實質參與 把握方向 維護利益
——中國專家持續參與鋁及鋁合金表面處理國際標準化活動追記

ISO/TC79/SC2中國專家組|文

全國有色輕金屬標準化分技術委員會連續組織國內鋁表面處理著名專家、知名大型鋁型材企業資深技術人員，通過積極實質性參與ISO鋁表面處理相關標準的制修訂工作，表達了我國鋁表面處理行業的利益訴求，掌握了鋁表面處理國際標準的發展方向，對今后我國相關標準的制修訂工作具有很大的引領作用，多年的努力和付出取得的成效顯著，意義重大。

從2004年以來，全國有色輕金屬標準化分技術委員會（以下簡稱“輕標委”）連續組織國內鋁表面處理著名專家，知名大型鋁型材企業資深技術人員及相關企業代表，赴法國、德國、意大利和日本等國，參加多屆ISO/TC79/SC02年會，通過積極實質性參與ISO鋁表面處理相關標準的制修訂工作，表達了我國鋁表面處理行業的利益訴求，掌握了鋁表面處理國際標準的發展方向，對今后我國相關標準的制修訂工作具有很大的引領作用，多年的努力和付出取得的成效顯著，意義重大。

在中日聯合制定ISO28340《鋁復合膜—鋁陽極氧化膜和電泳有機膜復合膜總規范》標準的基礎上，根據鋁表面處理ISO技術標準的制定新動向，輕標委組織我國知名的研究院所、大型鋁型材企業及相關專業公司對有關課題跟蹤研究，如陽極氧化膜封孔失重檢測方法的改進、陽極氧化膜砂紙耐磨性測試方法、建筑鋁材的膜層類型評定性能的試驗及檢測方法選擇指南等，并結合我國鋁型材產品的實際情況，廣泛開展有針對性的研究試驗及論證，獲得了一大批寶貴的試驗數據，并形成多項高質量ISO建議書提交到相關ISO/TC79/SC02工作組，展現了我國鋁表面處理大國的實力。

鋁及鋁合金表面處理國際標準化工作回顧

回顧參與鋁及鋁合金表面處理國際標準化工作的艱難歷程，亮點頗多，具體如下所述：

1．ISO28340《鋁復合膜—鋁陽極氧化膜和電泳有機膜復合膜》標準的制定

中日聯合起草的ISO28340《鋁復合膜—鋁陽極氧化膜和電泳有機膜復合膜》標準的制定工作可謂一波三折。歐美國家很少和使用生產陽極氧化電泳鋁型材產品，而中日等亞洲國家（特別是東亞和東南亞）這類產品使用非常廣泛，并且電泳鋁型材同時具有陽極氧化膜耐候性好和有機膜耐酸堿性好的優點，但沒有相應的陽極氧化電泳鋁型材ISO產品技術標準，對電泳鋁型材產品的國際貿易十分不利。從2004年開始，中日提議制定電泳鋁型材產品ISO技術標準，但歐美國家表示反對，認為QUALICOAT歐洲規范，以及美國AAMA612已經包含了電泳鋁型材產品，沒有必要再制定一個電泳鋁型材產品的ISO技術標準。經過八年多的反復討論、磋商和提交試驗數據，最終ISO28340《 鋁復合膜—鋁陽極氧化膜和電泳有機膜復合膜總規范》得到歐洲國家的認可，形成了國際標準。

在制定ISO28340過程中，剛開始由于我國參與ISO表面處理國際標準化工作的時間不長，試驗數據極其缺乏。在前兩次標準制定的會議上，我國拿不出有力的研究報告和數據，基本是從屬于日本，形勢極其尷尬。為此，輕標委經過總結和反思，會前組織知名的研究院所、大型鋁型材企業及相關專業公司，加大了前期研究和試驗工作，在標準制定的后面幾次會議中，提交了大量的試驗數據，為ISO28340的制定完成做出了很大貢獻。

由于我國陽極氧化電泳型材的產業規模極其巨大，ISO28340標準的制定極大的維護我國鋁型材建筑行業的利益，為電泳型材產品出口到東亞和東南亞國家提供了ISO標準依據，對我國的實質實際意義遠遠大于日本，同時，通過國際標準制定過程的鍛煉，積累了鋁表面處理國際標準化工作經驗，為后續的鋁表面處理國際標準化工作提供了一個很好的范例。

2．陽極氧化膜封孔質量檢測失重法的改進

2013年9月10日至13日，中國專家赴法國巴黎參加ISO/TC79/SC22013年會。

早在2009年ISO/TC79/SC02/WG15北京年會上，歐洲國家就提出對評定陽極氧化封孔質量的ISO3210《鋁及鋁合金陽極氧化 陽極氧化膜封孔質量評定—磷鉻酸失重法》進行改進，目的是消除有毒的六價鉻污染。2012年通過13個歐洲實驗室的循環試驗研究，歐洲QUALANOD組織提交了兩個研究報（ISO/TC79/SC02-N718和ISO/TC79/SC02-N719），評估各種封孔質量評定的浸漬檢測方法對各種工藝的適用性，最終的結論是：采用磷酸失重法可以替代磷鉻酸失重法，但磷酸法測試結果比磷鉻酸法高5mg/dm2，對各種封孔工藝的適用性較好，適用于評定冷封孔、含鎳中溫封孔，無鎳中溫封孔及熱水封孔等所有常用工藝處理的氧化膜封孔質量。然而，由于沒有加入鉻酸無法保護裸露鋁金屬部分，磷酸失重法存在裸露鋁金屬部分溶于磷酸而影響實驗結果問題，測試前需要將裸露鋁金屬部分涂覆保護起來，操作過程稍顯復雜。

2012年，日本提交了采用電動勢法評定封孔質量的技術報（ISO/TC79/SC02-N730），具體內容是：在陽極氧化膜耐堿性電動勢測試法的基礎上，將磷酸溶液替代氫氧化鈉，并將試板和磷酸溶液的溫度提高到80℃。采用此方法，日本檢測了采用各種封孔工藝處理的陽極氧化鋁樣品，并同其他封孔質量評定方法對照，如，磷鉻酸失重法、導納法、染斑法。

他們認為：磷酸電動勢法不含六價鉻，無污染；磷酸電動勢法短時間可以得到實驗結果；磷酸電動勢法可以分辨出完全封孔和不完全封孔兩種封孔模式的質量差異，而所有的浸漬檢測方法都不能很好地分辨出這兩種封孔模式的質量差異。

在2014年ISO/TC79/SC02年會前，針對氧化膜封孔質量評定的不同檢測方法，輕標委組織國內骨干大型鋁型材企業，開展試驗研究，驗證了磷酸浸漬失重法對不同氧化膜封孔工藝的適用性，結論基本同歐洲QUALANOD組織的一致；而對于日本提出的磷酸電動勢法，則委托北京有色金屬研究總院有色金屬產品國家質檢中心牽頭，研制出精密的電動勢測定儀，并組織豪美、華建、閩發、新合、亞洲、廣亞、廣漢三星提供氧化膜試樣，華昌、興發、堅美、南平、鳳鋁、廣漢三星、天津艾隆購買北京有色院新研制的電動勢測定儀及購買日本電動勢測定儀（由天津艾隆化工有限公司購買），在知名教授朱祖芳老師指導下，開展一系列試驗研究，獲得了一大批試驗數據，最后結論是：

（1）在80℃溫度下，部分試樣(如：用我國建筑型材普遍采用的冷封孔工藝制作的試樣)氧化膜破裂，采用此方法評價我國建筑型材，會導致我國出口的建筑型材被誤判不合格。

（2）電動勢定為1mV時測定通過氧化膜層的電流，缺乏理論依據，中國的測試結果表明，在電動勢為0．1mV時，測試電流的敏感性更大。

（3）日本的測試裝備和中國的測試裝備磷酸溶液的溫度測量結果相差太大。

（4）測試位置對測試結果影響較大。

在2014年ISO/TC79/SC02年 會上，朱祖芳向會議提交了中國的研究報告，認為磷酸溶液電動勢法測定陽極氧化膜封孔質量存在的問題比較多，需要進一步試驗確認是否可行。對于陽極氧化膜封孔評定的檢測方法，會議最終確定將磷酸浸漬失重法加入到新改版的ISO3210中，原來的磷鉻酸失重法也保留作為方法1，而磷酸浸漬法作為方法2，新版的ISO3210不久將出版發行。日本提出的磷酸電動勢法不作陽極氧化膜封孔評定的檢測方法，可繼續進行研究探討。

在參與此標準的制定過程中，日方提出的采用電動勢法評定氧化膜封孔質量方案，歐洲國家僅表示此方法全球首例，沒有檢測方法標準，但沒有試驗數據和相應的研究報告。日方提交了大量的試驗數據，認為他們的測定方法能更好地分辨出氧化膜封孔質量好壞的差異，但由于中國提交了有說服力的試驗研究報告和大量數據，證實日方的檢測方法存在問題較多，最終日方放棄了采用電動勢法評定氧化膜封孔質量。

3．陽極氧化膜砂紙耐磨法論證研究

2012年ISO/TC79/SC02年會上，英國建議將BS6161-18《鋁及鋁合金陽極氧化膜的測試方法 第18部分 表面耐磨性的測定》標準更改后，轉化為ISO標準委員會草案，提交ISO/TC79/SC02/WG15工作組。BS6161-18標準檢測方法是英國教授Michael Clarke發明的，此檢測方法是分別采用玻璃或石榴石砂紙的方法測定硫酸陽極氧化膜和硬質氧化膜的耐磨性，原理是從待測定的膜層是否比砂紙磨料硬來判定膜層的耐磨性能。

該檢測方法簡便快捷，基本可不破壞被檢測的氧化膜層，可以在使用或者交貨現場測定氧化膜層耐磨性。目前有許多國家鋁及鋁合金氧化鋁產品標準和規范引用了這個檢測方法，如英國鋁及鋁合金氧化產品標準BS3987，美國AAMA611，澳大利亞AS1231，歐洲鋁氧化產品Qualanod認證組織的Qualanod認證規范。最為重要的是，我國已經有陽極氧化鋁型材產品出口到英國或者采用英國標準驗收鋁氧化膜質量的國家，購貨方采用砂紙耐磨法檢測氧化膜質量，由于標準不明確產生了許多質量糾紛，而且我國大多數現有的氧化生產線，生產氧化膜膜厚高（20μm和25μm級別）的氧化鋁型材產品，氧化膜質量比較難達到砂紙耐磨要求，出口符合BS6161-18標準要求的氧化產品，經常發生退貨質量糾紛。

針對英國的這個提議，輕標委組織國內多個大型鋁型材廠召開專門的研討會，討論此檢測方法對我國陽極氧化鋁產品的適用性，并開展了一系列的相應試驗，總結出ISO建議文件提交到2013年的ISO/TC79/SC02年會上，其中重要的一條是，砂紙耐磨測試法比較粗糙簡單，作為陽極氧化產品生產現場的控制檢測方法尚可，作為陽極氧化鋁產品交貨時質量驗收方法似有不妥，但英國方面沒有采納。

2013年和2013年的ISO/TC79/SC02年會上，日本代表提交了專門的技術報告。報告的主要內容是：

（1）采用同一批砂紙中顏色不同的砂紙，用方法1（定性法）測試同一批氧化膜試樣，測試的結果不同。磨出的粉末集中于砂紙的邊緣，而不是整個表面，判定標準不明確，那么評定砂紙上的粉末磨出量就很困難。測試潤滑性，不能確定和耐磨性的關系。另外，因為磨出的粉比較容易抹掉，因而評定砂紙質量比較困難。

（2）采用方法2（定量法），用不同顏色的砂紙測試同一批試樣，但磨掉的氧化膜厚度不同，而兩種砂紙測試的結果是趨勢一致。

結論和建議為：

（1）采用方法1（定性法）評定鋁氧化膜耐磨性比較困難，應明確方法1中粉末沉積量的評判規則；

（2）采用方法2（定量法）評定鋁氧化膜耐磨性可行；

（3）規范砂紙的質量很有必要，應選擇有質量保證的玻璃砂紙；

（4）設定測試過程的壓力很有必要；

意大利也提交了一份砂紙耐磨性測試的技術報告，其主要內容是：設置不同的氧化溶液溫度（20℃、24℃、26℃）和氧化溶液的攪拌條件（攪拌和不攪拌）下，制作5種不同的鋁氧化試樣。對這些試樣進行檢測：

（1）采用不同批號的砂紙分別按方法1（定性法）和方法2（定量法)測試樣品；

（2）采用渦流法和顯微鏡法測試樣品的膜厚，由于樣品的粗糙度不同，渦流法測試的膜厚偏低；

（3）試驗同落砂法和輪磨法（500～1000個循環對照）。

實驗的結論和建議為：

（1）在耐磨性處于中等性能水平時，不同的批號或同種批號的玻璃砂紙對同一批試樣測試結果不同；

（2）使用參考試樣可以驗證砂紙的是否適用，參考試樣必須在嚴格實驗室條件制作；

（3）輪磨法可以作為一種參比試驗方法；

（4）氧化溶液的溫度和攪拌條件是主要影響因素。

英國的Robin Furneaux博士建議將BS6161-18《鋁及鋁合金陽極氧化膜的測試方法 第18部分 表面耐磨性的測定》標準更改后，轉化為ISO標準提案（NP階段）。

從目前的發展趨勢看，BS6161-18砂紙耐磨性試驗最終會轉化為ISO技術標準，所以在新一輪的GB5237修訂試驗研究項目中，輕標委委托廣亞鋁業組織國內相關鋁型材企業開展砂紙耐磨性的試驗驗證工作，試驗正在進行中，其目的是：考察我國陽極氧化產品的砂紙耐磨性的性能水平，研究將砂紙耐磨性納入我國陽極氧化產品標準GB5237．2的可行性。

4．ISO/PWI16688《建筑鋁材的膜層類型評定性能的試驗及檢測方法選擇指南》的論證工作

ISO/PWI16688任務來源：由于在ISO28340《鋁復合膜—鋁陽極氧化膜和電泳有機膜復合膜總規范》標準制定過程中，歐洲國家反對制定此標準。經過中日聯合通過提交研究報告和數據，并據理力爭，歐洲國家最終同意并通過了ISO28340，但決定制定一個指導用戶（包括建筑設計師、建筑單位等）選擇建筑鋁材膜層試驗方法的指南，成立ISO/TC79/SC02/WG19工作組，并由英方負責制定。

2011年ISO/TC79/SC02年會會議上討論了ISO/PWI16688《陽極氧化膜和有機涂層/保護及裝飾用表面處理》標準的修改。

——經過討論此規范題目暫時定為《測量鋁膜層性能的試驗和方法指南》“Guidline for the selection of test and method of measuring the performance of coated aluminium”；

——此規范的范圍僅使用于建筑領域；

——意大利建議包含Qualicoat和Qualanod規范；

——由于此規范比較復雜，日本和中國建議會后做一些客戶調查，收集多方面的資料，再討論；

2012年ISO/TC79/SC02年會上，WG19工作組決定納入包括中國標準GB 5237．1-GB 5237．5等多個國際著名標準作為ISO/PWI16688《測試鋁膜層性能的試驗和方法選擇指南》的應用文件。會議確定ISO/PWI16688草案框架如下：

膜層的分類；環境類型；試驗類型；測試性能的方法；測試方法對涂層在不同的使用環境下的適用性。

2014年ISO/TC79/SC02年會前，輕標委委托廣亞鋁業將ISO/TC79/SC2 WG19工作組N37號文件ISO/WD/TS 16688《建筑鋁材的膜層類型、評定性能的試驗及檢測方法選擇指南》翻譯成中文版，提交到嘉興標準會討論。嘉興標準討論會議后，輕標委委托廣亞鋁業組織小型專門研討會，在行業專家盧繼延教授級高工指導下，對英國提交的ISO/WD/TS16688文件進行討論，參加討論的單位有堅美鋁業、興發鋁業。經過反復認證的討論，提出了43條修改意見（由廣亞鋁業翻譯成英文）。在2014年ISO/TC79/SC02年會上，中國代表對這些建議做了簡單的解釋，英方表示會后將仔細閱讀，對正確的建議將予采納。

參與國際標準化工作對我國鋁表面處理標準發展的意義和作用

1．ISO鋁表面處理技術標準匯聚了鋁表面處理發展的前沿技術和成果

目前鋁表面處理ISO標準的發展方向是節能環保，高要求產品質量和系統性，我國的相關標準制修訂必須按照這種思路，才能確保前瞻性和先進性，如ISO3210的修訂體現了環保的理念，目的是采用無毒試劑替代實驗室用有毒的鉻酸；通過研究氧化膜封孔質量的不同檢測方法，了解到氧化膜孔頂部封孔和完全封孔的質量差異及不同檢測方法的辨別能力，對氧化產品提出了更高的質量要求；ISO/WD TS16688技術規范系統全面地梳理了鋁表面處理相關ISO標準，不僅能給客戶提供全面指南，也能為我國鋁表面處理標準制修訂工作指明方向，確保我國相關標準的系統性和完整性。ISO/WD TS16688技術規范將我國的GB5237．1-GB5237．5納為引用文件，擴大了我國標準的影響力。

2．跟進ISO鋁表面處理技術標準制修訂工作，可以提高我國鋁表面處理行業的工藝技術和產品質量水平

通過跟進ISO技術標準，我國相關大型鋁型材企業，了解到陽極氧化產品通過砂紙耐磨性測試方法的質量水平，以及影響砂紙耐磨性的主要因素（即氧化溶液溫度和攪拌條件），對實際生產具有很大的指導作用，在生產符合砂紙耐磨質量要求的出口氧化產品過程中，可以減少報廢率和退貨率，具有十分巨大的現實作用。

同時，如果不久將砂紙耐磨測試法引入GB5237．2，那么我國的高膜厚氧化鋁型材產品的耐磨質量水平將得到極大的提高。

3．參與國際標準制修訂，避免造成國際標準對我國鋁表面處理產品出口貿易不利的局面

在參與ISO鋁表面處理技術標準制修訂過程中，我國代表可以及時了解最新標準的制修訂動態，并根據我國鋁表面處理行業的實際水平和利益要求，及時提出意見，在ISO標準中反映我國鋁表面處理行業的利益訴求。如：中國代表在2014年的ISO會議上，成功阻止了電動勢法評定封孔質量國際標準的立項，及時鏟除了可能因此國際標準導致的貿易壁壘，保護住了我國鋁型材企業的利益，使我國鋁型材企業不致因此壁壘招致巨大經濟損失。

結束語

綜合以上所述，輕標委帶領一批大型鋁型材企業以及研究院所，實質性參與鋁表面處理國際標準制修訂過程中，以開闊的國際視野，殫精竭慮，經過不懈的努力，取得了豐碩的成果，在鋁表面處理的國際標準中占有一席之地，為我國相關標準的高水平發展打下了基礎，同時維護了我國鋁表面處理行業的利益，開創了鋁表面處理國際標準化工作的新局面。在我國社會經濟發展處于新常態形勢下，為中國鋁表面處理行業從大國向強國的發展進步貢獻了力量。