驗要求，包括對管狀簾線填充率的檢測及其允許波動范圍的規定。這一條款的引入回應了行業對簾線類產品噴涂過程穩定性提升的關注，具有重要的技術進步意義。此外，標準還就絲材的供貨形式（盤裝、卷裝、直條等）、包裝防護要求、產品標識內容（包括材料牌號、爐批號、生產日期等追溯性信息）以及質量證明文件的格式與內容要求進行了規定。3.4檢驗方法標準規定了化學成分分析、幾何尺寸測量、表面質量檢查及內部缺陷檢測等檢驗項目的試驗方法。化學成分分析方法推薦采用電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-OES）、原子吸收光譜法（AAS）等現代儀器分析方法，并允許供需雙方協商采用其他等效分析方法。幾何尺寸測量推薦采用激光測徑儀等高精度測量設備，以保證測量結果的準確性和可重復性。4主要技術變化分析4.1結構體系的優化調整ISO14919:2023在文本結構上進行了系統優化，將原標準中部分模糊的表述進行了澄清，同時新增了若干技術性附錄。標準正文在分類框架、技術要求和檢驗規則等方面的邏輯層次更加清晰，提高了標準的可操作性。新增的資料性附錄提供了典型噴涂絲材的選用指南，為工程技術人員合理選擇材料提供了實用參考。4.2技術內容的全面升級上一版本標準發布于2001年，彼時熱噴涂產業的技術水平和市場需求與今日相比已有根本性差異。新標準在此次修訂中實現了技術內容的全面升級：-引入了大量新型合金牌號。特別是針對鐵基非晶合金絲材、高熵合金絲材等前沿材料體系進行了分類和規范。這些新型材料在耐腐蝕、耐磨、耐高溫等方面展現出的優異性能使其在特定應用場景中迅速獲得了市場認可。-提高了化學成分控制要求。對于高純噴涂材料，新標準進一步收緊了關鍵雜質元素的允許含量限值。例如，對于應用于燃氣輪機高溫防護涂層領域的MCrAlY系絲材，對硫、磷等有害元素的控制要求明顯嚴于上一版本。-完善了簾線類產品的技術要求。針對近年來應用日益廣泛的管狀簾線產品，新標準首次系統規定了填充率的檢測方法和允許偏差，填補了原標準的技術空白。-強化了供應鏈質量保證要求。新標準對質量證明文件的內容和追溯性要求作出更為詳細的規定，適應了現代制造業對供應鏈質量管理的嚴格要求。4.3國際協調性的顯著增強新標準在修訂過程中充分參考了ISO14232（熱噴涂粉末）、ASTMB833等國內外相關標準的技術內容，在分類框架和部分技術指標的設置上與相關標準保持了良好的協調性。這種國際層面的標準協調為全球范圍內熱噴涂材料的貿易與技術交流創造了更加便利的條件。5主要修訂參與單位及標委會介紹5.1ISO/TC107技術委員會概況ISO/TC107（金屬及其他無機涂層）技術委員會是國際標準化組織下設的負責金屬及其他無機涂層領域標準制定的專業技術委員會，其秘書處由德國標準化協會（DIN）承擔。該技術委員會的工作范圍涵蓋電沉積涂層、熱噴涂涂層、轉化膜、陶瓷涂層及其他相關表面處理技術的術語、試驗方法及產品技術條件的標準化工作。ISO/TC107下設多個分技術委員會和工作組（WG），其中負責熱噴涂領域標準制修訂工作的SC1分技術委員會（Mechanicalengineeringtesting）及WG25工作組（Thermalspraying）在ISO14919的修訂過程中發揮了核心作用。來自各成員國家的注冊專家在工作組框架下，就標準的技術條款進行了深入的交流與協商，最終達成共識。5.2德國焊接研究所（SLVMünchen）的突出貢獻在ISO14919:2023修訂工作中，德國焊接研究所（SLVMünchen，隸屬德國焊接技術與培訓研究所集團（GSISLV））的專家團隊承擔了重要的技術支撐和文件起草任務。德國作為全球熱噴涂技術和裝備制造的傳統強國，其熱噴涂標準化工作一直走在世界前列。GSISLV作為德國焊接與表面工程技術領域的權威研究機構，擁有深厚的熱噴涂技術研發積累和豐富的標準化工作經驗。其專家不僅在德國國家標準（DIN）層面主導了多項熱噴涂標準的制定，更深度參與了ISO/TC107框架下的各項國際標準制修訂工作，在熱噴涂材料分類、工藝方法、涂層檢測等領域的國際標準化事務中具有廣泛的技術影響力。在ISO14919:2023的修訂過程中，SLVMünchen的專家團隊主要負責了標準中有關管狀簾線（cord）產品技術要求的論證與起草工作。針對簾線類產品填充率均勻性控制這一行業技術難題，該團隊基于大量試驗數據提出了科學合理的檢測方法和指標限值，為該條款的最終確立提供了堅實的技術支撐。5.3中國的參與情況中國是ISO的常任理事國，長期以來積極支持和參與ISO/TC107的各項標準化工作。中國的全國金屬與非金屬覆蓋層標準化技術委員會（SAC/TC57）是負責對應ISO/TC107工作的國內技術歸口單位。在ISO14919:2023的修訂過程中，中國的相關科研院所和企業通過國內技術對口渠道反饋了多項意見建議，特別是在新型合金絲材的分類和技術指標方面表達了發展中國家的應用需求。在國家標準層面，中國正在加快推動熱噴涂絲材相關標準的制定與修訂工作，以保持與國際標準的技術協調和發展同步。全國金屬與非金屬覆蓋層標準化技術委員會已組織相關單位開展ISO14919:2023的采標論證工作，計劃適時轉化為國家標準，以更好地服務于國內熱噴涂產業的技術進步和質量提升。6標準實施的行業影響6.1對熱噴涂材料制造業的影響6.2對熱噴涂應用行業的影響6.3對國際貿易與技術交流的影響ISO14919:2023作為國際通用的熱噴涂絲材交貨技術條件，已被越來越多的國家和地區作為貿易合同的技術依據。標準更新后，部分原有牌號的化學成分要求和供貨條件發生了變化，相關企業需要及時調整生產和貿易文件，以適應新的國際標準要求。標準的國際協調性增強也將有助于減少國際貿易中的技術壁壘，促進全球范圍內熱噴涂材料和技術的交流與融合。7結論與展望ISO14919:2023《熱噴涂火焰和電弧噴涂用電線、桿和簾線分類和供貨技術條件》的正式發布，是國際熱噴涂標準化工作的一項重要里程碑。該標準在全面繼承原版標準框架的基礎上，立足當今熱噴涂技術的發展水平與產業需求，在材料分類體系、化學成分控制、檢驗方法、供貨技術條件等方面實現了系統升級，為全球熱噴涂電線、桿和簾線產品的規范化生產、貿易和應用提供了科學、權威的技術依據。展望未來，熱噴涂技術將在國家重大工程裝備制造、綠色低碳再制造、新能源技術開發等戰略領域扮演更加重要的角色。隨著新型噴涂材料體系的不斷涌現和應用領域的持續拓展，熱噴涂材料標準化工作仍將面臨持續更新的需求。從發展趨勢來看，以下幾個方向值得重點關注：一是熱噴涂絲材標準將向功能化、定制化方向發展，針對特定應用場景的技術條件將日益細化；二是數字化和智能化技術在熱噴涂材料生產和質量控制中的應用將對標準提出新的要求；三是綠色制造和可持續發展理念將逐步融入標準的技術條款，對材料的環保性能和生產過程的能耗要求可能成為未來標準修訂的重要考量維度。參考文獻[1]ISO14919:2023,Thermalspraying—Wires,rodsandcordsforflameandarcspraying—Classificationandtechnicalsupplyconditions.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO14919:2001,Thermalspraying—Wires,rodsandcordsforflam