砂轮产品行业现状及发展探讨*

2022-05-20张克选陈学彬高艳兵吕申峰

机械研究与应用 2022年2期

邢波，张克选,陈学彬,高艳兵,张仪,吕申峰

(1.国家磨料磨具产业计量测试中心(筹)，河南郑州 450001；2.国家磨料磨具质量检验检测中心，河南郑州 450001；3.郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，河南郑州 450001；4.超硬材料磨具国家重点实验室(筹)，河南郑州 450001)

0 引言

砂轮产品是由结合剂将普通磨料固结成一定形状(多数为圆形，中央有通孔)，并具有一定强度的固结磨具。通过高速旋转，砂轮与工件产生相对速度差，由其表面大量磨料形成的切削微刃对工件材料实施去除，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。与其他加工工艺相比，利用砂轮作为工具的磨削加工可以达到较高的工件表面光洁度和尺寸精度，因此，砂轮产品是支撑自动化、智能化、柔性化等先进制造技术的必备工具，是国家重要的工业产品之一，广泛应用于航空航天、高铁、汽车、轮船、电子信息等产业领域，在国民经济建设中发挥着不可替代的重要作用[1]。

长期以来，我国是砂轮产品制造大国，但不是强国，国内砂轮产品整体质量水平不高，中高端市场长期被国外企业垄断。在当前国内外经济形势错综复杂、新冠疫情防控常态化、环保督查日益严峻、“双碳经济”拉闸限电情况下，砂轮产品行业发展受到了前所未有的挑战，尤其是生产企业面临生死抉择和转型升级的困境，制约行业发展的关键共性难题和行业发展趋势发生了较大的变化，了解和掌握砂轮行业发展状况显得尤为重要。作为我国砂轮产品行业唯一的国家级检验检测机构，多年来国家磨料磨具质量检验检测中心(以下简称国磨质检)通过开展检验检测、计量校准和标准等技术服务，及时了解和掌握行业发展动态，致力于促进砂轮产品质量提升，促进行业高质量发展。为了解和掌握砂轮产品行业现状、发展环境、发展趋势和面临的痛点及需求，国磨质检在全国范围内对砂轮产品生产企业开展了广泛的实地调研，详细分析了调研结果，探讨了砂轮产品行业发展趋势、面临的机遇和挑战，为行业发展提出相关关建议，以期推动砂轮行业高质量发展。

1 砂轮产品行业调研结果与分析

为掌握砂轮产品行业发展动态，国磨质检于2021年8～9月对全国砂轮产品生产企业开展了大规模、广范围的实地调研工作。

此次调研活动涉及232家生产企业，收集调研信息232份，其中有效信息156份。受国内外经济形势、环保督查、新冠疫情防控等因素影响，232家生产企业中186家正常营业，其余企业处于注销、转产、倒闭或长期停产等状态，调研的砂轮生产企业“生存率”仅为80.2%。

1.1 生产企业地域分布状况

此次有效调研156家砂轮产品生产企业，覆盖全国16个省或直辖市，各地区企业数量及占比如图1～2所示。

图1 砂轮生产企业数量地域分布图

图2 砂轮生产企业数量地域占比分布图

由图可知，此次调研活动覆盖面积广，调研企业数量多，调研信息具有一定程度的说服力。从地域分析，浙江、山东、河南、河北、江西等砂轮生产企业较多，占本次调研企业总数的80%以上，上述地区也是我国砂轮生产大省和企业聚集区，反映了目前我国砂轮生产企业以少数集聚区为主，分布较为集中。

1.2 生产企业经济规模状况

分析了砂轮产品生产企业的经济规模，按大、中、小、微进行了分类统计，各类企业数量和占比见表1所列。

表1 砂轮生产企业经济规模统计表

由表1看出，调研活动有大、中、小、微型各类生产企业，覆盖范围比较全。从经济规模来看，生产企业大多为中、小、微型企业，占比达到了99%以上，其中大型企业数量不到1%，表明我国砂轮生产企业经济规模呈“腰鼓”形分布的状况依然未得到有效改善，未突破多而不强的困局，生产企业经济规模结构有待进一步优化。

1.3 生产企业经营状况

调研和收集了砂轮产品生产企业的经营状况，按照盈利、平衡、亏损进行了分类统计，各类企业数量见图3所示。

图3 砂轮企业经营情况统计图

由图可以看出，在有效调研的156家生产企业中，131家企业处于盈利状态，占比约84%，表明在外部环境及经济形势复杂多变情况下，砂轮产品生产企业采取了有效措施积极应对市场变化，同时“以国内大循环为主体、国内国际双循环”相互促进的新发展格局的逐步建立，加快了我国超大规模市场优势的发挥和内需潜力的释放，进口产品国产替代、外贸转内销成为主流，行业整体状况较为乐观。但仍有近16%的小型和微型企业勉强维持现状，甚至亏损。疫情防控常态化、环保督察力度加大、原材料价格大幅上涨等因素对低端产品产能过剩、恶性低价竞争的小微企业无疑是雪上加霜，直接导致156家生产企业中22家间歇性生产，占比约14%。

1.4 生产企业主打产品及新产品状况

统计分析了156家砂轮生产企业的主打产品和新产品状况，主打产品按类别统计如图4所示。

图4 企业主打产品情况分布图

图4看出，目前生产企业的主打产品包括陶瓷平形砂轮、树脂平形砂轮、橡胶平形砂轮、纤维增强树脂切割砂轮、修磨用钹形砂轮等，纤维增强树脂切割砂轮及修磨用钹形砂轮占比56%，陶瓷平形砂轮占比35%，其余产品类别占比较少，主要原因是纤维增强树脂砂轮技术和投入门槛较低，作为工具耗材广泛应用于建材、五金加工等需求量较大的市场，且消耗较快；而陶瓷平行砂轮具有一定的技术难度，且附加值较高，应用领域较为广泛，是行业关注度较高的一类产品。

在有效调研的156家生产企业中，约20%的企业布局了新产品和产品发展方向，主要有高速砂轮、超硬砂轮、低温陶瓷结合剂砂轮、专用砂轮(磨钢轨、大切片等)，这与砂轮产品行业朝着高速、精密、绿色的发展方向基本保持一致。但同时有约80%的生产企业在新产品方面投入较少，尚无新产品，主要由于企业高技术人才缺失，高端生产和检验测试装备短缺。

1.5 生产企业产品质量及管控状况

调研过程中收集了156家生产企业的产品质量及管控信息，对产品质量按照高、一般和差进行了分类，产品质量在原材料和产成品质量管控方面体现，按照严格管控、部分管控和无管控进行了分类，如图5、6所示。

图5 砂轮产品质量状况统计图图6 砂轮产品及原材料管控状况统计图

图5可看出，156家生产企业中51家砂轮产品质量较高，占比约33%，约60%质量一般，约7%质量较差。图6可看出，虽然156家生产企业均对产品质量进行严格管控或部分管控，但仍有约10%的生产企业原材料处于无管控状态，同时对原材料和产品质量进行严格控制的生产企业占比分别约为15%和34%，占比较低，表明砂轮行业对产品质量管控意识有待进一步加强。

根据上述调研结果，我国砂轮产品行业生产企业分布较为集中，且大多为中小型企业，企业经营状况一般，主打产品为常规产品，新产品较少，技术和质量水平参差不齐、两极分化严重，缺乏有效的质量管控手段。为实现高质量发展，多数生产企业开始探索、研发以超硬材料砂轮、低温陶瓷结合剂砂轮等为代表的新产品，对检验检测、计量校准、质量提升、新产品研发、生产及检验用耗材等需求明显，以期促进企业研发创新及质量管控。

2 砂轮产品行业发展环境

2.1 国际环境

受新冠疫情影响，使得原本复杂的国际经济形势正在发生深刻变化。IMF预测全球经济恶化严重，面临大衰退，甚至将陷入大萧条。新冠疫情全球大流行，造成了严重的人类灾难。疫情能否控制住，何时能够控制住，存在极大不确定性。同时，以美国为首的西方国家推动和肢解经济全球化日益凸显，全球产业链、供应链收缩，向区域化、近岸化和多元化发展，各种经贸摩擦日益加剧。国际环境的变化，对砂轮产品行业的冲击和影响不可忽视。

2.2 国内环境

近两年受疫情及国际形势影响，砂轮产品行业面临不能按时复工、原材料和人员成本上涨、出口受阻等多种不利因素，在一定程度上延缓了行业发展。随着国内疫情的控制，企业经营活动逐步走上正轨。国家提出“深化供给侧结构性改革，充分发挥我国超大规模市场优势和内需潜力，构建国内国际双循环相互促进的新发展格局”，进口产品国产替代、外贸转内销成为行业发展的一大机遇，但同时面临新的问题：碳达峰对减排降耗、建设优质生态环境的要求进一步提升，这不仅意味着环保标准更加严格，企业投入进一步加大，更深层的长期影响来自能源结构的变革，行业上下游市场格局发生变化。砂轮产品所需的上游矿产资源开采政策进一步收紧，所需化工原料价格成倍增长，致使成本大幅提高，在经济进入调整期、增速放缓时，企业感受到同质竞争带来的压力倍增。

2.3 行业环境

2.3.1 砂轮产品涉及安全和环保问题

因质量问题导致砂轮产品在高速旋转使用状态下爆炸时，在惯性作用下碎片飞出，能量巨大，轻则致伤，重则致残致死，对人民生命财产安全造成严重威胁。若发生砂轮产品安全事故，难以对已发生事故进行补救，通常采取事前预防方法保证产品质量。强制性国家标准GB2494-2014《固结磨具安全要求》对砂轮产品的回转强度项目明确规定：出厂前砂轮产品必须进行安全速度试验和破裂速度试验，通过后方可出厂；砂轮在使用前必须进行安全速度试验，未经安全速度试验的磨具严禁安装使用。安全速度试验按使用速度的1.3倍进行回转测试，破裂速度试验按使用速度的1.73倍进行回转测试[2-5]。

生产砂轮使用的原材料为非再生矿石资源，高温提炼过程中释放重金属、放射性元素等物质。近年来国家加大了环保治理力度，砂轮原材料生产企业限产、甚至关停，原材料短缺而供不应求，导致原材料价格大幅上涨，砂轮生产企业在产品不涨价前提下正常供应砂轮产品，通常降低原材料采购标准，从而导致了砂轮产品的质量出现波动，存在安全隐患。

2.3.2 砂轮产品监管状况

由于涉及使用者生命财产安全、矿产资源和环保政策，1984年我国将砂轮产品实施生产许可证管理，由于机构改革，先后由原机械工业部、原国家质量技术监督局、原国家质量监督检验检疫总局和国家市场监督管理总局统一管理，砂轮产品生产许可证审查部设在国家磨料磨具质量监督检验中心，归口全国工业产品生产许可证审查中心管理。随着“放管服”政策的落地，2019年9月18日国务院印发《关于调整工业产品生产许可证管理目录加强事中事后监管的决定》(国发〔2019〕19号)，取消砂轮等13类工业产品生产许可证，实行三十多年的砂轮产品生产许可证制度正式退出历史舞台。

国外对砂轮产品质量非常重视，尤其是在发达国家，特别注重安全要求。国外对砂轮产品的质量安全是由国家(或地区)的某一机构或组织采取统一管理的模式。德国由国家材料检验局(MPA)依据事故预防条例UVV VBG49对砂轮产品实施安全认证，通过MPA认证的砂轮产品方能进入德国市场；欧盟由欧洲磨料磨具安全组织(Organization for the Safety of Abrasives)统一对砂轮产品进行的安全认证，作为一种对砂轮产品市场准入的管理手段，经过OSA认证的砂轮产品方能顺利进入欧盟市场，与我国生产许可证和强制性产品认证的管理模式相似。

目前国内砂轮产能200多万吨/年，实际产量约140万吨，1/3的产能闲置，特别是直径小于450 mm的砂轮，生产投资小、技术含量低，原材料为非再生资源，且提炼原材料对环境污染较为严重，因此，国家产业政策对新建直径450 mm以下的各种结合剂砂轮(钢轨打磨砂轮除外)制造项目进行了限制，一定程度控制了低端产品产能盲目扩张。

为掌握砂轮产品质量动态，促进产品质量提升，自1986年我国市场监管部门开始对砂轮产品开展国家监督抽查工作，砂轮产品合格率由1986年的43.1%提升至2019年的87%，总体质量水平呈现上升趋势，但2012年的合格率仅为76.5%，2019年国家专项抽查合格率仅为82.0%，表明砂轮产品质量存在波动。国家市场监督管理总局印发的《全国重点工业产品质量安全监管目录(2020年版)》(国市监质监〔2020〕40号)将砂轮作为工业生产资料产品列入重点工业产品质量安全监管目录，以加强砂轮产品质量管控[6-7]。

2.3.3 砂轮产品行业技术服务机构状况

经过几十年的发展，砂轮产品行业的技术服务机构逐步建立，形成了较为完善的技术服务体系。我国唯一一家磨料磨具产品专业检验技术服务机构——国家磨料磨具质量监督检验中心、专业测试技术服务机构——国家磨料磨具产业计量测试中心、专业计量校准技术服务机构——机械工业第四计量测试中心站(郑州)、专业标准技术服务机构——全国磨料磨具标准化技术委员会等长期以来开展检验检测、校准、标准和咨询等一系列技术服务，有力促进了产品质量提升和行业发展。

3 砂轮产品行业发展趋势及建议

我国低端砂轮产品居多，高端产品被国外垄断，国内企业工艺技术、质量管理、员工素质、制造装备等方面参差不齐，产品质量难以保证，产品研发进度迟缓，拥有自主知识产权的核心产品匮乏，严重制约了行业的健康发展，行业发展方向和趋势是亟需明确的重要难题。

在高质量发展大环境下，在疫情防控常态化和环保督察力度日益加大等因素作用下，砂轮产品行业呈现以下发展趋势：产品质量朝着高质量发展，高速、高效、精密产品需求日益旺盛；生产工艺以自动化、智能化为方向，同时兼顾绿色环保要求；产品技术升级换代加快，在国产替代进口基础上，自主原始创新不断涌现；标准意识不断增强，占据标准高地的实力雄厚的企业日益增多。砂轮产品行业发展机遇与挑战并存，唯有不断提高自主研发能力，加强质量管控，走绿色环保、高精特尖的发展方向，方能实现行业高质量发展。为此，提出以下建议：①提升产品质量。生产企业需不断提升产品质量，严格管控原材料、制程工艺和出厂质量，提高产品批次稳定性；②加快技术创新和提升。加大资源投入，加快研发满足高端细分应用领域要求的高附加值产品，制定具有先进技术水平的产品标准，占领技术高地；③整合运用资源。加强高校、科研机构、技术服务机构和企业之间的合作，优势互补，提升行业国际竞争力。