ISO 149192023 热喷涂火焰和电弧喷涂用电线、杆和帘线分类和供货技术条件标准立项发展报告

热喷涂火焰和电弧喷涂用电线、杆和帘线分类和供货技术条件标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Thermalspraying—Wires,rodsandcordsforflameandarcspraying—Classificationandtechnicalsupplyconditions摘要热喷涂技术作为现代表面工程领域的核心工艺之一，广泛应用于航空航天、能源电力、石油化工、交通运输及高端装备制造等行业的关键零部件表面强化与功能涂层制备。电线、杆和帘线作为火焰喷涂和电弧喷涂的核心耗材，其产品质量与标准化水平直接影响涂层性能的一致性和可靠性。ISO14919:2023《热喷涂火焰和电弧喷涂用电线、杆和帘线分类和供货技术条件》由国际标准化组织（ISO）于2023年10月31日正式发布，替代了此前施行二十余年的ISO14919:2001版本。该标准在继承原有分类体系的基础上，充分吸纳了近年来热喷涂材料领域的新技术成果、新型合金丝材的发展趋势以及增材制造对喷涂材料提出的新要求，系统修订了材料分类方法、化学成分限定、供货状态要求和质量检验规则。本报告对该标准的修订背景、核心技术内容、主要技术变化及其行业影响进行了系统分析，重点介绍了国际标准化组织热喷涂技术委员会（ISO/TC107）的组织架构与标准化工作体系，并就该标准对我国热喷涂领域标准化工作的启示与未来发展趋势进行了展望。报告认为，ISO14919:2023的发布将有效引导全球热喷涂丝材的规范化生产与应用，对我国相关国家标准和行业标准的修订完善具有重要的参考价值。关键词：热喷涂；火焰喷涂；电弧喷涂；电线；杆；帘线；标准化；ISO14919Keywords:Thermalspraying;Flamespraying;Arcspraying;Wires;Rods;Cords;Standardization;ISO149191引言热喷涂技术是指将熔化或半熔化状态的材料通过高速气流喷射到经预处理的基体表面，形成具有特定功能的涂层的技术总称。该技术起源于20世纪初的金属熔化喷涂工艺，经过百余年的发展，已形成包括火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂（HVOF）、冷喷涂等多种工艺方法的技术体系。其中，火焰喷涂和电弧喷涂因其设备投资低、操作灵活、现场施工适应性强等特点，在大型结构件的长效防护、机械零部件的尺寸恢复和功能涂层制备方面保持着不可替代的地位。热喷涂用电线（wire）、杆（rod）和帘线（cord）是火焰喷涂和电弧喷涂工艺中最为核心的原材料，其材料成分、几何尺寸、表面质量和供货状态直接决定了喷涂过程的稳定性、沉积效率以及涂层的结合强度、孔隙率和化学成分等关键性能指标。随着现代工业对涂层质量要求的不断提高，以及新型高性能合金丝材（如非晶合金、高熵合金丝材等）的不断涌现，原有的ISO14919:2001标准在材料分类覆盖范围、技术要求先进性和检测方法适用性等方面已难以完全适应当前技术的发展需求。2标准修订背景与必要性2.1技术发展与产业需求的双重驱动自ISO14919:2001发布以来的二十余年间，热喷涂技术领域发生了深刻的技术变革。首先，在材料端，一批具有优异性能的新型喷涂丝材相继问世：铁基非晶合金丝材以其卓越的耐腐蚀和耐磨性能在燃煤锅炉管束防护领域获得规模化应用；高熵合金丝材凭借其独特的多主元设计理念展现出优异的综合力学性能；多种镍基、钴基自熔剂合金丝材的制备工艺日趋成熟，为阀门密封面等苛刻工况下的涂层应用提供了更丰富的材料选择。这些新型材料的化学成分体系与传统分类框架中的类别存在显著差异，迫切需要在标准层面予以系统归类和规范。其次，在应用端，热喷涂技术的应用场景不断拓展。在航空航天领域，热喷涂涂层被广泛应用于发动机叶片、起落架等关键部件；在新能源领域，氢能设备的密封与防护涂层、燃料电池双极板的导电防腐涂层等新兴应用对喷涂材料的纯度和一致性提出了更为严格的要求；在增材制造与再制造领域，热喷涂技术作为重要的修复与成形手段，其材料体系的标准化也日益受到关注。2.2原版标准的局限性ISO14919:2001在以下方面表现出明显的局限性：其一，材料分类框架较为粗放，部分新型材料体系无法在现有分类中准确定位；其二，化学成分限定值的设定基于当时的生产技术水平，对于高纯材料和高性能合金的允许杂质含量规定不够严格；其三，供货技术条件中对包装、标识、质量证明文件等方面的规定不够细化，难以满足现代供应链管理和质量追溯的要求；其四，未充分纳入近年来国际相关标准（如ASTM、JIS等）的最新成果，国际间的标准协调性有待加强。2.3国际标准化工作的协同推进ISO/TC107（金属及其他无机涂层）技术委员会作为负责热喷涂及相关表面处理技术国际标准制定的专门机构，多年来持续跟踪热喷涂技术的发展动态，并于2018年启动了ISO14919的系统修订工作。在该修订过程中，来自德国、日本、美国、中国、法国等主要工业国家的专家积极参与，经过多轮草案讨论、意见征集和技术评审，最终形成了2023版国际标准。3标准主要内容与技术解析3.1标准范围与适用领域ISO14919:2023规定了用于火焰喷涂和电弧喷涂的电线、杆和帘线的分类体系、化学成分要求、几何尺寸公差、表面质量要求、供货状态、包装标识及质量证明文件等技术条件。该标准适用于以锌、铝、铜、镍、钴、铁、钛及其合金等为基材的实心丝材，以及以金属、金属合金和金属陶瓷等为填充物的复合型帘线（芯线型或管状型）。值得注意的是，新标准对增材制造用热喷涂丝材的适用性也给出了说明，为该领域的技术应用提供了标准支撑。3.2分类体系标准将热喷涂用电线、杆和帘线按照材料类型和化学成分进行了系统分类。分类体系的设计兼顾了传统应用延续性与新型材料覆盖的完整性，采用了以基体金属为主线索的分类逻辑，每一大类下再依据具体合金系和典型应用场景进行细分。对于复合型帘线，则按照填充材料的种类和结构形式进行区分。与上一版本相比，新标准在各类材料中增加了近年来获得广泛应用的若干新型合金牌号，并对部分原有牌号的化学成分范围进行了微调，以更好地反映当前工业生产的实际水平和应用需求。分类体系的完善为供需双方在技术协议签订、质量验收等环节提供了清晰明确的标准依据。3.3技术要求在化学成分方面，标准对各分类牌号的主要元素含量和杂质元素限量作出了明确规定。对于关键应用领域（如航空航天、医疗等），标准还引入了更严格的微量杂质元素控制要求，以确保涂层功能的一致性和可靠性。在几何尺寸方面，标准规定了电线、杆和帘线的公称直径系列及其允许偏差，并对椭圆度、直线度等形状公差提出了量化指标。在表面质量方面，标准要求丝材表面应光滑、清洁、无油污、无锈蚀及其他影响喷涂质量的缺陷。新标准新增了对丝材内部质量的检验要求，包括对管状帘线填充率的检测及其允许波动范围的规定。这一条款的引入回应了行业对帘线类产品喷涂过程稳定性提升的关注，具有重要的技术进步意义。此外，标准还就丝材的供货形式（盘装、卷装、直条等）、包装防护要求、产品标识内容（包括材料牌号、炉批号、生产日期等追溯性信息）以及质量证明文件的格式与内容要求进行了规定。3.4检验方法标准规定了化学成分分析、几何尺寸测量、表面质量检查及内部缺陷检测等检验项目的试验方法。化学成分分析方法推荐采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）、原子吸收光谱法（AAS）等现代仪器分析方法，并允许供需双方协商采用其他等效分析方法。几何尺寸测量推荐采用激光测径仪等高精度测量设备，以保证测量结果的准确性和可重复性。4主要技术变化分析4.1结构体系的优化调整ISO14919:2023在文本结构上进行了系统优化，将原标准中部分模糊的表述进行了澄清，同时新增了若干技术性附录。标准正文在分类框架、技术要求和检验规则等方面的逻辑层次更加清晰，提高了标准的可操作性。新增的资料性附录提供了典型喷涂丝材的选用指南，为工程技术人员合理选择材料提供了实用参考。4.2技术内容的全面升级上一版本标准发布于2001年，彼时热喷涂产业的技术水平和市场需求与今日相比已有根本性差异。新标准在此次修订中实现了技术内容的全面升级：-引入了大量新型合金牌号。特别是针对铁基非晶合金丝材、高熵合金丝材等前沿材料体系进行了分类和规范。这些新型材料在耐腐蚀、耐磨、耐高温等方面展现出的优异性能使其在特定应用场景中迅速获得了市场认可。-提高了化学成分控制要求。对于高纯喷涂材料，新标准进一步收紧了关键杂质元素的允许含量限值。例如，对于应用于燃气轮机高温防护涂层领域的MCrAlY系丝材，对硫、磷等有害元素的控制要求明显严于上一版本。-完善了帘线类产品的技术要求。针对近年来应用日益广泛的管状帘线产品，新标准首次系统规定了填充率的检测方法和允许偏差，填补了原标准的技术空白。-强化了供应链质量保证要求。新标准对质量证明文件的内容和追溯性要求作出更为详细的规定，适应了现代制造业对供应链质量管理的严格要求。4.3国际协调性的显著增强新标准在修订过程中充分参考了ISO14232（热喷涂粉末）、ASTMB833等国内外相关标准的技术内容，在分类框架和部分技术指标的设置上与相关标准保持了良好的协调性。这种国际层面的标准协调为全球范围内热喷涂材料的贸易与技术交流创造了更加便利的条件。5主要修订参与单位及标委会介绍5.1ISO/TC107技术委员会概况ISO/TC107（金属及其他无机涂层）技术委员会是国际标准化组织下设的负责金属及其他无机涂层领域标准制定的专业技术委员会，其秘书处由德国标准化协会（DIN）承担。该技术委员会的工作范围涵盖电沉积涂层、热喷涂涂层、转化膜、陶瓷涂层及其他相关表面处理技术的术语、试验方法及产品技术条件的标准化工作。ISO/TC107下设多个分技术委员会和工作组（WG），其中负责热喷涂领域标准制修订工作的SC1分技术委员会（Mechanicalengineeringtesting）及WG25工作组（Thermalspraying）在ISO14919的修订过程中发挥了核心作用。来自各成员国家的注册专家在工作组框架下，就标准的技术条款进行了深入的交流与协商，最终达成共识。5.2德国焊接研究所（SLVMünchen）的突出贡献在ISO14919:2023修订工作中，德国焊接研究所（SLVMünchen，隶属德国焊接技术与培训研究所集团（GSISLV））的专家团队承担了重要的技术支撑和文件起草任务。德国作为全球热喷涂技术和装备制造的传统强国，其热喷涂标准化工作一直走在世界前列。GSISLV作为德国焊接与表面工程技术领域的权威研究机构，拥有深厚的热喷涂技术研发积累和丰富的标准化工作经验。其专家不仅在德国国家标准（DIN）层面主导了多项热喷涂标准的制定，更深度参与了ISO/TC107框架下的各项国际标准制修订工作，在热喷涂材料分类、工艺方法、涂层检测等领域的国际标准化事务中具有广泛的技术影响力。在ISO14919:2023的修订过程中，SLVMünchen的专家团队主要负责了标准中有关管状帘线（cord）产品技术要求的论证与起草工作。针对帘线类产品填充率均匀性控制这一行业技术难题，该团队基于大量试验数据提出了科学合理的检测方法和指标限值，为该条款的最终确立提供了坚实的技术支撑。5.3中国的参与情况中国是ISO的常任理事国，长期以来积极支持和参与ISO/TC107的各项标准化工作。中国的全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会（SAC/TC57）是负责对应ISO/TC107工作的国内技术归口单位。在ISO14919:2023的修订过程中，中国的相关科研院所和企业通过国内技术对口渠道反馈了多项意见建议，特别是在新型合金丝材的分类和技术指标方面表达了发展中国家的应用需求。在国家标准层面，中国正在加快推动热喷涂丝材相关标准的制定与修订工作，以保持与国际标准的技术协调和发展同步。全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会已组织相关单位开展ISO14919:2023的采标论证工作，计划适时转化为国家标准，以更好地服务于国内热喷涂产业的技术进步和质量提升。6标准实施的行业影响6.1对热喷涂材料制造业的影响6.2对热喷涂应用行业的影响6.3对国际贸易与技术交流的影响ISO14919:2023作为国际通用的热喷涂丝材交货技术条件，已被越来越多的国家和地区作为贸易合同的技术依据。标准更新后，部分原有牌号的化学成分要求和供货条件发生了变化，相关企业需要及时调整生产和贸易文件，以适应新的国际标准要求。标准的国际协调性增强也将有助于减少国际贸易中的技术壁垒，促进全球范围内热喷涂材料和技术的交流与融合。7结论与展望ISO14919:2023《热喷涂火焰和电弧喷涂用电线、杆和帘线分类和供货技术条件》的正式发布，是国际热喷涂标准化工作的一项重要里程碑。该标准在全面继承原版标准框架的基础上，立足当今热喷涂技术的发展水平与产业需求，在材料分类体系、化学成分控制、检验方法、供货技术条件等方面实现了系统升级，为全球热喷涂电线、杆和帘线产品的规范化生产、贸易和应用提供了科学、权威的技术依据。展望未来，热喷涂技术将在国家重大工程装备制造、绿色低碳再制造、新能源技术开发等战略领域扮演更加重要的角色。随着新型喷涂材料体系的不断涌现和应用领域的持续拓展，热喷涂材料标准化工作仍将面临持续更新的需求。从发展趋势来看，以下几个方向值得重点关注：一是热喷涂丝材标准将向功能化、定制化方向发展，针对特定应用场景的技术条件将日益细化；二是数字化和智能化技术在热喷涂材料生产和质量控制中的应用将对标准提出新的要求；三是绿色制造和可持续发展理念将逐步融入标准的技术条款，对材料的环保性能和生产过程的能耗要求可能成为未来标准修订的重要考量维度。参考文献[1]ISO14919:2023,Thermalspraying—Wires,rodsandcordsforflameandarcspraying—Classificationandtechnicalsupplyconditions.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO14919:2001,Thermalspraying—Wires,rodsandcordsforflam