航空发动机领域高温真空热处理炉厂家能力研究分析

文韬

摘要：依据航空发动机高温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热处理温度高的特点，对真空热处理炉厂家的产品的质量、能力等方面进行了探讨和分析。

关键词：高温;真空;热处理

1、高温真空热处理炉的定义及应用

真空热处理是当今发展較快的热处理技术，主要是材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。真空热处理炉具有质量好、节能效果显著、污染排放少等特点。在我国工业生产以及航空航天、航空发动机等军工体系内有广泛应用。

在高温的条件下，金属表面会与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳气体等物质进行化学反应，所生成的物质严重影响金属表面光泽和材料性能。真空热处理炉的工作原理主要是将真空技术和热处理技术两种专业技术进行有效的结合，有效提高产品材料的品质。

真空热处理的主要关键指标包括极限真空度、工作真空度、压升率、常用和极限温度以及炉温均匀性等指标、真空热处理的分类包括淬火、回火、退火、渗碳、渗氮、渗金属等多个领域，随着国内精密制造和国防军工的发展需求，得到广泛的推广和应用。本文旨在讨论常用温度1000℃以上的高温真空热处理炉厂家能力及技术分析探讨。

2、国内外厂家情况以及能力介绍

2.1 国内外厂家介绍

目前在国内使用的高温真空热处理炉热处理温度品牌分为全进口、合资、国产等品牌三大类：

进口厂商为IPSEN、ALD、TAV、BMI、ECM、PVA等等。硬件配置上区别不大。

合资厂商主要有益发施迈茨、上海合智、苏州爱力得欣安等，结合国内市场的特点有所更新和改进，但主要技术来源依托上述的国外厂家，

国产厂商比较多，主要有沈阳真空所、北方华创、兰州真空、机电所、华海等厂家，但是设备质量和稳定性较国外设备仍存在一定差距。

2.2 国内外厂家技术能力对比

2.2.1国际品牌的厂家能力比较：

（1）法国BMI 工业炉，主要产品为真空气淬炉、真空油淬炉、真空渗碳及氮化炉，在国内航空航天企业有较多应用，包括真空气淬炉，真空退火炉及真空油淬炉，炉型包括卧式及立式的都有，炉型齐全，能够满足航空业内真空热处理炉的大部分规格及参数要求，所有炉型都能满足AMS2750E的标准要求。该公司非标设计能力很强，

热区全都是采用奥地利Plansee热区，并能够提供Plansee独家供货的证明文件。研发控制软件系统主要采用PLC控制及HMI软件系统，属于主流控制及便于后期维护升级，而且可以根据客户的要求采用不同品牌PLC品牌进行深度定制，满足客户特殊要求。

（2）Ipsen工业炉分为美国Abar Ipsen工业炉 和德国 Ipsen工业炉。一般来讲美国Abar Ipsen的金属屏炉子会更加出名，因为我国航空航天企业以前大部分IPsen的炉子都是美国Abar Ipsen的炉子，但是由于美国对于中国航天企业的一些限制政策原因，近几年航空航天很少能够买到美国Abar IPSEN的炉子，所以现在买的进口的基本都是德国Ipsen的炉子。另外由于德国IPSEN相对昂贵的价格。IPSEN的优势在于比较全面的热处理炉型，能够满足航空企业不同产品的要求，软件由主要是自己研发专业热处理软件，满足相关AMS2750E的要求。设备运行稳定，做工精细。目前进口IPSEN的售后服务工作主要由Ipsen上海公司提供相应的售后服务。

（3） 德国ALD真空炉以生产真空熔炼炉为主要的设备，在真空热处理炉业绩据较少。西科沃克和TAV这两个品牌在国内的应用也比较多，他们主要是通过价格来进行竞争，同等规格的炉型基本上能够比BMI和Ipsen的便宜30%左右。这其中的价格首先是炉子结构的设计用料及不同国家的人工成本上体现出来的差距。西科沃克在中国有全资子公司，能够提供相当一部分的售后服务，而意大利TAV目前在国内没有子公司，售后服务的及时性及成本相比于前面几家还是存在差距。

2.2.2合资品牌的厂家能力比较：

（1）Ipsen上海工业炉属于由德国Ipsen管理的全资子公司，目前可以提供绝大部分的炉型，包括真空气淬炉、退火炉及油淬炉，目前主要能够生产绝大部分的德国Ipsen炉型，但是主要的产品还是集中在真空气淬或者退火等产品，油淬炉在航空航天企业的业绩较少。其最出名的产品还是他的气氛渗碳炉和真空渗碳炉炉型。其工作流程是根据德国方面给出的图纸进行国内生产组装，不具备研发能力，有一定的售后维护能力，但主要还是来源于德国工厂的技术支撑。

（2）益发施迈茨工业炉（上海）有限公司属于德国IVA-SCHMETZ集团，目前主要生产德国Schmetz品牌真空炉，目前可以提供大部分规格的真空热处理炉，有热区设计和装配能力。如果有必要，德国总部可以给予相应技术支持。控制系统目前有德国原设计的TMS热处理软件和自己研发的基于TMS热处理软件给航空航天企业特别定制的专用热处理软件。

（3） 苏州爱力德欣安是ALD真空炉的合资公司，同样在高温真空热处理炉业绩据较少。上海合智熔炼属于美国康萨克出来的技术骨干成立的工厂，总部在上海，主要负责产品的设计和开发，二者对于主要是着力于真空熔炼炉的市场竞争。

2.2.3国产品牌的厂家能力比较：

国产厂商如沈真所、北方华创、兰州真空、机电所、华海等硬件配置都可以根据客户需求进行选配，但设备质量、稳定性和可靠性较国外厂家还有待加强，在达力提倡国产替代的背景下在航空航天和航空发动机应用逐渐增加，能力还有待进一步加强与提升。

3、高温真空热处理炉的发展方向探讨

目前，高温热处理炉厂家针对设备核心硬件的配置基本上实现了全球资源共享，区别在于软硬件的结合和应用方面的差距，预计厂家后续的竞争主要会着力于制造能力、控制软件和自动生产能力的智能化等方面。

（1）制造的智能化：设备将进行模块可扩展化设计，缩短交货周期，且便于设备进行升级改造，现场组装模块化，采用快接，快拆的方式，快速完成标准设备的组装及交付。

（2）功能控制的智能化：增加设备相关的传感器，对设备各个硬件信息收集，故障诊断，对寿命进行预判。增强专业工艺软件的功能，提供大数据分析功能，对热处理工艺进行数学建模。

（3）连续生产的智能化：设备将采用半自动/全自动控制装料、卸料，可建线，提升生产效率。

4、结束语

随着我国科技水平和国防军工水平的不断提高，对高端高温真空热处理炉的需求亦十分迫切。虽然经过多年的技术积累以及国际间的学习、交流、合作，我国在高温真空热处理的方面发展获得了很大程度的改善和技术提升，但是相对于国外厂家的设备在质量、稳定性和可靠性方面函待进一步提高。

参考文献：

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（4）朱鸥.李玉龙.张燕.曹玮.雷力明;航空发动机用单晶铸造高温合金热处理工艺[J];铸造技术;2013年09期