熱處理行業(yè)是機械工業(yè)的重要組成部分，是促進(jìn)金屬材料潛力充分發(fā)揮、提高機械零件內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵加工工序。機械產(chǎn)品的性能和壽命不單純?nèi)Q于材料的種類和成分，通過熱處理加工可以改變材料內(nèi)部的組織，進(jìn)而改變材料的使用性能和提高壽命。提高熱處理技術(shù)裝備水平和生產(chǎn)技術(shù)水平可實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材，增強企業(yè)競爭能力。
一、熱處理行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
“十一五”以來，熱處理行業(yè)抓住國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的發(fā)展機遇，以改革、改組、改造為重點，以結(jié)構(gòu)調(diào)整為主線，以技術(shù)創(chuàng)新為動力，以技術(shù)改造和設(shè)備更新為手段，提高了產(chǎn)業(yè)素質(zhì)，提升了產(chǎn)業(yè)層次，完成了“十一五”規(guī)劃目標(biāo)。
(一)行業(yè)規(guī)模有所擴大“十一五”期末，全行業(yè)共有熱處理企業(yè)(含專業(yè)化廠、熱處理設(shè)備制造廠、熱處理工藝材料生產(chǎn)企業(yè)及主機廠的熱處理分廠、車間)18000家，其中規(guī)模以上專業(yè)化熱處理企業(yè)近6000家，熱處理設(shè)備制造企業(yè)約1200家，工藝材料廠750家。全行業(yè)熱處理生產(chǎn)設(shè)備近10萬標(biāo)準(zhǔn)(150kWh)臺，裝機容量約1500萬kW,年耗電約230億kW·h。骨干企業(yè)平均單位能耗約500kW·h。全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實現(xiàn)銷售收入 560億元。全行業(yè)職工約54萬，全員勞動生產(chǎn)率約11萬元/人。
(二)專業(yè)化生產(chǎn)有所發(fā)展隨著改革開放的深入、市場機制不斷完善和融入世界經(jīng)濟一體化的發(fā)展，我國中小三資制造企業(yè)大量出現(xiàn)，熱處理專業(yè)廠如雨后春筍般涌出，到本世紀(jì)初已發(fā)展到5000多家。其中不乏資金充足，設(shè)備先進(jìn)，技術(shù)起點高，管理有條，經(jīng)濟效益好的佼佼者。中國熱協(xié)在“十五”和“十一五”期間積極推動熱處理企業(yè)規(guī)范化生產(chǎn)，顯著提高了熱處理專業(yè)廠的生產(chǎn)技術(shù)水平、管理水平和市場競爭能力。
(三)生產(chǎn)技術(shù)有長足進(jìn)步少無氧化加熱熱處理比重已達(dá)60%以上，真空加熱油淬、高壓氣淬、低壓滲碳熱處理廣為推廣，多用爐氣體滲碳基本實現(xiàn)碳勢自動控制，Ф4米以上特大型齒輪用國產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)了深層可控滲碳淬火，高溫快速滲碳和氮勢可控滲氮也都用于生產(chǎn)，超高頻、高頻、超音頻、中頻、工頻、雙頻感應(yīng)熱處理、橫向磁場加熱、數(shù)控模擬感應(yīng)淬火技術(shù)都在生產(chǎn)中應(yīng)用，鐵素體狀態(tài)下的低溫化學(xué)熱處理、金屬和非金屬材料的物理和化學(xué)氣相沉積，激光熱處理、等離子熱處理和化學(xué)熱處理都獲得較普遍采用或一定程度推廣。化學(xué)熱處理催滲技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，己在不少大型骨干企業(yè)推廣，由于工藝周期的明顯縮短，節(jié)能效果顯著。
(四)生產(chǎn)設(shè)備有所更新由于大型國營企業(yè)和大量熱處理加工企業(yè)興起的技術(shù)改造，華東和華南沿海城市輕工、電氣產(chǎn)品模具的大量需求，航空制造大量接受飛機零件加工的對外協(xié)作，興起了以購置真空熱處理設(shè)備和密封多用爐生產(chǎn)線為主的設(shè)備更新浪潮。汽車、鐵道、造船、風(fēng)電、兵器、鉆探、采掘等行業(yè)的汽油機、柴油機、減速箱零件、基礎(chǔ)零部件的熱處理也基本實現(xiàn)了以推桿爐、輥棒爐、鏈板爐、網(wǎng)帶爐、密封多用爐、晶體管感應(yīng)電源和自動淬火機床為主的熱處理設(shè)備更新。企業(yè)技術(shù)改造和更新設(shè)備的熱潮使熱處理設(shè)備市場形成十分繁榮景象。骨千企業(yè)設(shè)備更新率達(dá)到70%以上。
(五)企業(yè)質(zhì)量管理水平有所提高在“十一五”期間行業(yè)普遍開展IS09000、IS014000和IS16949質(zhì)量管理和環(huán)境管理認(rèn)證工作，對提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了有力推動作用。在國際合作過程中，企業(yè)按國際標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格規(guī)定來選擇熱處理協(xié)作伙伴也促使熱處理專業(yè)廠必須提高管理水平以滿足客戶的“高水平”要求。熱處理規(guī)范企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量一次檢驗合格率大幅度提高，達(dá)到98%以上。有一部分熱處理廠通過了地方政府有關(guān)部門組織的清潔生產(chǎn)驗收。
(六)節(jié)能減排的認(rèn)識有所提高在國家政策和國際大勢引導(dǎo)下，熱處理行業(yè)在“十五”和“十一五”規(guī)劃中都把節(jié)能減排列為行業(yè)發(fā)展的重要方向。“十一五”期間，在國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部及中國機械工業(yè)聯(lián)合會的指導(dǎo)下完成了“熱處理行業(yè)節(jié)能減排工作調(diào)研”、《熱處理行業(yè)推進(jìn)節(jié)能減排工作的途徑及政策研究》和《熱處理行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)推行方案》，通過調(diào)研提出了行業(yè)推進(jìn)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)的具體措施，評審確定出了一系列節(jié)能減排的研發(fā)推廣項目，制訂了一系列有關(guān)節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了企業(yè)對節(jié)能減排的重視，出現(xiàn)了工作的新局面。一些大中型國營企業(yè)時熱處理分廠均與總廠簽訂了節(jié)能與環(huán)保工作責(zé)任書或制定了節(jié)能減排計劃，有些企業(yè)提出了節(jié)能減排指標(biāo)，建立和健全了節(jié)能減排管理體系，完善了節(jié)能減排管理制度和崗位責(zé)任制;一些民營企業(yè)加大了環(huán)保設(shè)施的投入，自覺建立了整套污水處理系統(tǒng)。節(jié)約了用水，減少了排放。
(七)開發(fā)創(chuàng)新能力有所提高對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，外資企業(yè)的涌入，源源不斷的海歸，頻繁的國內(nèi)外技術(shù)交流，使企業(yè)人員開闊了眼界，看清了大勢，明確了差距和趕超目標(biāo)，大大提高了本土設(shè)備制造業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新能力。各類真空熱處理設(shè)備生產(chǎn)自足，滿足了航空和模具工業(yè)的需求，多種類型密封多用爐，特大型井式滲碳爐都能自行制造。本土企業(yè)制造的熱處理設(shè)備除已提供東南亞國家外，還向日本，美國等發(fā)達(dá)國家出口。這些都是開發(fā)創(chuàng)新能力提高的具體例證。“十一五” 期間，行業(yè)內(nèi)共有11項先進(jìn)技術(shù)通過了成果鑒定，鑒定的設(shè)備和技術(shù)有：真空滲氮多功能爐、VCH碳?xì)淙軇┬驼婵涨逑礄C、多功能淬火冷卻系統(tǒng)、SIZX-Ⅲ 型在線深冷處理設(shè)備、BCRX-Z系列薄板成型淬火自動生產(chǎn)線、可控氣氛罩式滲氮爐、RQT T 1200系列智能臺車燃?xì)鉄崽幚頎t、高溫可控氣氛多用爐、稀土催滲和BH催滲及催滲技術(shù)研發(fā)、臥式蒸汽發(fā)藍(lán)爐、KBL型閉式冷卻塔等，這些都是自行開發(fā)達(dá)到國際先進(jìn)水平的熱處理技術(shù)。
二、存在的問題
改革開放以來我國熱處理取得了長足發(fā)展，尤其是在“十一五”期間發(fā)展更快。但與國際先進(jìn)國家的水平相比差距仍較大。
(一)發(fā)展不均衡 在熱處理專業(yè)化生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)改造和設(shè)備更新、新技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新等方面，華南、華東沿海和內(nèi)地存在明顯落差。近十年，在國家振興東北老工業(yè)基地方針推動下，該地區(qū)國營大企業(yè)的熱處理分廠、車間面貌發(fā)生很大變化，工藝和設(shè)備都有很大進(jìn)步。
華北、華中地區(qū)相對落后，西北地區(qū)落差最大。在各制造業(yè)中以航空航天、汽車、兵器行業(yè)的熱處理變化最大，其它行業(yè)則仍居落后。熱處理加工民營企業(yè)良莠不齊現(xiàn)象嚴(yán)重。
(二)生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備總體上仍落后由于部分國營企業(yè)尚有重冷輕熱傾向，對熱處理投資少、設(shè)備老化嚴(yán)重、部分熱處理中小企業(yè)資金不足、負(fù)稅過重，不能自行積累資金更新設(shè)備，城市企業(yè)技改淘汰的設(shè)備流落到邊遠(yuǎn)地區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，把低效率、高能耗和污染帶到農(nóng)村。還有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)仍在使用40年役齡以上的箱式爐、鹽浴爐、小型井式滲碳爐、老式電子管高頻設(shè)備和中頻發(fā)電機。
(三)能源利用率仍偏低 上世紀(jì)70年代末歐洲熱處理單位能耗達(dá)到400kW·h/t以下，日本達(dá)到300kW·h/t以下。我國同期的熱處理能耗是1200～1300kW·h /t，專業(yè)化調(diào)整后的90年代，平均單位能耗下降到1000kW·h/t，專業(yè)熱處理廠達(dá)到800kW·h/t。到“十一五”末期我國熱處理平均單位能耗降到約600kW·h/t。仍高于70年代的歐洲和日本。
(四)產(chǎn)品質(zhì)量分散度大，部分企業(yè)對生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制的重要性認(rèn)識不足。有的企業(yè)生產(chǎn)工藝落后、設(shè)備陳舊、管理不善、工藝參數(shù)控制不嚴(yán)，使熱處理件的硬度、組織和性能、畸變等質(zhì)量分散大，一部分企業(yè)產(chǎn)品不能完全滿足用戶要求，廢品多，返修率高。不少企業(yè)缺乏對質(zhì)量分散度的認(rèn)識，爐溫控制不精確，爐溫均勻度差，不經(jīng)常校驗儀表和傳感器精度，不能嚴(yán)格控制工藝溫度、時間、碳勢、爐壓等參數(shù)，造成產(chǎn)品合格率低，生產(chǎn)成本居高不下，效益上不去，市場競爭力長期處于劣勢。
(五)對環(huán)境影響仍缺乏嚴(yán)格管理，少數(shù)企業(yè)購置使用廉價淘汰設(shè)備不可避免會產(chǎn)生排放污染。在一些地區(qū)無人監(jiān)管或由于人的無知或僥幸心理把有害物隨意排放。個別城市企業(yè)為避開環(huán)保部門的檢查，故意把有污染的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備轉(zhuǎn)移到農(nóng)村分廠。在落后地區(qū)還有用燒煤或重油的反射爐進(jìn)行鋼件的退火、正火處理、造成溫室氣體、 SOx, NOx向大氣排放。
(六)企業(yè)缺乏熱處理技術(shù)人員國營企業(yè)的熱處理技術(shù)人員老化和流動嚴(yán)重，新建民營企業(yè)大量需求技術(shù)人員。由于教育體制的變化，幾乎所有高校都取消了熱處理專業(yè)，新設(shè)的材料科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生因缺乏專業(yè)實踐知識和技能，到工作崗位不能立即發(fā)揮作用，被用人單位錄用的機會不大。許多大學(xué)畢業(yè)生不愿意去生產(chǎn)第一線，有不少企業(yè)因大學(xué)生呆不住也不敢要，造成人才缺乏假象。東南沿海城市民營企業(yè)從內(nèi)地招聘熟練技術(shù)人員或退休老人能解決一時之急，但終不是長久之計。中國熱處理行業(yè)協(xié)會與教育部高職高專類職業(yè)技術(shù)院校共同開展的基地實訓(xùn)活動和熱處理學(xué)會開展的熱處理工程師資格認(rèn)證培訓(xùn)可以緩解一些人才缺乏問題，但徹底解決還需要國家和政府、高校和行業(yè)團(tuán)體采取根本措施。
(七)開發(fā)創(chuàng)新能力仍然薄弱現(xiàn)在技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新的主力轉(zhuǎn)移到企業(yè)。但大部分企業(yè)都缺乏水平高、閱歷深、經(jīng)驗豐富、開發(fā)能力強的人才，也缺乏這方面的資金投入，得到國家資助的可能性也不大。
另一方面在我國還存在著高校的科研脫離生產(chǎn)實際的現(xiàn)象。國家科學(xué)發(fā)展觀方針特別強調(diào)創(chuàng)新，為此，必須采取強有力措施，其中包括整個行業(yè)的戰(zhàn)略考慮、國家的有力支持(象美國熱處理路線圖那樣)、企業(yè)的積極參與行業(yè)組織的密切配合、高等院校對有用人才的大力培養(yǎng)等。
三、國內(nèi)外熱處理技術(shù)發(fā)展趨勢、我國與國際先進(jìn)水平的差距
(一)國內(nèi)外熱處理技術(shù)發(fā)展趨勢
1、少無浪費能源
采取節(jié)能的工藝措施有事半功倍效果，諸如縮短加熱時間，降低加熱溫度，強化化學(xué)熱處理過程，利用前道工序余熱等。具體工藝有零保溫加熱和不均勻奧氏體化淬火，用鐵素體狀態(tài)(< 600℃)下的化學(xué)熱處理代替奧氏體狀態(tài)(大于850 ℃)下的化學(xué)熱處理，由930℃提高到1050℃滲碳，采用稀土等催滲劑，利用鍛件鍛后余熱淬火等都獲得推廣應(yīng)用。合理選用設(shè)備節(jié)能潛力也很大，大爐子比小爐節(jié)能、連續(xù)爐比周期爐節(jié)能，充分利用廢熱的燃料爐比電阻爐節(jié)能至少50%，陶瓷纖維和輕質(zhì)耐火磚爐襯比重質(zhì)磚爐襯的蓄熱、散熱都少的多，圓筒形爐比矩形爐散熱減少20%、熱處理單位能耗降低7%，減輕料盤、料筐、夾具重量能節(jié)約10～20%的電能。合理組織生產(chǎn)，保持生產(chǎn)的連續(xù)性，對設(shè)備能源進(jìn)行有效管理和監(jiān)控對于節(jié)約使用能源也非常重要。
2、少無有害排放
先進(jìn)的熱處理技術(shù)首先應(yīng)該是對環(huán)境沒有污染的清潔生產(chǎn)技術(shù)。其中包括清潔工藝、清潔設(shè)備和清潔工輔材料。可控氣氛、真空、有良好屏蔽的感應(yīng)熱處理是廣泛應(yīng)用的清潔工藝。等離子熱處理、低壓滲碳、高壓氣淬、激光表面強化，噴霧淬火也都屬于少污染技術(shù)。與這些工藝對應(yīng)的真空爐、氣氛爐、離子滲氮爐、天然氣燃燒加熱爐，A12O3和SiO2浮動粒子爐屬無污染設(shè)備。PAG聚合物淬火劑、非氟氯烴溶劑，A12O3和SiO2浮動粒子、氮和各種惰性氣體屬清潔材料。當(dāng)前國內(nèi)外尚普遍采用的淬火油，其油煙的排放是值得注意的大問題?，F(xiàn)在國內(nèi)外把淬火油煙直接向大氣排放的企業(yè)仍很多，中國熱協(xié)在“十一五”的減排計劃中己將其列為重點要解決的問題，目前已提出數(shù)種油煙無害化處理排放的方法和設(shè)施。
3、少無質(zhì)量分散
由于材料化學(xué)成分的波動，爐內(nèi)溫度的不均勻、加熱和冷卻條件的差別以及操作人為因素的差異會使同一爐次的熱處理件質(zhì)量有明顯差別，不同爐次產(chǎn)品質(zhì)量的不可重復(fù)。采用科學(xué)的管理和先進(jìn)技術(shù)可使這種差異降到最低程度。美國熱處理技術(shù)發(fā)展線路圖2020年目標(biāo)之一是把熱處理件質(zhì)量分散度降低到“零”。為實現(xiàn)此目標(biāo)，設(shè)備的可靠性、工藝參數(shù)的精確穩(wěn)定控制，爐溫爐氣循環(huán)的高度均勻性、材料成分的穩(wěn)定、質(zhì)量在線控制、消除人為因素都是重要課題。此外科學(xué)管理、 IS09000認(rèn)證、原材料進(jìn)廠檢驗、前后工序的配合與銜接、標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)真執(zhí)行也都和產(chǎn)品質(zhì)量分散度有密切關(guān)系。可見縮小質(zhì)量分散度是從技術(shù)到管理上的一種系統(tǒng)工程，必須經(jīng)過長期、細(xì)致和踏實的工作，才能逐步取得良好效果。
4、少無畸變
金屬制件熱處理時不可避免地會發(fā)生形狀和尺寸變化。過大和不均勻的畸變會增加最后的精加工裕量，嚴(yán)重時會使零件報廢。熱處理后不再加工的零件由于嚴(yán)重畸變還會使其失去互換性，惡化接觸面，增加車輛或機器噪聲。盡量減少熱處理畸變一直是許多熱處理專家終生努力的事業(yè)。美國熱處理線路圖2020目標(biāo)之一要使熱處理件畸變達(dá)到“零”。
開發(fā)新型淬火冷卻介質(zhì)和冷卻方法，采取等溫分級淬火，冷卻介質(zhì)的變向循環(huán)、高壓氣體淬冷等可使工件獲得均勻的淬火冷卻，減少表面和心部的溫差都是近代廣為采用的減少畸變措施。保持零件材料化學(xué)成分的穩(wěn)定和采用控制淬透性鋼(H鋼)可使淬火畸變具有穩(wěn)定規(guī)律，便于規(guī)定確切的加工裕量、選擇合適的少無畸變措施。
5、少無氧化加熱
金屬在空氣和氧化介質(zhì)中加熱會發(fā)生氧化造成金屬的損耗，氧化也會破壞零件和制品的表面狀態(tài)和精度。近代熱處理的加熱盡可能避免在氧化氣氛中進(jìn)行，而采用中性、惰性氣體保護(hù)，涂以保護(hù)涂料或用不銹鋼箔包裹，在深度真空中加熱可完全避免氧化。加熱時間很短的電感應(yīng)方法，鹽浴和流態(tài)床加熱都可使金屬的氧化降到最低程度。把燃燒比控制到一定還原程度的燃料爐也可在一定程度緩解被加熱金屬的氧化。
6、少無脫碳
鋼件在空氣等氧化氣氛中加熱、與表面氧化的同時還伴隨表面含碳量的降低，形成表面脫碳。脫碳會降低鋼淬火表面硬度、耐磨性、表面形成拉應(yīng)力降低鋼件疲勞壽命。少無脫碳的加熱方法基本和少無氧化相同，但工藝條件比其更為嚴(yán)格。在多元混合可控氣氛中，為避免脫碳還需要調(diào)節(jié)爐氣碳勢，使其和鋼表面含碳量相適應(yīng)。按此己脫碳鋼件還可在相應(yīng)碳勢氣氛中加熱，以期恢復(fù)鋼材原來的含碳量。在深度真空中加熱不會脫碳，但在惰性或中性氣體中加熱必須使其含水量或露點達(dá)相當(dāng)?shù)偷?<-60℃)程度。在浮動粒子爐、鹽浴、深層和包裝加熱后都有少無脫碳效果，感應(yīng)熱處理雖有輕微氧化，但不會有明顯脫碳。
7、少無廢品和返修品
從零件的設(shè)計，材料的選擇，材質(zhì)的保證，加工過程和工藝線路的優(yōu)化，用數(shù)據(jù)庫和專家決策系統(tǒng)優(yōu)選工藝和設(shè)備，設(shè)備可靠性的保證，工藝參數(shù)和質(zhì)量的在線控制，無損自動檢測系統(tǒng)來完成全部加工和熱處理過程，實現(xiàn)產(chǎn)品的全面質(zhì)量控制，使廢品率和返修品趨零，達(dá)到100%合格已不是夢想。嚴(yán)格的管理、高超的工藝、可靠的設(shè)備、精確的傳感、精密控制的成套系統(tǒng)工程是實現(xiàn)無廢品、無返修品生產(chǎn)的充分保證。
8、少無人工
熱處理的人工操作是一種惡劣環(huán)境下的繁重體力勞動。目前一些發(fā)達(dá)國家己感到招收熱處理操作工的困難。人工操作還會造成因人而異的產(chǎn)品質(zhì)量波動。過多使用人工也會增加生產(chǎn)成本。因此，在可以組織批量生產(chǎn)前提下盡快實現(xiàn)自動化生產(chǎn)和無人作業(yè)已不是對未來熱處理的憧憬，在一些發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)代化企業(yè)已可以目睹這一制造技術(shù)的奇跡。但必須有一個正確認(rèn)識，無人作業(yè)決不意味著無人監(jiān)控。實施無人作業(yè)必須具備充足的技術(shù)實力，管理水平和人才保證，能源電力的正常供應(yīng)，高可靠設(shè)備、健全的維護(hù)保養(yǎng)、可靠的控制系統(tǒng)、事故及時報警、故障自診斷和及時排除的等條件缺一不可。任何環(huán)節(jié)上的失誤都會造成嚴(yán)重甚至災(zāi)難性后果。無人作業(yè)生產(chǎn)線只能一個國家發(fā)展到一定程度、一個企業(yè)發(fā)展到相當(dāng)先進(jìn)水平的自然產(chǎn)物。
(二)美國熱處理技術(shù)發(fā)展路線圖2020目標(biāo)
美國能源部，金屬學(xué)會的熱處理分會以及熱處理協(xié)會共同制定于2004年正式公布的熱處理技術(shù)發(fā)展線路圖所提出的到2020年的目標(biāo)為：
●節(jié)約80%的能源
●工藝周期縮短50%.生產(chǎn)成本降低75%
●企業(yè)利潤率保持25%以上
●熱處理件零畸變、零質(zhì)量分散.熱處理生產(chǎn)零排放
●熱處理加工企業(yè)(專業(yè)廠)和用戶保持10年以上協(xié)作關(guān)系
●加熱爐爐襯厚度減少一半，隔熱能力提高一倍
●爐子價格降低50%
●加熱爐使用壽命提高到10倍
(三)我國和國際先進(jìn)水平的差距
1、能源利用率低
加熱爐能源選用不合理，電阻爐占設(shè)備總量的90%以上，燃料爐不足10%。加熱爐的廢熱、余熱利用不夠，爐子形狀、結(jié)構(gòu)不合理，爐襯材料選用不當(dāng)，熱損失嚴(yán)重。大多數(shù)產(chǎn)品制造廠都在自行熱處理加工，因產(chǎn)品批量小，不能連續(xù)生產(chǎn)，所采用的小型爐子多，大型爐少，周期式爐多，連續(xù)式爐少，造成設(shè)備利用率和能源利用率低的后果。
2、設(shè)備平均水平低
加熱設(shè)備可靠性差、事故率高、溫度均勻性差，料盤、料筐、夾具重量大，無用的熱消耗多，爐內(nèi)循環(huán)程度低、均勻性差，10bar以上真空加熱高壓氣淬爐本土制造廠鮮有生產(chǎn)，設(shè)備自動化、智能化程度低。
3、工藝平均水平低
真空、可控氣氛的無氧化加熱比重低，許多加工企業(yè)滲碳時不控制碳勢，工藝參數(shù)控制不嚴(yán)致使產(chǎn)品質(zhì)量均勻性差。大部分企業(yè)尚未采取產(chǎn)品質(zhì)量在線控制技術(shù)和統(tǒng)計過程管理，廢品率、返修率高。
4、生產(chǎn)管理水平不高
相當(dāng)部分企業(yè)的管理和技術(shù)力量薄弱，管理人員技術(shù)水平和素質(zhì)有待提高，缺乏生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的科學(xué)管理、加工廠對外服務(wù)欠周、協(xié)作用戶不固定、貫徹標(biāo)準(zhǔn)積極性不高、設(shè)備更新率低、企業(yè)利潤低經(jīng)濟效益差，質(zhì)量競爭意識不強、價格競爭激烈。
5、信息化程度低
不少企業(yè)對國內(nèi)外新技術(shù)、行業(yè)動態(tài)缺乏深入了解，設(shè)備制造企業(yè)對筑爐材料、工藝材料、配套元器件、儀器儀表市場信息和供應(yīng)渠道掌握不充分，不掌握設(shè)備的模塊化設(shè)計和加熱爐溫度場、爐氣循環(huán)的計算機模擬技術(shù)。加工廠和制造廠對工藝、設(shè)備、材料性能數(shù)據(jù)庫和專家決策系統(tǒng)重視不夠。許多企業(yè)尚未實行生產(chǎn)計劃、能源、產(chǎn)品進(jìn)口、材料用品、協(xié)作用戶、財務(wù)、人員的計算機信息管理。只有少部分企業(yè)實行生產(chǎn)設(shè)備的計算機集中群控。
四、熱處理行業(yè)面臨的形勢和市場需求
(一)面臨的形勢
隨著我國步入世界經(jīng)濟程度的提高，機械產(chǎn)品出口明顯增加，外企獨資和內(nèi)外合資制造企業(yè)在國內(nèi)的大量設(shè)廠，對熱處理加工協(xié)作需求曾一度高漲，促使民營熱處理加工企業(yè)(專業(yè)廠)大量涌現(xiàn)，從而也使熱處理設(shè)備制造業(yè)空前繁榮，國際知名設(shè)備制造企業(yè)也在國內(nèi)紛紛設(shè)廠。但在“十一五”后期，由于受國際金融危機影響，外需市場萎縮，機械產(chǎn)品出口減少，外資中小制造企業(yè)也不景氣，由于人工成本的增加，部分企業(yè)轉(zhuǎn)向南亞國家，熱處理對外協(xié)作加工，尤其是東南沿海主要為外企服務(wù)的專業(yè)廠受到很大程度影響?？傮w上看，當(dāng)今的經(jīng)濟建設(shè)工作中以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，加大推動經(jīng)濟進(jìn)入創(chuàng)新驅(qū)動，內(nèi)需增長的發(fā)展軌道。要大力開展節(jié)能減排工作，推動區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。
1、當(dāng)前已出現(xiàn)國際經(jīng)濟復(fù)蘇跡象
2009年末國際己顯露經(jīng)濟復(fù)蘇跡象，我國年經(jīng)濟增長率達(dá)到8.7%程度。預(yù)計“十二五”期間國際社會會完全擺脫金融危機噩夢，我國會迎來一個經(jīng)濟進(jìn)一步飛躍的勢頭，機械產(chǎn)品的出口也會恢復(fù)增長。隨著我國城鎮(zhèn)人口比率的增大和農(nóng)民生活水平的迅速改善，汽車工業(yè)、家用電器的內(nèi)需也會不斷增加，汽車零件、電器模具的需求會飛速增長，熱處理行業(yè)也會現(xiàn)出一個欣欣向榮的春天。
2、國家振興機械工業(yè)方針對熱處理影響
黨的十六大提出走新型工業(yè)化道路，十七大進(jìn)一步強調(diào)堅持走中國特色新型工業(yè)化道路，促進(jìn)工業(yè)由大到強。機械工業(yè)走新型工業(yè)化道路，加快發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變必將為新一輪的擴大出口、滿足內(nèi)需打下堅實基礎(chǔ)。國家由制造大國向制造強國的發(fā)展方向、機械工業(yè)由粗放向節(jié)約、集約發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，技術(shù)改造、自主創(chuàng)新、淘汰落后、兼并重組、加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級的舉措需要強化熱處理的支持。國家對發(fā)展中小企業(yè)的重視必將導(dǎo)致中小制造企業(yè)的大發(fā)展，也會掀起專業(yè)化協(xié)作的高潮，在沿海和內(nèi)地工業(yè)集中地區(qū)也會對熱處理加工協(xié)作提出大的需求。熱處理行業(yè)也面臨技術(shù)改造、自主創(chuàng)新、淘汰落后、兼并重組等問題，不只是生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備要淘汰落后，大量熱處理加工企業(yè)也面臨優(yōu)勝劣汰、兼并重組局面。
3、機械工業(yè)的“兩化”方針和重點發(fā)展節(jié)能減排產(chǎn)品也會給熱處理行業(yè)帶來機遇
認(rèn)真貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，把節(jié)能減排作為調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要抓手，大力推廣節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，促進(jìn)信息化與工業(yè)化的融合，推廣信息技術(shù)在熱處理領(lǐng)域的深度應(yīng)用，用高新技術(shù)和先進(jìn)實用技術(shù)，改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚，實現(xiàn)優(yōu)化升級。熱處理企業(yè)會趁此機會摔掉落后、低水平重復(fù)的惡習(xí)，不斷追求先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)管理方法，努力向優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗、節(jié)能減排方向發(fā)展，獲得良吐循環(huán)效果。
4、新興產(chǎn)業(yè)對熱處理的需求增加，汽車工業(yè)仍是熱處理企業(yè)的主要客戶
近幾年，新能源產(chǎn)業(yè)和新型交通運輸產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)裝備對熱處理加工提出新的高水平要求，而汽車工業(yè)仍是一枝獨秀。內(nèi)需市場持續(xù)繁榮帶動消費需求的增長，大量的汽車零配件都需要熱處理，不少熱處理加工廠的服務(wù)對象都是汽車行業(yè)，這部分企業(yè)基本未受到國際經(jīng)濟蕭條的影響。
(二)市場需求
1、熱處理加工協(xié)作
(1)汽車零部件熱處理保持興旺
(2)采掘、工程、筑路、建筑機械零件熱處理市場擴大
(3)高速鐵路、城市軌道交通車輛零件熱處理量巨增
(4)家用電器、產(chǎn)品模具的熱處理有大的需求
(5)風(fēng)電、核電零件的熱處理市場增加
(6)軸承、緊固件熱處理市場平穩(wěn)
2、熱處理設(shè)備
(1)熱處理加工企業(yè)的優(yōu)勝劣汰加劇，協(xié)作加工量會相對集中，大型和連續(xù)式熱處理設(shè)備需求會逐步增加。
(2)機械產(chǎn)品對熱處理質(zhì)量的高要求，熱處理企業(yè)間的競爭由價格逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)量，會使信息化、自動化程度高、可靠性高的高檔設(shè)備需求大增。
(3)國家節(jié)能減排方針的貫徹會使真空、氣氛、感應(yīng)等清潔熱處理設(shè)備需求增加，加熱爐要求用陶瓷纖維爐襯，淬火油槽要附設(shè)滅火、抽煙和煙塵處理設(shè)置。
(4)自動計算、顯示、記錄式硬度計、維氏、努氏顯微硬度計、高倍金相顯微鏡、金相制樣設(shè)備、元素光譜分析儀、超聲、渦流、磁粉等無損探傷儀會有好的市場。
(5) “十二五”期間對推桿、滾底、網(wǎng)帶、震底、鏈板等連續(xù)式可控氣氛爐生產(chǎn)線預(yù)計每年有150臺套以上需求，密封多用爐生產(chǎn)線(包括1100℃高溫密封多用爐)每年有300臺套需求，真空熱處理爐(包括10bar以上高壓氣淬爐)每年需300臺以上，100～200kW晶體管中、高頻、超音頻感應(yīng)電源和淬火機床每年有200臺套以上需求。
(6)淬火油煙塵處理器每年將會有1000臺套以上需求。
(7)以天然氣為燃料的燃燒加熱爐(≥100KJ/s)每年會有500臺以上需求。
3、筑爐材料和爐子配套件
(1)陶瓷纖維氈每年約需 30000t
(2)Ni-Cr合金電熱絲、板每年約需500t
(3) 0Cr25Al5含金電熱絲、板每年約需5000t
(4)0Cr18Ni25Si2耐熱鋼板材和鑄件每年約需50000t
(5)輕質(zhì)耐火磚每年約需100000t
(6)15～30m3/h羅茨鼓風(fēng)機年約需1000臺
(7)機械式真空泵，油擴散泵每年各需1000臺
4、熱處理工藝材料
(1)專用淬火油年約需50000t
(2) PAG聚合物淬火劑(濃縮)年約需3000t
五、“十二五”熱處理行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的指導(dǎo)思想
全面貫徹科學(xué)發(fā)展觀，堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，做好產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，全面提升產(chǎn)業(yè)競爭力。著力推行清潔生產(chǎn)，加強“兩型”工業(yè)建設(shè)，把節(jié)能減排作為熱處理行業(yè)調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要抓手。加強行業(yè)信息化建設(shè)，加大技術(shù)改造投入，大力推廣節(jié)能工藝和設(shè)備，運用高新技術(shù)和先進(jìn)實用技術(shù)，把“兩化融合”作為節(jié)能減排的重要手段，實現(xiàn)進(jìn)一步的節(jié)能減排目標(biāo)。增強企業(yè)自主創(chuàng)新能力，大幅度提高工藝水平，重點解決關(guān)系裝備制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題，為推進(jìn)裝備制造業(yè)由大到強的轉(zhuǎn)變作出貢獻(xiàn)。
六、熱處理行業(yè)“十二五”期間的目標(biāo)及主要任務(wù)
(一)目標(biāo)
(1)總體節(jié)能10%，熱處理骨干企業(yè)平均單位能耗達(dá)到450kW " h八以下;
(2)燃料爐比重逐步增加到巧%，平均熱效率達(dá)到55%;
(3)陶瓷纖維爐達(dá)80%，電熱效率達(dá)70%以上;
(4)熱處理專業(yè)廠電能和燃料消耗降到生產(chǎn)成本的20%以下;
(5)熱處理專業(yè)廠利潤率平均達(dá)到15%以上;
(6)專業(yè)廠和主要客戶保持十年以上協(xié)作關(guān)系;
(7)設(shè)備壽命保證在10年以上;
(8)設(shè)備價格比“十一五”初期降低30 Yo：
(9)全員勞動生產(chǎn)率達(dá)到人均20萬元;
(10)骨干企業(yè)熱處理件一次檢驗合格率達(dá)到99%以上：
(11)溫室氣體減排30%以上;
(12)有害剩余物料排放全部達(dá)到規(guī)定限值。
(二)任務(wù)
熱處理行業(yè)要圍繞國家產(chǎn)業(yè)政策，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，配合國家重點技術(shù)裝備開發(fā)，以及節(jié)能減排工作為重點，努力做好以下工作：
(1)全面宣傳貫徹國家有關(guān)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)政策，大力推行清潔生產(chǎn)技術(shù)，在節(jié)能減排效果上有大的突破。
(2)加強產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)凋整，提高專業(yè)化生產(chǎn)水平，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，增加利潤。改進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)組織方式，合理配置資源，整合區(qū)域內(nèi)熱處理工藝能力，規(guī)劃和建立熱處理專業(yè)化生產(chǎn)中心和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。走出全球產(chǎn)業(yè)鏈分工低端。
(3)加大科研投入，增強自主創(chuàng)新能力。努力推進(jìn)以企業(yè)為主體的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，建立熱處理技術(shù)和工藝裝備研發(fā)基地，提升企業(yè)技術(shù)裝備開發(fā)、制造、試驗、檢測能力。集中攻克一批長期困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性技術(shù)。
(4)加強行業(yè)信息化管理，提高企業(yè)生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理和生產(chǎn)技術(shù)水平，運用信息化技術(shù)嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，采取有效措施減少熱處理件畸變，使產(chǎn)品質(zhì)量分散度趨于零，力求零廢品、零返修。
(5)設(shè)備制造廠力求在設(shè)備可靠性上有新突破，并提供制品選材、工藝設(shè)計、設(shè)備選型、設(shè)計、制造、調(diào)試、工藝生產(chǎn)試驗、人員培訓(xùn)、移交用戶投產(chǎn)、檢修、維護(hù)等一條龍服務(wù)典型的建立力求在設(shè)備可靠性上有新突破
(6)加強培訓(xùn)工作。開展對民營企業(yè)負(fù)責(zé)人的科學(xué)發(fā)展觀，節(jié)能減排，環(huán)境保護(hù)，生產(chǎn)安全衛(wèi)生，產(chǎn)品質(zhì)量管理，能源管理，生產(chǎn)計劃管理，人員財務(wù)管理，完善對用戶服務(wù)等方面的培訓(xùn)。提高服務(wù)質(zhì)量，鞏固專業(yè)廠和客戶協(xié)作關(guān)系。開展對企業(yè)技術(shù)人員的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、國內(nèi)外新動向、技術(shù)發(fā)展方向的知識補充，進(jìn)一步強化企業(yè)熱處理工、檢驗工和測溫儀表工的技術(shù)培訓(xùn)。開展對設(shè)備制造企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計人員的節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)設(shè)備的市場需求，各類設(shè)備的改進(jìn)方向，加熱爐溫度場、爐氣循環(huán)、熱損失途徑、工件進(jìn)出爐運行過程的計算機模擬，設(shè)備模塊化及模塊組合技術(shù)等方面的技術(shù)培訓(xùn)
(三)突破重大熱處理技術(shù)難點
(1)地鐵、城鐵、高速鐵路大功率機車關(guān)鍵零件熱處理;
(2) 10兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電機組大型關(guān)鍵零件熱處理;
(3) 100萬kW以上汽輪機轉(zhuǎn)子及超臨界轉(zhuǎn)子熱處理;
(4) 6米以上軋機支撐輥熱處理;
(5)航空航天超大型零件真空熱處理：
七、重點研發(fā)推廣項目
(一)研究與開發(fā)先進(jìn)技術(shù)
(1) 爐用氣體燃料的熱化學(xué)重整;
(2)微波滲碳;
(3) 高于1000℃滲碳碳勢的精確控制;
(4)等離子快速加熱;
(5) 熱處理生產(chǎn)線的熱能綜合利用
(6)高溫滲碳細(xì)晶粒鋼;
(7)燃料爐廢氣和排出的滲碳?xì)怏w作為保護(hù)氣的再利用
(8)合理燃燒t匕(a=1.1～1.2)自動控制系統(tǒng);
(9) 制備吸熱式氣氛低于950℃反應(yīng)的催化劑;
(10) 爐用耐熱合金與非金屬高性能材料;
(11) 爐用高效燃燒器與輻射管;
(12) 真空加熱20bar氫高壓氣淬爐：
(13)真空高壓氣淬H2、He、N2回收再利用技術(shù)：
(14)鋼鐵熱處理件高效清洗技術(shù)和無害清洗劑;
(15) 熱處理工藝效果預(yù)測軟件;
(16)熱處理生產(chǎn)能源管理分析軟件;
(17) 在線控制工藝參數(shù)的傳感技術(shù)和傳感器;
(18) 金屬與合金加熱與冷卻傳熱過程、相變、應(yīng)力與畸變、組織與性能變化數(shù)據(jù)庫;
(19) 熱處理爐溫度場、爐氣循環(huán)的計算機模擬;
(20) 熱處理爐計算機輔助設(shè)計數(shù)據(jù)庫;
(21) 大功率二極管激光器;
(22) 真空加熱雙室> 10bar高壓氣淬爐;
(23) 淬火油煙高效無害化處理系統(tǒng);
(24) 半連續(xù)式低壓滲碳高壓氣淬爐。
(二)推廣技術(shù)
(1)汽車齒輪和模具的等溫、分級淬火：
(2)鍛坯利用鍛后余熱的等溫正火和淬火：
(3)強烈淬火技術(shù);
(4)晶體管高頻、中頻、超音頻大功率感應(yīng)電源;
(5)淬火油風(fēng)冷熱交換器：
(6)碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的零保溫加熱淬火;
(7)鋼件的不均勻奧氏體化加熱淬火;
(8)亞共析鋼的二相區(qū)加熱亞溫淬火;
(9)氣體氮碳共滲;
(10)離子滲氮;
(11)氮勢可控氣體滲氮;
(12)密封多用爐(包括1000 ℃以上高溫爐)熱處理生產(chǎn)線;
(13)前室預(yù)抽真空密封多用爐和生產(chǎn)線;
(14)變頻調(diào)速多工位淬火機床;
(15)真空清洗機;
(16)真空回火爐;
(17)真空加熱油淬火爐;
(18)真空加熱l 0bar高壓氣淬爐;
(19)燃燒脫脂爐;
(20)網(wǎng)帶滲碳爐及生產(chǎn)線;
(21)聚合物溶液淬火劑;
(22)熱處理質(zhì)量的統(tǒng)計過程控制(SPC):
(23)連續(xù)式貝氏體等溫淬火爐;
(24)氣體氮碳共滲密封多用爐及生產(chǎn)線;
(25)化學(xué)熱處理催滲技術(shù);
(26)高溫爐余熱再利用回火技術(shù)。
(三)研究與引進(jìn)各種數(shù)據(jù)庫和計算機軟件
重點引進(jìn)先進(jìn)的信息化技術(shù)，主要包括設(shè)備優(yōu)化設(shè)計模擬軟件、各種材料、相變動力學(xué)、熱傳導(dǎo)、擴散、熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫：零件熱處理應(yīng)力與畸變模擬軟件，工藝分析、工藝控制、能源管理等軟件。
八、對策措施
(一)政府各級有關(guān)部門加強對熱處理行業(yè)管理，健全統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機制，監(jiān)督和促進(jìn)熱處理行業(yè)健康發(fā)展
各級政府有關(guān)部門要因地制宜地將本規(guī)劃內(nèi)容納入地區(qū)或部門發(fā)展規(guī)劃，有條件地區(qū)也可制訂熱處理專項規(guī)劃，加強統(tǒng)籌指導(dǎo)，形成地方特色和比較優(yōu)勢。制定有針對性的扶持政策，促進(jìn)和支持熱處理企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行國家工業(yè)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策，淘汰落后工藝設(shè)備，推進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，保證行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
(二)增強企業(yè)創(chuàng)新能力，提高專業(yè)化生產(chǎn)水平，支持專業(yè)化生產(chǎn)中心建設(shè)
為增強企業(yè)的管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力，企業(yè)要借鑒國際競爭管理經(jīng)驗，提高企業(yè)管理水平。要建立健全“產(chǎn)學(xué)研”三結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，增加開發(fā)投入，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。充分利用國家相關(guān)支持政策，扶持一批國家級企業(yè)技術(shù)中心和地方級企業(yè)技術(shù)中心，培養(yǎng)一批為區(qū)域內(nèi)中小企業(yè)服務(wù)的專業(yè)化熱處理生產(chǎn)中心，加強行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和新產(chǎn)品開發(fā)，特別是關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，加速科技成果產(chǎn)業(yè)化。
(三)強化“兩型”工業(yè)建設(shè)，推行清潔生產(chǎn)在行業(yè)內(nèi)逐步開展“清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)示范工程”和“清潔生產(chǎn)水平評價”工作，通過能效對標(biāo)達(dá)標(biāo)活動，樹立行業(yè)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)技術(shù)示范單位，促進(jìn)行業(yè)整體節(jié)能減排意識。企業(yè)在實施節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)技術(shù)改造中要積極爭取利用國家和地方有關(guān)優(yōu)惠政策。
(四)充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會作用
中國熱處理行業(yè)協(xié)會協(xié)助政府主管部門組織對“十二五”發(fā)展規(guī)劃的實施。各地方協(xié)會要通力協(xié)作，做好組織協(xié)調(diào)工作。要組織開展有關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)的宣傳貫徹，做好技術(shù)咨詢指導(dǎo)，開展各項培訓(xùn)服務(wù)工作。
注：以上《熱處理行業(yè)“十二五”規(guī)劃》是由中國熱處理行業(yè)協(xié)會按照中國機械工業(yè)聯(lián)合會《機械工業(yè)“十二五”規(guī)劃總體安排意見》要求編制完成的，目前正在修訂過程中，現(xiàn)刊登目的是能對企業(yè)發(fā)展的帶來啟迪和幫助。
