航空發動機領域高溫真空熱處理爐廠家能力研究分析

文韜

摘要：依據航空發動機高溫合金零件高性能和高可靠性的要求，以及零件表面完整性和熱處理溫度高的特點，對真空熱處理爐廠家的產品的質量、能力等方面進行了探討和分析。

關鍵詞：高溫;真空;熱處理

1、高溫真空熱處理爐的定義及應用

真空熱處理是當今發展較快的熱處理技術，主要是材料在固態下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。真空熱處理爐具有質量好、節能效果顯著、污染排放少等特點。在我國工業生產以及航空航天、航空發動機等軍工體系內有廣泛應用。

在高溫的條件下，金屬表面會與空氣中的氧氣、水蒸氣、二氧化碳氣體等物質進行化學反應，所生成的物質嚴重影響金屬表面光澤和材料性能。真空熱處理爐的工作原理主要是將真空技術和熱處理技術兩種專業技術進行有效的結合，有效提高產品材料的品質。

真空熱處理的主要關鍵指標包括極限真空度、工作真空度、壓升率、常用和極限溫度以及爐溫均勻性等指標、真空熱處理的分類包括淬火、回火、退火、滲碳、滲氮、滲金屬等多個領域，隨著國內精密制造和國防軍工的發展需求，得到廣泛的推廣和應用。本文旨在討論常用溫度1000℃以上的高溫真空熱處理爐廠家能力及技術分析探討。

2、國內外廠家情況以及能力介紹

2.1 國內外廠家介紹

目前在國內使用的高溫真空熱處理爐熱處理溫度品牌分為全進口、合資、國產等品牌三大類：

進口廠商為IPSEN、ALD、TAV、BMI、ECM、PVA等等。硬件配置上區別不大。

合資廠商主要有益發施邁茨、上海合智、蘇州愛力得欣安等，結合國內市場的特點有所更新和改進，但主要技術來源依托上述的國外廠家，

國產廠商比較多，主要有沈陽真空所、北方華創、蘭州真空、機電所、華海等廠家，但是設備質量和穩定性較國外設備仍存在一定差距。

2.2 國內外廠家技術能力對比

2.2.1國際品牌的廠家能力比較：

（1）法國BMI 工業爐，主要產品為真空氣淬爐、真空油淬爐、真空滲碳及氮化爐，在國內航空航天企業有較多應用，包括真空氣淬爐，真空退火爐及真空油淬爐，爐型包括臥式及立式的都有，爐型齊全，能夠滿足航空業內真空熱處理爐的大部分規格及參數要求，所有爐型都能滿足AMS2750E的標準要求。該公司非標設計能力很強，

熱區全都是采用奧地利Plansee熱區，并能夠提供Plansee獨家供貨的證明文件。研發控制軟件系統主要采用PLC控制及HMI軟件系統，屬于主流控制及便于后期維護升級，而且可以根據客戶的要求采用不同品牌PLC品牌進行深度定制，滿足客戶特殊要求。

（2）Ipsen工業爐分為美國Abar Ipsen工業爐 和德國 Ipsen工業爐。一般來講美國Abar Ipsen的金屬屏爐子會更加出名，因為我國航空航天企業以前大部分IPsen的爐子都是美國Abar Ipsen的爐子，但是由于美國對于中國航天企業的一些限制政策原因，近幾年航空航天很少能夠買到美國Abar IPSEN的爐子，所以現在買的進口的基本都是德國Ipsen的爐子。另外由于德國IPSEN相對昂貴的價格。IPSEN的優勢在于比較全面的熱處理爐型，能夠滿足航空企業不同產品的要求，軟件由主要是自己研發專業熱處理軟件，滿足相關AMS2750E的要求。設備運行穩定，做工精細。目前進口IPSEN的售后服務工作主要由Ipsen上海公司提供相應的售后服務。

（3） 德國ALD真空爐以生產真空熔煉爐為主要的設備，在真空熱處理爐業績據較少。西科沃克和TAV這兩個品牌在國內的應用也比較多，他們主要是通過價格來進行競爭，同等規格的爐型基本上能夠比BMI和Ipsen的便宜30%左右。這其中的價格首先是爐子結構的設計用料及不同國家的人工成本上體現出來的差距。西科沃克在中國有全資子公司，能夠提供相當一部分的售后服務，而意大利TAV目前在國內沒有子公司，售后服務的及時性及成本相比于前面幾家還是存在差距。

2.2.2合資品牌的廠家能力比較：

（1）Ipsen上海工業爐屬于由德國Ipsen管理的全資子公司，目前可以提供絕大部分的爐型，包括真空氣淬爐、退火爐及油淬爐，目前主要能夠生產絕大部分的德國Ipsen爐型，但是主要的產品還是集中在真空氣淬或者退火等產品，油淬爐在航空航天企業的業績較少。其最出名的產品還是他的氣氛滲碳爐和真空滲碳爐爐型。其工作流程是根據德國方面給出的圖紙進行國內生產組裝，不具備研發能力，有一定的售后維護能力，但主要還是來源于德國工廠的技術支撐。

（2）益發施邁茨工業爐（上海）有限公司屬于德國IVA-SCHMETZ集團，目前主要生產德國Schmetz品牌真空爐，目前可以提供大部分規格的真空熱處理爐，有熱區設計和裝配能力。如果有必要，德國總部可以給予相應技術支持。控制系統目前有德國原設計的TMS熱處理軟件和自己研發的基于TMS熱處理軟件給航空航天企業特別定制的專用熱處理軟件。

（3） 蘇州愛力德欣安是ALD真空爐的合資公司，同樣在高溫真空熱處理爐業績據較少。上海合智熔煉屬于美國康薩克出來的技術骨干成立的工廠，總部在上海，主要負責產品的設計和開發，二者對于主要是著力于真空熔煉爐的市場競爭。

2.2.3國產品牌的廠家能力比較：

國產廠商如沈真所、北方華創、蘭州真空、機電所、華海等硬件配置都可以根據客戶需求進行選配，但設備質量、穩定性和可靠性較國外廠家還有待加強，在達力提倡國產替代的背景下在航空航天和航空發動機應用逐漸增加，能力還有待進一步加強與提升。

3、高溫真空熱處理爐的發展方向探討

目前，高溫熱處理爐廠家針對設備核心硬件的配置基本上實現了全球資源共享，區別在于軟硬件的結合和應用方面的差距，預計廠家后續的競爭主要會著力于制造能力、控制軟件和自動生產能力的智能化等方面。

（1）制造的智能化：設備將進行模塊可擴展化設計，縮短交貨周期，且便于設備進行升級改造，現場組裝模塊化，采用快接，快拆的方式，快速完成標準設備的組裝及交付。

（2）功能控制的智能化：增加設備相關的傳感器，對設備各個硬件信息收集，故障診斷，對壽命進行預判。增強專業工藝軟件的功能，提供大數據分析功能，對熱處理工藝進行數學建模。

（3）連續生產的智能化：設備將采用半自動/全自動控制裝料、卸料，可建線，提升生產效率。

4、結束語

隨著我國科技水平和國防軍工水平的不斷提高，對高端高溫真空熱處理爐的需求亦十分迫切。雖然經過多年的技術積累以及國際間的學習、交流、合作，我國在高溫真空熱處理的方面發展獲得了很大程度的改善和技術提升，但是相對于國外廠家的設備在質量、穩定性和可靠性方面函待進一步提高。

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