航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域高溫真空熱處理爐廠家能力研究分析

文韜

摘要：依據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)，對(duì)真空熱處理爐廠家的產(chǎn)品的質(zhì)量、能力等方面進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：高溫;真空;熱處理

1、高溫真空熱處理爐的定義及應(yīng)用

真空熱處理是當(dāng)今發(fā)展較快的熱處理技術(shù)，主要是材料在固態(tài)下，通過(guò)加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)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(zhì)量好、節(jié)能效果顯著、污染排放少等特點(diǎn)。在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)以及航空航天、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等軍工體系內(nèi)有廣泛應(yīng)用。

在高溫的條件下，金屬表面會(huì)與空氣中的氧氣、水蒸氣、二氧化碳?xì)怏w等物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，所生成的物質(zhì)嚴(yán)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(shù)和熱處理技術(shù)兩種專業(yè)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，有效提高產(chǎn)品材料的品質(zhì)。

真空熱處理的主要關(guān)鍵指標(biāo)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(biāo)、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(gè)領(lǐng)域，隨著國(guó)內(nèi)精密制造和國(guó)防軍工的發(fā)展需求，得到廣泛的推廣和應(yīng)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(shù)分析探討。

2、國(guó)內(nèi)外廠家情況以及能力介紹

2.1 國(guó)內(nèi)外廠家介紹

目前在國(guó)內(nèi)使用的高溫真空熱處理爐熱處理溫度品牌分為全進(jìn)口、合資、國(guó)產(chǎn)等品牌三大類：

進(jìn)口廠商為IPSEN、ALD、TAV、BMI、ECM、PVA等等。硬件配置上區(qū)別不大。

合資廠商主要有益發(fā)施邁茨、上海合智、蘇州愛(ài)力得欣安等，結(jié)合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的特點(diǎn)有所更新和改進(jìn)，但主要技術(shù)來(lái)源依托上述的國(guó)外廠家，

國(guó)產(chǎn)廠商比較多，主要有沈陽(yáng)真空所、北方華創(chuàng)、蘭州真空、機(jī)電所、華海等廠家，但是設(shè)備質(zhì)量和穩(wěn)定性較國(guó)外設(shè)備仍存在一定差距。

2.2 國(guó)內(nèi)外廠家技術(shù)能力對(duì)比

2.2.1國(guó)際品牌的廠家能力比較：

（1）法國(guó)BMI 工業(yè)爐，主要產(chǎn)品為真空氣淬爐、真空油淬爐、真空滲碳及氮化爐，在國(guó)內(nèi)航空航天企業(yè)有較多應(yīng)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(yè)內(nèi)真空熱處理爐的大部分規(guī)格及參數(shù)要求，所有爐型都能滿足AMS2750E的標(biāo)準(zhǔn)要求。該公司非標(biāo)設(shè)計(jì)能力很強(qiáng)，

熱區(qū)全都是采用奧地利Plansee熱區(qū)，并能夠提供Plansee獨(dú)家供貨的證明文件。研發(fā)控制軟件系統(tǒng)主要采用PLC控制及HMI軟件系統(tǒng)，屬于主流控制及便于后期維護(hù)升級(jí)，而且可以根據(jù)客戶的要求采用不同品牌PLC品牌進(jìn)行深度定制，滿足客戶特殊要求。

（2）Ipsen工業(yè)爐分為美國(guó)Abar Ipsen工業(yè)爐 和德國(guó) Ipsen工業(yè)爐。一般來(lái)講美國(guó)Abar Ipsen的金屬屏爐子會(huì)更加出名，因?yàn)槲覈?guó)航空航天企業(yè)以前大部分IPsen的爐子都是美國(guó)Abar Ipsen的爐子，但是由于美國(guó)對(duì)于中國(guó)航天企業(yè)的一些限制政策原因，近幾年航空航天很少能夠買到美國(guó)Abar IPSEN的爐子，所以現(xiàn)在買的進(jìn)口的基本都是德國(guó)Ipsen的爐子。另外由于德國(guó)IPSEN相對(duì)昂貴的價(jià)格。IPSEN的優(yōu)勢(shì)在于比較全面的熱處理爐型，能夠滿足航空企業(yè)不同產(chǎn)品的要求，軟件由主要是自己研發(fā)專業(yè)熱處理軟件，滿足相關(guān)AMS2750E的要求。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，做工精細(xì)。目前進(jìn)口IPSEN的售后服務(wù)工作主要由Ipsen上海公司提供相應(yīng)的售后服務(wù)。

（3） 德國(guó)ALD真空爐以生產(chǎn)真空熔煉爐為主要的設(shè)備，在真空熱處理爐業(yè)績(jī)據(jù)較少。西科沃克和TAV這兩個(gè)品牌在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也比較多，他們主要是通過(guò)價(jià)格來(lái)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，同等規(guī)格的爐型基本上能夠比BMI和Ipsen的便宜30%左右。這其中的價(jià)格首先是爐子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)用料及不同國(guó)家的人工成本上體現(xiàn)出來(lái)的差距。西科沃克在中國(guó)有全資子公司，能夠提供相當(dāng)一部分的售后服務(wù)，而意大利TAV目前在國(guó)內(nèi)沒(méi)有子公司，售后服務(wù)的及時(shí)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(yè)爐屬于由德國(guó)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(chǎn)絕大部分的德國(guó)Ipsen爐型，但是主要的產(chǎn)品還是集中在真空氣淬或者退火等產(chǎn)品，油淬爐在航空航天企業(yè)的業(yè)績(jī)較少。其最出名的產(chǎn)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(jù)德國(guó)方面給出的圖紙進(jìn)行國(guó)內(nèi)生產(chǎn)組裝，不具備研發(fā)能力，有一定的售后維護(hù)能力，但主要還是來(lái)源于德國(guó)工廠的技術(shù)支撐。

（2）益發(fā)施邁茨工業(yè)爐（上海）有限公司屬于德國(guó)IVA-SCHMETZ集團(tuán)，目前主要生產(chǎn)德國(guó)Schmetz品牌真空爐，目前可以提供大部分規(guī)格的真空熱處理爐，有熱區(qū)設(shè)計(jì)和裝配能力。如果有必要，德國(guó)總部可以給予相應(yīng)技術(shù)支持。控制系統(tǒng)目前有德國(guó)原設(shè)計(jì)的TMS熱處理軟件和自己研發(fā)的基于TMS熱處理軟件給航空航天企業(yè)特別定制的專用熱處理軟件。

（3） 蘇州愛(ài)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(yè)績(jī)據(jù)較少。上海合智熔煉屬于美國(guó)康薩克出來(lái)的技術(shù)骨干成立的工廠，總部在上海，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，二者對(duì)于主要是著力于真空熔煉爐的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

2.2.3國(guó)產(chǎn)品牌的廠家能力比較：

國(guó)產(chǎn)廠商如沈真所、北方華創(chuàng)、蘭州真空、機(jī)電所、華海等硬件配置都可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行選配，但設(shè)備質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性較國(guó)外廠家還有待加強(qiáng)，在達(dá)力提倡國(guó)產(chǎn)替代的背景下在航空航天和航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用逐漸增加，能力還有待進(jìn)一步加強(qiáng)與提升。

3、高溫真空熱處理爐的發(fā)展方向探討

目前，高溫?zé)崽幚頎t廠家針對(duì)設(shè)備核心硬件的配置基本上實(shí)現(xiàn)了全球資源共享，區(qū)別在于軟硬件的結(jié)合和應(yīng)用方面的差距，預(yù)計(jì)廠家后續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)主要會(huì)著力于制造能力、控制軟件和自動(dòng)生產(chǎn)能力的智能化等方面。

（1）制造的智能化：設(shè)備將進(jìn)行模塊可擴(kuò)展化設(shè)計(jì)，縮短交貨周期，且便于設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，現(xiàn)場(chǎng)組裝模塊化，采用快接，快拆的方式，快速完成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的組裝及交付。

（2）功能控制的智能化：增加設(shè)備相關(guān)的傳感器，對(duì)設(shè)備各個(gè)硬件信息收集，故障診斷，對(duì)壽命進(jìn)行預(yù)判。增強(qiáng)專業(yè)工藝軟件的功能，提供大數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)熱處理工藝進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。

（3）連續(xù)生產(chǎn)的智能化：設(shè)備將采用半自動(dòng)/全自動(dòng)控制裝料、卸料，可建線，提升生產(chǎn)效率。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)科技水平和國(guó)防軍工水平的不斷提高，對(duì)高端高溫真空熱處理爐的需求亦十分迫切。雖然經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累以及國(guó)際間的學(xué)習(xí)、交流、合作，我國(guó)在高溫真空熱處理的方面發(fā)展獲得了很大程度的改善和技術(shù)提升，但是相對(duì)于國(guó)外廠家的設(shè)備在質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性方面函待進(jìn)一步提高。

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