魏興釗
(華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,廣州 510640)
熱處理是先進材料和機械制造的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、基共性技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù),在現(xiàn)代制造業(yè)中是絕對不可或缺的一環(huán),是國家制造能力的重要基石之一。但是長期以來,熱處理技術(shù)一直處于“有形”和“無形”價值方面的低影響力位置,加上長期以來認(rèn)為熱處理生產(chǎn)屬傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的思維定勢和經(jīng)營理念方面的影響,使熱處理行業(yè)經(jīng)常處于不易被關(guān)注的配角位置。然而,關(guān)注和推動熱處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是構(gòu)建現(xiàn)代制造業(yè)重中之義的重要舉措。
廣東熱處理行業(yè)已成為廣東經(jīng)濟發(fā)展版圖中一個頗有發(fā)展活力的重要板塊,必須認(rèn)真探討廣東熱處理行業(yè)如何抓住發(fā)展機遇,以積極的姿態(tài)、創(chuàng)新的理念、持久的動力,緊跟廣東經(jīng)濟的發(fā)展步伐,也為我國熱處理產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展添磚加瓦。
熱處理屬材料的控性和改性技術(shù),是先進制造業(yè)上絕對不可或缺的極其重要的一環(huán)。生產(chǎn)壽命高、重量輕、體積小、功能強及高度可靠的產(chǎn)品是制造業(yè)不斷追求的目標(biāo),熱處理(含表面改性)是通過改變材料的組織結(jié)構(gòu)從而大幅度改變材料性能的工藝環(huán)節(jié),是提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量、保證整機使用性能和可靠性的關(guān)鍵[1]。熱處理加工生產(chǎn)的并非終端產(chǎn)品,但能賦予產(chǎn)品以高附加值,因而其技術(shù)含量和產(chǎn)品增值已承載于加工對象之中,其產(chǎn)生的技術(shù)效應(yīng)和經(jīng)濟效益卻是相當(dāng)可觀的。
《中國熱處理與表層改性技術(shù)路線圖》明確指出,熱處理與表面改性賦予材料極限性能和構(gòu)件極限服役性能,是先進材料和機械制造的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù),屬于國家核心競爭力[2]。
熱處理作為一項共性技術(shù),具有鮮明的跨行業(yè)特征,其服務(wù)面涉及金屬制品業(yè)、普通機械和精密機械制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運輸設(shè)備制造業(yè)、冶金設(shè)備制造業(yè)、電力機械及器材制造業(yè)、智能化裝備和通信器材制造業(yè)等等國民經(jīng)濟重要部門,以及航空、航天、造船和武器裝備等國防建設(shè)部門,在這些行業(yè)中,約80%的零件需熱處理;而對于軸承、齒輪、緊固件、彈簧等關(guān)鍵基礎(chǔ)構(gòu)件的服役可靠性,熱處理絕對不可或缺。
現(xiàn)代熱處理技術(shù)發(fā)展已經(jīng)與時俱進,在其發(fā)展過程中不斷融入種種新問世的技術(shù),如可控氣氛技術(shù)、真空加熱技術(shù)、真空清洗技術(shù)、電磁感應(yīng)技術(shù)、離子技術(shù)、薄膜技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數(shù)字模擬技術(shù)和智能化技術(shù)等,以及無人化生產(chǎn)車間等等。
當(dāng)前,熱處理技術(shù)已經(jīng)形成先進適用技術(shù),在某些細(xì)分領(lǐng)域,熱處理技術(shù)也成為高新技術(shù)。不能再墨守成規(guī)地將熱處理當(dāng)作傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),應(yīng)以發(fā)展的眼光積極推動熱處理行業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)提升。
制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體,助推著經(jīng)濟社會的發(fā)展,是富國之基,強國之本。而熱處理是國家制造能力的重要基石之一,沒有熱處理技術(shù),就沒有現(xiàn)代制造業(yè)?,F(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展,使熱處理生產(chǎn)呈現(xiàn)地位基礎(chǔ)化、生產(chǎn)專業(yè)化、產(chǎn)品高技術(shù)化、服務(wù)個性化和經(jīng)營規(guī)模化的時代特征。
熱處理是機械結(jié)構(gòu)體系中的核心工藝技術(shù),事關(guān)關(guān)鍵基礎(chǔ)構(gòu)件——部件——整機的質(zhì)量和服役壽命,涉及經(jīng)濟可承受性系統(tǒng)中的性能、效能、功能和全壽命期成本,究其實質(zhì),最終將影響全球化背景下的綜合國力的競爭。
在機械結(jié)構(gòu)體系中,關(guān)鍵基礎(chǔ)構(gòu)件類型包括轉(zhuǎn)動構(gòu)件、傳動構(gòu)件和主承力構(gòu)件(如軸承、齒輪、緊固件和彈簧等等)。這些關(guān)鍵基礎(chǔ)構(gòu)件將決定裝備整機的主要功能,體現(xiàn)裝備服役可靠性和工作壽命,也可能因早期失效導(dǎo)致災(zāi)難性后果。而關(guān)鍵基礎(chǔ)構(gòu)件的熱處理將決定整機的性能和壽命。但目前關(guān)鍵基礎(chǔ)構(gòu)件普遍存在的問題是可靠性差、工作壽命低,結(jié)構(gòu)也偏重。
雖然四十幾年來,我國的制造業(yè)發(fā)展迅猛,但熱處理行業(yè)當(dāng)前也還面臨不少問題。主要有:(1)生產(chǎn)上的技術(shù)問題,包括材料問題、設(shè)備問題和工藝問題等,實際上更多的是系統(tǒng)性問題;(2)傳統(tǒng)觀念與現(xiàn)代技術(shù)的碰撞,涉及復(fù)雜的、精細(xì)化的、特殊的體系;(3)行業(yè)認(rèn)知與企業(yè)文化的形成,涉及人才與發(fā)展、技術(shù)與市場,以及品質(zhì)與價格等。
需要特別指出的是,目前國內(nèi)熱處理產(chǎn)值在制件產(chǎn)值鏈中一般僅占1%~2%,遠(yuǎn)無法與制品的最終價值比較,因而在“有形”價值方面易于被人所忽視。熱處理作為制造業(yè)生產(chǎn)鏈上的一環(huán)是必不可少的,但其本身并不是產(chǎn)品,不是產(chǎn)品就難以形成“品牌”,因而不以產(chǎn)品為載體的熱處理技術(shù)往往容易湮沒于生產(chǎn)鏈中,很難創(chuàng)造出自己的“無形資產(chǎn)”。正是熱處理技術(shù)在“有形”和“無形”價值方面的低影響力,加上長期以來認(rèn)為熱處理生產(chǎn)技術(shù)屬傳統(tǒng)工業(yè)的思維定勢和經(jīng)營理念方面的影響,使熱處理行業(yè)經(jīng)常處于不易被關(guān)注的配角位置[3]。因而,重塑對熱處理技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的認(rèn)知顯得相當(dāng)重要。
對此,可以從幾方面認(rèn)識熱處理若干重要概念。
(1)熱處理是一個復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。包括:工藝系統(tǒng)(包括溫度、時間、冷卻和外場等),設(shè)備系統(tǒng)(包括加熱、冷卻以及輔助工序等),材料和物料系統(tǒng),監(jiān)測和控制系統(tǒng),質(zhì)量檢測系統(tǒng),信息管理系統(tǒng)等。這些不同系統(tǒng)涉及材料科學(xué)、物理化學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、機械電子學(xué)、計算機科學(xué)、過程控制學(xué)以及管理科學(xué)等等。歸根到底,是熱處理質(zhì)量控制體系的系統(tǒng)性問題。
(2)熱處理是一道精細(xì)化過程。涉及的范圍有:材料組織結(jié)構(gòu)和性能的精細(xì)控制(包括細(xì)晶粒、均勻態(tài)和第二相等),制件尺寸的精密控制(畸變),制件表層(面)狀態(tài)的精確控制(包括表層硬化狀況、殘余應(yīng)力、表面完整性等)。
(3)熱處理是一道特殊工藝過程。是難以及時準(zhǔn)確評定其質(zhì)量的關(guān)鍵工序。在形成熱處理產(chǎn)品的過程中,操作人員無法用簡便的方法和手段立即判別其質(zhì)量好壞;而在產(chǎn)品形成的最終階段,雖然檢驗試驗符合產(chǎn)品的技術(shù)條件要求,但無法直觀地判斷其內(nèi)在的組織組成和組織形態(tài)。因而存在的質(zhì)量問題在檢測時可能不易被發(fā)現(xiàn),須在交付使用一段時間后才能暴露或證實[4]。
(4)失效分析是完善產(chǎn)品質(zhì)量控制體系的極為重要的環(huán)節(jié)。如上所述,熱處理產(chǎn)品在交付使用前,其內(nèi)在的質(zhì)量問題在檢測時可能不易被發(fā)現(xiàn),因而制件可能在服役過程出現(xiàn)早期失效。對此,必須對已損壞失效的制件質(zhì)量進行追溯分析。通過系統(tǒng)性的失效分析,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷,判斷產(chǎn)品的失效模式,查找產(chǎn)品失效的原因和機理,最后提出預(yù)防再失效的對策,采取強化產(chǎn)品可靠性的措施,以達到嚴(yán)控產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
鑒于熱處理技術(shù)特性,熱處理這個行當(dāng)?shù)募夹g(shù)含量相當(dāng)豐富。熱處理既是理論性頗深的科學(xué),也是實踐性很強的技術(shù)。
凡是擁有著名品牌產(chǎn)品的制造業(yè)企業(yè)都高度重視熱處理技術(shù)的研發(fā),通過大量的投入、持續(xù)研究、不斷改進和長期積累,形成獨到熱處理技術(shù)并加以保密。特別是熱處理生產(chǎn)領(lǐng)域中以表面強化技術(shù)、綠色熱處理技術(shù)和以數(shù)字化為特征的信息化、智能化技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)的融合在近十幾年來獲得重大進展,熱處理產(chǎn)業(yè)在工業(yè)發(fā)達國家國家中的產(chǎn)業(yè)力量中均占有重要的一席。國際工業(yè)界公認(rèn),熱處理技術(shù)是決定制造業(yè)水平及其市場競爭力的核心要素。
當(dāng)前,我國經(jīng)濟已經(jīng)進入《“十四五”發(fā)展規(guī)劃》時期,經(jīng)濟建設(shè)的著力點在于實體經(jīng)濟上,推進產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的高級化,產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化,提高經(jīng)濟質(zhì)量效益和核心競爭力,已成為首要任務(wù)。因而,熱處理行業(yè)也就面臨著新的發(fā)展環(huán)境。國家從制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆妵膽?zhàn)略給熱處理產(chǎn)業(yè)注入新的發(fā)展動力,而戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)成為熱處理技術(shù)發(fā)展的新引擎,綠色制造和智能制造則對熱處理產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來新的機遇。
熱處理產(chǎn)業(yè)面臨新的發(fā)展機遇,造就了當(dāng)前熱處理行業(yè)新的生產(chǎn)形勢。裝備制造業(yè)中各行各業(yè)對高端熱處理需求日益旺盛;國家有關(guān)環(huán)境保護措施的強力推行,各行各業(yè)相關(guān)清潔生產(chǎn)的發(fā)展步伐加快,因而將綠色熱處理技術(shù)的先進工藝與先進的高端化智能化熱處理裝備合成的研發(fā)突顯其重要性和迫切性;這將導(dǎo)致在熱處理生產(chǎn)中,將材料、工藝、裝備、環(huán)境要求等一體化的去落后產(chǎn)能的變革得以迅速推進。對此,圍繞國家的《“十四五”發(fā)展規(guī)劃》,熱處理行業(yè)也制訂了相應(yīng)的《熱處理行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》,提出了行業(yè)的重點發(fā)展方向和工作任務(wù)。
熱處理行業(yè)的重點發(fā)展方向以實現(xiàn)熱處理行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo),以綠色熱處理為基本原則,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為技術(shù)創(chuàng)新手段,推進熱處理產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化,以服務(wù)型制造推進熱處理產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化[5]。
熱處理行業(yè)的智能制造,目的是推進熱處理產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的高級化,采用數(shù)字化和智能化技術(shù)保障熱處理產(chǎn)品的質(zhì)量,使產(chǎn)品既有高的質(zhì)量水平,各類質(zhì)量檢驗結(jié)果分散度也趨于零,以保障熱處理產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。目標(biāo)則是要求生產(chǎn)工藝裝備數(shù)控化達到90%,實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化、熱處理加工數(shù)字化的企業(yè)達到30%以上,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(biāo)準(zhǔn)件和汽車零部件熱處理生產(chǎn)自動化程度達到100%,高檔熱處理工藝裝備能滿足國內(nèi)需求90%以上,工藝模擬技術(shù)在大型企業(yè)或在重大產(chǎn)品生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用,工藝數(shù)據(jù)庫和工藝優(yōu)化在大中型企業(yè)中普遍應(yīng)用,50%以上規(guī)模企業(yè)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。
熱處理行業(yè)綠色制造的目標(biāo)是規(guī)模以上企業(yè)的熱處理的綜合平均能耗降到350 kW·h/t以下,萬元產(chǎn)值電耗降到2 300 kW·h/萬元以下,熱處理燃料爐比重達到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(yè)全部配置煙氣處理系統(tǒng),真空清洗技術(shù)裝備普及率達到20%,熱處理單位水耗降到0.25 m3/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(chǎn)污染物實現(xiàn)零排放[5]。要達到上述目標(biāo),則必須持續(xù)推廣綠色熱處理技術(shù)與裝備。
熱處理行業(yè)服務(wù)型制造的目標(biāo)是深入推進熱處理行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,高質(zhì)量和高效益發(fā)展,努力推進服務(wù)型制造發(fā)展。全行業(yè)必須提供熱處理產(chǎn)品的全生命周期服務(wù),即產(chǎn)品的“孕育——制造——交付使用——跟蹤服務(wù)——失效分析——回收處理”的全過程,從而全方位提升熱處理行業(yè)的市場競爭力,這也是現(xiàn)代制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的體現(xiàn)。
當(dāng)前,對于熱處理行業(yè)的新一輪發(fā)展,必須關(guān)注若干重點工作任務(wù)。
(1)必須補齊熱處理工業(yè)“短板”,加強熱處理產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和熱處理工業(yè)軟件方面的基礎(chǔ)能力建設(shè)。圍繞構(gòu)建熱處理智能制造體系所需的熱處理工藝軟件包和熱處理工藝云、熱處理車間智能制造執(zhí)行管理系統(tǒng)、熱處理工藝效果預(yù)測技術(shù)和熱處理生產(chǎn)能源管理分析技術(shù)等,加快研發(fā)步伐。圍繞航空航天、電力、工程機械、高端數(shù)控機床、高速鐵路及大功率機車等領(lǐng)域的齒輪傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件,突破亟待解決的熱處理關(guān)鍵技術(shù)與裝備方面的難題。
(2)加強技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)和高端工藝裝備的研發(fā)與推廣。對此,必須優(yōu)化以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的熱處理產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系,加強熱處理工程技術(shù)中心的建設(shè),加速創(chuàng)新成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化,建立綠色熱處理制造體系和評價體系,完善熱處理標(biāo)準(zhǔn)化體系,推進國際先進熱處理標(biāo)準(zhǔn)對標(biāo)達標(biāo)工作,提高熱處理公共服務(wù)示范平臺的服務(wù)實效。
(3)推動智能化熱處理車間建設(shè)。這項工作在于推廣數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化的新型熱處理裝備和先進工藝,利用智能制造推動熱處理技術(shù)創(chuàng)新,建立智能化熱處理標(biāo)準(zhǔn)評價體系,促進熱處理的數(shù)字化和智能化發(fā)展,以推動智能化熱處理車間的建設(shè)。
(4)重點開發(fā)推廣數(shù)字化保溫罩轉(zhuǎn)移式大型井式爐。這項工作針對的是我國目前對建設(shè)電站、風(fēng)力發(fā)電、高速鐵路等急切需要的大型工件和長軸類工件的熱處理需求。
(5)加強熱處理技能培訓(xùn),建設(shè)高素質(zhì)的熱處理人才隊伍。當(dāng)前熱處理行業(yè)面臨技能人才匱缺的現(xiàn)狀,而為實現(xiàn)熱處理的“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”轉(zhuǎn)型,培養(yǎng)熱處理技術(shù)與信息化技術(shù)的復(fù)合型人才顯得相當(dāng)迫切。
(6)立足我國熱處理產(chǎn)業(yè)在已建成的比較完整的體系基礎(chǔ)上,加入全球產(chǎn)業(yè)鏈分工體系,融入“一帶一路”,拓展國際市場[5]。
四十幾年前,廣東熱處理行業(yè)幾乎空白,僅有一些國有企業(yè)、科研院所和高等院校設(shè)有附屬熱處理車間或?qū)嶒炇摇V東熱處理行業(yè)的起步,有賴于改革開放時珠江三角洲的家用電器、五金制品和鋁型材等制造業(yè)的急速發(fā)展與強力拉動,當(dāng)時以五金制品和模具熱處理為主要業(yè)務(wù)的熱處理廠點也應(yīng)運而生,其后,熱處理業(yè)務(wù)面逐步涵蓋至汽車零件、輕工機械、車輛配件、電動工具、電子資訊、運動器材、鋁和不銹鋼型材等行業(yè)。終于構(gòu)建起今天的完全由市場經(jīng)濟導(dǎo)向而來的熱處理專業(yè)化生產(chǎn)格局,逐步培育出一個頗具潛力的熱處理專業(yè)化生產(chǎn)市場,催生和造就了一個在制造業(yè)中不可或缺的、市場經(jīng)濟嗅覺靈敏、市場化程度較高的、頗具規(guī)模的熱處理產(chǎn)業(yè)群。
由于制造業(yè)的集群效應(yīng),目前廣東熱處理產(chǎn)業(yè)群基本上沿珠江三角洲地帶分布,主要設(shè)立于東莞、深圳、佛山(重點在南海、禪城、順德等地)、廣州和中山等地。在1990—2005年期間,是廣東熱處理行業(yè)發(fā)展的鼎盛時期,其時生產(chǎn)總值近50億元/年,約占全國熱處理行業(yè)生產(chǎn)總值7%。近十幾年來,廣東地區(qū)熱處理行業(yè)基本處于一個相對穩(wěn)定的發(fā)展階段。近幾年來,盡管宏觀經(jīng)濟形勢時有變化,但珠江三角洲地區(qū)作為重要的經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域,廣東地區(qū)熱處理行業(yè)的陣腳還是相當(dāng)穩(wěn),有的企業(yè)近幾年的經(jīng)營發(fā)展一直呈上行的態(tài)勢。
廣東熱處理行業(yè)由于起步較晚,在工藝技術(shù)與生產(chǎn)裝備方面沒有多大的歷史包袱,絕大多數(shù)廠家擁有的多是先進的生產(chǎn)裝備,這些生產(chǎn)裝備隨著技術(shù)革新的步伐,已經(jīng)越來越適應(yīng)精密生產(chǎn)、節(jié)能生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)的要求。譬如,廣東是全國模具生產(chǎn)大省,作為模具熱處理生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備——真空熱處理爐,即為零排放的清潔生產(chǎn)設(shè)備,是廣東熱處理行業(yè)的主流設(shè)備。目前全行業(yè)擁有量居全國第一,屬全行業(yè)推薦使用的環(huán)保設(shè)備。又如,目前在廣東熱處理行業(yè)中保有量正在不斷增加的密封式可控氣氛多用熱處理爐,主要用于生產(chǎn)汽車零部件和電動工具等高端產(chǎn)品,也屬環(huán)保爐型。近些年來,由于熱處理生產(chǎn)技術(shù)的不斷開發(fā),以及相關(guān)生產(chǎn)裝備的研制成功,低壓真空滲碳技術(shù)已逐步在熱處理生產(chǎn)中得到推廣。這項技術(shù)主要用于熱處理精品生產(chǎn),如機器人減速器零件生產(chǎn)等;低壓真空滲碳也是屬于零排放綠色生產(chǎn)。還有,真空碳?xì)淝逑醇夹g(shù)也得到推廣應(yīng)用,這項技術(shù)同樣屬于零排放綠色生產(chǎn)技術(shù)。廣東地區(qū)已有不少熱處理企業(yè)正在引入低壓真空滲碳爐和真空碳?xì)淝逑礄C進行生產(chǎn)。
可以認(rèn)為,廣東熱處理行業(yè)的成長歷程與發(fā)展態(tài)勢,40年來造就的這個行業(yè)已成為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展中的一個不可或缺的重要角色。很多企業(yè)由于體制順暢,決策能力強,對市場脈搏摸得準(zhǔn),在商機捕捉、產(chǎn)品導(dǎo)入、技術(shù)創(chuàng)新、價格定位、營銷手段上決定自主而迅速,企業(yè)成長性良好。如有的企業(yè)經(jīng)過十多年的奮斗,其熱處理年產(chǎn)值達幾千萬元,這在廣東地區(qū)屬于經(jīng)營得比較好的熱處理企業(yè)。近些年來,有的企業(yè)能跨地域經(jīng)營,如東莞市禾盛金屬科技有限公司幾年前到浙江省設(shè)立新的工廠,新工廠為全綠色化和精益化生產(chǎn),獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。有的企業(yè)在廣東省內(nèi)擇地遷廠擴營,如遷至肇慶市的廣東利泰豐科技有限公司,已成為廣東熱處理行業(yè)的樣板工廠。有的企業(yè)則采用家族式跨地域聯(lián)營模式。更多的企業(yè)近幾年一直在想方設(shè)法擴大生產(chǎn)規(guī)模,引進先進設(shè)備。不少企業(yè)努力向生產(chǎn)高端產(chǎn)品方向發(fā)展。這些企業(yè)都具有相當(dāng)好的生長性。這個產(chǎn)業(yè)群所擁有的產(chǎn)業(yè)能力、技術(shù)積累和經(jīng)營之道,讓眾多從業(yè)者有充分的信心,期待著新的市場機遇,積極去構(gòu)建行業(yè)的新天地。
綜觀現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢、當(dāng)前粵港澳大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、廣東熱處理行業(yè)幾十年來發(fā)展所夯實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、熱處理產(chǎn)業(yè)綠化智能化發(fā)展態(tài)勢等情況,對于廣東熱處理行業(yè)來說,在今后的發(fā)展進程中,或可以將下列幾個關(guān)鍵生產(chǎn)領(lǐng)域作為著力點,建立其較為完整的、具有高度競爭力的細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的生產(chǎn)體系,以嘗試構(gòu)建廣東地區(qū)熱處理產(chǎn)業(yè)新的優(yōu)勢,形成新的市場競爭力。
(1)建立“模具真空熱處理關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)體系”
20世紀(jì)80年代初期,廣東地區(qū)熱處理行業(yè)幾乎是在模具制造的生產(chǎn)潮涌促動下起步的,其時珠江三角洲地區(qū)涌現(xiàn)出來的中小企業(yè)多以生產(chǎn)五金制品和家用電器為主,對各類模具的需求量相當(dāng)大。雖然當(dāng)今熱處理企業(yè)生產(chǎn)的除了模具及其配件以外,還包括大量的機械零部件、汽車零件、電動工具、五金配件、不銹鋼制品等等;但模具熱處理仍然是這個行業(yè)的重要主營產(chǎn)品,現(xiàn)在仍然占有整個行業(yè)約30%~40%的市場份額,大多數(shù)廠點都設(shè)有模具熱處理加工業(yè)務(wù)。
綜觀多年來廣東模具熱處理生產(chǎn)的發(fā)展?fàn)顩r,可謂市場導(dǎo)向特色濃烈。首先,市場快速響應(yīng)能力強。其中,一是模具熱處理品種配套速度快。從早年的小型簡單的冷沖模具,到后來有大量需求的中小型冷沖模具、熱擠壓模和壓鑄模,再到精密的塑料模具,二十幾年來已經(jīng)形成比較完整的模具熱處理生產(chǎn)體系。二是模具熱處理生產(chǎn)周期短。其次,模具熱處理專業(yè)化生產(chǎn)程度高。許多廠家能針對所服務(wù)的模具廠產(chǎn)品類型組織專業(yè)化生產(chǎn),如專做熱擠壓模、壓鑄?;蛩芰铣尚文5炔煌愋蜔崽幚淼哪>摺F鋵I(yè)化生產(chǎn)分工比較明晰,生產(chǎn)特色比較明顯,產(chǎn)品質(zhì)量比較有保證,市場競爭力各有所長。再者,模具熱處理裝備更新?lián)Q代速度快。廣東制造業(yè)的迅速發(fā)展,模具生產(chǎn)市場的激烈競爭,模具熱處理的技術(shù)進步,極大推動了模具熱處理生產(chǎn)裝備的配套完善與更新?lián)Q代。
模具是高端熱處理與表面處理設(shè)備和新技術(shù)應(yīng)用和重要領(lǐng)域,現(xiàn)階段我國模具制造成本中,熱處理(含表面處理)成本占5%~8%。我國“十三五”期間從2017年開始連續(xù)保持世界第一模具消費國、第一大模具制造國和第一模具出口國地位。廣東是當(dāng)今國內(nèi)最主要的模具市場,也是國內(nèi)最大的模具出口與進口省。廣東模具行業(yè)目前擁有模具制造廠點超1萬家,在全國排序前10名的模具制造企業(yè)中,廣東占有5家,世界最大的模架供應(yīng)商和亞洲最大的模具制造廠都在廣東。多年來,模具生產(chǎn)總值曾以平均15%以上的速度增長,國內(nèi)模具產(chǎn)值近40%多來自廣東,且模具加工設(shè)備數(shù)控化率及設(shè)備的性能、模具加工工藝專業(yè)化水平和標(biāo)準(zhǔn)程度領(lǐng)先國內(nèi)其他省市。東莞市是廣東模具制造廠家最為集中的地方。東莞市橫瀝鎮(zhèn)的模具年產(chǎn)值曾達好幾十億元。而未來幾年,廣東的模具制造日趨精密、復(fù)雜和高端。這種產(chǎn)業(yè)背景使廣東模具熱處理細(xì)分市場的發(fā)展前景相當(dāng)廣闊。
目前,作為模具熱處理的適用爐型,廣東熱處理行業(yè)已擁有1 000臺多真空熱處理爐,爐型大多以國產(chǎn)為主,進口爐型則多來自歐美等國,其保有量在全國名列前茅。有的熱處理企業(yè)甚至獨家擁有10臺或更多的真空熱處理爐。真空熱處理爐中以油淬爐為多。由于模具制作日趨大型、復(fù)雜和精密,0.5 MPa高壓氣淬真空熱處理爐的使用也已比較普遍,也有一些廠家已擁有1 MPa甚至1.5 MPa的高壓氣淬真空熱處理爐。
當(dāng)前,模具的產(chǎn)需矛盾主要集中在技術(shù)含量高的中高檔模具上,如汽車模具、中小型精密模具和大中型塑料模具等,與電子資訊產(chǎn)品制造業(yè)相關(guān)的光盤模具和芯片精密模具等均有較大需求。機械制造業(yè)的快速發(fā)展也導(dǎo)致對中小型精密模具的強大需求。而大型精密復(fù)雜鑄造模具和壓鑄模具的國內(nèi)外市場相當(dāng)巨大,面世不久的熱沖壓模具已有很大需求。目前為汽車服務(wù)的模具約占國內(nèi)全部模具產(chǎn)量的1/3左右,新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展更是拉高了對汽車模具的需求。在大中型塑料模具方面,以汽車和家用電器行業(yè)需求量最大,對汽車模具現(xiàn)時的儀表板、方向盤以及內(nèi)飾件等的大中型塑料模具的滿足率只有50%;家用電器中的彩色電視洗衣機、電冰箱、空調(diào)器等產(chǎn)銷量每年增幅在20%~30%之間,為這些家用電器生產(chǎn)配套的大中型塑料模具需要量增幅達20%以上。還有,鋁合金和鎂合金壓鑄模的發(fā)展速度也可能高于模具制造業(yè)的整體速度。用表面涂層技術(shù)制造精密模具的技術(shù)也面臨強烈的需求。
誠然,模具熱處理生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備以及市場競爭能力構(gòu)筑了廣東熱處理行業(yè)中較為完備的生產(chǎn)領(lǐng)域,為廣東熱處理產(chǎn)業(yè)撐起近半市場。而模具制造與熱處理生產(chǎn)又構(gòu)成互動發(fā)展的關(guān)系,熱處理生產(chǎn)因模具制造發(fā)展而進步,模具制造由熱處理配套生產(chǎn)而完善。因而,如果在廣東能夠建立“模具真空熱處理關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)體系”,既有廣東熱處理行業(yè)多年的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),也有模具制造大省的產(chǎn)業(yè)氛圍和市場背景。而對于廣東熱處理行業(yè)來說,其模具熱處理生產(chǎn)領(lǐng)域更有條件、更有理由“做強”,獲得更高層次的發(fā)展。
(2)建立“汽車零部件和智能化產(chǎn)品的精密熱處理生產(chǎn)技術(shù)體系”
當(dāng)前,廣東已經(jīng)成為我國重要的汽車生產(chǎn)基地之一,汽車制造業(yè)正成為廣東地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的熱點和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點。近年隨著廣汽傳祺、東風(fēng)啟辰等自主品牌創(chuàng)建發(fā)展,廣東已經(jīng)初步形成了日系品牌(本田、豐田、日產(chǎn))、中國品牌和歐美品牌并舉發(fā)展的多元化汽車品牌格局。廣東汽車產(chǎn)量占全國汽車產(chǎn)量的比重在2017年達10.7%,2018年產(chǎn)量是296.52萬輛,2025年產(chǎn)能的目標(biāo)是突破500萬輛。
根據(jù)有關(guān)部門提供的信息,目前,廣東整車產(chǎn)業(yè)與汽車零部件產(chǎn)業(yè)的比例僅為1∶0.3,遠(yuǎn)比國際上的流行比例1∶1.1左右低得多,廣東汽車零部件產(chǎn)業(yè)的成長空間還相當(dāng)大。為此,廣東正在加大建設(shè)汽車零部件制造基地。目前已經(jīng)形成廣州的東部及花都區(qū)和南沙區(qū)、中山市以及佛山市南海區(qū)等5大汽車零部件制造基地。
由此可見,廣東熱處理行業(yè)的下一個重要商機可能就是汽車零部件的熱處理生產(chǎn)。如果能夠參與汽車動力總成零部件此類技術(shù)密集型的高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn),同時隨著電動汽車的強力發(fā)展,則為地區(qū)熱處理產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了一個重要的切入口。
可控氣氛熱處理是我國30年來熱處理生產(chǎn)的重要方向之一[6],是汽車零部件熱處理生產(chǎn)的主流設(shè)備。近10年來,廣東熱處理行業(yè)配備可控氣氛熱處理設(shè)備的數(shù)量增長迅速,為汽車零部件熱處理生產(chǎn)提供了重要的“硬件”。
為了達到汽車零部件的生產(chǎn)技術(shù)資格認(rèn)可,近些年來廣東已有好多家熱處理企業(yè)通過側(cè)重汽車零配件生產(chǎn)的“ISO/TS 16949:2002質(zhì)量管理體系認(rèn)證”,為多家國際知名品牌汽車生產(chǎn)商提供重要的汽車動力總成方面的零件精密熱處理生產(chǎn),不少產(chǎn)品得到認(rèn)可和量產(chǎn)。廣東也有一些熱處理企業(yè)早前已經(jīng)擁有電動工具和針織機械之類精密機械的熱處理生產(chǎn)能力。可以說,廣東熱處理行業(yè)已經(jīng)具有一定的從事汽車高端零件和精密機械零件熱處理生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)能力。現(xiàn)時,為獲得汽車零件熱處理生產(chǎn)資格而通過“ISO/TS 16949:2002質(zhì)量管理體系認(rèn)證”的廠家正在不斷增加中。雖然目前廣東整個熱處理行業(yè)并未全線介入汽車零部件生產(chǎn),但市場前景是清晰的,發(fā)展前景也是可期的,整個行業(yè)對此也有比較高的期待。為此,在不太遠(yuǎn)的將來,如果能在廣東建立“汽車零部件精密熱處理生產(chǎn)技術(shù)體系”,對于廣東地區(qū)熱處理產(chǎn)業(yè)的調(diào)整和升級,有著不可估量的積極影響,值得現(xiàn)時認(rèn)真評估。
隨著工業(yè)機器人與智能裝備產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)體系的建立,廣東熱處理行業(yè)又將構(gòu)建一個新的細(xì)分生產(chǎn)空間,這就是工業(yè)機器人與智能裝備產(chǎn)品的硬件,諸如機器人傳動件(減速器)的精密熱處理生產(chǎn),這類產(chǎn)品的熱處理質(zhì)量要求更高。隨著智能裝備產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)布局的逐步形成,在相關(guān)地區(qū)正在形成智能化產(chǎn)品硬件的生產(chǎn)鏈,譬如東莞市已經(jīng)對機器人減速器的生產(chǎn)給予高度的關(guān)注。
(3)構(gòu)建珠江西岸(主要包括江門、中山、肇慶、陽江、珠海、云浮等地)裝備制造產(chǎn)業(yè)帶中的熱處理市場
近年來廣東經(jīng)濟發(fā)展新戰(zhàn)略的日漸明晰,珠江西岸(主要包括江門、中山、珠海、肇慶、陽江和云浮等地)裝備制造產(chǎn)業(yè)帶的布局正逐步形成。譬如,江門重點發(fā)展軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)(主要是地鐵車輛和城際軌道車輛),珠海將建設(shè)航空產(chǎn)業(yè)基地和港口運輸機械制造業(yè),陽江或成為風(fēng)電制造和緊固件制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移基地等等。作為產(chǎn)業(yè)鏈上不可或缺的關(guān)鍵節(jié)點,熱處理產(chǎn)業(yè)將是珠江西岸重要產(chǎn)業(yè)市場之一,這也是廣東熱處理行業(yè)需要重視的、具有重大發(fā)展?jié)摿Φ?、又一個新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地。
此外,以韶關(guān)為中心的粵北地區(qū)曾是廣東重要的工業(yè)基地,目前粵北地區(qū)正在重振雄風(fēng),有望成為廣東另一個裝備制造業(yè)基地?;洷钡貐^(qū)或?qū)⒁驊?yīng)孕育出新的熱處理產(chǎn)業(yè)市場。
廣東近年來正逐步構(gòu)建新的支柱產(chǎn)業(yè),除汽車制造產(chǎn)業(yè)(包括汽車關(guān)鍵零部件制造、新能源汽車示范推廣和產(chǎn)業(yè)化)外,還重點發(fā)展軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)(主要是地鐵車輛和城際軌道車輛)、工業(yè)機器人與智能裝備產(chǎn)業(yè)以及高端數(shù)控機床等,這些全新的工業(yè)板塊的形成,為熱處理行業(yè)打造新的產(chǎn)業(yè)市場提供了重要機遇。
我國熱處理行業(yè)經(jīng)歷了近40年的快速增長,已逐漸步入生產(chǎn)要素投入少、資源配置效率高、資源環(huán)境成本低、經(jīng)濟社會效益好的發(fā)展新階段[7]。智能制造、綠色制造和服務(wù)型制造正成為熱處理行業(yè)的重點發(fā)展方向。根據(jù)當(dāng)今熱處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式、先進的經(jīng)營理念、熱處理技術(shù)的進展,結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的特色與訴求,按照當(dāng)?shù)責(zé)崽幚硇袠I(yè)的產(chǎn)業(yè)特點、技術(shù)特色、競爭能力和發(fā)展態(tài)勢,廣東地區(qū)熱處理行業(yè)完全有必要為產(chǎn)業(yè)發(fā)展贏得新的發(fā)展空間,努力為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展注入新的活力,也為我國熱處理行業(yè)的整體發(fā)展倍增貢獻??梢哉f,廣東熱處理行業(yè)在廣東經(jīng)濟發(fā)展過程中,始終扮演著重要的角色。其對廣東工業(yè)發(fā)展的貢獻,是有目共睹的,其自身的發(fā)展,也應(yīng)該成為廣東產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級不可忽視的重要支撐點之一。