热处理行业_十一五_发展规划纲要和2020年设想.pdf

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1、行业管理热处理行业“十一五”发展规划纲要和2020年设想(征求意见稿)(中国热处理行业协会,北京 100083)DevelopmentOutline of“the 11th2Five2Year”Plann ing and Envision of2020 in Heat Treatment Industry(China Heat TreatmentAssociation,Beijing 100083,China)中图分类号:TG15;T1 文献标识码:E 文章编号:025426051(2005)0720002205编者按:根据行业发展的需要和中国机械工业联合会关于受国家发改委委托编制机械装备制造

2、业现代化发展规划纲要 及 分行业“十一五”规划及专项规划 工作精神,中国热处理行业协会组织专家委员会和编写组编制了 热处理行业“十一五”规划纲要及2020年发展设想 。主要内容包括:我国热处理行业现状、热处理行业“十五”规划执行情况、目前存在问题分析、我国热处理行业发展环境分析和需求预测、热处理行业“十一五”规划的指导思想和发展目标、热处理技术重点发展方向、关于实现“十一五”规划的措施意见和政策建议等方面内容。此 纲要 已经中国热处理行业协会常务理事会认真讨论通过,拟于2005年热处理行业厂长经理会上正式发布和提出贯彻实施办法。热处理行业“十一五”发展规划纲要和2020年设想 将是未来五年中我

3、国热处理行业发展的指导性文件。1 引言热处理是机械制造的重要工艺,是保证和提高机器零件质量与使用寿命、充分发挥材料潜力的关键工序,是国际著名制造企业保持产品竞争能力的主要手段。在加入国际贸易组织和与国际经济逐步接轨的有利形势下,我国国民经济“十五”计划期间继续保持高速发展,取得了辉煌成就。热处理行业继续保持生机勃勃局面,企业改制广泛开展,民营企业发展壮大,企业技术改造和设备更新如火如荼,热处理生产、科研、开发都出现了空前的大好形势,也营造了热处理设备制造业的红火势态。中国热处理行业协会、中国机械工程学会热处理分会和热处理标准化技术委员会结合“十五”规划目标的实现,开展了全国行业情况调查、质量管

4、理信得过企业、热处理规范企业、热处理标准达标验收活动、ISO9000认证、举办各种类型学习班以及加强各种形式的国际交流和合作,对提高企业管理水平、提高人员素质、提高生产技术水平、提高产品质量都起到了有力的推动作用。回顾“十五”取得的成绩,总结存在的问题,展望“十一五”的努力方向,明确未来奋斗目标,将会更进一步地推动行业技术进步和生产、科研、技术开发的迅猛发展。2 行业现状211 基本情况在2003年中国热协会同地方热协对全国20多个工业城市调查数据的基础上,进行分析、推算,我国热处理行业的基本情况估计如下:(1)企业总数 全国各类热处理专业厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产厂以及主机厂的

5、热处理分厂、车间约近15000家。其中全民所有制企业占80%,约12000家;个体民营和股份制企业占20%,约3000家。由于内地许多地区进行国营中小企业改制,华东、华南沿海城市民营企业仍在不断涌现,也有不少外资企业在沿海城市设热处理加工厂,预计民营、股份制企业总数仍在继续上升。(2)热处理员工总数 按全国热处理厂点15000家,每家平均员工25人计,全国员工总数约37万人。根据局部调查结果,企业技术人员比例平均为8%,近3万人;管理人员占9%,约313万人。(3)热处理加热设备总数 全国热处理加热设备(以75k W为一标准台)约15万台,装机容量1100万k W。(4)热处理生产能力 每台设

6、备平均生产率100kg/h,全国平均115班工作制,15万台加热设备的年生产能力近4500万吨。(5)热处理能源消耗 设热处理加热设备的平均利用率为30%,15万台设备的每年实际热处理生产量为1350万吨,消耗电总量为99亿度。(6)热处理年营业额 在2003年的全国调查中,热处理加工的平均价格为2130元/kg。按全年实际产量1350万吨计,全国热处理年营业额约310亿元。若以平均利润率10%计,年创利润总计30亿元。热处理行业增值税率平均达1215%,每年向国家纳税约39亿元。2 金属热处理 2005年第30卷第7期212“十五”规划执行情况(1)专业化生产 “十五”期间,热处理专业化生产

7、发展迅速,主要表现在民营、股份制专营热处理加工企业的迅猛增长。据2003年年中估计,在沿海城市的这类企业数量已超过2000家。此后,华北、东北及内地的民营热处理企业亦有增长趋势。现在专营热处理的民营股份企业总数超过3000家,每个企业的平均营业额约200万元,这类企业的年营业总额在60亿元以上,约占全国热处理总营业额的20%。此比例大于美国的10%,小于日本的30%。(2)企业转制 “十五”期间,国营、乡镇、集体热处理中小企业向股份制、个体民营企业的转化进展也很迅速。在近5年内已有400500家企业完成了这种转化。企业转制极大地提高了企业管理者和职工的责任感与积极性,改善了经营管理,开展了生产

8、技术改造和设备更新,提高了企业活力和效益,减轻了国家负担。(3)劳动生产率 如上所列,全国热处理生产年营业额约310亿元,热处理企业职工总数37万人,年劳动生产率为817万元/人 年,远远超出“九五”后期6万元/人 年的水平。2005年末可达到10万元/人 年。(4)能源利用 如上所述,全国热处理生产年消耗电量为99亿度,每年实际生产总量为1350万吨零件和材料。由此可计算出全国热处理平均单位电能消耗约730kWh/t。在2005年,大中工业城市平均单位电耗达到500kWh/t的“十五”目标可望实现。(5)质量管理 通过质量管理信得过企业、规范企业和质量检验员培训等活动,在“十五”期间热处理企

9、业的生产管理和质量管理水平有了明显提高。热处理质量管理、热处理炉有效加热区测定及各类工艺标准的贯彻,严格工艺条件、规范工艺操作,使热处理件质量分散度有所降低、产品合格率提高到98%以上。到目前为止,通过ISO9000认证的企业近3000家,约占全行业企业总数的20%,在年营业额500万元以上企业总数中占30%左右。(6)技术改造和设备更新 大部分民营企业认识到高技术起点对保持企业强竞争能力的重要性。航空、兵器、船舶等工业企业近几年进行了大规模技术改造和设备更新。在这些企业中,由于生产技术改造的蓬勃开展,少无氧化热处理的比重已达到90%以上。(7)热处理设备制造 “十五”以来,大量民营热处理企业

10、的涌现,使设备需求大增,救活了一批电炉制造企业。外资企业的进入和用户的高技术起点也使不少设备制造厂励精图治,不断提高自己的产品档次,赢得了用户。(8)清洁与安全生产 近几年通过中央、地方政府的严格规定,通过强制性国标GB1573522004热处理生产安全卫生要求 的宣贯和热处理规范企业条件的评审,许多新建民营企业树立了良好环境意识。许多企业在设备和工艺的选用上都能考虑实现清洁生产的条件,对于热处理三废处理也能认真对待。一些企业已通过或正在积极准备ISO14000标准认证。(9)职工技术培训 “十五”以来,许多企业认识到职工素质是企业核心竞争力的主要内涵,都能利用各种机会对自己企业各类人员进行培

11、训。中国热协开展规范企业活动后,不少民营企业积极组织工人分期分批参加地方协会和劳动部门以及职工业余大学举办的技工培训班,做到持证上岗。中国热协20032004年举办的两期热处理检验员培训班,得到热烈响应,已经出现了企业积极选派人员参加技术培训的热潮。213 存在问题分析(1)热处理工艺装备陈旧落后,能源消耗大 据“九五”初期估计,全国热处理企业的设备役龄80%以上超过40年。“十五”期间随着航空、国防工业的技改和新型民营企业的兴起,热处理生产设备有了一定程度的更新,但从总体来说,热处理行业的工艺装备仍属落后,能源利用率低、浪费现象严重。应通过加大技术改造的力度来挖掘节能的潜力。(2)企业的人员

12、素质、管理水平和质量保证仍有待提高 随着我国高等院校学科的重建,热处理专业技术人员严重匮乏,很多新建的民营热处理企业没有热处理工程师或技师,相当数量的操作工人(农民工)未经过专业培训,操作技能低。一些企业管理水平较低,环保和安全生产意识薄弱,由于热处理属来料加工的特点,尚未建立起一套完善的质量管理体系,产品质量得不到有效保证。(3)先进设备的制造落后于需求,工艺材料和辅助材料质量不高、品种不全 我国的热处理工艺装备制造方面,还未掌握近代设备模块化设计制造技术,缺乏配套件和仪表国际市场的采购渠道,因此离用户市场要求尚有相当大的距离。提高新设备的开发、设计、制造水平是本土热处理设备制造业的当务之急

13、。热处理工辅材料主要是质量不高、品种不全。淬火基础油质量不保证,聚合物介质国产原料不过关,各种有效优质添加剂大多外购。热处理用盐混乱、杂质多,易腐蚀炉衬、坩埚和工件,防渗剂不能保证完全防渗等。高效无污染的防锈剂、清洗溶剂等市场无优质商品供应。3 金属热处理 2005年第30卷第7期3 发展环境分析和需求预测“十一五”期间,全国进一步贯彻科学发展观和可持续发展重要国策,国内制造业进一步由制造大国向制造强国发展,要求热处理行业必须要加快信息化步伐,更快向精确、清洁、节能热处理方向发展,才能满足国民经济和制造业更快发展的要求,在国际市场上增加竞争力。311 热处理加工企业持续发展国营企业转制和民营制

14、造业的兴起使国民经济中的中小企业成分大幅度增加。中国的廉价劳动力和低成本生产会继续吸引外资投向我国的制造业,当前集中在沿海,将来也会向内地扩展(以更廉价的劳动力为动力)的外资制造厂也多属中小企业。各制造工种间的密切协作是中小企业相互依赖的必然结果,而热处理加工的相对独立性自然会成为专业化协作的重要组成部分。这种热处理主要依赖于协作加工的新兴制造业模式,激励更多的民营热处理企业涌现。另外,轻工模具、基础件、汽车、摩托车配件的大量需求也刺激了热处理加工业的发展。但是,如上所述,我国热处理加工能力存在过剩现象,设备平均利用率只有30%,许多国营大企业的热处理分厂、车间转制独立后,对外协作的积极性会大

15、大高涨,造成对现有热处理市场的冲击。加上民营企业的进一步增加就会形成对客户的激烈争夺和竞相压价的局面,导致严重的不公平竞争,对产品质量和企业信誉产生恶劣影响。因此在新建热处理企业时,除非就近有固定客户大批量加工需求,否则要十分慎重。312 热处理企业技术改造、设备更新需求更加强烈在汽车、航空、兵器、模具和基础件行业强劲技改势头带动下,其它行业热处理技改和设备更新高潮也接踵而至。但是企业技术改造的力度和深度已开始出现明显的变化,大多数企业已不满足于常规技术和设备的新旧交替,而是倾向于一步一个台阶,迈向更高的境界。许多企业更着眼于资金的有效投放,优先选购高新技术、高效优质、高可靠性的设备,以达到高

16、水平的生产目标。在热处理加热炉中,箱式、井式和盐浴炉等常规设备的需求会进一步减少,而需求更多增长的是工艺先进、可靠性和自动化程度高、节能和无污染的设备。随着设备制造外资企业的进入,本土企业设备在价格上的竞争优势已渐减弱,用户更看重的是设备的可靠性。在新的五年计划中,设备制造业只有逐步增加和积累具有独立知识产权的技术和产品,才能在新一轮竞争中立于不败之地。“十一五”期间,车辆和配件、基础件和兵器行业会对600kg1000kg装炉量的多用炉生产线保持旺盛需求。估计每年至少有300套多用炉,100套网带炉、20套推杆炉和滚棒炉、10套转底炉的需求。轻工模具的旺盛市场和航空工业的持续技改使真空热处理炉

17、、尤其是高压气淬炉每年需求量达100台以上。在各类气氛炉中燃烧炉(以轻柴油和天然气为燃料)到2010年会增加到10%以上,用天然气制备吸热式气氛会增加到20%以上。到2010年80%真空热处理炉的需求是1MPa(10bar)以上的双室高压气淬炉。低压渗碳和2MPa(20bar)高压气淬生产线会在汽车行业得到一定程度推广。多用炉气体渗碳后在1MPa2MPa的惰性气体中施行气淬以代替油淬是重要发展趋向。313 热处理工艺材料市场热处理工艺材料(淬火剂、渗剂、防渗剂、气氛和盐浴)和辅助材料(清洗剂、防锈剂、干燥剂、催化剂等)是热处理技术的重要组成部分,其中用量最大的是淬火剂。虽然有不少关于聚合物介质

18、能完全取代油的说法,但实际上由于油独具的某些特性和在特定条件下的不可替代性,在相当长的一段时间内绝对不可能被完全替代。在当前的热处理生产中,作为淬火介质,约50%用水和盐、碱水溶液,约40%用油、约5%用硝盐浴,约3%用聚合物溶液,约1%用高压惰性气体、约1%用刚玉粉流态床等。由此可见,淬火油用量仍占相当大比重。在实际使用的淬火油中,90%是用N22(L2AN22)、N32(L2AN32)机械润滑油,使用商品淬火油的比例尚不足总量的10%。全国热处理淬火油年需求估计有3万吨,而商品淬火油只有约3000吨。由于对环境的影响,各大城市都限制使用盐浴炉,切削刀具厂的盐浴炉逐步被流态炉和真空炉取代。“

19、八五”期间估计热处理中性盐年用量为6500吨,现在估计不及原来的一半,今后还会继续减少。生产盐的工艺材料厂应及早寻求别的出路。4“十一五”规划的指导思想制定“十一五”规划的指导思想是:在三个代表和科学发展观指引下,持续进行热处理生产技术改造和先进技术成果转移,加速淘汰陈旧和落后的热处理工艺装备,完善行规行约,严格控制热处理企业的三废排放,达到国家有关标准规定,保证清洁生产,减少环境污染,在节能降耗方面争取有明显进展。继续深入贯彻实施ISO9000国际质量管理标准和行业技术标准,强化热处理行业质量管理,提高热处理产品质量水平,以保证和提高我国机电产品的国际市场竞争能力。加快“以信息化带动工业化,

20、以工业化促进信息化”4 金属热处理 2005年第30卷第7期的行业信息化进程,降低生产成本,提高劳动生产率,加速实现我国热处理现代化。5 发展目标2020年力争产值500万元以上的企业全部通过ISO9000认证;2010年产值500万元以上的企业80%通过ISO9000认证。2010年使通过ISO9000认证的企业90%达到规范企业标准。2020年基本杜绝热处理污染源、实现热处理的清洁生产;2010年产值500万元以上的热处理加工企业80%通过ISO14000认证。2020年热处理加工企业平均劳动生产率达到20万元/人 年;2010年平均达到15万元/人 年。2020年热处理平均能源消耗降到4

21、00kWh/t以下;2010年平均降到500kWh/t以下。2020年热处理生产成本平均降低50%;2010年平均降低30%。2020年热处理加工企业10年以下役龄设备平均占80%以上;2010年平均占60%以上。2020年,连续热处理生产达到100%实现计算机程序控制,批量生产达到80%实现计算机精确控制;2010年,连续热处理生产达到80%实现计算机程序控制,批量生产达到50%实现计算机精确控制。6 热处理技术重点发展方向(1)先进技术成果转移与推广重点内容 真空热处理,微机全自动控制密封式可控气氛多用炉热处理生产线,微机全自动控制连续式可控气氛热处理生产线,微机全自动控制感应加热设备,微

22、机全自动控制等离子处理设备,微机全自动控制化学热处理设备,热处理微机全自动控制系统,专用热处理淬火介质,高寿命工装配件(辐射管、氧探头、热电偶等)。(2)先进技术开发和应用 工艺装备:以天然气为能源的热处理炉,低NOx高效预热空气蓄热式热交换燃烧器,高效预热空气燃油、燃气辐射管,可控气氛制备方法和设备的改进,利用燃烧产物无氧化保护热处理炉,渗碳气冷淬火多用炉和生产线,轴承套圈淬火网带炉和多工位压力淬火生产线,热处理炉的人工智能维护和远程服务系统,无污染脱脂清洗设备,2MPa(20bar)双室真空高压气淬炉,三室真空离子渗碳油淬、高压气淬多用炉,贝氏体等温淬火炉和生产线。工艺:淬火剂和淬冷方式的

23、优选,真空高压气冷淬火及应用,淬火冷却烈度判据的合理化,精密控制冷却方法,1010 高温快速渗碳,快速渗氮法,高温快速回火,金属间化合物材料和金属基体复合材料的热处理,聚合物淬火剂的合理应用,汽车齿轮渗碳后等温淬火,球墨铸铁贝氏体等温淬火。工艺材料和辅助材料:渗剂和冷却气的高纯净化,长寿命炉用耐热合金,新型耐火、绝热筑炉材料,不破坏臭氧层无污染溶剂,包装热处理不锈钢箔,甲烷(丙烷)低温(900)裂解催化剂。测量器具和传感器:准确、实时测量工件碳浓度的方法,抗炭黑氧探头,准确、无损、经济测热处理工件残余应力的方法,渗碳淬硬层、表层硬化层深度无损测量方法,测量渗碳件表面清洁度传感器。工艺过程模拟:

24、工件热处理后的服役寿命分析模型,与合金成分、炉气、温度和时间对应的金相组织模型和预测,预见畸变和残余应力的模型,过冷奥氏体连续冷却转变的模拟,合金热处理加热连续转变的模拟。计算机软件系统:材料、热处理工艺优选和选定工艺后热处理效果(力学性能)预见对用户友好的软件,热处理设备设计三维动态分析软件,热处理车间生产和技术管理的综合网络化系统。环境:燃烧产物中尽可能减少NOx的方法,钡盐废渣无害化的经济处理方法,含氰废水高效、经济无害化处理方法,无污染溶剂和脱脂剂,高效油水分离、废油回收方法,代替盐浴的热处理加热方法。能源:低热量的低成本回收方法,热处理废热的多次利用,燃烧炉的空气/燃气高效换热方法。

25、7 措施意见和政策建议711 加大热处理行业结构调整力度专业化热处理厂要根据市场需要、主要服务对象发展需 要以及企业技 术优势,抓 紧 调 整企业技术结构,加强技术改造力度,强化管 理,逐步形成具有鲜明技术特色的高水平的专业化厂。热处理设备厂和热处理工艺材料厂要根据市场经济发展 规律和国外先 进技术标准,积 极开发新产品,提高产品技术档次,创造有自主知识产权的 高 水 平 名 牌 产 品,提 高 市 场 占 有 率。建议政府有关部门采取更加宽松政策,支 持国营、集体热处理企业转制,扶持具有明显技术优势的民营热 处理企业,尽快 形成中国 热 处 理专业化生产规模和体系。建议政府主管部门制订政策法

26、规,支持企业技术改造,引导企业选购先进热处理技术工艺和设备。及时公布淘汰和禁止落后产 品和技术目录,发布推荐 工 艺 和设备目录,并对先 进技术和设 备研制和 推 广 给予补贴和贷款等优惠政策。中国热协协助政府有关部门,作好政府和企业沟通,给予技术支持,组织行业交流和攻关,组 织国际交往,引 导企业走国际化道路。712 规范市场秩序,加强行业和企业内部管理中国热协会同地方热协完成以下工作:逐步建立和完善行规行约,引导企业自觉遵守和严格执行国家和政府有关部门的政策、法律和法规,协助政府规范5 金属热处理 2005年第30卷第7期市场秩序,坚持平等竞争,充分听取和反映企业的意见和要求,维护企业的合

27、法权益。协助企业作好质量管理和认证咨询、人员培训,使热处理行业有更多企业达到国际标准认证,提高企业竞争实力。在政府有关部门的指导和支持下,继续开展规范企业和质量管理信得过企业评审活动,引导企业走科学发展道路,逐渐形成中国热处理行业的核心骨干中坚力量,走出中国热处理发展之路。713 加大科技投入,扶持技术创新 中国热协和热处理学会协助政府和企业积极推广行之有效的先进热处理技术。继续坚持定期召开“厂长经理会”和“热处理技术改造会”,推动企业技术改造和设备更新、指导热处理设备厂和工艺材料厂发展方向。通过产、学、研相结合方式,组织关键技术攻关和新技术应用研究,把先进工艺和设备变为生产力,提高我国热处理

28、行业的生产水平。为促进热处理行业新技术推广,为向热处理企业提供技术指导和服务,建议由国家、社会和企业三方投入,在热处理行业组织和高等院校、科研单位积极参与下,尽快扶持建立有关科技服务中心:热处理工程技术中心、热处理质量检测中心、热处理教育培训中心、热处理信息服务和咨询中心。持续开展行业情况调研,及时掌握行业发展日新月异的变化,建立和完善行业档案,逐步完善和丰富行业信息系统和网站,逐步做到定期向行业发布机械工业和热处理行业经济技术发展趋势信息,作出市场分析预测,并及时向政府有关部门反映企业意见、建议和要求。继续编写“中国热处理年鉴”,丰富内容,扩大影响力。714 加强人才培训,提高职工素质 依据

29、政府有关部门颁布的热处理岗位要求,中国热协及地方热协协助企业采取多种方式和手段,有计划开展对职工的岗位培训,提高全行业职工素质,坚持持证上岗,岗责到位。建议政府有关部门授权或委托协会培训资质和颁发资格证书。中国热协、学会与有关高等学院合作,通过各种方式,协助企业培养技师、技术与管理骨干,逐步造就一批优秀管理人才和技术开发人才。在逐步完善和丰富热处理行业信息系统和网站的同时,中国热协组织建立专家工作组(委员会),建立热处理专家信息库,充分发挥专家,特别是离退休专家的作用,开展对企业的技术咨询和技术服务,推荐介绍各类人才。715 充分发挥热处理行业协会、学会在政府和企业间的桥梁和纽带作用 建议政府

30、主管部门加强对热处理行业协会、学会的支持和指导,重视、听取和吸取他们反映的建议、意见和要求,建立必要的渠道和制度。热处理行业协会、学会接受政府主管部门的委托协助政府有关部门制定行业发展规划、作好对企业和职工考核、颁证工作,组织推广新技术攻关和推广,逐步使行业组织在规划、技术攻关和推广、质量争议仲裁、环境保护执法、提供政策咨询、风险评估等方面发挥更大作用。材料研究微量元素Zr对6082铝合金高温软化性能的影响金 曼1,孙保良2,李 晶1,邵光杰1(1.上海大学 材料学院,上海 200072;2.上海汇众汽车制造有限公司,上海 200122)摘要:对添加Zr与未含Zr的6082 Al2Mg2Si合

31、金在250 进行等温保温试验,研究了添加Zr后合金的高温软化趋势,并应用透射电子显微镜观察析出粒子的形态。结果表明,与未含Zr元素的合金相比,添加Zr的合金能明显阻碍保温过程中硬度的降低,其原因是在合金中析出了细小、弥散的Al3Zr粒子,有效地阻碍晶界的运动。含Zr与未含Zr合金在170 时效过程中电阻变化的研究表明,两种合金的电阻随时效时间的延长均呈先快后缓地增加的趋势,但在同一时效时间里含Zr合金比未含Zr合金的电阻值低。这种现象可由Zr元素在合金中所起的作用进行合理的解释。关键词:高温软化;6082 Al2Mg2Si合金;Zr;电阻率中图分类号:TG112.3;TG146.2 文献标识码

32、:A 文章编号:025426051(2005)0720006204Effect of Zr Addition on High Temperature Soften ing of 6082 Al2M g2SiAlloysJ I N Man1,SUN Bao2liang2,L IJing1,SHAO Guang2jie1(1.Materials Science Depart ment,ShanghaiUniversity,Shanghai 200072,China;2.Shanghai Huizhong AutomotiveManufacturing Co.,Ltd.,Shanghai 200122,China)Abstract:The influence of Zr on high temperature softening of 6082 Al2Mg2Si alloyswas studied.The softening processesof 6082 alloyswith Zr and without Zr,isothermally conditioned at 250,were investigated.The results show that inclu26 金属热处理 2005年第30卷第7期