原標題：重磅！第四屆熱處理裝備用戶調查分析報告
2021年12月，小編在“熱處理生態圈”發布了一份 “第四屆熱處理裝備用戶調查分析報告”的預熱文章， 當時承諾大家我們將在1月發布該完整文章，現在就給大家兌現諾言。
行業規劃
新產品、復雜產品的熱處理都對熱處理裝備提出了更高的要求，幫助用戶在更短的時間內挑選出合適的熱處理裝備是媒體和行業組織應盡的義務。經中國熱處理行業協會指導，北京國際熱處理展覽會組委會和金屬加工雜志社共同發起了“第四屆熱處理裝備用戶調查”，旨在為熱處理裝備制造企業在產品的研發與改進、營銷策略的科學制定以及熱處理裝備用戶企業在選購產品等方面提供可靠的參考依據。
熱處理是裝備制造的基礎工藝之一，也是提升機械制造水平的核心技術，熱處理行業發展環境和產業技術水平，對于我國實現制造強國戰略目標具有直接影響。“十三五”期間，我國熱處理行業在國家一系列發展規劃和《熱處理行業“十三五”發展規劃》指導下，注重供給側結構性改革，以建設質量控制嚴格、科技含量較高、掌握核心關鍵技術的“專、精、特、新”企業為基點，以綠色制造和服務型制造為方向，以數字化和網絡化為重要抓手，以熱處理智能制造為目標，緊跟國際同行業先進水平，不斷創新發展熱處理基礎工藝技術與裝備，著力推廣先進技術裝備，推動了智能制造、綠色制造、技術創新、質量品牌、規范化管理等各類示范企業建設，推進了熱處理行業規范化發展，有效淘汰落后產能，節能與環保成果顯著，產業轉型升級初見成效，產業集中度明顯提高，熱處理生產能力、技術水平和產品質量大幅提升，為建設制造強國提供了有力支撐。
“十四五”時期是我國全面開啟社會主義現代化強國建設新征程的重要機遇期，是“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯期，不僅是實現“制造強國”宏偉目標的關鍵階段，還面臨新冠疫情進一步蔓延和一些發達國家謀求制造業回流的經濟逆全球化可能引發全球產業鏈、供應鏈斷鏈風險的國際新 形勢。面對這樣百年未有之大變局，熱處理作為裝備制造業產業鏈中不可或缺的關鍵環節，如何提升產業基礎能力和產業鏈現代化水平，打好產業基礎高級化、產業鏈現代化攻堅戰，熱處理行業責任重大、任務艱巨。
目前，受到環保、加工成本和生產效率等多種因素的影響，高耗能、高污染的熱處理工藝技術已逐步被新工藝替代，升級換代后的熱處理裝備必定更加得到市場的認可。為了準確把握并服務用戶需要，為用戶選購設備時提供相對合理的決策依據和參考，在設備生產商與設備用戶間搭建橋梁，2021年在全國范圍內開展了“第四屆熱處理裝備用戶調查”，并依此調查形成報告，力圖繼續做好設備生產商與用戶間的紐帶和堅實橋梁。
調查群體情況統計
本次調查歷時兩個月，重點針對熱處理裝備用戶企業進行了調查，共收到有效反饋調查問卷 3229 份。反饋調查問卷大多來自中等規模以上企業（ 500 人以上），且民營企業約占一半；行業分布主要來自汽車、摩托車、熱處理專業廠、工程機械、農機制造及冶金等。調查群體主要來自用戶企業的中高級技術管理人員和部分企業負責人，對設備選購有決策權或決策影響權的占到 50%以上。
2.1 企業類型
調查群體所在企業類型總體分布情況見表 1。
調查群體所在企業規模總體分布情況見表 2。
2.2 行業分布
調查群體所在行業分布情況見表 3。
2.3 層次分布
本次調查了行業人員在設備采購過程中所承擔的角色，具體結果見表 4。
同時，對參與調查的人員具體所屬部門也進行了統計，結果如圖 1所示。
圖1 調查者所屬部門
從圖 1和表 4可以看出，本次調查基本覆蓋到了絕大多數熱處理裝備應用相關部門，從調查群體在設備采購過程中所承擔角色來看，參與此次調查的人員對熱處理裝備的投入需求是有話語權的。研發部、質檢部以及工藝制造部的決策影響占一大部分比重，一方面說明了在“十四五”期間，各個企業都注重綠色可持續發展，對質量安全設備更看重，有利于推動行業健康發展中研發部和工藝制造部的影響是舉足輕重的；
另一方面也說明了我國熱處理行業的自主研發意識越來越強，創新意識提高。調查所得到的一些數據基本客觀反映了近幾年的市場情況，能為熱處理裝備制造企業在產品的研發與改進、營銷策略的科學制定上提供參考，為熱處理裝備生產企業和用戶在把握市場整體情況和選購產品等方面做好向導。
“十三五”“十四五”期間熱處理裝備的應用情況
應用市場對熱處理裝備的持續需求是表征熱處理行業健康發展的標志，此次調查專門設置了“十三五”“十四五”期間熱處理裝備投入情況的選項，以期對熱處理裝備市場過去五年和未來五年的需求有整體的把握和了解。“十三五”期間，我國熱處理行業在淘汰落后產能和加強環境保護兩方面發力治理，對一些污染大、能耗高、產能低的企業進行了關閉和改造。從圖 2可以看到，低效率、高能耗、重污染的老式鹽浴爐（ 23.6%）、傳統箱式爐（ 26%）和老式井式爐（ 20.3%）首當其沖地被淘汰掉。
不同熱處理裝備
圖2 “十三五”期間各企業淘汰熱處理裝備情況
取而代之的是箱式多用爐、真空爐、連續式熱處理生產線以及感應淬火機床在“十三五”期間投入較大，分別有 16.9%、 20.3%、 18.0 %和 17.5%的用戶進行了投入（見圖 3）。淘汰落后產能的同時，眾多企業加大了先進熱處理裝備的投入（見圖 4），接近 86.1%的企業都先后有新設備投入生產， 38.8%的企業有較大的投入。經過一系列的產業調整措施的施行，使得熱處理產業更加符合國家產業布局，行業總體技 術裝備水平明顯提升。
圖3 “十三五”期間各企業各類熱處理裝備投入情況
圖 4 “十三五”期間各企業熱處理裝備投入情況
據統計，到“十三五”末，全行業熱處理生產設備約 20萬臺（套），其中電加熱設備約占 80%，燃氣加熱設備約占 20%，電加熱設備裝機容量約 2500萬 kW。熱處理工藝裝備數控化率達到 80%，熱處理設備和工藝材料銷售營業額約 200億元 /年。
“十三五”喜人的設備投入趨勢，在“十四五”期間依然強勁（見圖5），從中可以看到有34.4%的參與調查企業“十四五”期間將有較大設備投入的計劃，33.5%的參與調查的企業會維持 在“十三五”的投入水平，32.1%的被調查企業會有較少的設備投入計劃，整體看來，熱處理行業的設備投入在整個十年期是十分可觀的。
圖 5 “十四五”期間各企業熱處理裝備計劃投入情況
在細分領域中，“十三五”期間投入較大的 比例靠前的行業分別是：風電63.3%、航空航天及軍工61.4%、熱處理專業廠58.7%，以及工程機械49.1%，有近半數甚至半數以上的企業都有較大的投入，受補貼政策的影響，風電領域的熱處理裝備投入尤為明顯，而因為汽車行業汽車（尤其是燃油車）銷量下滑的影響，汽車及相關零部件企業在熱處理裝備上的投入數量比例略低于行業平均數，“十三五”期間投入數量較大的企業約占31.7%。“十四五”期間的投放預期數據較“十三五”的投放有小幅下降。
在細分領域（對照“十三五”）中：風電69.2%、航空航天及軍工56.8%、熱處理專業廠50.8%，以及工程機械41.8%，汽車及相關零部件31.1%。除風電領域外，其他領域雖均有不同程度的小幅下降，但總體情況向好。理化檢驗技術水平是衡量一個國家科學技術水平和社會發展水平的重要標志之一，熱處理最重要的三點是化學成分、金相組織和力學性能。
到“十三五”末，通過GB/T 19001質量管理體系認證的熱處理企業達到100%，部分熱處理骨干企業還通過了GB/T 18305（ISO/TS 16949）《質量管理體系 汽車生產件及相關服務件組織應用GB/T 19001的特別要求》和CQI-9《特殊過程：熱處理系統審評》等認證和評審。正是這種對熱處理更深層的理解和標準體系的完善，企業的生產檢驗手段不斷提升，在“十三五”期間，理化檢驗設備的投入是最可觀的，接近44.1%的被調查企業都有理化檢驗設備的投入，縱觀行業也可以欣喜地看到：金相檢驗儀器已經普及，直讀光譜儀大量應用，在線硬度檢測手段正在推廣，無線實時溫度跟蹤測試記錄儀（黑匣子）已越來越多的用于爐溫均勻性檢測。
隨著企業對機械零件質量的重視，理化、檢驗設備逐漸在企業多了起來，很多企業也成立了自己的理化室。理化檢驗設備的投入在“十四五”期間依然是企業最看重的一項，有40.8%的被調查企業依然會在未來五年大力投入理化檢驗設備。從大的方向來看，這項數據與熱處理行業規范化管理，對熱處理生產過程與熱處理質量的全面控制，以實現熱處理行業高質量發展的目標是一致的。熱處理技術裝備能耗較高，且涉及高溫、低溫、腐蝕及有害排放等苛刻工作環境，運行時操作 參數眾多且又交互影響，需借助多種傳感器和軟硬件組合方式實現高精度的可靠控制和運行。而要實現綠色化的要求，還必須要控制能耗和排放，這些都需要依靠系統設計和配套技術實現關鍵結構制造，獲得高性能指標。堅持綠色制造、節能減排是熱處理行業“十三五”期間的重點工作。
從圖2、圖3對比可以看出，箱式爐的替代和更換比較明顯，這主要是傳統的箱式爐已開始由甲醇+丙烷的滴注氣氛改為新式的氮甲醇氣氛（氮氣+甲醇+丙烷）箱式爐，電加熱方式改為了天然氣加熱，滲碳氣氛由天然氣制作Rx，天然氣代替丙烷。目前，熱處理行業的燃氣加熱熱處理裝備比重達到20%，平均熱效率達到60%，使用天然氣為原料的蓄熱式大型燃氣加熱熱處理爐采用自身預熱式高速燒嘴、脈沖燃燒、時序控制，控溫精度達到±1℃，節能效果明顯，先 進的節能型燃氣加熱爐能耗可降至每噸27.9kg標煤零件。節能降耗、綠色減排、提質增效，實施綠色低碳發展戰略，是熱處理行業實現“碳達峰、碳中和”的必然選擇。
我國的真空熱處理技術在“十三五”期間得到快速發展。真空退火、真空油淬、真空高壓氣淬、真空水淬、真空滲碳、真空滲氮、真空滲鋁、真空磁場熱處理及真空清洗等真空熱處理工藝技術已實現廣泛應用，并己形成不同熱處理工藝組合的真空熱處理生產線及智能控制系統。在調查中，我們可以明顯的看到，“十三五”期間20.3%的調查企業都有真空熱處理爐的投入（見圖3），目前，我國真空熱處理裝備約14000臺，約占熱處理裝備數量的7%。真空（低壓）滲碳高壓氣淬技術在不提高滲碳溫度的前提下，通過實現最大程度裂解甲烷、丙烷等烴類氣體，顯著縮短零件滲碳時間，減小零件畸變，保持零件表面質量，成為真正意義上的清潔、環保、綠色熱處理。
正是真空熱處理的諸多優點，“十四五”期間，將有23.5%的企業計劃在真空熱處理爐上投入（見圖6），真空技術的推廣應用前景廣闊。我國從20世紀50年代中期開始引進感應加熱技術，經過近70年的發展，目前，感應淬火機床普遍向柔性化、自動化、智能化控制方向發展，具有零件識別、能量控制、工藝參數顯示及故障診斷、顯示報警等功能在生產中得到普遍應用。
圖6 “十四五”期間各企業熱處理裝備計劃投入情況
近幾年，中頻感應加熱淬火過程實現了計算機全程監控和探針自動找正，水基淬火介質噴淬工藝自動化程度高且產品質量穩定，顯著提高了生產效率。硬度等力學性能檢測儀器和缺陷無損檢測等檢測手段在生產線上的應用，有力支撐了感應熱處理的技術創新能力和智能化進程。正是技術的進步，推動了“十三五”期間感應淬火機床需求的增加，我們看到17.5%的調查企業都有淬火機床的投入。而在“十四五”期間感應淬火機床需求依然保持高點，有 14.4%參與調查的企業會計劃采購感應淬火機床。
淘汰落后的產能，先進的技術必定會打開市場 需求的缺口。由圖3可以看出，“十三五”期間各企業對于連續式熱處理生產線的投入高達18.0%， 這是“十三五”布局調整的成功體現。“十三五” 期間，熱處理行業加大對傳統生產技術和管理模式進行信息化和數字化改造，提高熱處理生產過程的數字化、網絡化、智能化水平。軸承、標準件及汽車零部件等熱處理生產數字化程度達到90%。汽車齒輪件毛坯等溫正火的推盤爐、網帶爐及鑄鏈爐等自動化生產線，采用工業計算機集散式控制系統對整條生產線自動控制和監視，實現了生產線的數字化控制運行。控制氣氛密封箱式多用爐（滲碳、碳氮共滲）生產線、控制氣氛連續式熱處理（正 火、退火、調質、滲碳、光亮淬火）生產線等在“十三五”期間得到迅猛發展，高性能、高效率的環形熱處理生產線、真空低壓滲碳高壓氣淬生產線等也得到了規模化的應用。這種勢頭在“十四五” 期間依然增長強勁，“十四五”期間各企業對于連續式熱處理生產線的投入高達18.8%（見圖6），甚至超過“十三五”的需求。
“十三五”期間，金屬加工雜志社與中國熱處理行業協會先后于2018年和2020年舉辦了兩場大型的滲氮、滲碳技術交流會，對化學熱處理的市場和技術需求有了一個整體的認識和摸底，控制氣氛熱處理在國內已得到普及，從業技術人員亟需更多的技術交流。
同樣，在熱處理裝備的投入上，由圖3可見，精密滲氮爐和大型井式滲碳爐兩項就有12.7%的投入，而在圖6顯示的 “十四五”期間各單位的設備計劃投入上，兩項之和占比達到了15.6%，呈上升趨勢。目前，我國熱處理行業各類控制氣氛熱處理裝備約30000多臺（套），最終熱處理少無氧化加熱零件比重已達70%以上。高溫快速深層滲碳和氮勢可控滲氮技術已用于生產，滲碳工藝模擬等技術得到迅猛發展。多用滲碳爐、連續滲碳爐、大型井式可控氣氛滲碳爐、離子滲氮、可控氮勢氣體滲氮爐等得到普遍推廣應用。下面聚焦一些主要應用領域，分行業對比參與調查者所在的各企業對熱處理裝備在“十三五”“十四五”期間的投入情況。
（1）檢測、理化設備各企業“十三五”“十四五”期間需求變化不大，但是大多都處在40%～50%這個區間內（見圖7），行業需求強勁，這與熱處理行業規范化管理，對熱處理生產過程與熱處理質量的全面控制，以實現熱處理行業高質量發展的目標是一致的。
圖7 各企業檢測、理化設備在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 2）感應淬火機床 其需求主要集中在工程機械、風電、機床、零部件、汽車摩托車和熱處理專業廠，“十三五”“十四五”期間工程機械和風電行業需求較大（見圖 8），“十四五”期間風電有所回落，這與國家對新能源的政策支持是分不開的。值得注意的是，零部件和汽車、摩托車行業在“十四五”期間的需求有所下降，而熱處理專業廠在“十四五”期間需求是增長的，這也代表了當前企業的一種趨勢，熱處理外委交給更專業的熱處理廠加工會越來越普遍。
圖8 各企業感應淬火機床在“十三五”“十四五”期間投入對比
（3）真空熱處理爐各企業“十三五” “十四五”期間需求變化不大（見圖9），但整體上都保持著強勁的需求，除了航空航天領域對高端真空熱處理爐需求旺盛外，汽車零部件行業也需要批量生產的真空熱處理以及低壓滲碳設備，模具、風電、核電、鐵路、城市軌道交通車輛等行業零件需要精密控制和大型真空熱處理設備，齒輪、軸承、緊固件以及各種工程機械、建筑機械的重要關鍵件將廣泛應用真空熱處理。
圖9 各企業真空熱處理爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 4）大型井式滲碳爐 各企業“十三五”“十四五”期間需求變化不大（見圖 10）。由于風電行業“十三五”期間需求旺盛，由此帶動上游的工程機械的需求也在高點，而大型工件、長軸類工件的熱處理方面，至今沒有可以替代的其他爐型，所以這兩個行業對于大型井式滲碳爐的需求明顯占比更高 。
圖10 各企業大型井式滲碳爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 5）精密滲氮爐 各企業“十三五”“十四五”期間需求較大（見圖 11），從圖 11可以看出，各企業在淘汰落后熱處理產能上的力度非常大，工程機械、軌道交通、風電、航空航天及機床工具等行業的需求依然旺盛，數字化水平、環保排放等大的行業趨勢不會變，精密滲氮爐的需求會保持一個高點。
圖11 各企業精密滲氮爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 6）底裝料立式多用爐 各企業“十三五”“十四五”期間需求變化不是很大（見圖 12），作為精密熱處理設備，汽車、航空航天、軍工、工模具、精密零部件和熱處理專業廠都有相應的投入， 航空航天領域一直在推廣底裝料立式多用爐替換鹽浴熱處理爐，“十四五”期間的需求有上升的趨勢。
圖12 各企業底裝料立式多用爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 7）井式爐 在工程機械、冶金、工模具、 風電、船舶、軌道交通及石油化工等行業的熱處理加熱淬火和滲碳淬火有廣泛的應用，相比于“十三五”，“十四五”期間對于井式爐的投入，各行業有所下降（見圖 13）。因為工件從井式爐中吊出至轉移到淬火槽的過程中，高溫工件在空氣中轉移，不僅高溫輻射存在危害和安全隱患，而且使用開放油槽淬火，淬火時產生大量油煙，所以會對環境產生很大的污染。在安全生產和環保排放兩大壓力下，以及實現數字化車間的需要，對我國熱處理行業現用的井式爐技術改造，盡快研發應用帶移動鐘罩的數字化井式爐，是“十四五”期間熱處理裝備改造的重點之一。
圖13 各企業井式爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 8）連續式熱處理裝備 各企業“十三五”“十四五”期間需求變化不大（見圖 14），但是很強勁。這得益于我國制造業近幾年整體保持快速增長，作為產業鏈上不可或缺的關鍵節點，基礎零件熱處理的需求仍將保持穩定增長并凸顯高端化，給連續式熱處理裝備的需求提供了機遇。
圖14 各企業連續式熱處理裝備在“十三五”“十四五”期間 投入對比
（ 9）推桿爐 雖然各企業“十三五”“十四五”期間需求變化不大（見圖 15），但是總體投入并不高，這與料盤反復進爐加熱和出爐冷卻，造成較大 能量損耗的局限性不無關系。未來熱處理溫度精準控制，發展綠色低碳的熱處理產業體系，是熱處理行業發展的重要方向。
圖15 各企業推桿爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 10）網帶爐 多用于中小型零件，市場占用率并不低，隨著精密熱處理工藝成為主流，各企業“十四五”期間需求相比于“十三五”稍有下降，下降幅度并不大（見圖 16）。
圖16 各企業網帶爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（ 11）箱式爐 各企業“十三五”“十四五” 期間需求并不小，但總體上“十四五”相比于“十三五”是呈下降趨勢（見圖 17），箱式爐的替代還是十分明顯的。
圖 17 各企業箱式爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
（12）箱式多用爐 “十三五”“十四五”期間，各企業對箱式多用爐的需求變化不大（見圖18），但是需求占比處在高位，很多原來由井式爐、箱式爐生產的企業，都更新為先進可靠的多用爐、可控氣氛多用爐。密封箱式多用爐中零件熱處理環境密封、氣氛易于實現精確控制、工藝靈活可變和產品適應性好。而可控氣氛多用爐生產線上可實現多種熱處理工藝，滲碳降溫淬火、滲碳緩冷、碳氮共滲、淬火、光亮淬火、保護氣氛調質處理、退火等。這些優點，使箱式多用爐在各個領域都得到了廣泛的應用，隨著降低能源消耗，減少裝備運行故障，以及提高產品一次合格率等車間科學管理水平的提升，將促使箱式多用爐的需求旺盛。
圖18 各企業箱式多用爐在“十三五”“十四五”期間投入對比
結束語
在整個國民經濟中，凡涉及機械制造的領域，熱處理是廣泛應用且十分重要的基礎工藝之一。在充分發揮材料潛能，節約能源，進行清潔生產和人類社會可持續發展上，熱處理技術的拓展是絕不能忽視的，熱處理工藝、技術和熱處理裝備的發展必然得到充分重視。
未來五年熱處理行業發展目標：
1）在未來五年要掌握重大裝備大型鑄鍛件熱處理的核心技術，形成重大裝備大型鑄鍛件熱處理穩定生產制造能力，標志性重大熱處理工藝技術和裝備實現自主化，精密控制大裝機容量熱處理生產工藝和成套裝備實現自主化。重大裝備零件熱處理裝備達到國際先進水平， 50%以上規模企業熱處理件一次檢驗合格率達到 98%以上， 60%的高端零件使用壽命和可靠性達到國際先進水平，批量生產的相同零件熱處理后各類質量檢驗結果分散度趨于零。
2）工藝裝備數控化率達到 90%， 30%以上的熱處理企業實現生產管理信息化、熱處理加工數字化，以真空和控制氣氛為主的少無氧化熱處理達到 60%以上，軸承、標準件及汽車零部件熱處理生產自動化程度達到 100%，高檔熱處理工藝裝備能滿足國內需求的 90%以上，工藝模擬技術在大型企業或在重大產品生產中得到普遍應用，工藝數據庫和工 藝優化在大中型企業普遍應用。水溶性淬火介質推廣使用率達到 60%。
3）規模以上企業的熱處理綜合平均能耗降到 350kW.h/t以下，萬元產值電耗降到 2300 k W.h以 下；熱處理燃料爐占比達到 30%，真空滲碳比率達 到 20%，真空滲氮比率達到 10%，骨干熱處理企業全部配置煙氣處理系統，真空清洗技術裝備普及率達到 20%，熱處理單位水耗降到 0.25m3/t以下，以無污染的真空熱處理代替鹽浴熱處理，溫室氣體排放減少 50%，熱處理生產污染物實現零排放。
因此，共同為我國熱處理裝備行業努力的業界同仁務必認清：要將清潔生產和零污染、精確生產和零畸變、少無氧化和少無脫碳，以及開發節約能源的設備和工藝作為熱處理技術發展的奮斗方向。另外，熱處理裝備的發展和投資應著眼于高效益、低能耗、高起點、高水平、低污染和高質量，要以 高技術、嚴管理去競爭中高端市場，爭取高創收和高回報。
參考文獻：中國熱處理行業協會.熱處理行業“十四五”發展規 劃[R].2020.
經過此次調查，眾多熱處理企業榮獲“用戶滿意品牌、發展潛力品牌”獎項，獲獎企業名單公布如下：
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用戶滿意品牌、發展潛力品牌宣布
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來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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