[本篇论文由5var5VAR论文频道为您收集整理,5VAR论文频道http://paper.5var.com将为您整理更多优秀的免费论文,谢谢您的支持] 本项目属金属材料领域。涉及高温抗磨材料的组相设计、控制与制备技术。适用于冶金、矿山、建材、化工和机械等行业在高温下承受磨损的部件。
使用本发明技术生产的高温抗磨材料,可使部件的试样寿命明显提高、设备停机检修次数明显下降,工人劳动强度大幅度降低,显著地提高了企业的经济效益和产品竞争力,部分产品实现了进口替代。
针对传统高温抗磨材料长期存在耐磨性差、强韧性低以及使用寿命短等难题,本项目从高温抗磨材料的损伤机理出发,展开了系统、深入的研究,获得了下述发明成果:一、在国内外首次提出了高温抗磨材料组相的高温稳定性协同控制新概念,发明了高铬铸铁碳化物与基体组织高温稳定性协同配合方法,使硬质相和基体组织在高温磨损过程中发挥协同作用,大幅度提高了高温抗磨部件的使用寿命。
(发明专利:ZL03114581.7)
二、提出了陶瓷颗粒作为抗磨增强相,发明了在部件磨损表面通过负压铸渗复合及复合材料的制备与部件成形一体化技术,从根本上解决了高温抗磨部件对硬度、高温稳定性和强度与韧性等综合要求高的技术瓶颈。部件使用失效后,表面复合层基本磨损,残体可采用重熔方法再生,解决了普通复合材料回收利用的问题。(发明专利:ZL01115233.8)三、发明了陶瓷颗粒表面涂层技术、复合剂技术及特殊的负压铸渗涂料,解决了复合材料的界面控制、复合稳定性、颗粒体积分数的控制等关键问题,提高了表面局部复合材料的高温抗磨损性能,开发成功的局部复合材料导卫板的使用寿命达到常用合金材料的12~15倍。(发明专利:ZL03134231.
0)四、立足于我国丰富的钨、钒资源,发明了高钨钒高速钢轧辊的复合变质和电磁离心铸造技术,解决了离心铸造高速钢轧辊偏析难题,并使组织明显细化、碳化物断网;发明的高速钢轧辊材料具有优良的红硬性、高温耐磨性、强韧性及热疲劳抗力,其使用寿命比高铬铸铁轧辊提高5~8倍,与硬质合金轧辊相当,但制造成本比硬质合金轧辊降低60%以上。五、研究了离心铸造高速钢轧辊裂纹形成机理,发明了变速离心铸造、变流量浇注和变速凝固的裂纹控制技术,解决了高速钢轧辊铸造开裂难题。(发明专利:ZL02145548.1)六、发明了控制轧辊辊环内层冷却技术和高温防氧化涂料,获得了内外层组织和性能呈梯度分布的高速钢复合轧辊辊环,解决了组合轧辊生产效率低和热处理时易氧化脱碳的难题。(发明专利:ZL02145549.X,ZL03134232.9)在研究过程中发表相关论文120篇,SCI、EI收录95篇,引用377次;申请发明专利11项,授权7项。
此成果以冶金行业的典型的高温部件-高速钢线材轧辊和导位板为例,进行了产业化生产和应用。
通过本技术的应用使得组织中的碳化物形态得到极大的改善,从而使得材料的强韧性和热疲劳抗力得到极大提高。
此外,采用本项目的电磁场控制技术可极大的改善离心铸造时微观组织和成分的偏析,从而使得组相分布的协同性得以提高,避免了由于元素的偏析导致的微观组织不均匀,进而提高了材料的红硬性和高温抗磨性能。
本成果可在具有常规铸造条件的铸造企业经适当添加一些辅助设施后即可实行。
采用上述成果,开发了具有自主知识产权的系列高温抗磨材料部件,在十余家企业大批量生产和应用。使用寿命是目前常用部件的5到15倍,性能达到或超过国内外同类产品的先进水平。
自2000年以来,已有18家单位采用该技术,获经济效1.734亿元。
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