中國的熱處理工藝行業發展特征及競爭態勢演變探討

劉春菱

（新城光大熱處理有限公司，江蘇 常州 213161）

從上世紀九十年代至今，我國的工程機械企業經歷了飛速的發展歷程，我國工程機械行業生產總值和生產能力也實現了飛躍性發展。當今世界，隨著為國綜合國力的提升，我國制造業有著巨大的發展潛力，這也吸引了一批國外機械品牌進入我國市場，機械制造行業內的競爭越來越激烈。在此背景下，提升熱處理工藝水平，制造高質量的工件，是提升我國熱處理行業市場競爭力的重要方法。

1 熱處理工藝方法及設備概述

熱處理技術廣泛應用于工業制造行業，包括化工、機械、鋼鐵、航天等各個領域，熱處理工藝在制造行業占有重要地位，或者可以說零部件制造技術離不開熱處理技術。

在我國，熱處理工藝有著悠久的歷史，早在新石器時代人們就能夠利用淬火的方法進行熱處理，這是我世界上最早的熱處理技術。到了近代，熱處理工藝得到了規模化發展，形成了一套較為常見的熱處理工藝方法，如正火、退火、淬火、滲碳、滲氮等技術。甚至在合金結構鋼的生產過程中，應用了比較完善的熱處理工藝，形成了熱處理標準。

熱處理工藝主要用于鑄件、鍛件、焊接件和機械加工件等工件處理，涉及工業生產的多個鋼鐵、冶金等行業。熱處理工藝是通過加熱保溫和冷卻等操作相結合，使工件材料內部組織結構發生變化，以便使工件保持一定需求的性能。

隨著我國材料科學的發展，熱處理工藝也不斷發生變革更新，發明了許多更高效、更先進的熱處理工藝，如真空熱處理工藝、可控氣氛熱處理工藝、離子轟擊熱處理工藝等。先進的熱處理工藝推進了我國鑄造業的迅速發展。不過我國熱處理行業也存在一定的不足，與國外的先進技術水平有一定的差距。

現代工程機械整機作業普遍存在高負載、高沖擊的特點，這對機械零部件提出了較高的需求，從而對制造零部件的工藝和設備提出了較高的要求，熱處理工藝作為零部件加工的重要環節，應順應工業發展特點，不斷提高工藝水平、更新工藝設備。目前，我國的熱處理行業已經意識到熱處理設備的重要性，并加大了在此方面的投入。

2 熱處理工藝從業人員

隨著我國工業技術的發展和教育事業的不斷進步，國內高校培育了大批熱處理專業技術人員。改革開放以來，機械制造企業也越來越重視熱處理技術，打造了大批有經驗的熱處理技術人員。

近年來，工業的高速發展加大了產能的要求，使得熱處理從業人員激增。但是，由于我國的企業效益較低，產品附加值也不高，使企業壓縮了產品生產成本，熱處理的人工費用低于國外很多，熱處理從業人員的專業素質也很難達到應有水平。尤其是小型個人企業，熱處理人員流動性很大，也存在非專業人員從事熱處理工作的現象。對此，企業應加強對熱處理人員的專業培訓和管理，采取一定的激勵制度，促進熱處理人員提升專業能力，有利于提升企業產品質量，同時能夠保證熱處理勞動人員的不流失，保障我國機械制造業的長久發展。

3 我國熱處理行業發展現狀分析

隨著生活生產需求的變化，對工件使用性能的要求不斷提高，工業生產中需要進行熱處理的工件越來越多，熱處理工藝也趨于復雜化。近年來，我國熱處理行業得到了飛速的發展，但由于我國制造業長期以來對熱處理工藝的忽視，在熱處理技術和設備的投入不足，導致我國熱處理工藝與世界上其他先進國家的熱處理工藝水平有較大的差距，存在諸多問題，如熱處理設備陳舊、熱處理工藝落后、熱處理能耗高、對環境污染較大等。目前，我國熱處理行業面臨著較大的環保問題，節能環保是未來工業制造業的發展趨勢。我國熱處理行業主要存在的問題：

首先，熱處理技術和設備相對落后。高端設備是工業制造業發展的基礎，而高端設備及其所需的關鍵零部件都需要先進的熱處理技術進行處理，通常需要采用精密熱處理、前沿的復合熱處理，同時需要各類真空、激光、等離子、感應技術等高端熱處理設備，由于我國熱處理工藝受技術和設備的限制，熱處理工件質量較差，產品的壽命和耐性與世界先進國家熱處理工件存在較大差距，也限制了我國制造業的發展。

其次，熱處理能耗大，造成嚴重的環保問題。我國熱處理設備90%為電阻爐，該設備存在能耗高、效率低、性能差的弊端。近年來我國熱處理單位能耗不斷在下降，但是腳歐洲熱處理單位能耗還有一段差距。另外傳統的淬火熱處理工藝會揮發出碳氫化合物，多和方廳對環境和食物污染力較大，而且環炳芘還有強致癌性，長期接觸能夠誘發多種癌癥。此外，礦物淬火油的殘渣危害性也很大，被列為危險污染物。我國熱處理行業的高能耗和高污染問題亟待解決。

除此之外，高端熱處理設備依賴進口，不利于我國的國防和經濟安全。目前，我國的熱處理設備總體來說相對落后，制造設備還處于中低端市場。我國目前許多企業使用的熱處理設備已經高達二三十年的使用年限，陳舊的設備是造成我國熱處理高能耗、高污染的重要原因，高端熱處理設備在全國占1/5左右。而我國重大裝備核心部件的熱處理設備還依賴于進口，不能自給。如在航空航天領域、風電、高鐵及核電等事業的零部件熱處理需要高端熱處理工藝及設備都需要進口，這嚴重影響我國國防安全和經濟發展。

最后，我國熱處理工藝工效低下，產品質量沒有保障。我國熱處理工藝主要是人工進行操作，落后的體力勞動一方面增加了勞動成本，另一方面人工操作會有較大的誤差，造成產品質量不穩定。實現自動化生產和無人作業是我國未來熱處理的發展方向。

總體來看，熱處理嚴重制約著我國機械制造業的發展，加快熱處理行業發展，有利于我國對生態環境的保護、促進我國成為“制造強國”。

4 我國熱處理工藝行業的發展策略

4.1 提高熱處理工藝水平，倡導精益生產

傳統的粗放式熱處理生產模式嚴重阻礙我國制造行業的發展，改變傳統的熱處理生產模式，加強產品質量管理，倡導熱處理精益生產是熱處理行業發展的有效手段。對此，首先應提高熱處理工藝。提高熱處理工藝能夠有效提高產品質量，對此應深入研究熱處理工藝，分析不同工件的使用需求，科學合理的進行熱處理操作，優化熱處理工藝參數，并進行相關工藝試驗，如零部件臺架試驗、整機試驗和批量生產試驗等，提高工件的使用壽命和使用性能。另外，可以采用先進的熱處理工藝材料和設備，如使用新型的保溫材料，提高熱處理環境的溫度均勻性。除此之外，加強質量控制管理也是提高工件質量的重要手段。嚴格控制材料質量，按照熱處理參數進行規范化操作，進行熱處理過程中的數據采集工作，實現工件質量的穩定性。

4.2 降低熱處理能耗，提高能源利用率

熱處理在制造工藝過程中占有較大的能耗比，降低熱處理能耗、節約能源，是熱處理工藝發展的重要目標。傳統熱處理工藝中，電阻爐應用率很大，而電阻爐的能耗率相當高。能源利用率的相關計算數據顯示，使用燃燒爐能夠降低熱處理能耗，提高能源利用率。對于有條件使用燃燒爐的應避免使用電阻爐。

使用先進的熱處理設備，有利于節約能源。對此，可以從降低熱損失和廢熱利用兩方面著手。給燃燒爐配有高效的燃燒器，加上合理的燃燒制度，可以有效節約能源。合理控制加熱時間和加熱溫度，改變整體熱處理工藝為表面熱處理、縮減工藝流程等措施也能有效節約能源。另外，應增強熱處理崗位工作人員的節能環保意識，嚴格進行節能環保管理，從思想和行動上實現熱處理工藝的節能環保。引進先進的熱處理技術，加強對環境的保護，可以使用先進的清潔工藝、清潔設備和環保材料，合理利用廢棄資源，進行尾氣、余熱的在回收利用，提高對環境的保護，促進熱處理行業的可持續發展。

4.3 加強對熱處理設備的設計生產，提升市場競爭力

我國高端熱處理設備依靠進口嚴重影響我國的經濟生產安全和國防安全，對此，設備制造專家和設備制造廠應積極學習設備生產技術，加強先進技術的吸收消化，提升自身的能力，爭取自行研發高端熱處理設備，提升市場競爭力。增強國產熱處理設備的可靠性，可以在熱處理設備的設計制造過程中選用優質的配套元器件，提高熱處理設備的質量，可以減少對國外的設備依賴，提升市場競爭力。

相關企業技術人員應承擔起發明創造得責任，積極鉆研知識，關注國內外熱處理領域的市場變化，了解國外高端熱處理設備的優勢，并對我國的設備進行改進，提升產品開放能力，爭取設計生產國際頂尖的產品。除此之外，國家相關部門應結合教育部門積極培育專業技術人才，為我國的工業生產儲備后備技術力量，提升技術開發能力。

4.4 發展智能熱處理工藝

隨著信息化時代的到來，發展信息化智能熱處理是未來該行業的發展趨勢。發展信息化智能熱處理應將計算機模擬技術和知識密集技術相結合，建立健全的可控控制系統、完善維修制度、實現遠程監控、事故自動報警、故障自查和排除，實現自動化熱處理。利用計算機模擬技術進行網絡虛擬試驗，可以減少現實中的實驗次數，縮短熱處理研發周期。用于熱處理虛擬生產和熱處理設備的虛擬設計，將數字化的虛擬制造和現實試制相結合，研發高質量、高性能高可靠的熱處理設備和熱處理工件，能夠有效提高我國的熱處理工藝發展水平。知識密集型技術可以建立熱處理信息數據庫，方便實現信息資源共享，供專業人員進行共同研發，提高熱處理工藝技術水平。智能化熱處理將工業和信息業相結合，符合未來社會的發展方向，需要相關企業和相關技術人員進行長期的研究。

5 結束語

隨著工業技術的不斷發展，熱處理行業面臨著較大的機遇與挑戰。近年來，我國相關企業已經有強烈的質量意識和市場競爭意識，熱處理工藝得到了一定的發展，但是和世界先進技術水平還差很遠。對此，本文分析了我國的熱處理工藝的發展變化及面臨的問題，并從提高熱處理工藝水平、降低能耗、提高熱處理設備的生產、發展智能熱處理工藝等多角度分析探索了熱處理行業的發展方向，為相關企業提供了一些發展策略，以促進我國熱處理行業的可持續發展，快速實現工業強國的目標。