2017金属加工行业标准化工作综述

2018-06-28 06:46本刊
机械工业标准化与质量 2018年6期
关键词:铸件热处理工艺

编者按

本刊就铸造、焊接、锻造和热处理等四个金属加工行业的现状及发展趋式以及2017年主要标准化工作进行了详细介绍,以馈读者。

1 铸造

(1)铸造行业现状与发展趋势

1)行业转型升级迫在眉睫

应充分认识推进铸造行业转型升级的紧迫性和重要性。铸造行业是制造业的基础产业,是众多主机产品和高端技术装备创新发展的基础保障,在国民经济发展中处于不可或缺的地位。2000年以后,我国已经成为名副其实的铸造业大国, “十二·五”时期,在产量规模、产品质量、技术水平、工艺装备以及资源再利用等方面都有明显进步:一是产业规模持续增长,2016年我国铸件总产量达4720万吨,已连续17年居世界首位;二是产品结构进一步优化,如铸件的材质结构更趋合理,球墨铸铁件、铝合金铸件产量占比逐年增长;三是产品质量稳步提高,关键铸件自主制造能力得到进一步提升,一些铸件的尺寸精度、表面质量以及内在品质等指标达到了国际先进水平;四是产业布局渐趋合理,铸造产业集群 (园区)和基地的建设得到了较快的发展。

与工业发达国家相比,我国铸造行业仍大而不强,在产业结构、质量效益、自主创新能力、工艺装备、能源资源利用效率等方面差距明显,转型升级任务紧迫而艰巨:一是结构性产能过剩问题突出,存在相当数量的落后产能,关键铸件质量的一致性和稳定性较差;二是自主创新能力薄弱,一些高端关键铸件仍不能满足国内主机和重大技术装备的发展要求;三是能源资源消耗和污染物排放高,高投入、高消耗、高排放、低产出、低效益特征仍较为突出。这些问题很大程度上制约了我国铸造行业由大变强,必须尽快加以解决。

“十三·五”期间,我国铸件产量将步入中低速增长阶段,劳动力等要素成本和能源资源环境约束进一步趋紧,面临来自工业发达国家的 “再工业化”和发展中国家加快承接全球产业转移的“双向挤压”。与此同时,全球范围内新一轮科技革命与产业变革正在孕育兴起,3D打印、机器人等新兴技术的创新应用加速,正在对产业发展和分工格局带来深刻影响,新的生产方式、产业形态、商业模式加速形成,在此背景下, “十三·五”期间铸造行业必须积极应对挑战,抢抓发展机遇,加快推进供给侧结构性改革,从注重规模和速度的粗放式向质量、效益型的集约式转变,推动铸造行业转型升级、提质增效,做好高端装备制造业创新发展的重要支撑,为铸造强国建设奠定坚实基础。

2016年中国各类铸件总产量4720万吨,较2015年增长3.51%。从1998年开始,我国铸件总产量一直处于增长走势,2015年受制造业大环境影响,我国铸件总产量近年来首次出现负增长,下降1.3%,而2014年增长3.8%。

2)铸造材质结构产生变化

2016年铝合金铸件增长13.11%,其中铝镁合金铸件产量占比达14.6% (2015年为13.4%);球墨铸铁件增长4.76%。表1为2013年~2016年不同材质铸件产量。

3)下游行业铸件需求结构变化明显

2016年,汽车行业、工程机械行业、铸铁管行业、发电设备及电力行业铸件需求量逐年增加,农机行业、矿冶重机行业、机床行业、轨道交通行业、船舶行业铸件需求量逐年减少。表2为2013年~2016年下游行业铸件需求变化。

表1 2013年~2016年不同材质铸件产量 (万吨)

表2 2013年~2016年下游行业铸件需求变化 (万吨)

4)铸件进出口均价

2016年中国海关列为铸制品的各类铸件出口均价为1338.2美元/吨,较2015年的1484美元/吨下降了9.8%。2016年中国海关列为铸制品的各类铸件进口量为1.50万吨,铸件进口均价为7573美元/吨。

5)铸造行业转型升级之路

a)创新发展促进新旧动能转换、推动行业提质增效

加快实施机器换人:当前,铸造行业企业间发展参差不齐,传统手工造型、机械化、自动化设备在铸造行业同时并存。要借助当前人力成本上升的压力,推进具备条件的企业加快实施机器换人,进一步提升铸造企业装备自动化水平,提高生产效率,逐步淘汰以手工作业为主的落后生产方式。机器人在铸造领域应用近年已有较快发展,在造型、制芯,特别是清理打磨等工序还应进一步加速应用,降低工人作业强度,提升企业生产自动化水平。

大力推进铸造企业智能制造:与汽车、机床等工业相比,铸造行业整体自动化水平、智能化水平差距很大,信息化建设薄弱,正因为整体水平低也为下一步发展带来广阔空间。推进铸造行业转型升级需先强化铸造行业两化融合深度实施,加快推进计算机数值模拟技术 (CAE)、制造执行系统 (MES)、工业机器人、增材制造、智能物流管理技术等在铸造企业的应用,实现关键工序智能化、关键岗位机器人替代、铸造生产过程智能优化控制。目前行业内对铸造智能工厂/数字化车间建设热度比较高,也是行业内新的经济增长动力,工业和信息化部已在铸造领域支持了一些智能制造专项项目、智能制造综合标准化与新模式应用项目。不同领域对经过验证成熟的解决方案应在行业内加大推广力度,助推更多企业转型发展。

推进增材制造与传统铸造融合创新技术发展:铸造行业是增材制造技术最早应用的行业之一,在精密铸造领域新产品开发中很早就有不少企业采用激光快速原型制造技术。目前,主要的增材制造技术如激光选区熔化 (SLM)、光固化成形 (SLA)、激光选区烧结 (SLS)、砂型切削与砂型三维立体打印 (3DP)等快速成形技术在铸造领域都有应用,不同的3D技术有不同的适用性,这些技术与传统铸造工艺融合能够在工业应用层面创造更广阔的空间,这也有可能在一些局部领域创造出新的铸造生产模式。

b)夯实强基工程、补齐短板工程

铸造是制造业的基础,美、德、日等工业发达国家都有非常强大的铸造、锻造等基础产业做支撑。但我国铸造产业还不适应主机产品和高端技术装备发展的需要,我国虽是铸造大国,但获得高品质铁液的大吨位长炉龄冲天炉还不能自主化生产,很多大型骨干企业只能高价从国外采购此成套设备,这成为铸造装备的短板工程。我们在很多领域铸造产品都相对产能过剩,但高端液压铸件、重型燃气轮机的高温合金单晶叶片、百吨级球墨铸铁核乏燃料储运容器等产品还不能满足主机产品和高端技术装备发展的需要,这除了铸造工艺,还涉及大量基础铸造金属材料和产业共性技术研究,也涉及一些重大技术装备的攻关。

6)国家相关政策对标准化工作提出的要求

a)淘汰落后产能、减少过剩产能

当前铸造行业发展水平参差不齐,既有一批工艺装备水平先进、环保设备完善的骨干铸造企业,也并存着大量仍采用落后工艺、环保治理不到位的落后企业,产能过剩和落后产能并存。推进铸造行业转型升级,应重点贯彻环保、安全等法律法规和相关产业政策,促进铸造企业绿色规范发展,加快淘汰落后产能,化解产能过剩问题。

b)促进铸造环保和绿色铸造

国家环境保护部制定的 《京津冀大气污染防治强化措施 (2016~2017)》及后续实施方案,要求京津冀鲁豫晋传输通道城市铸造企业错峰生产,在具体执行过程中很多其他非通道城市也参照执行此政策,这说明了当前铸造行业环保问题非常突出。

工业和信息化部发布了 《工业绿色发展规划(2016~2020年)》,传统铸造产业绿色化改造升级是重点,需进一步加大铸造领域先进节能环保技术、工艺和装备的应用,推进铸造企业将绿色理念贯彻于铸件生产全过程。

相信随着铸造行业环保、安全等法规标准的严格实施和铸造行业规范管理的推进,通过规范一批、提升一批、淘汰一批,进一步减少企业数量、提高企业规模、提升铸造行业产业集中度,一定会加快扭转当前铸造行业 “散、乱、差”局面。

c)促进安全生产、加强生产管理

铸造行业面临着严峻的安全生产形势,企业需进一步落实安全防控措施、提高安全管理水平。

(2)铸造行业标准现状

1)国内标准现状

全国铸造标准化技术委员会 (SAC/TC54)现归口管理172项标准,其中国家标准95项,行业标准77项。各分技术委员会归口的标准数量统计见表3。

表3 SAC/TC54各分技术委员会归口的标准数量

自2007年后的十年来,标准体系已得到扩展,逐步建立起了具有系统性、协调性、适用性、前瞻性的比较完善的,逐步适应铸造行业科学发展要求的标准体系。和2007年以前相比较,新制定铸造国家标准30项,修订44项,制定行业标准29项,修订19项。废止不适用的行业标准12项。

和2016年相比较,标准体系进一步拓展,增加了铸造安全生产类标准、艺术铸造标准,更新了部分铸件质量检测验收、原辅材料验收等通用基础领域的标准。

这些新制定的标准涵盖了消失模铸造用材料、消失模铸件质量评定方法,铸造节能、资源再生再利用、铸造安全生产、清洁生产、艺术铸造、铸造生产所用的原辅助材料及铸造耐磨材料等领域的标准,基本满足了铸造行业发展的需求。

2)标准与产业发展的结合情况

a)标准对产业发展的技术支撑作用

2017年,发布了四项国家标准和两项行业标准,这些标准的制定补充完善了标准体系,有效解决标准缺失,为铸件的生产、质量检验提供技术依据,为产业的发展起到技术支撑作用。

b)标准对产业发展的引领作用

制定具有 “前瞻性”与产业研发同步进行的标准,引领产业向高端发展。2017年制定了 “镍及镍合金铸件”、 “铸件的工业计算机层析成像(CT)检测”两项国家标准,并对原有的11项熔模铸造模料性能试验方法标准,整合修订成为两项国家标准。根据产业发展的需要,对已不适应产业发展形势的七项国家标准进行了修订,制定了铸造安全生产技术规范。这些标准的制定,对镍合金铸件的生产、质量验收,对铸件缺陷的快速准确检测,对铸造所用辅助材料性能的检验、质量验收,对铸造安全生产都许多方面具有重要的指导意义,对行业的快速发展起到极积的推动作用。

c)标准化促进产业的规范化

针对铸造行业部分领域内依然没有标准可依,生产、检验缺少标准,众多企业处于无序生产的现状,SAC/TC54组织对新制定和修订的标准项目、通过充分的论证分析,筛选出行业急需的、涉及面广的通用基础件标准、检测方法标准优先立项制修订,对已立项目抓紧按计划完成。

随着一些新标准的陆续实施,使企业的生产、检验、技术交流有据可依,通过标准规范企业的生产经营行为。标准化也是行业管理的基础和依据,是实行法制化管理的重要手段。通过实施标准,使企业生产经营活动向规范化方向发展。

3)国际标准现状及国际标准转化

SAC/TC54对口国际标准化管理组织ISO/TC17/SC11(铸钢件)、ISO/TC25(铸铁和生铁),并对两个领域的国标标准文件进行处理和投票。参与ISO/TC26(铜和铜合金)、ISO/TC 79/SC5(镁和铸造或锻造镁合金)、ISO/TC79/SC7(铝和铸造铝合金)和ISO/TC18(锌和锌合金)等四个技术委员会的国际标准化工作。

ISO/TC17/SC11归口的铸钢国际标准21项,其中12项已转化为相应国家标准,还有九项铸钢国际标准未转化,2017年已申请立项转化其中的五项,2018年将申请转化另外四项。

ISO/TC25归口的铸铁国际标准15项,有10项已转化为国家标准,还有五项未转化,2017年已申请转化其中的一项,2018年将申请转化一项,另一项因归口其他标准化技术委员会,还有两项是ISO的技术报告,不适宜转化。

ISO铸造标准,基本上都是材料标准或者材料性能检测方法标准,而我国的铸造标准,以及所有采标的标准,其内容不仅涵盖了采标的ISO标准的全部技术要求,技术指标等同于或高于ISO标准,并且增加了相应材料铸件的技术要求,其适用性更强,更有利于指导企业的生产、质量检验,标准技术要求更全面。

近十年来,铸造标准体系已得到明显扩展,标准体系已覆盖了铸造的各个专业领域,但和美国、日本等国的各行业协会标准相比较,我国的标准以基础通用性标准为主,而应用于不同工况条件下的个性化、差异化的产品标准相对较少,有些应用量相对较少的材料标准依然缺失;标准未能及时反映市场的变化,有的产品或材料已批量生产多年,但依然没有标准可依,处于无标生产状态;企业参与标准化工作的广泛性、代表性不够,企业参与通用基础类标准制定的积极性不高,不少企业没有参与标准制定的意识;企业在标准化上不愿有较多投入,部分企业根本没有标准化方面的投入;标准化科研远远滞后于产品的开发。

4)相关标准的实施情况

2017年内,开展了对适用面较大、通用性较强的35项通用铸造标准的实施效果调查,共收到11家企业的反馈意见。

2017年,有SAC/TC54归口的12项机械行业标准和八项国家标准开始实施,其中多项具有 “前瞻性”与产业研发同步进行的标准,引领产业向高端发展。这些最新版的标准涵盖了铸造原辅材料、通用基础零部件和产品检测等各个环节,将对相关产业产生较大影响。部分标准采用了最新版的ISO标准,使我国的铸造生产、质量检测可以更好的和国际接轨,也将为企业的生产、质量验收、进出口贸易提供有力的技术保障。

铸造专业领域所制定的标准都是行业发展所必需的,根据企业的需求而制定的,标准得到相关企业的认真执行和实施。标准是企业产品、质量检验、交货验收的重要依据,对生产、进出口贸易具有重要的指导作用。

(3)2017主要标准制修订工作

1)标准立项工作

铸造标准在立项时坚持面向行业需求立项,紧贴产业和铸造行业发展需求,对企业有需求并提出申请的项目经征求委员意见并表决超过四分之三委员同意立项后给予立项。2017年度,共申请立项国家标准12项 (《奥氏体不锈钢铸件中铁素体含量的测定方法》、 《特殊物理性能的合金钢铸件》、 《半固态成型铝合金铸件》、 《铝合金石膏型熔模铸造工艺规范》、 《钛合金铸件干喷砂工艺规范》、 《铸铁及生铁化学分析方法

硅锰磷铜铬镍钼钛钒锡镁铝的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》、 《铸造工具钢》、 《特殊物理性能的合金钢铸件》、 《铸钢件焊接工艺流程规范》、 《铸钢件交货验收通用条件》、 《铸铁件

铸造缺陷的分类及命名》和 《压铸铜合金及铜合金压铸件》);行业标准八项 (《消失模铸造用涂料高温性能试验方法》、 《铸造砂圆形度试验方法》、 《铸造用水玻璃砂回收再生技术规范》、《铸造用珍珠岩聚渣剂》、 《铸造浇注系统用陶瓷管》、 《铝合金转向节铸件》、 《铸件模样 起模斜度》和 《铸造用木制模样和芯盒技术条件》)。

2)标准制修订工作

2017年按计划进行18项标准项目,其中15项处于报批阶段,三项处于征求意见阶段。

待发布标准: 《清洁节能热处理装备技术要求及评价体系》一项。

处于报批阶段的国家标准: 《镁合金铸件》、《铸造镁合金》、 《铝合金铸件X射线照相检测》、《镍及镍合金铸件》、 《锌合金铸件》、 《铸造锌合金》、 《表面粗糙度比较样块 铸造表面》、《铸钢铸铁件射线照相检测》、 《铸件的工业计算机层析成像 (CT)检测》、 《熔模铸造模料 物理性能试验方法》和 《熔模铸造模料 使用性能试验方法》等11项。

处于报批阶段的行业标准: 《铜雕塑件缺陷修正技术规范》、 《水平连续铸造铸铁型材和铸造型砂制备》、 《造型制芯熔化浇注清理安全生产规范》和 《球墨铸铁喂丝法球化处理用包芯线》等四项。

处于征求意见阶段的国家标准: 《铸钢件渗透检测》、 《铸钢件磁粉检测》两项。

处于征求意见阶段的行业标准: 《铸造用镁橄榄石砂》一项。

3)2017年标准批准发布

批准发布铸造国家标准八项:

GB/T2100—2017 通用耐蚀钢铸件 (代替GB/T2100—2002)

GB/T11351—2017 铸件重量公差 (代替GB/T11351—1989)

GB/T15056—2017 铸造表面粗糙度 评定方法 (代替GB/T15056—1994)

GB/T34904—2017 球墨铸铁件 超声检测

GB/T5611—2017 铸造术语 (代替GB/T 5611—1998)

GB/T6414—2017 铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量 (代替GB/T6414—1999)

GB/T8063—2017 铸造有色金属及其合金牌号表示方法 (代替GB/T8063—1994)

GB/T13822—2017 压铸有色合金试样(代替 GB/T13822—1992)

2017年批准发布铸造行业标准12项:

JB/T7946.1—2017 铸造铝合金金相 第1部分:铸造铝硅合金变质 (代替JB/T 7946.1—1999)

JB/T7946.2—2017 铸造铝合金金相 第2部分:铸造铝硅合金过烧 (代替JB/T 7946.2—1999)

JB/T7946.3—2017 铸造铝合金金相 第3部分:铸造铝合金针孔 (代替JB/T7946.3—1999)

JB/T7946.4—2017 铸造铝合金金相 第4部分:铸造铝铜合金晶粒度 (代替JB/T 7946.4—1999)

JB/T9221—2017 铸造用湿型砂有效膨润土及有效煤粉试验方法 (代替JB/T9221—1999)

JB/T13037—2017 覆膜砂高温性能试验方法

JB/T13038—2017 铸造湿型砂用混配粘结剂

JB/T13039—2017 铸造用低氨覆膜砂

JB/T13040—2017 铸造用发热保温冒口套

JB/T13043—2017 铸造用球形陶瓷砂

JB/T13044—2017 耐热钢排气歧管铸件

JB/T13082—2017 有色合金铸造用无机粘结剂覆膜湿态砂

2 焊接

(1)焊接行业情况

随着相关学科技术的不断发展,焊接已经从当初一门普通的热加工技艺进化成为了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且,不断有新的知识融合在焊接之中,促使焊接技术不断进步。

当今的焊接行业实际上由两部分构成:

1)焊接器材供应商及提供相关服务的企业/机构,其产品及服务包括:焊接设备/切割机具/工艺装备及相关零部件、焊接材料、辅助材料、焊接安全防护用品、通风除尘、焊接咨询、检测、安全性评估、修复、教育、培训、认证、销售及储运等。

2)使用焊接及相关工艺技术作为主要加工手段制造各类产品的应用企业,这类企业几乎遍及制造业所有工业部门的各个行业,如:海洋工程、汽车、能源、轨道交通、航空航天、工程机械、建筑、桥梁、钢结构、石油化工、采矿、农机、电子、信息通讯以及医疗器械等。

我国现有焊接材料生产企业400多家,焊接设备制造企业800左右家、切割设备生产企业上百家,从事焊接安全防护用品生产的企业达数十家之多。这些企业的年产值达600亿元以上。

焊接应用企业数量达7000家以上,遍布制造业的各个领域。据不完全统计,我国焊接行业的从业人员数量在1000万人以上。从产能、企业规模和劳动力队伍而言,我国都堪称为 “世界第一焊接大国”。

焊接作为组装工序,通常位于制造流程的后期,因此对最终的产品质量具有决定性作用。根据工业发达国家的经验,即使按保守的方法估算,我国焊接技术应用部分企业的焊接附加值至少在上万亿元以上,对占我国国民经济总产值三分之一的制造业产值具有重要的影响。其突出的特点之一就是焊接成本占整个制造成本很低,但对产值的贡献率却很高,体现出极高的技术附加值。

根据我国2020年国民经济发展的总体目标要求以及我国焊接行业的发展趋势预测,焊接作为应用最广的材料连接技术,在未来几年仍将是装备制造业中连接技术的首选,并且对产品质量和寿命具有决定性影响。欧美工业发达国家也对焊接行业的展望和预测得出了类似的结论,即“焊接在未来的工业经济中不仅具有广阔的应用空间,而且还将对产品质量、企业的制造能力及其竞争力产生更大的影响”。

改革开放30余年以来,我国的国民经济得到了长足发展,我国目前已经成为全球第二大经济体,我国装备制造业的产业规模和总量持续保持全球第一,如何从 “制造大国”转变为 “制造强国”已成为我国工业界所面临的发展新课题。

新常态下的中国制造业面临着一系列新的挑战。资源和环境约束日益强化;劳动力要素成本持续增加;结构调整、转型升级的需求日益紧迫。这些对焊接行业的创新驱动、新型技术的传播和发展应用提出了新的要求,也对焊接标准化有了新的需求。

(2)标准化工作及标准实施情况

1)国内标准现状

我国通用性焊接标准体系在 “九·五”、“十·五”、 “十一·五”和 “十二·五”期间的采标政策指导下,国际接轨工作得到了进一步完善。经过2009年的 “国家标准体系工程建设”和2015年~2017年度的 “机械工业技术标准体系建设”工作,全国焊接标准化技术委员会(SAC/TC55)归口的通用性焊接标准体系得到了进一步完善。特别是经过大规模的标准制修订工作,标准数量显著增加、采标率大幅度提高且标准水平明显提升。

目前,SAC/TC55归口的标准数量为169项,其中,国家标准119项 (约占70%),机械行业标准50项 (约占30%)。在研项目28项,其中国家标准26项,行业标准两项。

在归口的现行标准中,采用国际标准的标准数量为107项,占63%;采用国外先进标准的标准数量为33项,占20%;未采标的标准数量29项,占17%。与2016年相比,我国焊接标准采用国际标准和国外先进标准的比率略有提升,总体提升了一个百分点。

客观而言,我国焊接行业的这些标准基本上满足了当前的实际需求,并在经济建设和社会发展中发挥着重要作用。

2)国际标准现状

SAC/TC55对口国际标准化组织ISO/TC 44(焊接与相关工艺)。ISO/TC44现有P成员30个、O成员36个,我国为的P成员。ISO/TC44下设11个分技术委员会,归口的ISO标准数量达308项 (包括修改版和补遗版在内),在研项目45项。

ISO/TC44下设11个分技术委员会分别是:ISO/TC44/SC3(焊接材料)、ISO/TC44/SC5(焊缝的试验及检验)、ISO/TC44/SC6(电阻焊及相关机械连接)、ISO/TC44/SC7(术语及表示方法)、ISO/TC44/SC8(气焊、切割及相关工艺设备)、ISO/TC44/SC9(健康与安全)、ISO/TC44/SC10(焊接领域内的质量管理)、ISO/TC44/SC11(焊接及相关工艺人员的认可要求)、ISO/TC44/SC12(软钎焊材料)、ISO/TC44/SC13(硬钎焊材料及工艺)及ISO/TC 44/SC14(航空焊接及钎焊)。

此外,焊接领域内ISO标准制修订还有两个ISO以外的 “国际标准化机构”承担,这两个机构分别为:欧洲标准委员会的焊接技术委员会 (CEN/TC121)和国际焊接学会 (IIW)。按照维也纳协议,CEN/TC121制定的标准基本以ISO领先的原则进行。而IIW则依据合作协调程序从事ISO焊接标准的制修订起草。截止到2017年底,IIW共计起草完成了ISO文件32项(包括国际标准、技术规范和技术报告),约占整个ISO焊接标准总数的10%。

我国焊接标准体系总体上与ISO焊接标准体系是对应一致的,特别是在基础类和管理类标准方面,我国标准等同采用国际标准的比率较高。在国际标准体系中,SAC/TC55优先转化了那些对行业具有影响和牵动作用的重要标准,包括术语、符号、代号、表示方法、焊接坡口形式及尺寸、缺欠质量分级指南、焊接质量要求、焊接人员考核、焊接工艺评定、焊接工艺规程、焊接工艺指南、试验及检验方法等标准。这些标准在实际应用中发挥着相当重要的作用,特别是在焊接企业认证、焊接人员认可方面,扫除了国际认证的标准化障碍,为我国企业进军国际市场提供了极大的帮助。

此外,我国标准也在某些方面与国际上存在一定差距,具体表现在焊接健康与安全领域。我国目前仅制定了一项强制性的焊接安全管理标准,但在具体操作层面,尚有诸多空白,需要我们结合焊接产业提升和技术发展的实际需要,有针对性地研究处理。

3)相关标准的实施情况

我国现有的焊接标准体系基本上满足了我们的实际需求,在经济建设和社会发展中发挥着重要作用。我国焊接标准整体上与国际标准及国外先进标准基本对应一致,在焊接人员考试、工艺评定及焊接质量认证领域发挥了显著的作用,得到了国际社会较为普遍的认同。

(3)2017年主要标准制修订工作

1)标准立项工作

2017年1月~12月,秘书处按照七届一次会议决议和相关的标准制修订程序要求,办理了27项国家标准和两项行业标准的立项申报。

目前,已经有国家标准13项 (《金属材料的破坏性试验 高能束焊接头的维氏和努氏硬度试验》、 《焊缝无损检测 射线检测 第1部分:X和γ射线的胶片技术》、 《焊缝无损检测 射线检测 第2部分:使用数字化探测器的X和γ射线技术》、 《焊缝无损检测 射线检测验收等级 第1部分:钢、镍、钛及其合金》、 《焊缝无损检测 射线检测验收等级 第2部分:铝及铝合金》、 《不锈钢激光焊接推荐工艺规范》、《高温钛合金激光焊接技术要求》、 《铜磷钎料无烟尘生产技术规范》、 《软钎剂试验方法 第1部分:重量法测定不挥发物质》、 《软钎剂试验方法 第2部分:沸点法测定不挥发物质》、《软钎剂试验方法 第3部分:软钎料铺展方法试验钎剂功效》、 《软钎剂试验方法 第4部分:润湿平衡法试验钎剂功效》和 《激光-电弧复合焊接推荐工艺方法》和两项行业标准 《焊缝无损检测 金属薄板搭接激光焊缝超声检测》、 《钎料熔化温度范围试验方法》得到正式批复,被列入2017年度的计划。

2)标准制修订工作

截止到2017年12月底,SAC/TC55归口负责在研计划项目共计28项,其中包括国家标准26项、行业标准两项。

处于报批阶段国家标准: 《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂》、 《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢焊丝和焊剂》、 《埋弧焊用高强钢焊丝和焊剂》、《埋弧焊用热强钢焊丝和焊剂》、 《埋弧焊和电渣焊用焊剂》、 《高强钢药芯焊丝》、 《热强钢药芯焊丝》、 《非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝》、 《不锈钢药芯焊丝》、 《焊缝无损检测 精密电子束焊接接头工业计算机层析成像检测方法》、 《金属材料的破坏性试验 高能束焊接头的维氏和努氏硬度试验》、 《无铅钎料》、 《银钎料》和 《钛及钛合金、锆及锆合金的焊工技能评定》等14项。

处于征求意见阶段国家标准: 《焊缝无损检测 射线检测 第1部分:X和γ射线的胶片技术》、 《焊缝无损检测 射线检测 第2部分:使用数字化探测器的X射线和γ射线技术》、 《焊缝无损检测 射线检测验收等级 第1部分:钢、镍、钛及其合金》和 《焊缝无损检测 射线检测验收等级 第2部分:铝及铝合金》等四项。

处于起草阶段国家标准: 《不锈钢激光焊接推荐工艺规范》、 《高温钛合金激光焊接技术要求》、 《铜磷钎料无烟尘生产技术规范》、 《软钎剂试验方法 第1部分:重量法测定不挥发物质》、 《软钎剂试验方法 第2部分:沸点法测定不挥发物质》、 《软钎剂试验方法 第3部分:软钎料铺展方法试验钎剂功效》、 《软钎剂试验方法 第4部分:润湿平衡法试验钎剂功效》和《激光-电弧复合焊接推荐工艺方法》等八项。

处于起草阶段行业标准: 《钎料熔化温度范围试验方法》、 《焊缝无损检测 金属薄板搭接激光焊缝超声检测》两项。

目前中国作为工作组成员,参加制修订的ISO焊接标准共14项:

ISO/FDIS17297-1 焊接 第二代高温超导材料的微连接 第1部分:一般工艺要求

ISO/FDIS17297-2 焊接 第二代高温超导材料的微连接 第2部分:焊接及检验人员的资质评定

ISO/WD17297-3 焊接 第二代高温超导材料的微连接 第3部分:接头试验方法

ISO/DIS18785-1 搅拌摩擦点焊 铝 第1部分:术语

ISO/DIS18785-2 搅拌摩擦点焊 铝 第2部分:焊接接头的设计

ISO/DIS18785-3 搅拌摩擦点焊 铝 第3部分:焊接操作工技能评定

ISO/DIS18785-4 搅拌摩擦点焊 铝 第4部分:焊接工艺评定

ISO/DIS18785-5 搅拌摩擦点焊 铝 第5部分:焊接质量及检验要求

ISO/CD25239-1 搅拌摩擦焊 铝 第1部分:术语

ISO/CD25239-2 搅拌摩擦焊 铝 第2部分:焊接接头的设计

ISO/CD25239-3 搅拌摩擦焊 铝 第3部分:焊接操作工技能评定

ISO/CD25239-4 搅拌摩擦焊 铝 第4部分:焊接工艺评定

ISO/CD25239-5 搅拌摩擦焊 铝 第5部分:焊接质量及检验要求

ISO/WD22688 金属材料硬钎焊质量要求

3)2017年发布标准

批准发布焊接国家标准七项:

GB/T33645—2017 钢、镍及镍基合金的激光-电弧复合焊接工艺评定试验

GB/T34630.1—2017 搅拌摩擦焊 铝及铝合金 第1部分:术语及定义

GB/T34630.2—2017 搅拌摩擦焊 铝及铝合金 第2部分:焊接接头设计

GB/T34630.3—2017 搅拌摩擦焊 铝及铝合金 第3部分:焊接操作工的技能评定

GB/T34630.4—2017 搅拌摩擦焊 铝及铝合金 第4部分:焊接工艺规程及评定

GB/T34630.5—2017 搅拌摩擦焊 铝及铝合金 第5部分:质量与检验要求

GB/T34628—2017 焊缝无损检测 金属材料熔焊总则

批准发布焊接行业标准24项:

JB/T7520.1—2017 磷铜钎料化学分析方法 第1部分:铜量测定 (代替JB/T7520.1—1994)

JB/T7520.2—2017 磷铜钎料化学分析方法 第2部分:银量测定 (代替JB/T7520.2—1994)

JB/T7520.3—2017 磷铜钎料化学分析方法 第3部分:磷量测定 (代替JB/T7520.3—1994)

JB/T7520.4—2017 磷铜钎料化学分析方法 第4部分:锑量测定 (代替JB/T7520.4—1994)

JB/T7520.5—2017 磷铜钎料化学分析方法 第5部分:锡量测定 (代替JB/T7520.5—1994)

JB/T7520.6—2017 磷铜钎料化学分析方法 第6部分:镍量测定 (代替JB/T7520.6—1994)

JB/T7948.1—2017 焊剂化学分析方法第1部分:二氧化硅含量测定 (代替JB/T 7948.1—1999)

JB/T7948.2—2017 焊剂化学分析方法第2部分:氧化锰含量测定 (代替JB/T 7948.2—1999)

JB/T7948.3—2017 焊剂化学分析方法第3部分:氧化铝含量测定 (代替JB/T 7948.3—1999)

JB/T7948.4—2017 焊剂化学分析方法第4部分:氧化铁含量测定 (代替JB/T 7948.4—1999)

JB/T7948.5—2017 焊剂化学分析方法第5部分:氟化钙含量测定 (代替JB/T 7948.5—1999)

JB/T7948.6—2017 焊剂化学分析方法第6部分:磷含量测定 (代替JB/T7948.6—1999)

JB/T7948.7—2017 焊剂化学分析方法第7部分:氧化钠、氧化钾含量测定 (代替JB/T7948.7—1999)

JB/T7948.8—2017 焊剂化学分析方法第8部分:碳、硫含量测定 (代替JB/T 7948.8—1999)

JB/T7948.9—2017 焊剂化学分析方法第9部分:氧化钙、氧化镁含量测定 (代替JB/T7948.9—1999)

JB/T3323—2017 焊接材料质量管理规程(代替 JB/T3323—2001)

JB/T6045—2017 硬钎焊用钎剂 (代替JB/T6045—1992)

JB/T6104—2017 热切割设备 摇臂仿形气割机 (代替JB/T6104—1992)

JB/T7436—2017 热切割设备 小车式切割机 (代替JB/T7436—1994)

JB/T7438—2017 热切割设备 空气等离子弧切割机 (代替JB/T7438—199)

JB/T7947—2017 气焊设备 焊接、切割及相关工艺用炬 (代替JB/T7947—1999)

JB/T10045—2017 热切割 质量和几何技术规范 (代替JB/T10045—1999)

JB/T13355—2017 气焊熔剂

JB/T13355—2017 动载钢结构焊接规范

4)主要科研工作

a) 《支撑重点领域工业三基的关键技术标准研究》

SAC/TC55秘书处会同有关单位共同参加了 “国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项的申报工作。该专项包含了支撑重点领域工业三基的关键技术标准研究。其中,材料连接部分涉及到惯性摩擦焊和激光复合焊接两项课题由SAC/TC55秘书处负责。该项目得到了国家主管部门的批复,并于2017年7月至2019年6月实施。

秘书处根据项目的总体安排,已经落实了具体实施单位,并按照要求启动了相应的研究工作。截止到2017年底,已经提出两项标准初稿、编制说明及立项建议书。其中, 《激光复合焊工艺方法》已经完成立项,下一步将进入正常的标准研制程序; 《惯性摩擦焊工艺方法》的立项文件已提交,将按程序进入审核阶段。

b) 《民用焊接制造标准采用分析与验证》

SAC/TC55秘书处参与了有关部门组织的“军民标准通用化工程”项目的立项申报工作。焊接领域内军民标准通用是该项目的一部分,秘书处承担了这部分 (民用焊接制造标准采用分析及验证)的调研、报告编制和立项申报工作。目前,该项工作已经通过了主管部门的审核,正在按计划启动,秘书处将积极配合开展后续工作。本项工作将根据军工行业的发展需求,分析、研究和探讨我国现有通用性焊接标准体系中各类标准用于军工领域的可能性,并按照 “军民融合”发展的原则,提出采用建议。

具体工作内容包括:调研、分析现有国军标体系和国标体系中的焊接标准现状;对两个体系中的焊接标准项目做必要的对比、分析;研究、探讨民用焊接标准适用于军工领域的可能性;提出民用标准的采用建议。

c) 《机械工业 “十三·五”技术标准体系建设方案》——焊接专业领域标准体系建设

2017年3月,按照机械工业联合会的部署要求,SAC/TC55参与了 “机械工业 “十三·五”技术标准体系建设方案”工作,具体负责焊接专业领域的标准体系建设。通过该项工作,SAC/TC55秘书处系统总结了焊接专业领域发展概况;更新、完善了焊接标准体系现状和体系框架;提出了今后一段时期焊接产业发展重点、标准体系发展目标、标准制修订重点领域、以及拟制修订标准项目。

3 锻压

(1)锻压行业情况

锻压工艺广泛应用于电站、冶金、机械装备、铁道、造船、航空航天、兵器、汽车及化工等国民经济的各个领域中。以运载工具为例,在飞机上约有85%、汽车上约有58%、农机上约有70%的零部件均采用锻压工艺制造,这是因为采用锻压工艺制造的零件不仅强度高、韧性好,而且随着锻压设备的升级换代和锻压技术的进步,其在节材、节能、降本增效等方面的优越性日益显现,适用于工业化大批量生产。锻压行业的发展水平是一个国家工业化程度的重要标志之一。

目前,我国锻件总产量居世界第一位。虽然我国锻件产量已进入世界生产大国的行列,但在设备构成、等级,技术水平和锻件品种,精度、工艺水平等方面,与国外相比还有很大差距,尚需改进提高,我国目前还不是锻件生产的强国。我国锻压企业急需改进现有工艺设备,建立健全质量保证体系,提高精密化、专业化、自动化及智能化制造水平,以满足大批量锻件生产的需求,在世界自由贸易舞台上占据有利的位置。

经过近几十年的技术进步和产业升级换代,我国锻压工业正在从传统的以高污染、高能耗、高材耗、低效率为主要特征的行业,向以 “绿色锻压”为理念的方向发展。 “绿色锻压”的理念包括:1)能源消耗最少,排放最少;2)材料利用率最高;3)生产效率最高;4)工序流程最短。锻压技术发展的总体趋势是更精、更省、更高效、更环保,锻压零件达到不需机械加工或少许机械加工就可使用,努力实现锻压产品的轻量化、精密化、复杂形状、高净形率和节能环保是当今乃至未来锻压行业追求的目标。

锻压是装备制造业最重要的基础工艺之一,在我国政府发布的多项产业发展政策中都提出要着力发展先进锻压 (塑性成形)工艺。 《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006~2020年)》指出,要坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点,加强节能环保技术、工艺、装备推广应用,全面推行清洁生产,提出要坚持节能优先、降低能耗。在 《中国制造2025》中,提出要加快制造业绿色改造升级,加强绿色产品研发应用,推广轻量化、低功耗、易回收等技术工艺;要加快应用清洁高效铸造、锻压、焊接、表面处理、切削等加工工艺,实现绿色生产。 《工业强基工程实施指南 (2016~2020年)》提出要开展十大领域四基 “一揽子”突破行动,其中 “节能与新能源汽车 ‘一揽子’突破行动”中指出要开发轻量化车身复合材料、轻合金材料等关键基础材料,推广轻量化材料成形制造工艺、汽车件近净成形制造工艺等先进基础工艺。另外, 《工业强基工程实施指南 (2016~2020年)》还提出要实施重点产品、工艺 “一条龙”应用计划,其中“轻量化材料精密成形技术 ‘一条龙’应用计划”提出针对节能和新能源汽车及先进轨道交通等高端装备轻量化需求,采用铝合金、镁合金、钛合金及超高强度钢等轻量化材料,推广铝及镁合金精密成形铸造工艺、塑性成形工艺及连接工艺,超高强度钢精密塑性成形工艺等,实现既 “控形”又 “控性”的 “双控”目标。

我国政府一直都非常重视锻压行业的发展,特别是近年来,在政府投资的 “国家科技重大专项”、 “质检公益专项”、 “国家科技支撑计划”、“国家重点研发计划”等项目中均安排了很多与锻压行业相关的研究课题,以期通过政府投资拉动锻压领域的技术创新,从而达到提高我国锻压行业整体装备水平与技术水平的目的。

同时,我国政府也非常重视锻压领域的标准化工作。2017年11月7日,由国家标准化技术委员会、工业和信息化部共同印发的 《国家工业基础标准体系建设指南》指出,要针对我国先进基础工艺可靠性和寿命水平低、智能化和绿色化程度差的问题,围绕提高产品可靠性、性能一致性和稳定性发展要求,开展铸造、锻压、焊接、热处理、表面工程、切削加工、绿色制造和再制造等领域先进制造工艺标准的制修订,加快先进基础工艺标准在生产过程中的推广应用和工艺装备改造升级。要积极开展先进高效锻压工艺标准研制,开展精密体积成形、特种成形、回转成形、旋压成形、复合成形、板材和管材精密成形、轻合金精密成形、高强度钢和高温合金塑性成形、多工位冷镦、大型表面件柔性成形、极限尺寸/设备极限能力/复杂形状成形、发动机关键零件精锻成形、齿轮/轴承/紧固件精锻成形、核电和风电用关键零件塑性成形等锻压成形工艺标准研制。

国务院办公厅于2015年12月17日发布的《国家标准化体系建设发展规划 (2016~2020年)》将锻压领域标准化工作列入 “重大工程”栏目,提出要重点制定关键零部件所需的钢铁、有色、有机、复合等基础材料标准,铸造、锻压、热处理、增材制造等绿色工艺及基础制造装备标准,提高国产轴承、齿轮、液气密等关键零部件性能、可靠性和寿命标准指标。

国家质量检测检疫总局、国家标准化技术委员会和工业和信息化部于2016年8月1日联合发布的 《装备制造业标准化和质量提升规划》提出要 “实施工业基础标准化和质量提升工程”,加快核心基础零部件 (元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础 (以下简称 “四基”)领域急需标准的制定,研制金属成形、金属加工、热处理、锻压、铸造、焊接、表面工程等基础工艺标准,提升可靠性和寿命指标。

总之,无论是国家的产业发展政策,还是国家的标准化战略规划,都将 “锻压”作为最重要的基础制造工艺之一列入其中,由此可见,锻压领域的技术进步以及锻压领域的标准化工作推进对于提升我国整个装备制造业水平的重要性和紧迫性。

(2)标准化工作及标准实施情况

1)国内标准现状

截至2017年12月底,全国锻压标准化技术委员会 (SAC/TC74)归口的锻压工艺标准共104项,其中国家标准67项 (两项为强制性标准,65项为推荐性标准),机械行业标准37项(均为推荐性标准)。

多年来,SAC/TC74一直高度关注国家的产业发展政策以及锻压行业的技术发展方向,以确保提出的标准制修订项目既顺应国家的产业发展方向,也符合广大锻压企业的技术发展需求。

近几年来,SAC/TC74紧紧围绕锻压行业的技术发展需求以及各种国家的标准研究课题 (如重大专项、国家重点研发计划、公益专项等)开展标准化工作。根据锻压行业轻量化、精密化、高净形率和节材节能环保的发展趋势,SAC/TC 74组织制修订了一批精密锻造、精密冲裁、楔横轧、环件成形、板料成形、液压成形、有色金属锻件及安全生产等方面的标准,这些标准的研制与发布实施对引导锻压企业积极采用先进、节能、节材的锻压技术,淘汰落后产能以及产业的升级换代起到了积极的推动作用。

2)国际标准现状

目前尚没有与SAC/TC74对应的国际标准化组织。近年来,为使我国锻压行业的标准与国外先进标准接轨,SAC/TC74积极跟踪相关国外先进标准,并从中选择适合我国国情的标准进行转化。截止2017年12月底,SAC/TC74组织申报了13项国外先进标准转化项目,均已发布实施。与国外发达国家相比,我国目前有关有色金属及合金钢锻件的国家标准较少,需要加强这方面标准的转化工作。

近几年,SAC/TC74结合国家重大科技项目、质检公益专项等课题研制的标准水平较高,有些已经达到国际先进水平。

3)相关标准的实施情况。

多年来,SAC/TC74非常重视标准推广实施工作,通过行业网站、期刊、会议等多种渠道和方式积极宣传、贯彻锻压领域标准,使广大企业的技术人员尽快熟悉、使用新的技术标准。

2014年~2017年,SAC/TC74秘书处跟踪调研了24项新发布的国家标准 (2013年~2016年发布)在30家企业的实施应用情况,收集了32份 “标准应用示范与实施情况报告”。从这24项国家标准应用实施情况看,实施效果良好,为企业的设计、生产、销售、订货及验收等诸多方面提供了重要的技术标准依据,对于锻压行业技术进步产生了积极的推动作用,获得了良好的社会效益和经济效益。同时,在标准实施情况调研过程中,还发现了现行标准中存在的一些问题,为下一步标准修订工作积累了必要的技术资料。

(3)2017年主要标准制修订工作

1)标准立项工作

2017年国家标准计划项目立项: 《多向精密模锻件 质量控制规范》、 《高速精密热镦锻件工艺规范》、 《金属板料精冲挤压复合成形件

工艺规范》和 《GH414合金棒材和锻件 通用技术条件》等四项。

行业标准计划项目立项: 《共轨系统用喷油器壳体精密锻件 技术要求》、 《变速器轴类冷挤压件 技术要求》、 《风力发电塔架 法兰锻件》、 《钢质汽车转向节臂锻件 技术要求》和《汽车前轴锻件 技术要求》等五项。

2)主要标准制修订工作

2017年按计划进行14项标准项目,其中国家标准九项,行业标准五项。

处于报批阶段国家标准: 《高速精密热镦锻件 通用技术条件》、 《多向精密模锻件 工艺编制原则》、 《钢质冷挤压件 工艺规范》和《冲压车间环境保护导则》等四项。

处于征求意见阶段国家标准: 《超高强钢热冲压工艺 通用技术》一项。

处于起草阶段国家标准: 《多向精密模锻件

质量控制规范》、 《高速精密热镦锻件 工艺规范》、 《金属板料精冲挤压复合成形件 工艺规范》和 《GH4145合金棒材和锻件 通用技术条件》等四项。

处于起草阶段行业标准: 《共轨系统用喷油器壳体精密锻件 技术要求》、 《变速器轴类冷挤压件 技术要求》、 《风力发电塔架法兰锻件》、 《钢质汽车转向节臂锻件 技术要求》和《汽车前轴锻件 技术要求》等五项。

3)2017年批准发布标准

国家标准六项:

GB/T33878—2017 钢质楔横轧件 工艺编制原则

GB/T33879—2017 多向精密模锻件 通用技术条件

GB/T34358—2017 自由锻件、辗轧环件热态尺寸测量

GB/T34359—2017 变形铝合金精密锻件通用技术条件

GB/T34360—2017 冲压件材料消耗工艺定额编制要求

GB/T34356—2017 低温环境用法兰锻件行业标准四项:

JB/T13274—2017 阀门阀体多向精密模锻件 工艺编制原则

JB/T13275—2017 阀门阀体多向精密模锻件 通用技术条件

JB/T13276—2017 钢质汽车转向节锻件通用技术条件

JB/T13277—2017 变速器变档齿轮复合精密锻件 技术条件

4 热处理

(1)热处理行业情况

热处理作为制造业的基础工艺,是装备制造业和材料产业不可或缺的核心技术、关键技术、共性技术。作为机械制造工业中的一项重要工艺,热处理是保证机器零件力学、化学、物理性能和服役寿命的主要措施,大多数机械零部件需要经过热处理方能使用。对于航空航天、船舶、石油钻采、发电设备、冶金机械、纺织机械、机床、汽车摩托车等大型或高新技术产品,约80%的零部件需要热处理。热处理生产主要通过热处理工艺、工艺装备、工艺材料及辅助装置来实现,同时通过必要的检验、检测确保热处理生产过程的清洁、高效、优质和节能。

2017年,热处理领域在国务院关于 “《国家标准化体系建设发展规划 (2016~2020年)》中机械、材料部分标准化重点:加强关键基础零部件标准研制,制定基础制造工艺、工装、装备及检测标准,从全产业链条综合推进数控机床及其应用标准化工作”的指导下,按照国家标准化技术委员会提出的 “深入贯彻落实科学发展观,以产业结构调整和转变发展方式为主线,围绕重大装备和高端装备发展的配套需求,以产品突破为主攻方向,密切产需合作,加强基础技术研究,加速创新能力建设,着力推进产品质量、可靠性和寿命的升级,加大先进技术推广应用和产业化力度,营造有利于 ‘三基’产业向高端发展的环境”的要求,以 “发展先进工艺,挖掘传统工艺潜力,淘汰落后工艺”为导向,通过对热处理先进技术的推广,引导企业进行持续生产技术改造和产业结构调整,在规范化发展、产业能力方面明显提升,主要体现在热处理绿色化、精密化、智能化和标准化。如一些生产规模小,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;热处理工序综合平均单位能耗降低到500kWh/t以下;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;展开了 “高性能钢热处理工艺及质量检测技术及标准化研究”、 “高端热处理装备关键技术研究及标准化”、 “绿色化热处理技术研究及标准化”、 “数字化热处理技术研究及标准化”、“基于重点领域高端装备关键基础构件的热处理技术研究及标准化”一系列关于热处理质量提升计划的研究,为早日实现 《中国制造2025》目标打下了坚实的基础。

(2)标准化工作及标准实施情况

1)国内标准现状

全国热处理标准化技术委员会 (SAC/TC 75)负责归口的国内标准现有103项,国家标准35项,行业标准68项。其中,术语类通用标准六项,热处理工艺类标准29项、热处理质量控制及检验有28项、材料热处理类标准五项、零件热处理有六项、热处理工艺材料有12项、热处理工艺装备有10项、信息能源环保及安全卫生标准七项。这些标准为装备制造业热处理质量的保证起到了重要作用。

通过技术开发以及对引进技术的消化吸收,与热处理产业结合紧密的真空热处理、可控气氛热处理、等离子热处理等具有清洁精密生产特征的先进热处理技术方面开发了多项科技成果,如真空低压渗碳技术 (JB/T11809—2014)、真空高压气淬技术 (JB/T11810—2014)、高温渗碳(GB/T32539—2016)、可控气氛底装料立式多用炉生产线技术 (JB/T11806—2014)、预抽真空可控气氛多用炉技术、大型可控气氛多用炉技术 (JB/T11077—2011)、大型可控气氛井式渗碳炉技术、精密气体渗氮技术 (GB/T32540—2016)、可控气氛热处理技术要求 (计划号:20173567-T-469)、 离子渗氮 (GB/T34883—2017)、热处理用真空清洗机技术要求 (JB/T 11808—2014)等,这些技术的开发极大地推动了我国热处理技术的进步和企业生产水平的提升,对提高我国机械产品质量和产品的市场竞争力发挥了重要作用,也为 “十三·五”期间国家各项装备制造计划的顺利实施奠定了技术基础。如真空低压渗碳高压气淬已成为成熟的高端热处理手段,5bar真空高压气淬热处理炉和技术已在模具制造企业广泛采用,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1.5m及以下的风电齿轮实现了用国产设备的真空渗碳淬火,4t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,5t~20t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。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设备,可处理功率达6.5万kW、线速度210mm/s、直径达5m、单件重达20t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。

为配合国家提倡的清洁生产,少无污染、零排放,针对传统的热处理技术由于污染严重、能耗高正受到日益严格的环保要求及可持续发展的严峻挑战,特制定了 “热处理盐浴有害固体废物的管理 第1部分:一般管理 (GB/T 27945.1—2011)”、 “热处理盐浴有害固体废物的管理 第2部分:浸出液检测方法 (GB/T 27945.2—2011)”、 “热处理盐浴有害固体废物的管理 第3部分:无害化处理方法 (GB/T 27945.3—2011)”、 “热处理工作场所空气中有害物质的限值 (GB/T27946—2011)”、 “热处理环境保护技术要求 (GB/T30822—2014)”。为完善我国机械制造业中针对热处理生产过程中存在的危险、危害因素和有害程度进行分析和评价并确定了相关的安全卫生考核指标,从技术和管理方面提出一系列对策和控制措施,以达到生产系统安全卫生的要求,修订了热处理领域唯一的强制性标准 “金属热处理生产过程安全、卫生要求 (GB15735—2012)”。为了全面提升我国热处理质量,近年,热处理领域还制修订了 “热处理温度测量 (GB/T30825—2014)”、 “热处理炉有效加热区测定方法 (GB/T9452—2012)”、 “燃气热处理炉温均匀性测试方法(GB/T30824—2014)”、 “热处理质量控制体系(GB/T32541—2016)”、 “清洁节能热处理装备技术要求及评价体系 (计划号:20141291-T-604)”等对热处理质量有着深远意义的标准。制定了 “余热利用钢铁发黑技术要求 (计划号:2016-0603T-JB)”标准,余热利用钢铁发黑技术与传统发黑技术相比工艺简单、成本低、质量稳定,尤其在节能环保方面有明显优势,符合热处理清洁生产工艺技术的要求。为使热处理从工艺设计、设备和工艺材料选用、生产、检验到交付、使用的整个生命周期中,对环境的负面影响最小,资源使用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化,完成了 “绿色热处理技术要求及评价 (计划号:20171098-T-469)”标准的研制工作。SAC/TC75根据国家标准化技术委员会在全国标准化工作要点中强调指出的 “要加强装备制造业标准化工作,加强关键基础零部件、基础制造工艺等方面的标准化研究和标准制修订”这一精神,在工作中对基础工艺和零部件标准的制定工作进行了筹划,使其与产业结合紧密在国民经济、国防装备发展和现代高端科学装备的建立中,起到极其重要的关键作用的,并用于电力、造船、航空航天、石油化工、铁路、冶金、矿山和军工等行业。

国家重大技术装备和重大工程建设必需的关键基础部件——大锻件的热处理标准已完成研制(计划号:20151567-T-469、20151572-T-469、 20151570-T-469、 20151571-T-469);其次,在科学技术部、国家质量检测检疫总局、国家标准技术委员会联合发布的 《“十二·五”技术标准科技发展专项规划》以及国家标准技术委员会发布的 《标准化事业发展 “十二·五”规划》中,明确提出重点研制关键零部件技术标准——我国高档数控机床用 “滚珠丝杠”的热处理标准也已完成 (计划号:2015-0371T-JB)。被广泛应用于工业商业和家庭中的电子称传感器弹性体是电子称的关键部件,称量时弹性体受力变形,从而改变了引出线两端输出电信号 (电阻或电容量)的大小。因此弹性体的弹性极限、弹性模量等性能直接影响电子称的质量和寿命,因而对材料和热处理提出了较高的要求。SAC/TC75制定的 “65Mn钢制称重传感器弹性体热处理”行业标准将填补用量巨大的65Mn钢材料在制造称重传感器弹性体的热处理方面的空白,为规范65Mn钢制弹性体的生产和节能与环保具有指导意义,为产业结构调整及优化升级打下良好的基础。 “重载齿轮热处理技术要求 (计划号:20171097-T-469)”的制定,为规范矿山、冶金、起重运输、轨道交通、风电、航天、军用装备等主机配套的齿轮和通用减速器中的齿轮热处理技术要求提供了依据,对重载齿轮生产企业和热处理设备生产企业具有较大的指导意义,实用性强。

2)国际标准现状

美国 (AMS)、 日本 (JIS)、 德国 (DIN)等发达工业国家在热处理工艺和质量检测与控制方面有比较完善的标准体系及先进的技术水平,其中在可控气氛热处理、真空热处理、离子热处理、激光热处理及少无氧化冷却技术等清洁热处理技术方面取得了较快的发展,开发了多种清洁热处理工艺和装备技术,并提出了热处理对环境的影响、质量分数度、零件的热处理畸变和热处理废品率等 “零”指标的奋斗目标。但在热处理设备方面,查找到的美国、日本和德国相关的标准比较少。近些年,我国热处理技术和产业取得了快速发展,但和国际上先进的工业国家相比,整体水平相差很大,热处理质量不稳定,质量均匀性差,已严重影响到机械产品的质量和整机的使用性能,某种程度上已成为我国制造业发展的瓶颈。而这主要原因在于热处理装备水平的落后和质量控制和管理方面的落后。因此,引进和消化吸收先进管理方法势在必行。AIAGCQI-9《热处理系统评价》的引入和转化无疑成为热处理行业最先见效的国家标准,即 《热处理质量控制体系》 (GB/T32541—2016)。

目前,已有六项国际标准转化为国家标准。

3)相关标准的实施情况

2017年,SAC/TC75针对热处理领域重要标准的实施情况进行摸底和调查,重点对影响热处理件质量的三项国家标准进行实施评定(GB/T9452—2012《热处理炉有效加热区测定方法》、GB/T30825—2014《热处理温度测量》和 GB/T32541—2016《热处理质量控制体系》);同时对热处理加工企业面临的环保压力开展调研,落实影响热处理环境生产的七项标准的实施情况 (GB/T27945.1—2011《热处理盐浴有害固体废物的管理 第1部分:一般管理》、GB/T27945.2—2011《热处理盐浴有害固体废物的管理 第2部分:浸出液检测方法》、GB/T27945.3—2011《热处理盐浴有害固体废物的管理 第3部分:无害化处理方法》、GB/T27946—2011《热处理工作场所空气中有害物质的限值》、GB15735—2012《金属热处理生产过程安全、卫生要求》、GB/T30822—2014《热处理环境保护技术要求》和GB/T32529—2016《热处理清洗废液回收及排放技术要求》)。得出总体结论,各生产企业越来越重视技术更新和结构转型,使用排放底、无污染设备,积极淘汰落后产能,对先进技术的引进更加积极。

SAC/TC75及时抓住时机进行正确引导。2017年,SAC/TC75与热处理学会分别在常州、南京、上海举办 “真空低压渗碳技术论坛”、《热处理质量控制体系》标准和 《金相检验》及相关标准培训班四次,受众人数近400人次。GB/T9452—2012、GB/T30825—2014和GB/T 32541—2016标准的制定和实施在热处理行业全面开展热处理生产过程质量评审和认证制度。自2016年以来,SAC/TC75与全国热处理学会根据GB/T32541—2016《热处理质量控制体系》标准的要求,对热处理加工企业从质量策划和持续改进、人员、物料、设备、工艺材料、工艺与过程控制、作业场所与安全卫生等热处理全过程质量控制水平进行了评审认证,目前共有11家企业通过了评审认证 (2016年有六家企业通过首批认证,2017年有五家企业通过第二批认证)。 《热处理质量控制体系》培训认证活动的开展以及将有利于全行业推行热处理质量控制理念,改变目前热处理行业存在的产品质量参差不齐、市场恶性竞争严重、国际竞争力差的状况,有利于规范热处理企业生产、促进产品质量和企业竞争力提升、推动热处理行业增效升级,对配合推进落实中国热处理技术路线图和实施 “强基工程”有着重要意义。

(3)2017年主要标准制修订工作

1)标准立项工作

2017年国家标准计划项目立项: 《热处理冷却技术要求》、 《高温合金件热处理》、 《不锈钢和耐热钢件热处理》、 《热处理件硬度检验通则》、 《低、中碳钢球化组织检验及评级》、 《中碳钢与中碳合金结构钢淬火金相组织检验》、《绿色热处理技术要求及评价》、 《重载齿轮热处理技术要求》、 《真空低压渗碳高压气淬热处理技术要求》、 《可控气氛热处理技术要求》和《热处理炉废热和余热利用节能导则》等11项。

行业标准计划项目立项: 《余热利用钢铁发黑技术要求》一项, 《潜孔冲击器活塞热处理技术要求》、 《发电机爪极的热处理工艺规范》、《承压类奥氏体不锈钢铸件热处理技术要求》、《钢质汽车转向节锻件余热淬火工艺规范》、 《铝合金深冷循环尺寸稳定化处理工艺规范》等五项处于公示阶段。

2)主要标准制修订工作

2017年按计划进行22项标准项目,其中一项待发布,13项处于报批阶段,八项处于起草阶段。

待发布国家标准: 《清洁节能热处理装备技术要求及评价体系》一项。

处于报批阶段标准: 《大型锻钢件的淬火与回火》、 《大型锻钢件的锻后热处理》、 《大型锻钢件的正火与退火》、 《大型锻钢件热处理工艺模拟技术规范》、 《钛及钛合金制件热处理》、 《热处理冷却技术要求》、 《绿色热处理技术要求及评价》、 《重载齿轮热处理技术要求》、 《可控气氛热处理技术要求》、 《滚珠丝杠材料及热处理技术要求》、 《深冷处理设备技术要求》、 《65Mn钢制称重传感器弹性体热处理技术要求》和 《热处理余热利用钢铁发黑技术要求》等13项。

处于起草阶段标准: 《高温合金件热处理》、《不锈钢和耐热钢件热处理》、 《热处理件硬度检验通则》、 《低、中碳钢球化组织检验及评级》、《中碳钢与中碳合金结构钢淬火金相组织检验》、《真空低压渗碳高压气淬热处理技术要求》、 《辊底式连续退火炉热处理技术要求》和 《液态淬火冷却设备技术条件》等八项。

3)科研工作

2016年~2017年主要承担以下标准课题:

a)国家标准技术委员会公益项目:航空装备等重要制造领域49项基础及关键共性技术标准研究 (2017年9月已全部验收),拟产生标准《热处理冷却技术要求》;

b)2016国家重点研发计划 “先进基础工艺及相关基础制造装备关键技术标准研究——支撑重点领域工业三基的关键技术标准研究” (计划号:2016YFF0202101),拟产生标准 《重载齿轮热处理技术要求》、 《可控气氛炉热处理技术要求》和《真空低压渗碳高压气淬炉热处理技术要求》;

3)2017国家重点研发计划 “清洁高效制造工艺关键技术标准研究——重要领域绿色制造关键共性标准研究” (计划号:2017YFF0207902),拟产生标准 《高温合金件热处理》。

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