一、热处理行业发展现状、存在差距及原因分析

  （一）发展现状及“十二五”完成情况

1、热处理企业规范化发展，产业能力显著提升

2、节能减排与清洁生产成就明显

3、创新能力有所增强，热处理生产技术进步

4、我国热处理装备制造形成体系

5、初步建成热处理行业中小企业公共服务平台网络

  （二）存在差距及原因分析

1、热处理加工产业整体上还是多而弱、小而散、管理粗放，不利于产品质量的迅速提高

2、热处理技术创新能力仍较弱，两化融合进程缓慢

3、热处理企业能源管理制度不完善，环保措施薄弱，节能环保型热处理装备普及率偏低

4、热处理共性技术研发不足，技术储备匮乏，影响高端设备和技术创新

5、高校取消热处理专业，职业院校招生困难，造成高级科研、研发人员断档，企业技术人员和高技能工人短缺

二、发展环境和需求形势

  （一）发展环境

1、制造强国战略给热处理注入新动力

2、战略性新兴产业是热处理发展的新引擎

3、绿色制造对热处理提出更高要求

4、智能制造对热处理产业结构转型提出新的挑战

  （二）需求形势分析

1、装备制造业各行各业对热处理需求旺盛

2、对先进适用的热处理装备的需求

3、其他方面需求

三、指导思想

四、“十三五”目标和2025年设想

五、发展重点和主要任务

  （一）重点发展方向

1、热处理智能制造与信息化

2、热处理节能与清洁生产

3、热处理循环经济

4、发展现代制造服务业

5、开拓国际市场

  （二）重点任务

1、认真贯彻落实《热处理行业规范条件》，推进热处理行业“公告准入”，培育专精特企业群体和具有国际竞争力的产业集群

2、加快淘汰落后产能，树立清洁生产先进技术示范工程，深入推进热处理节能减排与清洁生产

3、加快技术创新和工艺创新，推广节能降耗的先进技术和装备

4、研究开发国际领先水平的绿色热处理技术装备及工艺

5、完善热处理企业的专业检验手段，实现热处理零件内在金相组织和质量水平的检测和评价

6、加强热处理行业公共服务平台网络建设，打造高效的技术创新服务平台体系

7、建设和完善热处理标准体系，加强品牌建设和知识产权保护

8、注重热处理人才培养

六、政策措施建议

《热处理行业“十三五”发展规划》全文

中国热处理行业协会

热处理是装备制造业中对产品质量具有关键作用的重要基础工艺之一，也是提升机械制造整体水平的核心技术之一，对实现制造强国战略具有重要的支撑作用。“十二五”期间，我国热处理行业在国家各项改革和具体政策指引下，在全行业共同努力下，瞄准国际热处理先进水平，不断发展先进工艺技术，淘汰落后装备，推进产业结构调整与优化，形成了一些科技含量较高的专、精、特企业，行业经济实力快速发展，技术改造初见成效，技术水平明显提高，生产能力显著增强，产业转型升级逐步推进，产品质量明显提升，节能减排工作取得显著成效，为汽车、石化、航天航空、港机、船舶、电力、电子、纺织机械、轻工机械、矿山机械、工程机械、冶金机械、轨道交通、机床、家用电器、工模具、轴承、紧固件、军工等行业的发展提供了重要支撑。

热处理行业企业类型包括：专门从事热处理加工的热处理专业厂、机械制造企业的热处理分厂、车间或班组，专门从事热处理装备的设备制造厂，专门生产和销售热处理工辅材料的工厂和公司。企业性质可分为：国有制、民营股份制、个体民营、个体租赁承包制、外商独资、中外合资等方式经营。目前热处理行业中民营企业已成为主体，其中不乏资金雄厚、设备和技术先进、产品质量上乘者，但大部分企业技术力量薄弱、缺乏自主创新能力和长远发展计划，仅仅随市场变化趋势自由发展，不可避免造成产业低水平重复建设，难以实现节能减排高指标，难以进一步提高产品质量，且市场价格竞争及无序竞争严重，阻碍“十二五”计划目标的超额全面完成。面对这种现状，为全面落实党的十八大以来提出的战略任务，实现提高机电产品质量、支撑装备制造业由大到强、实现制造强国的宏伟目标，结合《中国制造2025》发展规划设想，凝聚行业共识，制定《热处理行业“十三五”发展规划》，指出发展方向和目标、明确实施方针和措施，以期热处理行业“十三五”期间在新常态下持续、健康、稳定发展。

一、热处理行业发展现状、存在差距及原因分析

  （一）发展现状及“十二五”完成情况

1、热处理企业规范化发展，产业能力显著提升

“十二五”期间，热处理企业随着城市发展规划和装备制造业的发展，开始进入规范化发展阶段。在一些工业城市，已有30%以上的热处理企业进入工业园区。通过行业强力推动开展GB/T19001《质量管理体系》、GB/T24001《环境管理体系》、GB/T28001《职业健康安全管理体系》认证，目前全行业90％以上热处理企业或厂点通过了GB/T19001（ISO9001）认证，近10%企业通过了GB/T 24001（ISO14000）环境管理体系认证，部分热处理企业还通过了GB/T18305（ISO/TS16949）《质量管理体系 汽车生产件及相关服务件组织应用GB/T19001的特别要求和CQI-9《特殊过程：热处理系统审评》等认证。热处理行业以“发展先进工艺，发挥传统工艺潜力，淘汰落后工艺”为导向，坚持企业的持续生产技术改造和产业结构调整，加快热处理专业化、规模化和高新技术化发展步伐，指导企业规范化发展，促进企业转型升级，对一些生产规模小，劳动生产率低，产品质量差，装备陈旧落后，利用率不高，能耗大，对生态环境不利，效益较差的热处理企业通过规范化整顿和整合，生产技术、管理水平和产品质量提高了一大步。目前我国有各类热处理加工厂、点估算约10000多个，热处理设备制造企业约1000多家，工艺材料企业约500多家。随着骨干企业发展，热处理行业达规模企业数量明显增加，包括生产条件和技术水平较高的专营热处理加工和热处理设备制造的民营企业，以及军工企业、重型机器厂、汽车厂等大型企业的热处理分厂在内，“十二五”末期热处理行业达到规模以上的企业近1000家，年加工营业额超过300万以上的热处理加工企业近5000家。全行业热处理生产设备约20余万台，装机容量约2000万kW，经热处理生产的各类零件约3000万吨/年，经热处理加工过程零件约5000万吨/年。热处理规范企业的产品质量一次检验合格率保持在98%以上，产品的返修率低于1.5%。热处理行业从业人员约30万人；热处理行业生产总值约800亿元人民币/年；热处理加工企业人均劳动生产率可达26万元/人年，是“十二五”初期的2.3倍。现在，低压渗碳高压气淬已成为成熟的高端热处理手段，5bar高压气淬真空热处理炉和技术已在模具制造企业推广，一些厂家已拥有10bar或以上高压气淬真空热处理设备，国产低压渗碳设备已经实现智能化计算机控制渗层深度，直径1.5米及以下的风电齿轮实现了用国产设备的真空渗碳淬火，4吨以下的大型压铸模具、挤压模具可以实现真空气淬或油淬处理，5～20吨的大型真空退火炉应用在有色金属行业，为提高航空航天等军工产品的质量提供了保证，高端汽车零件制造企业已使用从国外引进的具有国际一流水平的低压渗碳炉自动生产线；可控气氛热处理已成为常规普及性手段，可控氮势渗氮炉、大型井式可控气氛渗碳炉、碳势可精确控制的1050℃可控气氛高温渗碳炉，可显著缩短工艺周期，节约电能；IGBT感应电源和大功率固态电源结合计算机在线控制的多工位自动淬火机床实现了节电、高效、保护生态的感应淬火自动化生产。

2、节能减排与清洁生产成就明显

“十二五”期间，热处理行业把节能减排做为重要工作内容，推动以节能、减排、优质、高效为出发点的设备更新，加大力度淘汰落后产能。中国热处理行业协会在国家相关部门的指导下坚持执行《热处理行业清洁生产技术推行方案》和清洁生产指标体系，发布重点推广节能技术装备目录，提出了一系列推进行业节能减排和清洁生产的具体措施和研发推广项目，并通过树立节能减排先进技术示范企业的表率作用，促进了企业对节能减排的重视。到“十二五”末，全行业中已有5000多台真空热处理设备、20000多台可控气氛热处理设备、约1000台晶体管感应加热设备更新替换了高耗能的老型号旧设备，有近100000台加热炉使用了全纤维保温炉衬，骨干企业设备更新率达到80%以上，热处理行业的节能减排技术改造已达50%以上，少无氧化热处理比重达到了70%。用于轴承热处理的双层辊底式连续球化退火炉，热处理能耗减少到200kWh/t以下；全自动精密可控1000℃以上高温箱式多用炉生产线和特大型高温井式渗碳炉，较传统的齿轮渗碳节省能源30%以上；已有近6000台淬火介质空气冷却器和复合式热管换热器在热处理企业应用，并已扩大到冶金、铸造等行业；节能燃料炉燃烧比可实现自动控制，烟道气为空气预热等实现循环再利用；余热回收技术已用于生产；淬火油烟处理设施逐步趋于完善。到“十二五”末，热处理工序综合平均单位能耗减少到500kWh/t，热处理规范企业的综合平均能耗已减少到500kWh/t以下，先进企业可减少到400kWh/t以下，较“十二五”初期降低20%；热处理专业厂电能和燃料消耗降到了生产成本的20%以下，实现了“十二五”规划提出的节能目标。近100家骨干热处理企业达到国家发改委清洁生产指标体系要求并通过地方政府有关部门认证。全国热处理行业达到节电20亿kWh/年，约合70万吨标准煤/年；减少CO2排放150万吨/年；减少SO2排放1.4万吨/年。

3、创新能力有所增强，热处理生产技术进步明显

“十二五”期间，我国热处理技术装备与工艺材料开发创新能力增强，自主研发出上百项新型热处理工艺装备和数千项技术专利，推广先进技术成绩显著，热处理行业工艺装备水平提升至一个新台阶。AP1000核岛主设备热处理开合炉等先进适用型技术装备技术指标均达到了国内领先水平和国际先进水平，有30项热处理技术装备列入国家发展和改革委员会及工业和信息化部重点节能技术目录和节能产品目录，为热处理行业的节能减排和产业转型升级发挥了有力的技术支撑作用。采用调质取代正火预先热处理量大幅增加，是重视和提高零件热处理质量水平的明显标志，零件调质处理量较5年前增加约一倍；控制冷却正火技术装备的开发和推广，缩小了零件预处理质量的分散度。国产重大装备的关键零件的热处理有重大突破：国家重点攻关的AP1000核岛主设备大锻件热处理项目和高温气冷堆主设备大锻件热处理项目通过鉴定；突破G18CrMo2-6核电汽缸体热处理和Cr9-Cr12型钢的超超临界转子的晶粒度均匀性控制的热处理工艺瓶颈，实现了100万kW发电机超超临界转子热处理及6米轧机支撑辊热处理；代表热处理水平的齿轮热处理工艺提升明显，现在我国齿轮热处理已普遍采用多用渗碳炉、连续渗碳炉、大型井式可控气氛渗碳炉、离子渗氮和可控氮势气体渗氮炉、等温正火炉、高性能感应淬火机床、专用冷却介质及冷速可控淬火槽等，可处理功率达6.5万KW、线速度210mm/s、直径达5m、单件重达20吨的渗碳淬火齿轮；离子渗氮工艺在大型蜗杆及高速齿轮上的应用在国际上属领先水平；感应淬火热处理工艺广泛应用在重机齿轮和铁路机车齿轮上，模数大于62mm的三峡大型升船机齿条成功进行了感应淬火热处理；200km/h、250km/h等多个速度等级动车组齿轮热处理形成批量生产能力，1.65兆瓦风电齿轮、2.5兆瓦风机增速中高速级齿轮现已实现批量生产。

4、我国热处理装备制造形成体系

“十二五”期间。我国热处理装备制造体系基本形成。真空热处理设备、可控气氛热处理设备、热处理设备生产线、IGBT电源和大功率固态感应加热设备、淬火机床、数控淬火冷却设备等均可实现本土化制造。设备类型包括：真空热处理设备（真空加热油淬炉、真空加热高压气淬炉、低压渗碳高压气淬炉、真空回火炉、真空退火炉、真空烧结炉）、真空等离子渗氮炉、可控气氛热处理设备（全密封箱式渗碳炉生产线、1000℃以上高温密封多用炉、大型高温井式渗碳炉、网带渗碳炉生产线、箱式渗氮炉生产线、井式氮势可控渗氮炉、罩式渗氮炉、箱式加热（淬火、回火）炉、井式加热（淬火、回火）炉）、连续式热处理设备（网带炉、辊棒炉、链板炉、推杆炉等）、感应热处理设备、激光热处理设备、淬火冷却设备、专用热处理清洗设备、淬火油烟无害化处理及排放设备、淬火介质冷却换热设备、各类硬度计及金相显微镜、各类传感器及精密测控仪表等。以上设备基本上完善了产品标准（包括行业标准和企业标准），部分产品（设备）已列入国家重点产品目录（如工业和信息化部重点节能产品目录）。我国热处理装备制造的年产值已超过100亿元，在“十二五”期间，以上种类的很多产品出口到美国、欧盟、俄罗斯、印度、土耳其、埃及、巴基斯坦、新加坡、泰国、马来西亚、印度尼西亚、缅甸、越南、朝鲜等国家。

5、初步建成热处理行业中小企业公共服务平台网络

我国目前有专业热处理企业一万余家，规模全部在200人以下，均属于小微型企业，各类服务需求很大。为不断完善对会员企业和热处理行业的服务，中国热处理行业协会在“十二五”期间进一步加强行业公共服务平台建设。在中国机械工业联合会和工信部中小企业司的支持下，中国热处理行业协会被批准为“国家中小企业公共服务示范平台”，针对本行业实际状况组织相关的大专院校、律师事务所、研究院所、行业检测站、重点热处理工业集聚区骨干企业签订协议共建公共服务平台网络，对会员企业提供各类服务。这个公共服务平台网络可向热处理行业提供包括：发布国家法律法规、政策文件，法律法规咨询服务，先进技术装备、工艺材料推广和咨询服务，热处理装备性能检测服务，热处理信息化技术开发咨询服务，淬火介质开发和检测服务，热处理产品质量检验服务，热处理技师、质量检验员和仪表员培训等全方位服务。

  （二）存在差距及原因分析

我国机械产品质量水平与工业发达国家同类名牌产品相比，在可靠性和使用寿命方面依然存在较大差距，涉及的原因是多方面的，但我国目前热处理技术及质量管理水平较低、产品质量稳定性较差是重要原因之一。在热处理过程中精确掌控和随机调整各类工艺参数、气氛成分、表面沉积层化学成分、金相组织及分布状态、产品畸变规律及硬度分布会直接影响机械产品可靠性和使用寿命。在这些方面与先进工业国家热处理相比，还有很大差距，仍然是我国机械工业由大变强的瓶颈之一。其主要原因在于：

    1、热处理加工产业整体上还是多而弱、小而散、管理粗放，不利于产品质量的迅速提高

    我国各地区的热处理加工企业发展差距明显。在劳动生产率方面，广东珠三角热处理企业全员生产率一般可达20万元人民币/人年以上，有些企业的全员生产率可达40万元人民币/人年；上海2014年热处理行业平均劳动生产率约30万元人民币/人年；很多地区热处理企业全员劳动生产率不足20万元人民币/人年。航空航天、军工、重型机械、矿山机械等大型国有企业的热处理规模稍大，而已超过热处理加工厂总数60%的、占主导地位的民营热处理加工企业基本上属小微型企业或家庭作坊式的小生产。以工业水平较先进的无锡市为例，专营热处理加工企业的平均员工数量约20人；上海市热处理企业生产规模参见表1。这些小微企业靠劳动密集型生产，热处理生产管理粗放，工艺质量和生产效率与国外先进水平相比仍存在较大差距。主要表现为“五低”：（1）能源利用率低；（2）设备自动化程度低；（3）生产工艺水平低；（4）精确化生产和质量管理水平低；（5）信息化管理程度低。热处理设备带病运行，传感器和仪表不能按期校验，不同材料和尺寸零件混装，超载装炉，检验手段不全，检验制度不完善，很多企业只用单一的硬度检测，而缺乏金相组织检验手段，也没有相应的技术人才分析热处理产品的金相组织，缺乏稳定的质量管控能力。这些企业自主技术改造能力很弱。由于产业集中度过低，受资金、人才等资源和条件制约，迅速做精做强的动力和活力不足，严重影响着产品质量的快速提高。

表1  上海市热处理加工企业产值统计表

年加工产值

（万元） “十一五”期间(324家) “十二五”期间（260家）

企业数量 比例（％） 企业数量 比例（％）

＞1000 13 4 58 22.3

1000～500 40 12.4 91 35.0

500～300 81 25,0 62 23.85

＜300 190 58.6 49 18.85

2、热处理技术创新能力仍较弱，两化融合进程缓慢

“十二五”期间，我国热处理行业的热处理工艺装备和工艺技术的先进程度有了较大提升，但由于热处理工艺及设备自主创新能力仍不强，总体上热处理技术还相对落后，尤其是两化融合进程缓慢。工业发达国家热处理行业中高压气淬真空炉、真空渗碳高压气淬炉、控制气氛多用炉、保护气氛热处理生产线等先进装备占热处理设备总量的75%～85%，而我国热处理行业仅达到30%左右。工业发达国家80%以上的热处理设备采用计算机或计算机在线控制，自动化生产已成为热处理生产线的标准配置。在欧美以及日本现在已经有很多数字化真空热处理车间、实现了无人值守，由机器人和计算机对热处理全过程实行工艺参数和过程的全面控制，在一条生产线上可组合多用炉、渗氮炉、清洗机、回火炉等各种热处理设备，使生产线的功能更具多样化，提高设备的综合利用率，实现工艺参数和质量的在线精密精确控制。这种系统还可设置优先等级，确保需要的产品优先完成。料车装卸料定位采用编码器定位，料车行走采用激光定位，定位精度可以达到每百米±1mm。感应加热设备更加注重自动化和测温控制，测温装置可随感应器移动时时监控，强导磁体的应用适应着各种异型加热面。热处理产品质量稳定性和重复性好，性能的离散性小，热处理硬度散差可控制在±0.5HRC范围，渗碳层均匀性能达≤0.1mm，产品经热处理后，力学性能优良，从而形成为国际品牌热处理企业及知名品牌设备。而我国则因设备可靠性差、材料化学成分波动性大、淬火介质可选择性不足、工艺技术不先进、人工操作多等因素，热处理产品质量离散性大，热处理件硬度仅能控制在±1HRC范围，产品质量稳定性差。因此，需要通过技术创新，不断提高自动化、数字化水平，优化热处理工艺过程，以实现优质、高效、清洁和精确热处理。表2列出了我国几种典型的热处理技术装备与工业先进国家的差距。

表2  我国热处理技术装备与工业先进国家的差距

3、热处理企业能源管理制度不完善，环保措施薄弱，节能环保型热处理装备普及率偏低

欧美的热处理企业均制定有严格的热处理工艺制度和健全的能源管理措施，能源利用体现出碳交换原则——采用阶梯电价方式，热处理厂实行每年年初预计电费，若年终用电少于预计，则电费计费标准还会降低。我国热处理行业在“十二五”期间不断推行节能减排和清洁生产技术，取得一定的成果，“十二五”末热处理平均综合能耗降至500 kWh/t，但仍高于工业发达国家30%以上。原因一方面是很多企业的节能制度不健全；另一方面，小型企业因设备改造更新资金不足，尚多用高耗能加热设备，环保治理不力，未达到预期的治理效果。我国每年热处理耗电总量达200多亿kWh，消耗燃油100多万吨，天然气和液化气约400亿Nm3，淬火油10万余吨；总计约合每年耗能4000多万吨标准煤；排放二氧化碳约8000万吨/年。在工业发达国家，热处理车间排烟气系统完善，在厂房外有集中烟气处理设施，能保证排放达标。零件淬火后彻底清洗除油，可避免回火时产生油烟。零件清洗施加超声波、采用加热系统和循环风扇，完成清洗后，用风机排除水汽。风机后接有冷凝系统，可将水分冷凝后送回水槽循环使用。有贯通式连续清洗机，类似热处理网带炉，适用于大批量零件淬火后的清洗。我国的热处理企业，真空清洗、超声波清洗、烟气处理设备的普及率不到1%，烟气排放和处理设施尚不完善，致使大量温室和有害气体（CO2、SOX、NOX）直接向大气排放。

4、热处理共性技术研发不足，技术储备匮乏，影响高端设备和技术创新

当前，我国热处理行业还明显存在着主要依靠引进国外先进热处理设备和热处理技术来提升生产技术水平的问题。在科研和生产中存在重传统、模仿，轻基础、创新，重硬件、轻软件倾向。由于共性技术研究缺失，导致无法解析工程应用中的一系列难题，使新技术产业化提高缓慢，企业核心竞争力弱，后劲乏力。在引进技术和设备方面，我国引进费用和消化、吸收之比约为10:1，而韩国、日本为1:10。由于执行技术引进政策的失误，热处理行业曾走过“引进、仿制、落后、再引进”的歪路，而韩日则通过“引进、消化、吸收、创新”之路，建立了自主的知识产权和技术体系。我国一方面是企业满足于通过引进设备增强市场竞争力的现状，另一方面又缺少通过自主创新、工艺优化改进，实现超越的思想观念；一方面共性技术的研究落在了企业肩上，另一方面企业技术基础差，力量薄弱，人才缺乏，资金不足，未形成与高校或科研院所联合开发创新的机制和平台；一方面对热处理共性技术研究的人力/物力投入不够，未建立起共性技术研究体系，使基础性与共性技术研究弱化，行业基础数据的传承、跟踪、积累和共享机制不健全，也是阻碍热处理行业快速发展的一个重要因素。我国亟待重视热处理基础理论和共性技术研究，在当前材料科学和相关学科的科研成果基础上，结合热处理生产实际需求，广泛采用信息技术，才能逐步优化热处理生产技术和不断研发创新热处理技术。研究在不同温度场、压力场下，各类气氛与金属表面反应变化规律，优化和研发新型化学热处理技术和各类新型加热元件及辅助材料；研究在各类新型冷却介质下，热处理产品的组织变化规律及变形规律，更有效的提高热处理产品质量；建立各类相关数据库，为热处理工艺和装备信息化、数字化创造必要的技术基础。

5、高校取消热处理专业，职业院校招生困难，造成高级科研、研发人员断档，企业技术人员和高技能工人短缺

热处理企业十多年来发展迅速，热处理加工企业如雨后春笋般涌出，致使热处理技术人员和高技能操作人员严重缺乏。对上海、江苏、浙江和广东这些热处理条件较好地区的初步统计，热处理技术人员和高级人才（高级工、技师、高级技师）的比例低于企业总人数的6%，按国家要求的15%比例相差甚大，一些民营企业甚至无专业的技术人员，尤其是操作工人中农民工占绝大多数。“十二五”以来热处理行业以真空热处理、可控气氛热处理、感应淬火生产线等配备数字控制的先进设备明显增加，由于专业技术人员匮乏，操作人员不熟悉新技术装备，热处理工艺优选困难，新技术不易推广，新型装备潜力得不到发挥。面对不断出现的新产品，使用保守的老工艺，使新材料的性能潜力得不到发挥，即便更新设备，产品质量水平却不能明显提高。“十一五”期间，一些民营企业纷纷聘请大专院校、研究院所或国企退休专家，技术人才问题得到一时缓解，但到“十二五”末期，这些人年事已高，难于在生产一线坚持工作，企业技术人材短缺更雪上加霜。目前，热处理行业面临着一方面热处理技术人员特别是高级工缺乏，另一方面出现热处理企业留不住技术人才，而且由于人员流动大，热处理员工上岗培训也不易实现。高等职业院校、中等专业技校以及技工学校毕业生是很受热处理企业欢迎的技能人才来源，但这些学校的热处理专业连年招生不足，这需要国家教育部门在专业招生培养政策（待遇和补贴）上考虑倾斜。