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      2. 熱處理行業“十三五”發展規劃-2024第二十屆上海國際鑄造展覽會

        上傳時間:2024/1/20 瀏覽次數: 298
        目  錄

        一、熱處理行業發展現狀、存在差距及原因分析

          (一)發展現狀及“十二五”完成情況

        1、熱處理企業規范化發展,產業能力顯著提升

        2、節能減排與清潔生產成就明顯

        3、創新能力有所增強,熱處理生產技術進步

        4、我國熱處理裝備制造形成體系

        5、初步建成熱處理行業中小企業公共服務平臺網絡

          (二)存在差距及原因分析

        1、熱處理加工產業整體上還是多而弱、小而散、管理粗放,不利于產品質量的迅速提高

        2、熱處理技術創新能力仍較弱,兩化融合進程緩慢

        3、熱處理企業能源管理制度不完善,環保措施薄弱,節能環保型熱處理裝備普及率偏低

        4、熱處理共性技術研發不足,技術儲備匱乏,影響高端設備和技術創新

        5、高校取消熱處理專業,職業院校招生困難,造成高級科研、研發人員斷檔,企業技術人員和高技能工人短缺

        二、發展環境和需求形勢

          (一)發展環境

        1、制造強國戰略給熱處理注入新動力

        2、戰略性新興產業是熱處理發展的新引擎

        3、綠色制造對熱處理提出更高要求

        4、智能制造對熱處理產業結構轉型提出新的挑戰

          (二)需求形勢分析

        1、裝備制造業各行各業對熱處理需求旺盛

        2、對先進適用的熱處理裝備的需求

        3、其他方面需求

        三、指導思想

        四、“十三五”目標和2025年設想

        五、發展重點和主要任務

          (一)重點發展方向

        1、熱處理智能制造與信息化

        2、熱處理節能與清潔生產

        3、熱處理循環經濟

        4、發展現代制造服務業

        5、開拓國際市場

          (二)重點任務

        1、認真貫徹落實《熱處理行業規范條件》,推進熱處理行業“公告準入”,培育專精特企業群體和具有國際競爭力的產業集群

        2、加快淘汰落后產能,樹立清潔生產先進技術示范工程,深入推進熱處理節能減排與清潔生產

        3、加快技術創新和工藝創新,推廣節能降耗的先進技術和裝備

        4、研究開發國際領先水平的綠色熱處理技術裝備及工藝

        5、完善熱處理企業的專業檢驗手段,實現熱處理零件內在金相組織和質量水平的檢測和評價

        6、加強熱處理行業公共服務平臺網絡建設,打造高效的技術創新服務平臺體系

        7、建設和完善熱處理標準體系,加強品牌建設和知識產權保護

        8、注重熱處理人才培養

        六、政策措施建議

         

        《熱處理行業“十三五”發展規劃》全文

        中國熱處理行業協會

        熱處理是裝備制造業中對產品質量具有關鍵作用的重要基礎工藝之一,也是提升機械制造整體水平的核心技術之一,對實現制造強國戰略具有重要的支撐作用!笆濉逼陂g,我國熱處理行業在國家各項改革和具體政策指引下,在全行業共同努力下,瞄準國際熱處理先進水平,不斷發展先進工藝技術,淘汰落后裝備,推進產業結構調整與優化,形成了一些科技含量較高的專、精、特企業,行業經濟實力快速發展,技術改造初見成效,技術水平明顯提高,生產能力顯著增強,產業轉型升級逐步推進,產品質量明顯提升,節能減排工作取得顯著成效,為汽車、石化、航天航空、港機、船舶、電力、電子、紡織機械、輕工機械、礦山機械、工程機械、冶金機械、軌道交通、機床、家用電器、工模具、軸承、緊固件、軍工等行業的發展提供了重要支撐。

        熱處理行業企業類型包括:專門從事熱處理加工的熱處理專業廠、機械制造企業的熱處理分廠、車間或班組,專門從事熱處理裝備的設備制造廠,專門生產和銷售熱處理工輔材料的工廠和公司。企業性質可分為:國有制、民營股份制、個體民營、個體租賃承包制、外商獨資、中外合資等方式經營。目前熱處理行業中民營企業已成為主體,其中不乏資金雄厚、設備和技術先進、產品質量上乘者,但大部分企業技術力量薄弱、缺乏自主創新能力和長遠發展計劃,僅僅隨市場變化趨勢自由發展,不可避免造成產業低水平重復建設,難以實現節能減排高指標,難以進一步提高產品質量,且市場價格競爭及無序競爭嚴重,阻礙“十二五”計劃目標的超額全面完成。面對這種現狀,為全面落實黨的十八大以來提出的戰略任務,實現提高機電產品質量、支撐裝備制造業由大到強、實現制造強國的宏偉目標,結合《中國制造2025》發展規劃設想,凝聚行業共識,制定《熱處理行業“十三五”發展規劃》,指出發展方向和目標、明確實施方針和措施,以期熱處理行業“十三五”期間在新常態下持續、健康、穩定發展。

         

        一、熱處理行業發展現狀、存在差距及原因分析

          (一)發展現狀及“十二五”完成情況

        1、熱處理企業規范化發展,產業能力顯著提升

        “十二五”期間,熱處理企業隨著城市發展規劃和裝備制造業的發展,開始進入規范化發展階段。在一些工業城市,已有30%以上的熱處理企業進入工業園區。通過行業強力推動開展GB/T19001《質量管理體系》、GB/T24001《環境管理體系》、GB/T28001《職業健康安全管理體系》認證,目前全行業90%以上熱處理企業或廠點通過了GB/T19001(ISO9001)認證,近10%企業通過了GB/T 24001(ISO14000)環境管理體系認證,部分熱處理企業還通過了GB/T18305(ISO/TS16949)《質量管理體系 汽車生產件及相關服務件組織應用GB/T19001的特別要求和CQI-9《特殊過程:熱處理系統審評》等認證。熱處理行業以“發展先進工藝,發揮傳統工藝潛力,淘汰落后工藝”為導向,堅持企業的持續生產技術改造和產業結構調整,加快熱處理專業化、規;透咝录夹g化發展步伐,指導企業規范化發展,促進企業轉型升級,對一些生產規模小,勞動生產率低,產品質量差,裝備陳舊落后,利用率不高,能耗大,對生態環境不利,效益較差的熱處理企業通過規范化整頓和整合,生產技術、管理水平和產品質量提高了一大步。目前我國有各類熱處理加工廠、點估算約10000多個,熱處理設備制造企業約1000多家,工藝材料企業約500多家。隨著骨干企業發展,熱處理行業達規模企業數量明顯增加,包括生產條件和技術水平較高的專營熱處理加工和熱處理設備制造的民營企業,以及軍工企業、重型機器廠、汽車廠等大型企業的熱處理分廠在內,“十二五”末期熱處理行業達到規模以上的企業近1000家,年加工營業額超過300萬以上的熱處理加工企業近5000家。全行業熱處理生產設備約20余萬臺,裝機容量約2000萬kW,經熱處理生產的各類零件約3000萬噸/年,經熱處理加工過程零件約5000萬噸/年。熱處理規范企業的產品質量一次檢驗合格率保持在98%以上,產品的返修率低于1.5%。熱處理行業從業人員約30萬人;熱處理行業生產總值約800億元人民幣/年;熱處理加工企業人均勞動生產率可達26萬元/人年,是“十二五”初期的2.3倍,F在,低壓滲碳高壓氣淬已成為成熟的高端熱處理手段,5bar高壓氣淬真空熱處理爐和技術已在模具制造企業推廣,一些廠家已擁有10bar或以上高壓氣淬真空熱處理設備,國產低壓滲碳設備已經實現智能化計算機控制滲層深度,直徑1.5米及以下的風電齒輪實現了用國產設備的真空滲碳淬火,4噸以下的大型壓鑄模具、擠壓模具可以實現真空氣淬或油淬處理,5~20噸的大型真空退火爐應用在有色金屬行業,為提高航空航天等軍工產品的質量提供了保證,高端汽車零件制造企業已使用從國外引進的具有國際一流水平的低壓滲碳爐自動生產線;可控氣氛熱處理已成為常規普及性手段,可控氮勢滲氮爐、大型井式可控氣氛滲碳爐、碳勢可精確控制的1050℃可控氣氛高溫滲碳爐,可顯著縮短工藝周期,節約電能;IGBT感應電源和大功率固態電源結合計算機在線控制的多工位自動淬火機床實現了節電、高效、保護生態的感應淬火自動化生產。

        2、節能減排與清潔生產成就明顯

        “十二五”期間,熱處理行業把節能減排做為重要工作內容,推動以節能、減排、優質、高效為出發點的設備更新,加大力度淘汰落后產能。中國熱處理行業協會在國家相關部門的指導下堅持執行《熱處理行業清潔生產技術推行方案》和清潔生產指標體系,發布重點推廣節能技術裝備目錄,提出了一系列推進行業節能減排和清潔生產的具體措施和研發推廣項目,并通過樹立節能減排先進技術示范企業的表率作用,促進了企業對節能減排的重視。到“十二五”末,全行業中已有5000多臺真空熱處理設備、20000多臺可控氣氛熱處理設備、約1000臺晶體管感應加熱設備更新替換了高耗能的老型號舊設備,有近100000臺加熱爐使用了全纖維保溫爐襯,骨干企業設備更新率達到80%以上,熱處理行業的節能減排技術改造已達50%以上,少無氧化熱處理比重達到了70%。用于軸承熱處理的雙層輥底式連續球化退火爐,熱處理能耗減少到200kWh/t以下;全自動精密可控1000℃以上高溫箱式多用爐生產線和特大型高溫井式滲碳爐,較傳統的齒輪滲碳節省能源30%以上;已有近6000臺淬火介質空氣冷卻器和復合式熱管換熱器在熱處理企業應用,并已擴大到冶金、鑄造等行業;節能燃料爐燃燒比可實現自動控制,煙道氣為空氣預熱等實現循環再利用;余熱回收技術已用于生產;淬火油煙處理設施逐步趨于完善。到“十二五”末,熱處理工序綜合平均單位能耗減少到500kWh/t,熱處理規范企業的綜合平均能耗已減少到500kWh/t以下,先進企業可減少到400kWh/t以下,較“十二五”初期降低20%;熱處理專業廠電能和燃料消耗降到了生產成本的20%以下,實現了“十二五”規劃提出的節能目標。近100家骨干熱處理企業達到國家發改委清潔生產指標體系要求并通過地方政府有關部門認證。全國熱處理行業達到節電20億kWh/年,約合70萬噸標準煤/年;減少CO2排放150萬噸/年;減少SO2排放1.4萬噸/年。

        3、創新能力有所增強,熱處理生產技術進步明顯

        “十二五”期間,我國熱處理技術裝備與工藝材料開發創新能力增強,自主研發出上百項新型熱處理工藝裝備和數千項技術專利,推廣先進技術成績顯著,熱處理行業工藝裝備水平提升至一個新臺階。AP1000核島主設備熱處理開合爐等先進適用型技術裝備技術指標均達到了國內領先水平和國際先進水平,有30項熱處理技術裝備列入國家發展和改革委員會及工業和信息化部重點節能技術目錄和節能產品目錄,為熱處理行業的節能減排和產業轉型升級發揮了有力的技術支撐作用。采用調質取代正火預先熱處理量大幅增加,是重視和提高零件熱處理質量水平的明顯標志,零件調質處理量較5年前增加約一倍;控制冷卻正火技術裝備的開發和推廣,縮小了零件預處理質量的分散度。國產重大裝備的關鍵零件的熱處理有重大突破:國家重點攻關的AP1000核島主設備大鍛件熱處理項目和高溫氣冷堆主設備大鍛件熱處理項目通過鑒定;突破G18CrMo2-6核電汽缸體熱處理和Cr9-Cr12型鋼的超超臨界轉子的晶粒度均勻性控制的熱處理工藝瓶頸,實現了100萬kW發電機超超臨界轉子熱處理及6米軋機支撐輥熱處理;代表熱處理水平的齒輪熱處理工藝提升明顯,現在我國齒輪熱處理已普遍采用多用滲碳爐、連續滲碳爐、大型井式可控氣氛滲碳爐、離子滲氮和可控氮勢氣體滲氮爐、等溫正火爐、高性能感應淬火機床、專用冷卻介質及冷速可控淬火槽等,可處理功率達6.5萬KW、線速度210mm/s、直徑達5m、單件重達20噸的滲碳淬火齒輪;離子滲氮工藝在大型蝸桿及高速齒輪上的應用在國際上屬領先水平;感應淬火熱處理工藝廣泛應用在重機齒輪和鐵路機車齒輪上,模數大于62mm的三峽大型升船機齒條成功進行了感應淬火熱處理;200km/h、250km/h等多個速度等級動車組齒輪熱處理形成批量生產能力,1.65兆瓦風電齒輪、2.5兆瓦風機增速中高速級齒輪現已實現批量生產。

        4、我國熱處理裝備制造形成體系

        “十二五”期間。我國熱處理裝備制造體系基本形成。真空熱處理設備、可控氣氛熱處理設備、熱處理設備生產線、IGBT電源和大功率固態感應加熱設備、淬火機床、數控淬火冷卻設備等均可實現本土化制造。設備類型包括:真空熱處理設備(真空加熱油淬爐、真空加熱高壓氣淬爐、低壓滲碳高壓氣淬爐、真空回火爐、真空退火爐、真空燒結爐)、真空等離子滲氮爐、可控氣氛熱處理設備(全密封箱式滲碳爐生產線、1000℃以上高溫密封多用爐、大型高溫井式滲碳爐、網帶滲碳爐生產線、箱式滲氮爐生產線、井式氮勢可控滲氮爐、罩式滲氮爐、箱式加熱(淬火、回火)爐、井式加熱(淬火、回火)爐)、連續式熱處理設備(網帶爐、輥棒爐、鏈板爐、推桿爐等)、感應熱處理設備、激光熱處理設備、淬火冷卻設備、專用熱處理清洗設備、淬火油煙無害化處理及排放設備、淬火介質冷卻換熱設備、各類硬度計及金相顯微鏡、各類傳感器及精密測控儀表等。以上設備基本上完善了產品標準(包括行業標準和企業標準),部分產品(設備)已列入國家重點產品目錄(如工業和信息化部重點節能產品目錄)。我國熱處理裝備制造的年產值已超過100億元,在“十二五”期間,以上種類的很多產品出口到美國、歐盟、俄羅斯、印度、土耳其、埃及、巴基斯坦、新加坡、泰國、馬來西亞、印度尼西亞、緬甸、越南、朝鮮等國家。

        5、初步建成熱處理行業中小企業公共服務平臺網絡

        我國目前有專業熱處理企業一萬余家,規模全部在200人以下,均屬于小微型企業,各類服務需求很大。為不斷完善對會員企業和熱處理行業的服務,中國熱處理行業協會在“十二五”期間進一步加強行業公共服務平臺建設。在中國機械工業聯合會和工信部中小企業司的支持下,中國熱處理行業協會被批準為“國家中小企業公共服務示范平臺”,針對本行業實際狀況組織相關的大專院校、律師事務所、研究院所、行業檢測站、重點熱處理工業集聚區骨干企業簽訂協議共建公共服務平臺網絡,對會員企業提供各類服務。這個公共服務平臺網絡可向熱處理行業提供包括:發布國家法律法規、政策文件,法律法規咨詢服務,先進技術裝備、工藝材料推廣和咨詢服務,熱處理裝備性能檢測服務,熱處理信息化技術開發咨詢服務,淬火介質開發和檢測服務,熱處理產品質量檢驗服務,熱處理技師、質量檢驗員和儀表員培訓等全方位服務。

          (二)存在差距及原因分析

        我國機械產品質量水平與工業發達國家同類名牌產品相比,在可靠性和使用壽命方面依然存在較大差距,涉及的原因是多方面的,但我國目前熱處理技術及質量管理水平較低、產品質量穩定性較差是重要原因之一。在熱處理過程中精確掌控和隨機調整各類工藝參數、氣氛成分、表面沉積層化學成分、金相組織及分布狀態、產品畸變規律及硬度分布會直接影響機械產品可靠性和使用壽命。在這些方面與先進工業國家熱處理相比,還有很大差距,仍然是我國機械工業由大變強的瓶頸之一。其主要原因在于:

            1、熱處理加工產業整體上還是多而弱、小而散、管理粗放,不利于產品質量的迅速提高

            我國各地區的熱處理加工企業發展差距明顯。在勞動生產率方面,廣東珠三角熱處理企業全員生產率一般可達20萬元人民幣/人年以上,有些企業的全員生產率可達40萬元人民幣/人年;上海2014年熱處理行業平均勞動生產率約30萬元人民幣/人年;很多地區熱處理企業全員勞動生產率不足20萬元人民幣/人年。航空航天、軍工、重型機械、礦山機械等大型國有企業的熱處理規模稍大,而已超過熱處理加工廠總數60%的、占主導地位的民營熱處理加工企業基本上屬小微型企業或家庭作坊式的小生產。以工業水平較先進的無錫市為例,專營熱處理加工企業的平均員工數量約20人;上海市熱處理企業生產規模參見表1。這些小微企業靠勞動密集型生產,熱處理生產管理粗放,工藝質量和生產效率與國外先進水平相比仍存在較大差距。主要表現為“五低”:(1)能源利用率低;(2)設備自動化程度低;(3)生產工藝水平低;(4)精確化生產和質量管理水平低;(5)信息化管理程度低。熱處理設備帶病運行,傳感器和儀表不能按期校驗,不同材料和尺寸零件混裝,超載裝爐,檢驗手段不全,檢驗制度不完善,很多企業只用單一的硬度檢測,而缺乏金相組織檢驗手段,也沒有相應的技術人才分析熱處理產品的金相組織,缺乏穩定的質量管控能力。這些企業自主技術改造能力很弱。由于產業集中度過低,受資金、人才等資源和條件制約,迅速做精做強的動力和活力不足,嚴重影響著產品質量的快速提高。

        表1  上海市熱處理加工企業產值統計表

        年加工產值

        (萬元) “十一五”期間(324家) “十二五”期間(260家)

        企業數量 比例(%) 企業數量 比例(%)

        >1000 13 4 58 22.3

        1000~500 40 12.4 91 35.0

        500~300 81 25,0 62 23.85

        <300 190 58.6 49 18.85

         

        2、熱處理技術創新能力仍較弱,兩化融合進程緩慢

        “十二五”期間,我國熱處理行業的熱處理工藝裝備和工藝技術的先進程度有了較大提升,但由于熱處理工藝及設備自主創新能力仍不強,總體上熱處理技術還相對落后,尤其是兩化融合進程緩慢。工業發達國家熱處理行業中高壓氣淬真空爐、真空滲碳高壓氣淬爐、控制氣氛多用爐、保護氣氛熱處理生產線等先進裝備占熱處理設備總量的75%~85%,而我國熱處理行業僅達到30%左右。工業發達國家80%以上的熱處理設備采用計算機或計算機在線控制,自動化生產已成為熱處理生產線的標準配置。在歐美以及日本現在已經有很多數字化真空熱處理車間、實現了無人值守,由機器人和計算機對熱處理全過程實行工藝參數和過程的全面控制,在一條生產線上可組合多用爐、滲氮爐、清洗機、回火爐等各種熱處理設備,使生產線的功能更具多樣化,提高設備的綜合利用率,實現工藝參數和質量的在線精密精確控制。這種系統還可設置優先等級,確保需要的產品優先完成。料車裝卸料定位采用編碼器定位,料車行走采用激光定位,定位精度可以達到每百米±1mm。感應加熱設備更加注重自動化和測溫控制,測溫裝置可隨感應器移動時時監控,強導磁體的應用適應著各種異型加熱面。熱處理產品質量穩定性和重復性好,性能的離散性小,熱處理硬度散差可控制在±0.5HRC范圍,滲碳層均勻性能達≤0.1mm,產品經熱處理后,力學性能優良,從而形成為國際品牌熱處理企業及知名品牌設備。而我國則因設備可靠性差、材料化學成分波動性大、淬火介質可選擇性不足、工藝技術不先進、人工操作多等因素,熱處理產品質量離散性大,熱處理件硬度僅能控制在±1HRC范圍,產品質量穩定性差。因此,需要通過技術創新,不斷提高自動化、數字化水平,優化熱處理工藝過程,以實現優質、高效、清潔和精確熱處理。表2列出了我國幾種典型的熱處理技術裝備與工業先進國家的差距。



        表2  我國熱處理技術裝備與工業先進國家的差距

         

         
        熱處理裝備名稱

        與工業先進國家的主要差距

        國內狀況

        國際先進水平

        1

        自動化熱處理生產線

        全行業能實現精密控制的自動化、數字化生產裝備不到10%

        自動化生產已成為熱處理生產線的標準配置

        2

        真空熱處理設備

        單臺套周期式爐

        爐氣壓力:10bar ,

        最大裝爐量:5噸

        單臺套周期式,

              爐氣壓力:10bar ,

              最大裝爐量:50噸;

        連續式,

              爐氣壓力:20 bar,

              最大裝爐量:20噸

        3

        可控氣氛熱處理設備

        自動化程度低,煙氣排放較大

        全自動,完全燃燒排放

        4

        IGBT晶體管感應加熱設備

        開始推廣使用

        已普遍使用

        5

        真空清洗設備

        開始推廣使用

        已普遍使用



        3、熱處理企業能源管理制度不完善,環保措施薄弱,節能環保型熱處理裝備普及率偏低

        歐美的熱處理企業均制定有嚴格的熱處理工藝制度和健全的能源管理措施,能源利用體現出碳交換原則——采用階梯電價方式,熱處理廠實行每年年初預計電費,若年終用電少于預計,則電費計費標準還會降低。我國熱處理行業在“十二五”期間不斷推行節能減排和清潔生產技術,取得一定的成果,“十二五”末熱處理平均綜合能耗降至500 kWh/t,但仍高于工業發達國家30%以上。原因一方面是很多企業的節能制度不健全;另一方面,小型企業因設備改造更新資金不足,尚多用高耗能加熱設備,環保治理不力,未達到預期的治理效果。我國每年熱處理耗電總量達200多億kWh,消耗燃油100多萬噸,天然氣和液化氣約400億Nm3,淬火油10萬余噸;總計約合每年耗能4000多萬噸標準煤;排放二氧化碳約8000萬噸/年。在工業發達國家,熱處理車間排煙氣系統完善,在廠房外有集中煙氣處理設施,能保證排放達標。零件淬火后徹底清洗除油,可避免回火時產生油煙。零件清洗施加超聲波、采用加熱系統和循環風扇,完成清洗后,用風機排除水汽。風機后接有冷凝系統,可將水分冷凝后送回水槽循環使用。有貫通式連續清洗機,類似熱處理網帶爐,適用于大批量零件淬火后的清洗。我國的熱處理企業,真空清洗、超聲波清洗、煙氣處理設備的普及率不到1%,煙氣排放和處理設施尚不完善,致使大量溫室和有害氣體(CO2、SOX、NOX)直接向大氣排放。

        4、熱處理共性技術研發不足,技術儲備匱乏,影響高端設備和技術創新

        當前,我國熱處理行業還明顯存在著主要依靠引進國外先進熱處理設備和熱處理技術來提升生產技術水平的問題。在科研和生產中存在重傳統、模仿,輕基礎、創新,重硬件、輕軟件傾向。由于共性技術研究缺失,導致無法解析工程應用中的一系列難題,使新技術產業化提高緩慢,企業核心競爭力弱,后勁乏力。在引進技術和設備方面,我國引進費用和消化、吸收之比約為10:1,而韓國、日本為1:10。由于執行技術引進政策的失誤,熱處理行業曾走過“引進、仿制、落后、再引進”的歪路,而韓日則通過“引進、消化、吸收、創新”之路,建立了自主的知識產權和技術體系。我國一方面是企業滿足于通過引進設備增強市場競爭力的現狀,另一方面又缺少通過自主創新、工藝優化改進,實現超越的思想觀念;一方面共性技術的研究落在了企業肩上,另一方面企業技術基礎差,力量薄弱,人才缺乏,資金不足,未形成與高;蚩蒲性核摵祥_發創新的機制和平臺;一方面對熱處理共性技術研究的人力/物力投入不夠,未建立起共性技術研究體系,使基礎性與共性技術研究弱化,行業基礎數據的傳承、跟蹤、積累和共享機制不健全,也是阻礙熱處理行業快速發展的一個重要因素。我國亟待重視熱處理基礎理論和共性技術研究,在當前材料科學和相關學科的科研成果基礎上,結合熱處理生產實際需求,廣泛采用信息技術,才能逐步優化熱處理生產技術和不斷研發創新熱處理技術。研究在不同溫度場、壓力場下,各類氣氛與金屬表面反應變化規律,優化和研發新型化學熱處理技術和各類新型加熱元件及輔助材料;研究在各類新型冷卻介質下,熱處理產品的組織變化規律及變形規律,更有效的提高熱處理產品質量;建立各類相關數據庫,為熱處理工藝和裝備信息化、數字化創造必要的技術基礎。

        5、高校取消熱處理專業,職業院校招生困難,造成高級科研、研發人員斷檔,企業技術人員和高技能工人短缺

        熱處理企業十多年來發展迅速,熱處理加工企業如雨后春筍般涌出,致使熱處理技術人員和高技能操作人員嚴重缺乏。對上海、江蘇、浙江和廣東這些熱處理條件較好地區的初步統計,熱處理技術人員和高級人才(高級工、技師、高級技師)的比例低于企業總人數的6%,按國家要求的15%比例相差甚大,一些民營企業甚至無專業的技術人員,尤其是操作工人中農民工占絕大多數!笆濉币詠頍崽幚硇袠I以真空熱處理、可控氣氛熱處理、感應淬火生產線等配備數字控制的先進設備明顯增加,由于專業技術人員匱乏,操作人員不熟悉新技術裝備,熱處理工藝優選困難,新技術不易推廣,新型裝備潛力得不到發揮。面對不斷出現的新產品,使用保守的老工藝,使新材料的性能潛力得不到發揮,即便更新設備,產品質量水平卻不能明顯提高!笆晃濉逼陂g,一些民營企業紛紛聘請大專院校、研究院所或國企退休專家,技術人才問題得到一時緩解,但到“十二五”末期,這些人年事已高,難于在生產一線堅持工作,企業技術人材短缺更雪上加霜。目前,熱處理行業面臨著一方面熱處理技術人員特別是高級工缺乏,另一方面出現熱處理企業留不住技術人才,而且由于人員流動大,熱處理員工上崗培訓也不易實現。高等職業院校、中等專業技校以及技工學校畢業生是很受熱處理企業歡迎的技能人才來源,但這些學校的熱處理專業連年招生不足,這需要國家教育部門在專業招生培養政策(待遇和補貼)上考慮傾斜。

         

        二、發展環境和需求形勢

          (一)發展環境

        1、制造強國戰略給熱處理注入新動力

        《中國制造2025》強國戰略規劃堅持創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展,加快從制造大國轉向制造強國。近十年來,作為我國國民經濟支柱產業的機械制造業獲得了跨躍式發展,其產值以每年約10%以上的幅度遞增,主導產品如金屬切削機床、汽車、工程機械等產量已居世界前列,就其總量和規模而言,我國制造業已位居世界第一。同時,機械產品出口額已占機電產品出口的四分之一,成為出口的主力軍。產品零件的精密化、輕量化、高質量、高可靠性以及制造過程中節材、節能和低污染是促進產業升級和重大技術裝備(如超超臨界發電機組、核電設備、大型船用柴油機、重型冶金機械設備、飛機等)實現新常態下跨越式發展的重要保證,也是確保國民經濟可持續發展的重要戰略措施。隨著機械行業的健康發展及市場機制不斷完善和融入世界經濟一體化的需求,全球發達國家和新興發展中國家,無不以發展先進制造業和高端制造業為產業戰略導向。美歐日實施“再工業化”政策,吸引中高端制造業回流;低收入國家憑借成本優勢,加速吸引勞動密集型產業;德國提出“工業4.0”旨在確保德國未來的工業生產基地地位。今后國際間制造業的競爭將日趨激烈,我國從國家戰略和提高國家綜合競爭力出發,提出實施制造業強國戰略,參與世界先進制造技術競爭,這是實現中華民族偉大復興的中國夢的一個重要組成部分。熱處理是機械制造的重要組成部分,是強化金屬材料,發揮其潛在能力的重要工藝措施,是保證我國立足未來制造業的制高點、提高機械產品質量、延長產品壽命、創造中國品牌增強國際市場競爭力的關鍵技術之一!吨袊圃2025》強國戰略明確提出的重點發展新一代信息技術、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械、農業機械裝備等10大領域,均與熱處理息息相關,必將給我國熱處理行業注入新的發展動力。

        2、戰略性新興產業是熱處理發展的新引擎

        新材料、新能源、新能源汽車、新一代信息技術、高端裝備制造、生物技術、節能環保都是以重大技術突破和重大發展需求為基礎,知識技術密集、物質資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好的產業,對經濟社會全局和長遠發展具有重大引領帶動作用。其中高端裝備制造所涉及的航空航天、智能裝備制造、海洋工程裝備、軌道交通裝備所需的關鍵配套系統與設備、關鍵零部件與基礎件制造,其性能和質量達到國際先進水平,智能技術及核心裝置得到普遍推廣應用,高端裝備重點產業智能化率超過30%,對熱處理工藝和裝備都提出了更高的要求。高端裝備制造業銷售收入超過6萬億元,在裝備制造業中的占比提高到15%,工業增加值率達到28%,國際市場份額大幅度增加!笆濉逼陂g國家在七大戰略新興產業、高鐵、汽車、環保等行業高速發展的帶動下,國民經濟仍會保持7%左右的增長。不管是產品增量的需求還是對裝備更新的市場需求,汽車零部件、機械基礎件、航空航天設備、新能源設備等眾多領域對熱處理行業仍需求旺盛。

        3、綠色制造對熱處理提出更高要求

        當前,世界上掀起一股“綠色浪潮”,綠色制造技術通過采用無毒、無害的原材料和輔助材料,清潔的能源以及高效、節能、降耗的先進工藝與設備,使得制造過程資源消耗小,環境負面影響小,職業健康危害小。環境問題已經成為世界各國關注的熱點,并列入世界議事日程,制造業將改變傳統制造模式,推行綠色制造技術,生產出保護環境、提高資源效率的綠色產品,并用法律法規規范企業行為,不推行綠色制造技術和不生產綠色產品的企業,將會在市場競爭中被淘汰。2012年美國在重振制造業的工作部署中提出了2020年原材料消耗量減少15%、能耗減少75%的目標。美國能源部和金屬學會熱處理分會2004年發布的熱處理技術發展線路圖提出到2020年熱處理節約80%的能源、工藝周期縮短50%、熱處理生產零排放。在我國,綠色制造是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》制造業發展的重要趨勢以及科技開發優先支持的主題,國家發改委和工信部2014年相繼發布了《重大節能技術與裝備產業化工程實施方案》、《國家重點推廣的低碳技術目錄》、《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》等政策,推廣重大節能技術與裝備,到2017年,高效節能技術與裝備市場占有率由目前不足10%提高到45%左右,產值超過7500億元。綠色制造是綜合考慮環境影響和資源效益的現代制造模式,是可持續發展的必由之路,同時也給熱處理工藝與裝備的發展提出了更高的要求。如在我國工業裝備綠色制造戰略中提出的零部件制造更加薄壁化輕量化、使原材料的利用率達到最高等目標,對汽車發動機、機床等裝備,采用可獲得高強度、高韌性、高耐磨性、高抗沖擊/抗爆壓能力等綜合性能的新型鑄鐵、新型鋼材、鋁合金、復合材料等,勢必對熱處理工藝與裝備的開發提出更高更嚴格的技術創新要求。

        4、智能制造對熱處理產業結構轉型提出新的挑戰

        近兩年來智能制造引起了國內外的廣泛關注,美國先進制造伙伴計劃(AMP)提出在關鍵制造產業、新一代機器人、創新型的節能制造工藝及先進材料等強化美國制造;美國先進制造國家戰略計劃提出加快智能制造技術平臺及智能制造技術創新,發展先進制造與測試設備、工業機器人、可持續制造、先進成形與連接技術等;歐盟提出發展綠色生態機床,研制用戶導向的智能機床,進一步提高操作者的生活質量、工作條件、安全和健康以及突破性的高效加工工藝,進一步提高制造業競爭力,尤其是德國推出的“工業4.0”認為:“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命。信息技術深度融入產品,將出現更高級次的數控設備、數碼產品和智能設備;信息技術深度融入制造過程,將催生出自下而上的產品協同設計和制造技術以及基于泛在網絡的高度集成的企業信息系統。熱處理智能制造應是在兩化深度融合基礎上的數字化熱處理工廠(車間)建設,實現現代化的智能制造。當前工業發達國家的熱處理已在真空中加熱、在保護氣氛中加熱或采用感應加熱的基礎上,向智能化、數字化、機器人操作的高精密控制、高度自動化方向發展,世界發達國家80%以上的熱處理設備采用計算機或計算機在線控制技術,自動化生產已成為熱處理生產線的標準配置,數字化熱處理車間已比比皆是!吨袊圃2025》也明確提出了以加快新一代信息技術與制造業融合為主線,以推進智能制造為主攻方向。我國熱處理兩化融合步伐慢,智能制造基礎薄弱,工藝及裝備數字化率低、工藝模擬只是在大型及少數中型企業被采用,商業化軟件開發遠落后于發達國家,即使在大型企業,其工藝數據庫也只是雛形,面臨以智能制造為主導的第四次工業革命嚴峻的挑戰。

          (二)需求形勢分析

        1、裝備制造業各行各業對熱處理需求旺盛

        (1)汽車制造業的持續高速發展給熱處理帶來穩定需求。隨著我國的國力增強,人民生活水平的不斷提高和中國城市化進程的加快,我國的汽車保有量仍會保持增長。汽車制造廠商,對熱處理質量要求更為嚴格,汽車新材料(如新品種熱成型馬氏體鋼、TRIP鋼、氮合金化亞穩奧氏體鋼、高強、高耐蝕、高塑性鋼)的開發研究,以及汽車向輕型化、安全化環境友好化的發展趨勢,既對熱處理企業提出挑戰,也為熱處理加工帶來極大商機,混合動力、新能源汽車研發并逐步產業化,都將給為生產汽車零部件服務的企業帶來新的市場需求。

        (2)城市軌道交通、高速列車亟待開發新型獨特熱處理工藝技術與先進熱處理裝備。在國民經濟增長趨緩的情況下,鐵路基建投資將在未來的幾年內繼續保持高速增長的勢頭。城市軌道交通和高速列車的發展,需要材料高度強韌化熱處理配合和高可靠性、低分散度熱處理質量的支撐,相對應的高速軸承、輪、軌道、機車車輛、轉向架、牽引發動機、制動系統等關鍵零件也都需要開發高新熱處理技術與先進高可靠熱處理裝備加以保證。

        (3)電力裝備。核電與火電成套設備制造量的增加離不開高質量的熱處理。我國火電的發展及火電機組的出口使熱處理的任務越來越繁重,“十二五”期間我國突破了超超臨界發電機組的大型鑄鍛件轉子的熱處理技術難題。核電是我國重點發展的能源之一,“十三五”乃至今后一段時間,我國將致力改進提高、開發研究新一代的核電設備,形成設計、制造、安裝核島主設備和關鍵輔助設備的成套和批量生產能力,使核電在能源的開發中占有較大的比例。核電構件(反應堆壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器、主管道、主泵、堆內構件、控構制棒驅動機等)的精湛質量容不得任何瑕疵以及苛刻的安全技術要求離不開高質量的熱處理。核電構件的熱處理,體積大、形狀復雜、性能要求高,需耐650℃以上高溫,屬“極端制造”熱處理前沿技術。新能源的開發,帶動了風力發電產業的發展,風力發電產業的發展催生熱處理市場。2MW、3MW的大型風力發電機組成功并網發電,風電機組成套設備的生產量不斷增長,風電機組的葉輪、葉片加工模具、控制柜、齒輪箱、風電軸承及其他關鍵組件的熱處理加工量也不斷上升。風機構件的高可靠性、高抗疲勞性以及在低溫、沙塵惡劣環境下的高使用壽命要求,需要研發熱處理的新工藝、新技術和新裝備。

        (4)石油鉆采與精煉工程也是促使熱處理迅速發展的動力。海洋石油工程,是近年來隨著能源的緊缺而日益發展的高新技術產業,海洋已成為世界油氣開發的主要領域。我國海洋工程裝備市場廣闊,與之配套的海洋工程裝備制造如自升式鉆井平臺,半潛式鉆井平臺,鉆井船、浮式生產儲油船、起重鋪管船、海洋工程動力及傳動系統配套設備,浮式鉆井生產儲缷裝置,深水海洋油氣鉆采裝備與石油勘探鉆采機械零部件的熱處理加工需求正在與日俱增。

        (5)航天航空的發展對熱處理提出更高要求。我國的飛機制造業發展迅速,大型客機部件產量逐年增加,支線飛機已自主生產制造投入運營。航空發動機、機身、機體等所用的高強度、高耐熱性、高耐蝕性、高可靠性、高使用壽命的輕質材料如鋁合金、鋁鋰合金、鈦合金、鋁鈦鋼合金、鎂合金、各種纖維增強復合材料等,以及航天航空機械和飛行器,對熱處理提出了獨特要求,航空工業加工量將持續增加,該行業的熱處理企業責任重大,任務艱巨。

        (6)船舶制造業的發展將助推熱處理的振興。中國正在由造船大國向造船強國發展,船舶出口貿易年年增長,制造高附加值船舶(大型液化石油氣船、鉆井船、大中型工程船、高檔化學品船、科學考察船、散貨船、油船)的高端船舶配套關鍵設備、船用發動機、船用曲軸、船用機械的熱處理需求量日益增大;海上“絲綢之路”的開發,也將有力推進我國造船業的發展,擴大船用機械熱處理市場。

        (7)模具熱處理有強大需求。獨特優異的熱處理技術是保證優質模具的獨一無二工藝措施。模具的產需矛盾主要集中在技術含量高的中高檔模具上,如汽車模具、中小型精密模具、大中型塑料模具、精密沖裁模具、壓鑄模具與電子資訊產品制造業相關的光盤模具和芯片精密模具等均有強大需求。高檔乘用車車身及汽車(超)高強鋼板熱成形模具、高速精密多工位級進沖壓模具、高光無痕、疊層旋轉大型塑料模具、超大規模集成電路引線框架及超大超薄LED大型塑料模具、多料多腔精密電子、醫療器械注塑模具、大型工程機械輪胎橡膠模具、輕金屬高精壓鑄模具、大型精密復雜鑄造模具、壓鑄模具和熱沖壓模具的國內外市場巨大。目前為汽車服務的模具約占到我國全部模具產量的1/3,新能源汽車產業發展更是拉高了對汽車模具的需求。在大中型塑料模具方面,以汽車和家用電器需求量最大,對汽車儀表板、方向盤以及內飾件等的大中型塑料模具的滿足率只有50%;家用電器中的彩色電視洗衣機、電冰箱、空調器等產銷量每年增幅在20~30%之間,為這些家用電器生產配套的大中型塑料模具需要量增幅達20%以上;鋁合金和鎂合金壓鑄模的發展速度也可能高于模具制造業的整體速度;用表面涂層技術制造精密模具的技術也面臨強烈的需求。

        (8)基礎件熱處理亟待加強。隨著裝備制造業智能化、綠色化的發展趨勢,為滿足主機產品對配套的機械基礎零部件提出的長壽命、高可靠性、輕量化、減免維修的要求,“十三五”期間,中、高檔數控機床軸承和電主軸,大功率風力發電機組軸承,大型運輸機軸承,重載直升機軸承,長壽命高可靠性汽車軸承及軸承單元,高速鐵路列車軸承,重載鐵路貨車軸承,新型城市軌道交通軸承,大型薄板冷熱連軋設備軸承,大型施工機械軸承,高速度長壽命紡織設備軸承,超精密級醫療器械主軸軸承,大功率風力發電齒輪、高速列車齒輪、核電循環水泵齒輪、艦船用大型齒輪、大功率采煤機齒輪,10.9級及以上汽車發動機緊固件,風力發電設備大規格高強度緊固件,飛機及航天器專用鋁鎂合金緊固件,泵閥等基礎件的熱處理技術和裝備也亟待升級和提高。

        (9)鉆探采掘工程需求。我國潛孔鉆機、潛孔鉆具、風動工具及鑿巖機械等行業,每年生產各類鉆機15000臺、鑿巖機具8萬具、釬桿(鉆桿)10萬噸、釬頭5000萬個、連接套200萬個、釬尾45萬支、礦用合金6000噸,用于礦山、水電、建材、交通、能源的開采和開發!笆濉逼陂g中國企業大量投入到美洲、歐洲、非洲等國際市場基礎項目的開發和建設,大量的釬鋼釬具產品參與工程招投標,國際市場競爭需要高質量的釬鋼釬具產品,需要高質量熱處理才能滿足需求。

        (10)預應力錨具行業熱處理需求平穩上升。城市軌道建設的大發展、大繁榮及鐵路基本設施投資建設繼續保持良好勢頭,帶動了作為上游產業的預應力錨具行業的繁榮;公路交通建設領域(包含橋梁、隧道工程)穩步發展,尤其是對特大型橋梁用錨具、整體擠壓拉索錨具、耐腐蝕錨具、弧形、異型錨具提出新的的需求;礦用預應力支護及巷道錨桿產品市場有所回暖。隨著工程設計和預應力技術的進步,高層建筑底部大跨度框架結構、網殼結構為代表的公共設施建筑構筑物、地下空間的開發、大空間框架結構工業廠房等現代建筑技術的運用給預應力工程在民用建筑建設中提供了遼闊前景,預應力錨具可望在民用建筑領域市場快速推廣,需要進一步促進自身的產品開發,適應市場需求的新特點、新趨勢。隨著以上針對預應力錨具行業的產業擴大和結構調整提出需求,對熱處理需求將平穩上升。

        2、對先進適用的熱處理裝備的需求

        “十三五”期間,國家節能減排方針的貫徹,制造業會進一步向“少無氧化、少無切削”方向發展,會使真空、氣氛、感應等清潔熱處理技術和設備需求增加,熱處理行業技術改造仍有很大的發展空間。由于市場不斷提高對產品的質量要求,制造業對熱處理加工的生產條件和生產設備普遍提出定制性的要求,如要求施行可控氣氛爐熱處理、真空爐熱處理等等。目前我國熱處理行業先進熱處理技術裝備的產能還不足需求的一半,仍有50%以上的零件在耗能較高、質量保證能力差的老舊裝備上進行熱處理。淘汰這些落后產能、關;蛏壍投嗽O備企業,是行業發展的一大市場前景。

        (1)真空熱處理設備!笆濉逼陂g真空熱處理爐的需求預計以每年20%增長量增長,真空熱處理在以下行業會有較大的需求:汽車零部件真空熱處理以及低壓滲碳、各種工程機械、建筑機械零件真空熱處理、高速鐵路、貨運鐵路、城市軌道交通車輛零件真空熱處理、各種模具的真空熱處理趨于大型化發展、風電、核電零件的真空熱處理、軸承、緊固件的真空熱處理等。對真空熱處理設備的需求具有如下特點:小型真空爐會繼續占有市場主流,大噸位、大尺寸的真空熱處理爐和真空熱處理自動連續生產線的需求會逐步增加;由于產品對熱處理質量的高要求,熱處理企業間的競爭相信會由價格的競爭逐步轉向質量的競爭。數字化、自動化程度高、可靠性高的高檔真空設備需求會有所增加;真空熱處理數字化生產車間建設有所需求;真空熱處理爐需求超過3000臺以上。另外,預抽真空滲氮爐及等離子滲氮設備約2000臺。

        (2)感應熱處理設備。感應熱處理在以下行業有較大需求:汽車制造業,如曲軸、凸輪軸、飛輪齒圈、半軸、變速叉、傳動器軸等;拖拉機及工程機械,如驅動輪、導向輪、支重輪、鏈軌節、銷、套等;機床制造業,如主軸箱的變速齒輪、主軸、變速叉導軌等;重型機械,如大模數齒輪、鏟齒板等;軸承業,如高鐵軸承、飛機軸承等;鐵路運輸,如鋼軌、曲軸、軸、輪轂等;石油鉆機,如油管、抽油桿等;冶金機械,如鋼管焊縫的退火或回火等;紡織機械,如紡機錠桿等零件的退火或回火;建筑材料,如鋼筋調質及焊縫退火等。對感應加熱熱處理設備的需求具有如下特點:IGBT和MOSFET感應加熱電源為主;在線式數字化、多軸化、多工位的感應熱處理生產線;自動上下料、智能化特別是人機對話、自動化程度高、可靠性高的、具有介質冷卻監控、能量的過程控制、接地故障斷流控制、熱處理質量過程控制的感應熱處理加工中心;工業機器人;感應熱處理設備需求約5000臺以上。

        (3)可控氣氛熱處理設備?煽貧夥諢崽幚碓O備是現階段節能、節材、實現自動控制的常規設備。適用于各類大批量或小批量零件的淬火、回火、滲碳、滲氮等熱處理工藝。對可控氣氛熱處理設備的需求預計:連續式(網帶式、鏈板式、滾底式、推桿式等)可控氣氛熱處理設備、等溫淬火生產線、控制冷卻正火生產線約4000臺(套);密封式箱式爐生產線約2000臺(套);大型(≧Φ2m)井式滲碳(滲氮)爐約300臺;以天然氣為燃料的加熱爐(密封式箱式爐生產線、井式、臺車式、連續式爐)約2000臺(套)。

        (4)輔助設備。真空清洗設備約3000臺;空氣冷卻換熱設備約5000臺;淬火冷卻設備約5000臺;熱處理煙塵處理設備約5000臺。

        3、其他方面需求

        (1)淬火介質:預計需專用淬火油50萬噸、PAG聚合物淬火劑(濃縮)5萬噸。

        (2)適應自動化、數字化生產的在線監控傳感器:熱電偶約需30萬支,氧探頭、氫探頭約需30000支,無線測溫的“黑匣子”有更多需求。

        (3)軟件需求:隨著熱處理信息化、數字化及智能制造的推進,對軟件的需求量將劇增,包括:熱處理企業信息化管理軟件、能源管理軟件、熱處理工藝執行軟件、溫度場模擬、應力場模擬、工藝模擬軟件等。

        (4)檢測設備需求加大,包括:金相顯微鏡,光譜分析儀,磁力、熒光、超聲波探傷儀,硬度計、顯微硬度計等。

        (5)熱處理人力資源需求強烈!笆濉逼陂g預計增加:受過專業訓練的熱處理工程師10000人;從事材料金相檢驗與分析、有機件失效分析能力的檢驗人員10000人;經過職業技術培訓的生產一線工人30000~50000人。隨著智能制造的深入,掌握計算機和網絡技術的“兩化融合”型人才需求逐步加大。

         

        三、指導思想

        以《中國制造2025》為綱,堅持新常態下的可持續發展戰略。以技術創新為動力,以提高機械零件的可靠性和耐用度為核心目標,深入推進兩化融合,逐步實現熱處理企業管理信息化、熱處理加工數字化,促進產業結構不斷優化升級。積極落實《熱處理行業規范條件》,大力推廣節能工藝和設備,實現節能減排清潔生產目標,重視熱處理基礎技術研究開發,加速培養熱處理技能人才,逐步建立一個結構優化、管理精細,自動化、信息化程度高,產品質量穩定可靠,能解決國家重大裝備、重要關鍵零件熱處理難題,走綠色發展道路的優質、高效、節能、環保的先進熱處理體系,為熱處理智能制造積蓄條件,為建成強大的、具有世界先進水平的我國裝備制造業做出更多貢獻。

         

        四、“十三五”目標和2025年設想

        1、提高熱處理產品質量,增強我國機電產品國際市場競爭力!笆濉蹦┢,30%以上規模企業熱處理件一次檢驗合格率由“十二五”末期的96%以下提高到98%以上,返修品率控制在1.5%以下,熱處理行業貫徹GB/T 19001質量管理體系標準的廠家達到100%。到2025年,50%以上規模企業熱處理件一次檢驗合格率達到98%以上,重大裝備零件熱處理達到國際先進水平。

        2、創新發展,提高熱處理數字化網絡化智能化制造應用程度和裝備自主化程度!笆濉蹦┢,新增工藝裝備數控化率達到90%,軸承、標準件及汽車零部件熱處理生產自動化程度達到80%,高檔熱處理工藝裝備能滿足國內需求的30%以上,工藝技術的自主創新能力達到國際先進水平。到2025年,掌握重大裝備大型鑄鍛件熱處理的核心技術,擁有自主知識產權,形成重大裝備大型鑄鍛件穩定生產制造能力,標志性重大工藝和裝備實現自主化,精密控制大裝機容量熱處理生產工藝和成套裝備實現自主化;60%以上企業實現生產管理信息化、熱處理加工數字化;以真空和控制氣氛為主的少無氧化熱處理達到80%以上;軸承、標準件及汽車零部件熱處理生產自動化程度達到100%;高檔熱處理工藝裝備能滿足國內需求的90%以上;工藝模擬在大型企業或在重大產品生產中得到普遍應用;工藝數據庫和工藝優化在大中型企業普遍應用。

        3、進一步降低能源消耗。圍繞精密、高效、經濟、清潔的目標,重點發展真空、可控氣氛、感應加熱、高溫、快速、激光、高能束以及智能化熱處理等先進熱處理技術降低能源消耗,“十三五”末期,實現生產周期縮短10%,能耗在“十二五”的基礎上降低20%,熱處理總體節能水平達到:規模以上的企業綜合平均能耗降到400kWh/t以下,萬元產值電耗降到2500kWh/萬元以下。到2025年,規模以上的企業熱處理綜合平均能耗降到380kWh/t以下,萬元產值電耗降到2000kWh/萬元以下。

        4、減少排放,加強環保!笆濉蹦┢,骨干熱處理企業基本配置煙氣處理系統,熱處理單位水耗達到0.3t/t以下,有害剩余物料排放全部達到規定限值。通過熱處理清潔生產審核的企業達到20%以上。到2025年,骨干熱處理企業全部配置煙氣處理系統,熱處理單位水耗達到0.2t/t以下,以無污染的真空熱處理代替鹽浴熱處理,溫室氣體排放減少50%,熱處理生產污染物實現零排放。

        5、提高產業集中度,擴大規模企業數量,產業轉型升級!笆濉蹦┢,熱處理企業整合集中到6000~8000家(含熱處理分廠、車間),40%熱處理企業實現管理信息化、加工數字化;全員勞動生產率達到40萬元/人年。創造條件培育2~3家具備國際競爭力的熱處理工藝裝備開發和關鍵產品制造工藝開發的研究機構或企業。到2025年,通過貫徹企業規范化條件,使熱處理企業整合集中到5000家以下;創造條件培育3~5家具備國際競爭力的熱處理企業和熱處理裝備制造企業。人均勞動生產率達到80萬元人民幣/人年。

        6、“十三五”末期,熱處理骨干企業全部配備熱處理工程師和專職檢驗人員,操作工人20%達到中級工以上水平,工人技師占工人總數的8%以上。到2025年,熱處理骨干企業操作工人30%以上達到中級工以上水平,技師和工程師以上的熱處理技術人員達到10%以上。

         

        五、發展重點和主要任務

          (一)重點發展方向

        1、熱處理信息化與智能制造。加速熱處理行業兩化深度融合進程,熱處理信息化云技術開發與應用,數字化熱處理車間(工廠)設計及相關軟件開發,發展以數字化、柔性化以及系統集成技術為核心的智能化熱處理技術裝備,用高自動化的熱處理裝備減少人為操作因素的影響,保證熱處理產品的質量穩定性,以信息化與網絡技術推動熱處理的高速發展。

        2、熱處理節能與清潔生產。余熱回收、多用爐用氣的循環使用、高壓氣淬真空爐、真空滲碳爐及自動生產線、控制氣氛多用爐、真空離子氮化爐、高效清洗設備、油煙收集和凈化系統、計算機在線控制的大功率固態電源感應加熱設備應是“十三五”期間重點推廣的先進技術。大力推廣“以水代油”淬火冷卻技術,提高節能環保熱處理水平。

        3、熱處理循環經濟。開發生物淬火油替代礦物油基淬火油,提高淬火油質量并形成系列化。以每年節約石油資源10萬噸為目標,在“十三五”期間完成技術開發和市場推廣工作,爭取在“十三五”期末達到80%以上替代率,產能達到10萬噸/年以上。

        4、發展現代制造服務業。隨著新產品、新材料的不斷涌現,熱處理加工企業以新工藝開發為手段,擴大上游市場;熱處理裝備制造企業,以信息化和工藝軟件開發、遠程診斷以及熱處理設備在役再制造為手段,做好為熱處理行業的產品全生命周期服務。

        5、開拓國際市場。我國的熱處理裝備制造已自成體系,“十三五”期間應加大國際市場的開發力度,通過行業組織擴大國際聯絡,拓展熱處理行業的國際貿易渠道,實現我國熱處理行業產品在國際市場的自主品牌。

          (二)重點任務

        1、認真貫徹落實《熱處理行業規范條件》,推進熱處理行業“公告準入”,培育專精特企業群體和具有國際競爭力的產業集群

        做好企業整合和淘汰,培育和扶持一批達規模的熱處理專業廠,培育和扶持大型重點骨干企業、戰略新興產業、國家支柱產業中的熱處理廠點,培育和扶持大型的熱處理設備制造業,使資本向重點領域和重點企業集中,整合資產、技術和人才資源,著力解決熱處理配套能力薄弱,工業技術及裝備落后于世界水平的現狀。通過開展產學研相結合的創新活動,促使熱處理企業改造創新,實現熱處理關鍵技術、關鍵設備、關鍵瓶頸的持續突破,培養和造就一批優秀的研發創新團隊和領軍企業,打造產業集群品牌,支撐我國現代制造業向強國發展;指導熱處理企業生產模式、營銷模式和管理模式創新,向靈活、高效和“專、精、特、新”轉型,憑著高度專業的技術水平,優化與高新技術產業和大型現代化企業的配套合作與服務,根據資金、設備、人才、技術,商品的不同,實行垂直分工或水平分工,把產品做細做專做深。

        2、加快淘汰落后產能,樹立清潔生產先進技術示范工程,深入推進熱處理節能減排與清潔生產

        (1)加大力度淘汰工業和信息化部發布的《高耗能落后機電設備(產品)淘汰目錄(第一批)》、《高耗能落后機電設備(產品)淘汰目錄(第二批)》和《產業結構調整指導目錄》中列出的:熱處理鉛浴爐、插入式電極鹽浴爐、用重質耐火磚作為爐襯的熱處理加熱爐、燃煤火焰反射加熱爐、重質磚爐襯臺車爐、SX系列箱式電阻爐、SK系列管式電阻爐、SG系列坩堝式電阻爐、SY系列油浴電阻爐、RX系列950℃箱式電阻爐、RT系列臺車式電阻爐、RQ-系列井式氣體滲碳爐、中頻發電機感應加熱電源、位式交流接觸器溫度控制柜以及熱處理氯化鋇鹽浴爐等。

        (2)加大力度推廣工業和信息化部發布的《關于印發聚氯乙烯等17個重點行業清潔生產技術推行方案的通知》列出的熱處理行業重點推廣的9項清潔生產技術:真空熱處理技術;可控氣氛熱處理技術;加熱爐全纖維爐襯技術;高效節能型空氣換熱器;IGBT晶體管感應加熱技術;計算機精密控制技術;化學熱處理催滲技術;多功能淬火冷卻系統;真空清洗技術。

        (3)加大力度推廣工信部《節能機電設備(產品)推薦目錄(第二批)、(第三批)、(第四批)、(第五批)》中列出的:雙層輥底式連續球化退火爐、真空高壓氣淬爐、預抽真空熱處理生產線、真空可控氣氛滲氮爐、大型可控氣氛井式滲碳爐、可控氣氛井式滲氮爐、高溫可控氣氛多用爐、在線深冷處理設備、薄板件成型淬火生產線、可控氣氛罩式滲氮爐、連續式無料盤鋁合金輪轂熱處理生產線、淬火介質空氣冷卻器、智能型真空滲碳淬火爐、高頻感應熱處理加工中心、精密可控氣氛箱式滲氮爐、精密可控氣氛高溫箱式多用爐、底裝料立式多用爐生產線、熱處理用碳氫溶劑真空清洗機、智能型精確控制淬火冷卻系統、復合式熱管換熱器、閉式冷卻塔、精密可控氣氛井式高溫滲碳爐、輥底式鹽淬貝氏體熱處理生產線、活性屏離子氮化爐、智能控制臺車式燃氣退火爐、工業電爐節能系統、全自動可控氣氛臥式盤圓節能退火生產線、全纖維爐襯臺車式保護氣氛電阻爐、空氣動力加熱爐等。

        (4)加大力度推廣國家發展和改革委員會發布的《國家重點節能技術推廣目錄(第二批)、(第五批)》、工信部《國家鼓勵的工業節水工藝、技術和裝備目錄(第一批)》和財政部國家稅務總局國家發展改革委關于公布節能節水專用設備企業所得稅優惠目錄中列出的:可控氣氛滲氮工藝節能技術、智能型真空滲碳淬火技術、空冷式換熱器、淬火介質空氣冷卻器裝置等。

        3、加快技術創新和工藝創新,完善提升已開發的先進技術裝備

        通過引進國外先進技術和自主研發,完善、提升和推廣:精密控制加熱和淬火工藝及智能型熱處理設備升溫和降溫的同步爐溫均勻控制系統(包括軟件);氣氛保護控制冷卻正火技術與裝備;大型連續式低壓滲碳高壓氣淬熱處理技術與裝備;精密可控氣氛連續式熱處理設備;回轉支承無軟帶感應加熱淬火設備;齒輪雙頻感應加熱淬火設備;精密控制滲氮爐;淬火油煙氣處理技術與裝備;熱處理機器人;無線測溫儀(黑匣子);化學熱處理滲氮/滲碳催滲技術;推廣PAG聚合物淬火劑,開發具有自防腐能力和對黑金屬防銹功能的PAG系列淬火劑,應用水溶性淬火介質淬火的零件達到50%以上。

        4、研究開發國際領先水平的綠色熱處理技術裝備及工藝

        (1)開發熱處理裝備制造和工藝執行的相關軟件,為熱處理云技術應用奠定基礎和培養使用能力。研究和開發熱處理工藝的數值計算機模擬與數字化控制技術,包括節能智能化管控系統、零件加熱、冷卻相變,殘余應力,化學熱處理(滲氮、滲碳)等工藝過程的工藝控制軟件,完善熱處理工藝數據庫;研究開發熱處理工藝過程的多場耦合數值模擬技術與專用軟件,進行熱處理設備的虛擬制造和熱處理虛擬生產,實現熱處理生產過程的柔性化、高效化、精準化。

        (2)進行高效富氧燃燒技術和廢熱回收利用技術、以空氣和水組合的無污染高效清潔冷卻技術以及基于高效熱傳導和高溫氣體循環系統的加熱技術和設備的研究開發,使熱處理行業的能耗降低80%,對環境影響降低為零,實現零污染。

        (3)掌握真空熱處理各項關鍵技術,開發多功能精密控制連續式真空熱處理生產線,擁有自主知識產權,使我國真空熱處理技術達到或接近國際先進水平。

        (4)研究在不同溫度場、壓力場下,各類氣氛與金屬表面的變化規律,優化和研發新型化學熱處理技術和各類新型加熱元件及輔助材料。

        (5)開展生物淬火油淬火冷卻性能研究;建立、完善淬火油、淬火劑、水等三大淬火介質冷卻能力數據庫,為建立熱處理工藝數據庫提供支持。

        (6)研制“淬火劑濃度在線檢測儀”,以配合熱處理工藝和設備的信息化管理進程,提高聚合物淬火劑的使用比率。

        (7)刀具工具類清潔高效熱處理生產線;提高高檔數控機床關鍵構件精度保持性及汽車關鍵零部件使用壽命的熱處理及表面改性成套工藝技術裝備。

        (8)替代電鍍鉻的氮碳氧復合處理技術性能評價指標體系及氮碳氧復合處理零排放技術與裝備研究。

        (9)齒輪零偏差精密熱處理工藝技術研究,主要包括:相變及組織結構精細控制,齒輪熱處理工藝應力形成機制和規律殘余應力控制技術,齒輪感應淬火工藝應力形成機制和淬火開裂規律研究,研究多頻感應加熱淬火及感應壓床淬火新工藝,熱處理畸變及畸變量控制技術,研究復合熱處理齒面強化技術以及高能密度硬化及噴丸強化。面向汽車變速箱關鍵傳動件,開發高硬度的清潔熱處理表層硬化技術,使軸齒零件表面硬度由58~60HRC提高到62~64HRC,服役壽命提高2倍。建立并不斷完善齒輪材料及熱處理基礎數據庫。

        (10)軸承熱處理重大工藝:2MW以上風力發電機組增速器軸承和主軸軸承熱處理(工作壽命20年、可靠度≥99%)、長壽命、高可靠性的轎車軸承(壽命25萬公里以上,可靠度≥99%)和重載卡車軸承(壽命50萬公里以上,可靠度≥99%)熱處理、時速200~300km,使用壽命200萬公里,可靠度≥99%的高速動車組軸承熱處理、復雜結構件性能控制及畸變控制熱處理工藝。

        5、完善熱處理企業的專業檢驗手段,實現熱處理零件內在金相組織和質量水平的檢測和評價

        通過企業中心實驗室建設,對于保證熱處理質量的檢測手段如材料光譜分析儀器、零件超聲波探傷儀器、化學熱處理滲層檢查儀器、精確的金相分析儀器、力學性能測試儀器,零件失效分析的能譜分析儀器、化學分析儀器,生產過程的淬火介質監測儀器、爐溫檢測儀器,環境保護的熱處理煙塵監測儀器,熱處理能耗監測儀器等進行補充和完善。注重發展熱處理工藝過程的在線檢測。

        6、加強熱處理行業公共服務平臺網絡建設,打造高效的技術創新服務平臺體系

        面對熱處理企業規模小、缺乏技術人員、技術開發能力弱、產品檢驗檢測能力不足的現狀,加速熱處理行業信息化建設進程,建立高等院校、研究院所、熱處理企業的聯合研究中心和產學研平臺,以企業為主體,發揮大學基礎研究、行業科研院所共性技術研究和技術擴散的創新源作用,加大熱處理基礎工藝技術研究力度,注重引進國際先進技術和先進工藝裝備,以及在此基礎上的創新,促進高新技術成果轉化,不斷提高自主知識產權,努力把握行業發展先機和技術進步,切實增強熱處理行業發展后勁,不斷提升熱處理行業的工藝裝備水平。通過“兩化深度融合”提高熱處理企業和行業的信息化水平,建設熱處理行業信息化基礎網絡和局域網絡,發展熱處理企業的信息化管理和制造執行系統,壯大專家系統和建設信息化遠程服務基地,組建熱處理產品質量、熱處理設備技術指標、淬火介質技術指標等檢測技術服務平臺網絡,仿國家重點實驗室模式建設專業的“熱處理共性技術研究中心”、“熱處理質量檢測中心”、“熱處理裝備檢測中心”、“工藝開發和推廣服務中心”、“技術服務中心”、“培訓中心”等,不斷充實熱處理實用工藝技術數據庫,利用有限的資源和專家系統為中小型熱處理企業提供技術支撐,為全行業相關企業提供技術服務,實現基于“互聯網+”的遠程工藝編制、遠程工藝控制、遠程故障診斷及維護。完善公共服務平臺的市場化服務規范,增強公共服務平臺的誠信度和信譽度,積極開展企業、政府、協會和學會活動,組織開展熱處理行業上下游的信息和技術交流,促使機械加工企業和熱處理協作企業深入了解相關零件產品的性能要求和質量檢驗標準,保證委托企業提出切合實際的高要求,熱處理產品達到高水平。

        7、建設和完善熱處理標準體系,加強品牌建設和知識產權保護

        從熱處理行業發展需要出發,完善和規范熱處理行業的企業管理、工藝、裝備、工藝材料、清潔生產、能源管理、信息化、質量檢驗等行業標準和社會團體標準,以適應新形勢下國民經濟發展的需要。組織企業開展對標活動,促進新技術、新工藝、新設備、新材料的推廣應用。跟蹤國際先進技術發展趨勢,注重與國際標準接軌,強化標準的引領作用。在產業轉型升級過程中,著力扶持和發展品牌企業和品牌產品;注重利用法律手段保護知識產權,以有效保護品牌產品的國內外市場競爭力和維護市場秩序。

        8、注重熱處理人才培養

        加快建立多層次的適合熱處理產業發展的人才培養體系,培養一批具有國際視野的專家、技術帶頭人和領軍人物。建立企校聯合培養人才的新機制,促進創新型、應用型、復合型和技能型人才的培養。重視發展職業教育,支持行業職業技術培訓中心的建設,開展技能等級評定和職業技能大賽,大力培養專業技能人才。

         

        六、政策措施建議

        1、建議在中小企業發展專項基金項目、中小企業科技創新基金項目、兩化融合專項資金項目、清潔生產示范項目、強基工程項目、使用國產首臺套節能產品優惠政策等方面對熱處理給予重視。建議工信部《節能機電設備(產品)推薦目錄》產品在推廣工作中給予相應鼓勵政策,并對開發制造“首臺套”節能減排、填補國內空白、智能型熱處理裝備的單位給予資金獎勵。

        2、建議政府設立“基礎工藝行業產業結構調整專項扶持基金”,支持熱處理行業淘汰落后產能與企業。建議政府對中小熱處理企業投資改造落后熱處理裝備、購置或引進熱處理現代化先進設備給予貼息貸款的融資支持;建議政府對研究開發和生產制造具有國際先進水平的節能減排熱處理設備的企業或國家級,市級重點產、學、研相結合的熱處理科技或攻關項目給予前期風險投資補貼(全部或部分);以上項目除了由中央及地方政府提供適度的財政資金支持外,還可考慮充分利用金融機構及金融市場進行貸款融資,由政府對貸款融資給予財政貼息支持。

        3、優化進出口政策。對于國內尚不能提供、需要多家進口的熱處理裝備和關鍵配件,堅持以國內市場資源為籌碼,將國內需求捆綁招標,商務談判與技術談判同時進行,確保國內企業能掌握完整的設計和制造技術。同時對熱處理裝備產品出口應給予更多的優惠和鼓勵政策。

        加大技能型人才培養力度。建議政府有關部門加大對熱處理專業技能型人才的培養力度,對重點高職高專院校和技師學院的熱處理專業學生實行學費補貼政策,鼓勵學生報考熱處理專業。建議對就業到熱處理企業的畢業生實行專項補貼政策,鼓勵畢業生到熱處理生產。





















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