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铌铸铁材料技术

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

应用领域：铌铸铁材料广泛应用于汽车、机械、矿山、冶金及轻工等行业，用以制造各种耐磨、耐热及耐蚀零件，如内燃机缸套、活塞环、曲轴、球磨机磨球、衬板、冶金轧辊、钢球磨盘、纸浆磨盘，模具等系列产品，生产总值已达数十亿元。技术特点：在灰口铸铁、白口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁及可锻铸铁五大类铸铁中用铌合金化后，材料基体中析出大量弥散分布的高硬度、高熔点硬质相，大幅度提高了材料的耐磨、耐热、耐蚀及机械性能。主要技术指标：铌铸铁汽车缸套使用寿命比硼铸铁汽车缸套提高一倍以上，并使活塞环磨损减少25%，铌铸铁活塞环使用寿命超过镀铬环，铌铸铁铁路内燃机车缸套已在济南铁路局批量生产，铌铸铁船用及大型发电机组用柴油机缸套已应用近20年，使用寿命比原铬钼铜铸铁缸套提高两倍以上。铌球铁冶金轧辊使用寿命超过镍铬球铁轧辊近一倍。铌球铁齿轮代替合金钢锻造齿轮（18CrMnTi），使用寿命相当，成本降低30%以上。铌白口铸铁纸浆磨盘使用寿命与CCr15轴承钢锻造件相当，成本仅为钢件的1/4。技术荣誉：铌铸铁材料是依据我国丰富的铌资源而研究开发的一种新型铸铁材料。“铌铸铁材料研究”系山东省重点攻关项目，研究成果达到国际先进水平，获山东省科技进步奖等多项奖励。该项目是国家重点推广项目（编号工4-2-3-12），并且是国家科技部指定的技术依托单位。
HF130系列特种耐磨耐蚀耐热新型铸铁材料及制备技术

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：-

技术简介

(1)项目来源及背景：该项目为该校冶金系(铸冶)复合材料研究室主要成员由1988年开始研究的含硼低合金耐磨球墨铸铁的研究基础上，通过引入印度特种耐磨材料制各的经验，开发出适用于中国国情的多元合金贝氏体HFI30a型球墨铸铁、马氏体HFI30b型球墨铸铁、贝氏体+马氏体球墨HFI30c型复合铸铁、贝氏体+奥氏体HFI30d球墨复合铸铁以及相应基体的HFI30A型蠕铁材料。特别是在该类合金的基础上，研究了内生非金属颗粒增强型HFI30B型铸铁复合材料，大大改善了合金的减摩耐磨(耐蚀及耐热)性。贝氏体+奥氏体及贝氏体球墨复合铸铁件已在某铸钢厂投入规模试生产。(2)项目特点：根据HFI30系列合金的性能范围不同，有些可用冲天炉生产，有些必须使用感应电炉。(3)项目应用领域：该种材料适用于制造耐磨件如磨球、滑板以及部分同时要求耐磨耐热或耐磨耐蚀的零件。
一种气缸套用铸铁材料、气缸套及其制备方法

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

本发明属于发动机气缸套技术领域,具体成分由如下重量百分比的元素组成：2.7~3.2%的C;1.8~2.3%的Si;2.0~2.5%的Mn,0.1~0.3%的Mo;0.1~0.3%的Nb,P和S均小于等于0.1%,余量为Fe。本发明的气缸套用铸铁材料仅添加少量的贵重元素Mo和Nb,两者添加总量不超过0.5%,合金种类少,含量低,大大降低了其生产成本,同时由该材料制成的气缸套其室温抗拉强度高达470MPa左右,远高于现有珠光体基灰铸铁气缸套的强度水平,适合于高温高速重载发动机严苛服役环境需要。
碳化钒增强型复合铸铁材料及其制备方法、制砂机反击块

成熟度：正在研发

技术类型：发明

应用行业：制造业

技术简介

碳化钒增强型复合铸铁材料以重量百分比计的化学成分包括：C：3.1～3.3﹪，V：8.0～9.0﹪，Si：0.5～0.8﹪，Mn：0.8～1.0﹪，Cr：2.0～3.5﹪，Mo：2.0～2.5﹪，Ti：0.3～0.6﹪，S≤0.04﹪，P≤0.04﹪；其余为Fe。碳化钒增强型复合铸铁材料的制备方法包括在熔炼炉内熔炼形成合金液后，向熔炼炉内的合金液加入孕育剂进行初孕育处理，孕育剂是钛铁孕育剂。将经过初孕育处理的合金液倾倒加入浇包内进行孕育变质处理，浇包内预置有变质剂和孕育剂，变质剂是稀土硅铁变质剂。本发明还涉及用碳化钒增强型复合铸铁材料制成的制砂机反击块。碳化钒增强型复合铸铁材料的碳化物颗粒呈现团球状并具有较高的显微硬度从而具有较佳的综合耐磨性能。
大型复杂蠕墨铸铁铸件制备工艺

成熟度：通过小试

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

一般发动机的缸体缸盖铸件采用灰铸铁或铝合金材质。灰铸铁的发展潜力有限，其强度提高的局限性是影响材料的铸造工艺性能。铝合金首先在耐高温性能、耐疲劳性能以及减震性能方面都低于铸铁；其次铸造性能也低于铸铁，导致生产的缸体缸盖铸件的壁厚大于灰铸铁，影响了在发动机上的广泛应用。　　作为新型铸铁材料，蠕墨铸铁的力学性能受石墨形态影响，蠕虫状的石墨形态决定了蠕墨铸铁在力学性能上接近球墨铸铁，其铸造性能和导热性能接近于灰铸铁。美国铸造界认为蠕墨铸铁是最有潜力的金属材料之一，已用在制备排气管、玻璃模具、钢锭模、缸盖和制动盘等数百种铸件。可以毫不夸张的说，高性能蠕墨铸铁材料的研发水平及其产业化程度代表一个国家是否进入了“新铸铁时代”。　　近年来，在充分认识蠕墨铸铁特殊性能的基础上，研究者加大了对蠕墨铸铁在发动机缸体缸盖上应用的研发力度。蠕墨铸铁在强度、刚度、疲劳强度方面均优于灰铸铁和铝合金。随着人类社会发展对节能减排重视程度的提升，蠕墨铸铁必将是制备发动机缸体缸盖的首选材料。蠕墨铸铁制造的发动机缸体缸盖能够满足使用寿命的要求，稳定尺寸，达到尾气排放法规的质量要求。另外，薄壁蠕墨铸铁生产的缸盖和缸体，不仅具有较高的强度（400MPa）、良好的耐热疲劳性、致密性、减震性能和耐磨性，还具有优越的铸造工艺性能，能够生产出同灰铸铁相同复杂结构的缸体缸盖，更有助于进一步减少铸件的壁厚。德国EB（Eisenwerk Bruehl）公司开发的新一代薄壁蠕墨铸铁发动机缸体，主壁厚只有3。5mm，重量与铝合金缸体相当，而结构效率及体积大小明显优于铝合金。此外，蠕墨铸铁的生产成本也明显低于铝合金，用于生产灰铸铁缸体缸盖的设备和工艺装备也可直接用于蠕墨铸铁的生产。　　本项目负责人近年来与常柴铸造厂合作研发了高品质的蠕墨铸铁缸体缸盖。在大量试验研究的基础上，使得铸件的性能及其蠕化效果均达到国家标准中RuT450牌号要求以上水平，这为薄壁蠕墨铸铁缸体缸盖的开发奠定了良好的基础。　　产品性能、指标　　蠕墨铸铁缸体缸盖的成分、组织和性能等特点如下：　　1、成分特点：高的碳量易促进球状石墨的形成，故碳量不宜太高，选择C 3。6 -3。8%；硅的含量与基体组织有关，随着硅量增加，铁素体增多，珠光体减少，但硅量太低又会产生白口倾向，所以硅控制在Si1。6-1。9%；锰的存在有利于稳定珠光体组织，但太高易偏析，控制在Mn 0。3%；磷是有害元素，易产生磷共晶，增加脆性，含量尽可能低P≤0。06%；硫是最为有害元素，消耗蠕化剂，同时易产生硫化夹杂等缺陷，控制在S 0。03%。　　2、组织特点：蠕虫状石墨是片状石墨和球状石墨中间形态的石墨，外形短而厚，两头部圆滑，中间部分粗糙不平。蠕墨铸铁中的石墨主要为蠕虫状石墨，以及少量的球状石墨团状、团絮状石墨存在，不允许出现片状和细片状石墨。基体组织主要为珠光体。壁厚（≤12。5mm）蠕化率≥50%；壁厚（≥12。5mm）蠕化率≥80%。　　3、性能特点：满足国家标准蠕墨铸铁GB/T26655-2011中RuT450牌号要求，硬度变化范围HRW200-250；伸长率1%以上，主要壁厚（30-60mm）抗拉强度≥400MPa，主要壁厚（≤30mm）抗拉强度≥450MPa。　　4、工艺特点：对传统生产蠕墨铸铁工艺进行了优化，用于生产灰铸铁或铝合金缸体缸盖的设备也可直接应用于蠕墨铸铁的生产。　　适用范围、市场前景　　为了达到国家排放法规要求，满足市场需求，新产品单缸柴油机不断增大功率，多缸柴油机向大功率增压中冷方向发展，对柴油机缸体缸盖铸件的性能要求不断提高。因此，加快开发薄壁蠕墨铸铁缸体缸盖材料及其生产工艺，减轻铸件重量，提高铸件强度，提高发动机单位重量的功率，降低油耗，减少排放，提高产品市场竞争力，具有十分重要的现实意义。
新型耐磨铸铁材料

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：科学研究和技术服务业

技术简介

磨损是机械零件失效的主要形式之一。据不完全统计，中国每年冶金、矿业、建材、建筑、火力发电等行业由于磨损而消耗的钢铁材料约在１５０万吨以上，为了改善零件的抗磨性能，提高其使用寿命，近些年新耐磨材料得到迅速发展，这里介绍几种研究开发的新型铸铁耐磨材料。高铬白口铸铁：硬度５６～６５（ＨＲＣ），冲击韧性４～６（Ｊ／ｃｍ＜’２＞），磨耗比为１（以水泥磨球为例），该材料硬度高，耐磨性最好，合金含量高，电炉熔炼，一般需热处理，成本较高，成本估算约为３０００～４０００元／吨。低合金球墨铸铁：硬度４５～５０（ＨＲＣ），冲击韧性≥１０（Ｊ／ｃｍ＜’２＞），磨耗比为１．５（以水泥磨球为例），该材料硬度高，韧性也好，合金含量少，可冲天炉熔炼，成本低，适于磨料磨损，冲击磨损和疲劳磨损等场合。需热处理。成本估算约～２５００元／吨。中锰球墨铸铁：４０～４５（ＨＲＣ），冲击韧性４～８（Ｊ／ｃｍ＜’２＞），磨耗比为３（以水泥磨球为例），硬度较高，耐磨性较好，合金含量较少，可冲天炉熔炼，一般不热处理，成本较低，但组织及性能不易控制。成本估算约２５００元／吨。此外还可以根据耐磨零件的性能要求，制成各种复合材料的铸件，例如高铬白口铸铁（或陶瓷、硬质合金等）与高锰钢（或炭素钢、低合金钢等）复合材料锤头、齿板、斗齿、打击板等。技术转让费１０万。
铌铸铁材料及其系列产品

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：科学研究和技术服务业

技术简介

该项目开发了铌铸铁材料及其系列产品。铌铸铁材料是依据我国丰富的铌资源而研究开发的一种新型铸铁材料。在灰口铸铁、白口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁及可锻铸铁五大类铸铁中用铌合金化后，材料基体中析出大量弥散分布的高硬度、高熔点硬质相，大幅度提高了材料的耐磨、耐热、耐蚀及机械性能。铌铸铁材料广泛应用于汽车等行业，用以制造各种耐磨、耐热及耐蚀零件，如内燃机缸套等系列产品。铌铸铁适于电炉、冲天炉熔炼、生产工艺简便，易于掌握。