热处理设备产业替代品分析

第一节 热处理设备产业主要替代品概述

热处理技术是目前机械工业领域最为常用的基础工艺，而这一工艺是通过热处理设备来实现，就产业本身目前并未有替代产品。而产业内部产品替代形势较为明显，主要表现为：

1、真空型热处理设备

我国真空热处理设备技术的研制工作是从零开始，因而我国真空热处理设备的研制是在仿制国外产品的同时，集中力量研究攻克真空热处理设备的关键技术，以使国产真空热处理设备在设计、结构、性能、自动化水平和寿命等方面追赶国际先进技术水平。经过多年的不懈努力和研究探索，逐步攻克了真空热处理设备研制的关键技术，掌握了真空热处理设备设计、结构、关键部件、设备材料与元器件、传感器、电器组件和自动化控制系统等核心技术，为我国真空热处理设备的研制开发奠定了基础。

2、感应热处理设备

感应热处理具有加热速度快、节约能量、不氧化脱碳、不污染环境以及生产效率高等多方面优点，这些优越性为热处理工作者广泛认同，因此近年来发展很快。

当然实际需求，也大大促进国产感应热处理设备的发展和技术提升。以长春的“中国一汽”为例，该公司拥有感应热处理设备近100多台，几乎全部是可控硅中频设备和IGBT超音频设备。现在“一汽”的中型卡车的感应热处理零件重量以达到291.3kg，占全部热处理零件的52%，感应热处理真正地挺起了热处理的半壁江山。

第二节 热处理设备产业主要替代品行业发展现状

一、生产现状

1、真空型热处理设备

真空热处理技术具有无氧化、无脱碳、脱气、脱脂、表面质量好、变形微小、综合力学性能优异、无污染、无公害及自动化程度高等一系列突出优点，50余年来始终是国际热处理技术发展的热点，近20余年来在我国也得到迅速发展。我国真空热处理工艺的研究和应用已遍及真空退火、真空油(气)淬火、真空高压气体淬火、真空渗碳、真空渗氮、真空回火、真空烧结、真空钉焊、真空渗金属、真空离子渗碳(渗氟、渗金属)、真空涂敷及真空热处理设备等广阔领域，取得了长足的进展。据资料介绍和统汁估算，我国现有各类真空热处理设备约4500台套，占我国热处理设备的4％左右。

2、感应热处理设备

中、高频电源设备是感应热处理的关键设备。目前我国热处理行业除最古老的火花间隙式高频电源没有使用外，其他几种电源都在使用，其中机式中频发电机和电子管式高频电源尽管落后，在某些地区或工厂，仍是主力生产设备。

二、技术现状

1、真空型热处理设备

真空热处理技术在我国发展初期，人们主要研究探讨真空热处理的基本性质、加热特点、金属蒸发问题和金属在真空下加热的基本规律以及变形问题，同时开展了典型热处理工艺的研究，进行了真空油淬火和真空气淬的工艺研究和应用。为真空热处理工艺的研究和应用奠定了基础。真空热处理技术在我国迅速发展，引进先进设备增多，真空热处理工艺应用日广。许多单位着手真空油、气淬火技术的开发应用，开发了负压高流率淬火技术，以及在引进设备上开发高压气淬工艺的应用实践，真空渗碳技术、真空烧结、真空钎焊、真空离子渗碳(氮、金属)的研究和应用相继展开，真空热处理技术开始从研究试验和少量生产走向工业生产领域。

随着技术的进步，真空热处理工艺技术出现了许多新技术、新特点，高压气淬和超高压气淬的应用，真空加热的热风(气流)循环和快速冷却技术，真空(脉冲)渗氮技术，真空低压渗碳高压气淬技术，真空热处理设备技术、真空表面涂敷技术和真空喷涂技术，真空热处理工艺与设备智能控制系统，燃气式真空炉及智能系统，真空等温热处理技术及智能系统，真空离子渗碳(氮、金属、多元共渗等)技术蓬勃开展。在美国、德国、英国、法国和日本等国成为新技术发展的热点。

我国在上述领域跟踪国际先进技术，结合国情，积极研究、开发我国的真空热处理新技术、新设备。如高压气淬工艺与设备，真空回火热风循环与快冷处理，连续炉真空热处理和真空渗碳工艺等；同时在真空热处理设备技术、真空渗氮工艺与设备、真空热处理工艺与设备的智能化控制系统以及高温离子热处理技术等领域也在进行研究探索和工业开发的应用试验；并且将研发新技术设备应用于生产。真空热处理工艺的发展方兴未艾，前景美好。

2、感应热处理设备

感应热处理设备中淬火机床也是个重要方面。进十年来，大型汽车公司和规模较大的汽车零部件厂，不断采购性能可靠、技术先进的淬火机床。

这为国内感应热处理设备企业提供一个技术提升的重要商机，经过顽强努力，淬火机床有了巨大的进步，有一大批淬火机床达到国外同类设备的先进水平，如恒精公司生产的曲轴淬火机床、凸轮轴淬火机床、半轴淬火机床、转向节淬火机床、扭杆淬火机床、减振器杆淬火机床等等。当然普通热处理厂使用的通用淬火机床在控制精度、柔性化等方面也有重大改进。

1）传动系统：传动系统主要采用机械传动，大量应用代表现代机械传动技术的滚珠丝杠和直线导轨。

2）速度和位置控制：主驱动采用伺服数控，移动速度均匀稳定，拖架定位准确，重复精度高，还可以实现中间变速；工件旋转多采用变频调速变速，根据零件可选用不同转数，结构简单，运行可靠。

3）动作顺序控制及显示：大量应用数控（NC）设备实现动作顺序控制，控制精度极高，而且可以储存几百种零件的工艺参数，记忆加工的零件数量。实时监控设备的运行状态，可与警报设备联机，一旦设备出现故障随时报警停机。NC储存的资料可以随时调出、显示。一些简易机床也采用PLC控制，实现较低水平的智能化。

4）机床的防锈、防水、防汽措施

（1）机床防锈

淬火机床的水和水蒸汽是必须存在的，它们对机床的水槽、运动部件的锈蚀和浸蚀是防不胜防的，而部件生锈又是设备的故障源。

淬火机床的防锈主要措施是使用不锈材料：水槽用不锈钢板制做或贴敷不锈钢板；滚珠丝杠、梯型丝杠、顶尖和顶尖套采用不锈钢制做，并根据场合和功用不同分别采用1Cr18Hi9Ti、2Cr13或3Cr13等；有些部件要采用黄铜制做。

（2）机床防水

淬火机床工作时淬火水飞溅是很正常的，然而淬火水飞溅不仅影响文明生产，也影响工人操作。防止淬火水飞溅的主要措施是安装防护门，防护门用不锈钢板和有机玻璃制做，黄铜导轨和尼龙轴承等。对于淬火变压器上下移动机床，在变压器上下要安装不锈钢防水拉帘。

（3）防止淬火水汽和油烟污染环境

淬火机床工作时要产生水蒸汽，零件清洗不净也会产生油烟。在一些外资企业厂房密闭，水汽和油烟不许散发，此时机床的前槽上方要加盖封闭，再加上废汽冷凝器，将水汽和油烟冷凝变成水排出。或加油雾收集器等措施。

5）淬火变压器的三维微调装置和感应器的快换连接技术

淬火变压器放置在可三维移动平台上，平台在上下、左右和前后三个方向可各移动50mm，以满足淬火位置的少量调整。

三、应用现状

1、真空型热处理设备

我国现有专业性真空热处理设备生产厂家约50余家，主要产品有真空油（气）淬火炉、真空高压气淬炉、真空回火炉、真空钎焊炉、真空烧结炉、真空渗碳炉、真空渗氮炉、氮炉、离子渗碳(氮)炉和真空连续炉等真空热处理设备。全国从事真空热处理技术研究、设计、制造、开发和应用的职工总数约为6000人。现在，真空热处理技术已经进入技术领域不断扩大，工艺水平逐渐提高，真空热处理设备不断完善和日益多样化、智能化，新技术接连涌现的稳定发展阶段。

2、感应热处理设备

我国的感应热处理设备技术有了巨大进步，目前国内有一些公司的产品已经达到或接近国际同类产品的先进水平，性价比远高于国外名牌产品。在应用中，国产的感应热处理设备能够基本满足我国感应热处理事业发展的需要。

第三节 热处理设备产业主要替代品替代性评价

热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火、加热等热处理工艺操作的设备。真空热处理设备和感应热处理设备与传统的渗碳炉、真空炉、台车炉、网带炉、回火炉、焙烧炉及箱式炉等热处理设备相比，无论从新技术，还是从新工艺上都有过之而无不及，其产品替代性较强。