中国热处理行业“十二五”发展规划

中国热处理行业“十二五”发展规划（征求意见稿）热处理行业是机械工业的重要组成部分，是促进金属材料潜力充分发挥、提高机械零件内在质量和使用寿命的关键加工工序。机械产品的性能和寿命不单纯取决于材料的种类和成分，通过热处理加工可以改变材料内部的组织，进而改变材料的使用性能和提高寿命。提高热处理技术装备水平和生产技术水平可实现节能、节材，增强企业竞争能力。一、热处理行业发展现状“十一五”以来，热处理行业抓住国际产业转移的发展机遇，以改革、改组、改造为重点，以结构调整为主线，以技术创新为动力，以技术改造和设备更新为手段，提高了产业素质，提升了产业层次，完成了“十一五”规划目标。（一）行业规模有所扩大“十一五”期末，全行业共有热处理企业（含专业化厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产企业及主机厂的热处理分厂、车间）18000家，其中规模以上专业化热处理企业近6000家，热处理设备制造企业约1200家，工艺材料厂750家。全行业热处理生产设备近10万标准（150kWh)台，装机容量约1500万kW,年耗电约230亿kW·h。骨干企业平均单位能耗约500kW·h。全行业规模以上企业实现销售收入560亿元。全行业职工约54万，全员劳动生产率约11万元／人。（二）专业化生产有所发展随着改革开放的深入、市场机制不断完善和融入世界经济一体化的发展，我国中小三资制造企业大量出现，热处理专业厂如雨后春笋般涌出，到本世纪初已发展到5000多家。其中不乏资金充足，设备先进，技术起点高，管理有条，经济效益好的佼佼者。中国热协在“十五”和“十一五”期间积极推动热处理企业规范化生产，显著提高了热处理专业厂的生产技术水平、管理水平和市场竞争能力。（三）生产技术有长足进步少无氧化加热热处理比重已达60％以上，真空加热油淬、高压气淬、低压渗碳热处理广为推广，多用炉气体渗碳基本实现碳势自动控制，Ф4米以上特大型齿轮用国产设备实现了深层可控渗碳淬火，高温快速渗碳和氮势可控渗氮也都用于生产，超高频、高频、超音频、中频、工频、双频感应热处理、横向磁场加热、数控模拟感应淬火技术都在生产中应用，铁素体状态下的低温化学热处理、金属和非金属材料的物理和化学气相沉积，激光热处理、等离子热处理和化学热处理都获得较普遍采用或一定程度推广。化学热处理催渗技术处于国际领先水平，己在不少大型骨干企业推广，由于工艺周期的明显缩短，节能效果显著。（四）生产设备有所更新由于大型国营企业和大量热处理加工企业兴起的技术改造，华东和华南沿海城市轻工、电气产品模具的大量需求，航空制造大量接受飞机零件加工的对外协作，兴起了以购置真空热处理设备和密封多用炉生产线为主的设备更新浪潮。汽车、铁道、造船、风电、兵器、钻探、采掘等行业的汽油机、柴油机、减速箱零件、基础零部件的热处理也基本实现了以推杆炉、辊棒炉、链板炉、网带炉、密封多用炉、晶体管感应电源和自动淬火机床为主的热处理设备更新。企业技术改造和更新设备的热潮使热处理设备市场形成十分繁荣景象。骨千企业设备更新率达到70％以上。（五）企业质量管理水平有所提高在“十一五”期间行业普遍开展IS09000、IS014000和IS16949质量管理和环境管理认证工作，对提高产品质量起到了有力推动作用。在国际合作过程中，企业按国际标准的严格规定来选择热处理协作伙伴也促使热处理专业厂必须提高管理水平以满足客户的“高水平”要求。热处理规范企业产品质量一次检验合格率大幅度提高，达到98%以上。有一部分热处理厂通过了地方政府有关部门组织的清洁生产验收。（六）节能减排的认识有所提高在国家政策和国际大势引导下，热处理行业在“十五”和“十一五”规划中都把节能减排列为行业发展的重要方向。“十一五”期间，在国家发改委、工业和信息化部及中国机械工业联合会的指导下完成了“热处理行业节能减排工作调研”、《热处理行业推进节能减排工作的途径及政策研究》和《热处理行业清洁生产技术推行方案》，通过调研提出了行业推进节能减排和清洁生产的具体措施，评审确定出了一系列节能减排的研发推广项目，制订了一系列有关节能减排标准，促进了企业对节能减排的重视，出现了工作的新局面。一些大中型国营企业时热处理分厂均与总厂签订了节能与环保工作责任书或制定了节能减排计划，有些企业提出了节能减排指标，建立和健全了节能减排管理体系，完善了节能减排管理制度和岗位责任制；一些民营企业加大了环保设施的投入，自觉建立了整套污水处理系统。节约了用水，减少了排放。（七）开发创新能力有所提高对引进技术的消化吸收，外资企业的涌入，源源不断的海归，频繁的国内外技术交流，使企业人员开阔了眼界，看清了大势，明确了差距和赶超目标，大大提高了本土设备制造业的新产品开发创新能力。各类真空热处理设备生产自足，满足了航空和模具工业的需求，多种类型密封多用炉，特大型井式渗碳炉都能自行制造。本土企业制造的热处理设备除已提供东南亚国家外，还向日本，美国等发达国家出口。这些都是开发创新能力提高的具体例证。“十一五”期间，行业内共有11项先进技术通过了成果鉴定，鉴定的设备和技术有：真空渗氮多功能炉、VCH碳氢溶剂型真空清洗机、多功能淬火冷却系统、SIZX-Ⅲ型在线深冷处理设备、BCRX-Z系列薄板成型淬火自动生产线、可控气氛罩式渗氮炉、RQTT1200系列智能台车燃气热处理炉、高温可控气氛多用炉、稀土催渗和BH催渗及催渗技术研发、卧式蒸汽发蓝炉、KBL型闭式冷却塔等，这些都是自行开发达到国际先进水平的热处理技术。二、存在的问题改革开放以来我国热处理取得了长足发展，尤其是在“十一五”期间发展更快。但与国际先进国家的水平相比差距仍较大。（一）发展不均衡在热处理专业化生产、生产技术改造和设备更新、新技术开发创新等方面，华南、华东沿海和内地存在明显落差。近十年，在国家振兴东北老工业基地方针推动下，该地区国营大企业的热处理分厂、车间面貌发生很大变化，工艺和设备都有很大进步。华北、华中地区相对落后，西北地区落差最大。在各制造业中以航空航天、汽车、兵器行业的热处理变化最大，其它行业则仍居落后。热处理加工民营企业良莠不齐现象严重。（二）生产技术、工艺装备总体上仍落后由于部分国营企业尚有重冷轻热倾向，对热处理投资少、设备老化严重、部分热处理中小企业资金不足、负税过重，不能自行积累资金更新设备，城市企业技改淘汰的设备流落到边远地区或乡镇，把低效率、高能耗和污染带到农村。还有相当数量的企业仍在使用40年役龄以上的箱式炉、盐浴炉、小型井式渗碳炉、老式电子管高频设备和中频发电机。（三）能源利用率仍偏低上世纪70年代末欧洲热处理单位能耗达到400kW·h/t以下，日本达到300kW·h/t以下。我国同期的热处理能耗是1200～1300kW·h/t，专业化调整后的90年代，平均单位能耗下降到1000kW·h/t，专业热处理厂达到800kW·h/t。到“十一五”末期我国热处理平均单位能耗降到约600kW·h/t。仍高于70年代的欧洲和日本。（四）产品质量分散度大，部分企业对生产过程中的质量控制的重要性认识不足。有的企业生产工艺落后、设备陈旧、管理不善、工艺参数控制不严，使热处理件的硬度、组织和性能、畸变等质量分散大，一部分企业产品不能完全满足用户要求，废品多，返修率高。不少企业缺乏对质量分散度的认识，炉温控制不精确，炉温均匀度差，不经常校验仪表和传感器精度，不能严格控制工艺温度、时间、碳势、炉压等参数，造成产品合格率低，生产成本居高不下，效益上不去，市场竞争力长期处于劣势。（五）对环境影响仍缺乏严格管理，少数企业购置使用廉价淘汰设备不可避免会产生排放污染。在一些地区无人监管或由于人的无知或侥幸心理把有害物随意排放。个别城市企业为避开环保部门的检查，故意把有污染的生产技术和设备转移到农村分厂。在落后地区还有用烧煤或重油的反射炉进行钢件的退火、正火处理、造成温室气体、SOx,NOx向大气排放。（六）企业缺乏热处理技术人员国营企业的热处理技术人员老化和流动严重，新建民营企业大量需求技术人员。由于教育体制的变化，几乎所有高校都取消了热处理专业，新设的材料科学与工程专业毕业生因缺乏专业实践知识和技能，到工作岗位不能立即发挥作用，被用人单位录用的机会不大。许多大学毕业生不愿意去生产第一线，有不少企业因大学生呆不住也不敢要，造成人才缺乏假象。东南沿海城市民营企业从内地招聘熟练技术人员或退休老人能解决一时之急，但终不是长久之计。中国热处理行业协会与教育部高职高专类职业技术院校共同开展的基地实训活动和热处理学会开展的热处理工程师资格认证培训可以缓解一些人才缺乏问题，但彻底解决还需要国家和政府、高校和行业团体采取根本措施。（七）开发创新能力仍然薄弱现在技术开发创新的主力转移到企业。但大部分企业都缺乏水平高、阅历深、经验丰富、开发能力强的人才，也缺乏这方面的资金投入，得到国家资助的可能性也不大。另一方面在我国还存在着高校的科研脱离生产实际的现象。国家科学发展观方针特别强调创新，为此，必须采取强有力措施，其中包括整个行业的战略考虑、国家的有力支持（象美国热处理路线图那样）、企业的积极参与行业组织的密切配合、高等院校对有用人才的大力培养等、三、国内外热处理技术发展趋势、我国与国际先进水平的差距（一）国内外热处理技术发展趋势1、少无浪费能源采取节能的工艺措施有事半功倍效果，诸如缩短加热时间，降低加热温度，强化化学热处理过程，利用前道工序余热等。具体工艺有零保温加热和不均匀奥氏体化淬火，用铁素体状态（＜600℃）下的化学热处理代替奥氏体状态（大于850℃）下的化学热处理，由930℃提高到1050℃渗碳，采用稀土等催渗剂，利用锻件锻后余热淬火等都获得推广应用。合理选用设备节能潜力也很大，大炉子比小炉节能、连续炉比周期炉节能，充分利用废热的燃料炉比电阻炉节能至少50％，陶瓷纤维和轻质耐火砖炉衬比重质砖炉衬的蓄热、散热都少的多，圆筒形炉比矩形炉散热减少20％、热处理单位能耗降低7％，减轻料盘、料筐、夹具重量能节约10～20%的电能。合理组织生产，保持生产的连续性，对设备能源进行有效管理和监控对于节约使用能源也非常重要。2、少无有害排放先进的热处理技术首先应该是对环境没有污染的清洁生产技术。其中包括清洁工艺、清洁设备和清洁工辅材料。可控气氛、真空、有良好屏蔽的感应热处理是广泛应用的清洁工艺。等离子热处理、低压渗碳、高压气淬、激光表面强化，喷雾淬火也都属于少污染技术。与这些工艺对应的真空炉、气氛炉、离子渗氮炉、天然气燃烧加热炉，A12O3和SiO2浮动粒子炉属无污染设备。PAG聚合物淬火剂、非氟氯烃溶剂，A12O3和SiO2浮动粒子、氮和各种惰性气体属清洁材料。当前国内外尚普遍采用的淬火油，其油烟的排放是值得注意的大问题。现在国内外把淬火油烟直接向大气排放的企业仍很多，中国热协在“十一五”的减排计划中己将其列为重点要解决的问题，目前已提出数种油烟无害化处理排放的方法和设施。3、少无质量分散由于材料化学成分的波动，炉内温度的不均匀、加热和冷却条件的差别以及操作人为因素的差异会使同一炉次的热处理件质量有明显差别，不同炉次产品质量的不可重复。采用科学的管理和先进技术可使这种差异降到最低程度。美国热处理技术发展线路图2020年目标之一是把热处理件质量分散度降低到“零”。为实现此目标，设备的可靠性、工艺参数的精确稳定控制，炉温炉气循环的高度均匀性、材料成分的稳定、质量在线控制、消除人为因素都是重要课题。此外科学管理、IS09000认证、原材料进厂检验、前后工序的配合与衔接、标准的认真执行也都和产品质量分散度有密切关系。可见缩小质量分散度是从技术到管理上的一种系统工程，必须经过长期、细致和踏实的工作，才能逐步取得良好效果。4、少无畸变金属制件热处理时不可避免地会发生形状和尺寸变化。过大和不均匀的畸变会增加最后的精加工裕量，严重时会使零件报废。热处理后不再加工的零件由于严重畸变还会使其失去互换性，恶化接触面，增加车辆或机器噪声。尽量减少热处理畸变一直是许多热处理专家终生努力的事业。美国热处理线路图2020目标之一要使热处理件畸变达到“零”。开发新