钢铁耐磨材料技术进展分析

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  摘要:钢铁耐磨材料作为一种在机械、电力、冶金以及矿山等多行业都具有广泛应用前景的材料,其显著的特点就是非常易损,因此,发展钢铁耐磨材料技术就显得极其重要。本文先对钢铁耐磨材料的概念以及种类进行了相关的阐述,再对钢铁耐磨材料的技术以及进一步推进钢铁耐磨材料技术发展的措施进行了分析,希望对我国钢铁耐磨材料技术的发展能有一定的借鉴和指导意义。
  关键词:钢铁耐磨材料;技术进展;发展措施
  0.引言
  钢铁耐磨材料是一种易损的传统工程材料,在机械、矿山、航运、电力等诸多工程领域都具有非常大的应用价值和非常广阔的发展前景。但是我国当前的钢铁材料却面临着材料杂乱、技术含量不够高以及核心技术缺乏的现象,严重影响着钢铁耐磨材料技术的进一步发展。因此,笔者认为,在当前的背景下,对钢铁耐磨材料技术进展进行相关的分析能最大化地发挥钢铁材料的耐磨损性能,具有非常重要的实际意义。
  1.钢铁耐磨材料
  钢铁耐磨材料属于市场上耐磨材料非常重要的一个种类,对我国工业的发展具有非常关键的作用。随着当前我国科学技术的进步以及与工业发达国家交流的深入,我国的钢铁市场上也出现了一大批钢铁耐磨材料,钢铁材料的耐磨技术也得到了很大的发展。具体来说,当前我国市场上钢铁耐磨材料主要有以下一些种类:
  1.1.奥氏体耐磨锰钢。这种材料的钢铁具有易加工、韧性高、强度较好的特征,当前这种材料的钢铁生产技术也在不断地进步。比如说,对钢铁的含P量进行了严格的控制,加强了钢铁的性能,同时,也在高锰钢中加入Nb、RE等微量元素,以防止钢铁铸造过程中有夹渣以及晶粒加大等现象的出现[1]。但事实上,当前我国生产的高锰钢的冲击韧度还没有达到相关的标准,导致某些铸件存在开裂的现象。
  1.2.耐磨白口铸铁。这种类型的钢铁材料最大的特点就是大大地提高了高铬铸铁的硬度,进而大大地加强了钢铁材料的耐磨性。但此类钢铁生产技术的发展仍然存在一些问题,具体来说,该钢铁材料的生产需要减少Ni、Mo、Cu等过剩的贵重金属,以减少生产的成本投入;另外一方面,可以通过C量的降低来发展更好韧性的亚共晶铸铁,以进一步提高铸铁的抗磨损和抗冲击的能力[2]。
  1.3.非锰系耐磨合金钢。当前这种类型的钢铁材料在冶金矿山的湿式球磨机衬板的材料中具有很大的应用和研究价值。非锰系耐磨合金钢的使用寿命是高锰钢材料衬板的2倍以上,其使用具有很大的经济价值[3]。
  1.4.耐磨球铁和钢铁基耐磨复合材料。这种类型的钢铁材料由于经过液淬的热处理而具有非常高的硬度和韧性,在齿轮、汽车牵引钩以及凸轮轴等易磨的工业零件生产中具有非常重要的使用价值。这种材料发展的关键性技术是减少或者尽量不使用粘结剂来进行表面材料复合层的结合与致密,同时也要尽量增加复合层的厚度,提高复合层的致密度。
  2.钢铁耐磨材料的技術
  2.1.钢铁液熔炼、精炼与过滤技术是钢铁材料耐磨技术的关键。但是由于当前我国感应熔炼炉的造渣、扒渣以及聚渣的技术不成熟,加上陶瓷网过滤技术缺乏实际的应用,导致我国钢铁耐磨材料生产工艺和发达国家存在很大的差距。
  2.2.钢铁液炉前孕育变质处理技术是钢铁耐磨材料生产非常关键的技术,其良好的应用可以对钢铁液的质量有很好的保证。当前我国的钇基重稀土复合孕育变质剂应用于高铬耐磨铸铁生产的技术已经取得了很大的发展,但整体来说,目前我国在这一技术的实际操作中还存在用量不准确以及操作不恰当等技术上的缺陷。
  2.3.热处理技术对提高钢材料硬度与韧性的作用具有极其关键的作用。当前我国钢铁耐磨材料生产中的热处理技术取得了非常大的进步。首先,当前我国研发了一批新的淬火介质,大大加快了钢铁淬火的冷却速度,提高了钢材料的硬度与强度,同时还大大减少了钢铁材料生产中昂贵金属的使用,节约了生产的成本;其次,对耐磨合金铸铁和耐磨合金钢的热处理规律进行了总结,进而大大地提高了淬火技术的应用范围,也大大地提高了钢材料的耐磨性能。
  3.进一步推进钢铁耐磨材料技术发展的措施
  3.1.耐磨钢材料生产的少无机加工。少无机加工是钢铁耐磨材料生产追求的一个技术目标。具体来说,在钢材料耐磨材料的生产中,首先要提高铸件的尺寸精度和表面的质量,选择良好的机器造型与良好的磨具;其次,针对部分已经变形的锰钢件,可以在高温的条件下使用压力机来进行整形;最后,尽量选择陶瓷的道具来进行机加工以提高钢铁耐磨材料的生产效率[4]。
  3.2.减少钢铁耐磨材料中合金元素的加入。当前我国的钢铁材料大部分都加入了大量的镍、铜等合金材料,加大了钢铁耐磨材料生产的成本。针对这一现状,笔者认为,钢材料的生产人员应该要根据具体的生产情况来进行材料的选择,对合金铸铁与合金钢的牌号进行细化,以减少合金元素的使用量。同时,也要尽量选择具有高性价比的耐磨材料,以减少生产的成本。另外,也可以通过相关的热处理技术,选择合适的淬火介质,优化工艺的参数,提高原材料的使用效率。
  4.结语
  由以上可以看到,钢铁材料在当前的诸多工业领域中都具有非常重要的应用价值。而我国当前钢铁耐磨材料的生产技术在钢铁液熔炼、精炼与过滤技术、钢铁液炉前孕育编制处理技术以及热处理技术等方面都取得了较大的进展,但仍然存在着一些问题。笔者认为,针对这些存在的问题,只要相关人员能切实做好耐磨钢材料生产的少无机加工、减少钢铁耐磨材料中合金元素的加入等方面的工作,就一定能推动我国钢铁耐磨材料技术的进步,进而推动我国相关工业的进一步发展。
  参考文献:
  [1]苏义祥,廖乃飞,侯凤刚,鲍艳东,代英秋.新型碲镍铬合金粉末材料显微组织分析[J].兰州理工大学学报,2010(06).
  [2]王佳,时捷,王存宇,董瀚.新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能[J].机械工程材料,2009(12).
  [3]张静,刘海明,宋绪丁,杨军.高硼中碳铸造耐磨合金组织和性能的研究[J].热加工工艺,2010(05).
  [4]杨诚凯,李卫.高铬白口铸铁用孕育剂和变质剂的研发与应用[J].热加工工艺,2011(17).
  作者简介:程海霞(1975—),女,现工作于新兴河北工程技术有限公司,工程师。主要设计内容:离心球墨铸铁管机械及白灰工艺与设备。
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