水泥机械设备耐磨件材质的选用 (内部资料) 长春铭成合金钢有限公司 2008-1-21
在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。 一、铸造耐磨材料 用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。 第一代耐磨材料------高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件， 第二代耐磨材料------镍硬铸铁。优点：硬度高，耐磨性好。缺点：脆性较大，应用范围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。 第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。 1. 高锰钢系列耐磨材料 在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（16.0~19.0 %Mn）。 1.1 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93 表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%） 1.2 日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991 表2 日本高锰钢铸件化学成分(%)
文件编号：TP-AR-L8248 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 矿山耐磨材料：应有选 择性使用(正式版)
矿山耐磨材料：应有选择性使用(正 式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 材料越硬越耐磨吗？实际上，盲目地追求硬度并 不一定能取得理想的效果，反而会使成本大幅度提 高，造成浪费。 据悉，高铬铸铁在接近90°角冲蚀磨损时其耐 磨性还不如20号钢，因此在大角度冲蚀磨损时，就 不应选择这类脆性较高的材料。相反，在小角度或滑 动磨损工况下，高铬铸铁远比20号钢要耐磨的多。 在有强冲击作用，要求耐磨机件有相当高的韧 性，以避免机件破裂的场合，锤用硬质合金和增韧氧 化锆(Y2O3+ZrO2)是一个很好的选择。若破碎机颚板
破碎岩石，挖掘机挖取堆积石块等，则采用高锰钢铸件或表面淬硬的低合金钢铸件。 在用于高应力磨料磨损和冲击作用不太强的碰撞磨损条件的耐磨件，大都采用高铬铸铁。如碎矿辊、锤式破碎机锤头、球磨机衬板等。破碎机的护板、输送机的壳体、叶片、斗等应用碳化铬复合材料 （Cr2C3+Q235）、高能离子注渗碳化钨材料（WCSP）效果更好。 高锰钢韧性有余而耐磨性不足；各类合金白口铸件硬度高、耐磨性好，但韧性较差，安全可靠性低；中低合金耐磨钢介于前两者之间，奥贝球铁目前缺少普遍的应用，有待进一步的认识。 专家指出，耐磨材料何时何地如何应用，须科学研究分析使用条件，充分掌握耐磨材料的性能特点，扬长避短，方能取得应用的成功。
什么材料最耐磨？ 耐磨材料在工业和人民生活中被广泛使用。随着技术的进步和材料科学的发展，各种各样的新型耐磨材料不断涌现。 耐磨材料有很多种，都耐磨，关键要找到适合自己的，适合自己就是最好的，就像选对象一样。 最早的能够大量使用的耐磨材料主要是耐磨钢、耐磨铸铁等金属材料，之后出现各种非金属耐磨材料，比如：铸石、陶瓷、三氧化二铝陶瓷、氧化锆、碳化硅及各种耐磨混合料。金属耐磨材料也出现各种新型的复合材料，比如双金属。这些材料都有耐磨性能，但各有不同，各有特色。 根据输送物料的性质和介质条件的不同，选用适合自身工况的产品很重要。现在有很多设计人员咨询什么材料最耐磨，本身这种问法就存在误区，在选用耐磨材料的时候，首先要确定自身工况条件：输送物料的硬度、颗粒大小、流速、输送量、输送介质等等，再根据具体情况选用适合的耐磨材料。 如果是水力输送，一般颗粒不会太大，比较适合采用铸石。因为铸石这种材料既耐磨又耐腐蚀，而且耐酸耐碱，硬度大，易滑性好，阻力系数小。经过一段时间的使用后，各种性能反而会提高，在灰渣管路和尾矿管路上应用，它的优势非常明显，越用管道内壁越光滑，阻力越小，输送越顺畅，泵出力越小。-----铸石的特性：耐磨、耐酸耐碱、易滑性好、阻力系数小。 干粉状物料输送，80目以上细粉，可以采用铸石管输送；如果颗粒大，且有冲击，可以采用三氧化二铝陶瓷。-----三氧化二铝陶瓷：耐磨、耐中
度冲击、有一定的耐腐蚀性。 以储存为主的料仓和以输送粉料为主的漏斗等可以采用内衬铸石板来保护基础并延长它们的使用寿命。根据使用年限和具体储存量及物料的性质选用不同厚度的铸石板。目前铸石板最薄的可以做到12-14mm，是蓬莱金王近几年开发的新产品，经济实惠，使用效果很好。粮仓等输送粮食的设备可以选用蓬莱产的纯玄武岩铸石板，因为在生产过程中不添加任何小料，且采用洁净能源--天然气生产，产品绿色环保，既可以防老鼠打洞，又光滑易清理，不长青苔。 输送颗粒比较大的物料，如焦炭、煤炭、原矿石等，要选用耐冲击的耐磨材料。以冲击为主，最好选用耐磨钢；以耐磨为主冲击较少，可以选用三氧化二铝陶瓷。根据具体使用情况选用不同的厚度和品质。 在有一定温度的情况下选用耐磨材料时，三氧化二铝陶瓷、氧化锆、碳化硅、耐磨钢都可以。300度以下各种耐磨材料都可以满足使用；在300-1000度，选用三氧化二铝陶瓷即可，1000度以上可以采用碳化硅、氧化锆等。最近几年很多人钟爱碳化硅，这种材料在低温时，耐磨性能和三氧化二铝陶瓷很接近，只有在高温（超过1000度以上）下才能显示出它的优势。所以还是量才而用比较好。------碳化硅：高温耐磨且防腐，耐冲击较差，适合比较温和的物料输送。 当特别复杂的设备衬里，不能使用成型的耐磨材料时，可以选用耐磨混合料；当部分损坏、临时修补时，也可以用耐磨混合料解决燃眉之急。-----耐磨料：可以选用铸石耐磨防腐料改善烟囱和烟道内壁，物美价廉。 总之，适合自己的才是最好的。
铸造设备及自动化 1.铸造车间一般有哪些部门组成？其中生产部门又可以细分为哪些部门？ 答：铸造车间：1.生产部门 2.辅助部门 3.行政部门 4.仓库 5.配套生活设施生产部门：1.造型工部 2.制芯工部 3.熔炼工部 4.清理工部 5.砂处理工部 2.铸造车间的工作制度及其特点。 答：1.阶段工作工作制：在同一地点，不同时间完成不同的工序。{优点：简单灵活；缺点：生产周期长，占地面积较大} 适用于手工单件小批量生产，并在地面上浇注的铸造车间。 2.平行工作制：在不同地点，同一时间完成不同的工序。{优点：生产率高，车间面积利用率高；缺点：投资大，占地面积大} 适用于采用铸型输送器的机械化铸造车间。 3铸造车间生产纲领的概念及其确定方法。 答：概念：车间一年内生产合格铸件的品种和数量。确定方法：1.精确纲领 2.折算纲领 3.假定纲领 4.我国铸造车间设计的方法通常为两阶段设计法，具体包括那两个阶段？ 答：1.扩大初步设计 2.施工设计 5.什么事紧实度？型砂紧实度的表示方法有哪些？ 答：概念：型砂被紧实的程度,即型砂中砂砾间排列的紧实程度。确定方法：1.容重 2.表面硬度法 3.紧实率 6.铸造工艺对型砂紧实度的要求是什么？如何满足？ 答：1.保证铸型有足够的强度便于搬运和抵抗金属液的静压力和膨胀力； 2.保证有足够的透气性； 3.在保证透气性的前提下，尽可能提高紧实度。 如何满足：1. 背砂/面砂-粗砂/细砂 2.扎通气孔 3.减少发气量 7.造型时紧实型砂的方法（实砂方法）有哪些？各有何特点？通常用于什么场合？ 答：1.压实法：利用外力使型砂高度降低，使型砂得到紧实。特点：1.无振动，无噪音；2.生产率高 3.紧实度分布于加压方法有关。 2.震机法：把砂箱，型板提高到一定高度，做自由下落，与工作台发生撞击，靠惯性力层层压实。特点：紧实度分布符合工艺要求，但顶部的型砂无法紧实。 3.抛砂法：用高速旋转的叶片将型砂成团抛出。特点：能同时完成型砂的充填于紧实过程多用于单件小批，大批生产，但生产率不高，应用正日趋减少。 4.射砂法：用压缩空气将型砂射入砂箱或芯盒。特点：能同时完成快速填砂和预紧实的双重作用。其生产率高，劳动条件好，工作噪音小，紧实较均匀，但射砂紧实的紧实度不够，芯盒于模样的磨损较大。广泛用于制芯和造型的填砂与预紧实。 5.气流实砂（静压造型）：利用气流的渗透力使型砂紧实。特点：机器结构简单，实砂时间短，噪音和振动小 6.气冲法：在瞬间使气压从0.1Mpa升至2.5Mpa（0.02s内）使用在型砂顶部，告诉气流冲击将型砂紧实。特点：靠近型面处紧实度高且均匀，比较符合铸造工艺要求；生产率高，噪音较低；及其结构简单，但也存在较大冲击力，模板磨损快，对地基的影响较大。应用：不宜于低矮的砂型紧实 7.真空法：原砂＋塑料膜——抽真空。 8.震击法造型原理及其特点。 答：将工作台连同砂箱，型板和型砂提升至一定高度之后，让其自由下落，与机座发生撞击，利用惯性力层层紧实型砂。特点：紧实度符合工艺要求，但顶部的型砂无法紧实，紧实度不均匀。 9.震击循环示功图的概念及其意义。 答：概念：表示在震击循环过程中，震击活塞行程s与震击缸内气压P的关系曲线。意义：1.反映 p与s关系； 2.反映震击循环中功德变化，且净功为ABCDEFA的面积
美国尼伯科是美国最大的额定压力球墨铸铁阀门制造商。美国尼伯科多转阀门非常适用于许多应用领域：烃类，化学制品，船舶，消防防火，纸浆和造纸等行业中可以安装铸铁或铸钢阀门的地方。作为钢的替代品，1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性，而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得最佳的展延性，因此，所有美国尼伯科球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理。球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中，可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内，这些石墨球称为“裂缝终结者”，因为它们具有阻止断裂的能力。有时，球墨铸铁被称为“两个世界里最好的”金属，意思是球墨铸铁具有铸钢的强度，也有铸铁优异的抗腐蚀性。球墨铸铁与铸铁（灰铸铁）的比较与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且最终出现断裂。球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。(请参阅83页有关机械性能的全面比较)。球墨铸铁在
耐腐蚀性方面与铸铁相同。球墨铸铁与铸钢的比较球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。(请参阅83页有关机械性能的全面比较)。在大部分市政应用领域，如：水、盐水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本，因此离心铸管采用它更合适。GHIENFN双金属耐磨管的性能特点： 1、良好的耐磨性超硬度耐磨合金的硬度HRC≥56，具备很好的耐磨性能和热稳定性。 2、优秀的抗冲击性能、金属结合性能、抗热震性能KMTBCr28双金属耐磨管，两种金属的结合面完全是冶金结合，使用安全可靠。两者热膨胀系数相当，不会出现胀缩崩裂现象。弯头的外壁采用钢管，内衬采用超硬度耐磨合金，该产品既具有高合金产品的耐磨、耐腐蚀特性，又有较高的机械性能和较高的抗冲击性能。 3、良好的耐热、耐腐蚀性能超硬合金材料的基体有较强的耐热、耐蚀性能，在高温或腐蚀环境下能显示出良好的耐蚀、耐磨性能。在湿态、有腐蚀介质和颗粒冲刷交相作用下，采用铸态使用的超硬度耐磨合金是比较适宜的；而在以磨料磨损为主要失效方式的干态工况条件下，则选用一种可通过热处理获得马氏体基体的超硬度耐磨合金材
耐磨金属材料的最新研究现状 关键词：耐磨材料；锰钢；抗磨白口铸铁；技术进展 摘要：耐磨金属材料被广泛地应用于工业生产的各个领域, 而随着科学技术和现代工业的高速发展，由于金属磨损而引起的能源和金属材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对金属磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外人们的广泛重视。本文概述了国内外耐磨金属材料领域研究开发的现状及取得的一系列新进展。 0 引言 随着科学技术和现代工业的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代设备(特别是高速运转的自动生产线)生产效率的重要因素。尽管材料磨损很少引起金属工件灾难性的危害，但其所造成的能源和材料消耗是十分惊人的。据统计，世界工业化发达的国家约30%的能源是以不同形式消耗在磨损上的。如在美国,每年由于摩擦磨损和腐蚀造成的损失约1000亿美元，占国民经济总收入的4%。而我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门，据不完全统计，每年由于工件磨损而造成的经济损失约400亿元人民币[1]。因此，研究和发展耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济的发展有着重要的意义。 1国外耐磨金属材料的发展 国外耐磨材料的生产和应用经过了多年研究与发展的高峰期，现已趋于稳定，并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁的几个阶段，目前已发展为耐磨钢和耐磨铸铁两大类。 耐磨钢除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外，根据其含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢；根据合金元素的含量又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢；根据组织的不同还可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢。而耐磨铸铁主要包括低合金白口铸铁和高合金白口铸铁两大类。二者中最具有代表性的是低铬白口铸铁和高铬白口铸铁，而且这两种材料目前在耐磨铸铁中占有主导地位。马氏体或贝氏体、马氏体组织的球墨铸铁在制作小截面耐磨件方面也占有一席之地，中铬铸铁则应用较少。从整体上看，合金白口铸铁的耐磨性优于耐磨铸钢，但后者韧性好，在诸如衬板、耐磨管道等方面有着广泛的应用[2]。 2 我国耐磨金属材料的发展 据统计,国内每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上，应用摩擦磨损理论防止和减轻摩擦磨损,每年可节约150亿美元。近年来,针对设备磨损的具体工况和资源情况,研制出多种新型耐磨材料。主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢
第二节常用的铸造方法 (五)离心铸造 离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。 1．离心铸造机 离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。 图2-2-41 离心铸造示意图 图 2-2-9 离心铸造 2．离心铸造的特点和应用 与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是： （1）优点 1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。 2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。 3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。 4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。 5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。既合适于铸造中空件，又可以铸造
成形铸件。中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。 但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。 （2）应用 离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。 （六）熔模铸造 熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。熔模铸造是精密铸造方法之一。 1．熔模铸造的工艺过程 熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。 （1）用钢或铜合金等加工制成用来制造压型的母模。 （2）制造压型压型是制造熔模的模具。压模尺寸精度和表面质量要求高，它决定了熔模和铸件的质量。批量大、精度高的铸件所用压型常用钢或铝合金加工制成，小批量生产可用易熔合金浇注而成。 （3）制造模样。模样的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用的为50%石蜡加50%硬脂酸。将其加热只熔融（糊状）状态后压入压型，凝固后取出得到蜡模组。当铸件较小时，常将单个蜡模粘焊在预制好的蜡质浇注系统上制成蜡模组。 动画2-2-7 熔模铸造工艺过程 （4）制造型壳。将蜡模组浸入涂料（石英粉加水玻璃粘结剂）中，取出后在其表面撒上一层石英砂，再放入硬化剂（氯化铵熔液）中进行化学硬化。如此反复涂挂4~9层，得到厚度约5~10mm 的坚硬型壳。然后将结壳后的蜡模组放入90~95℃的热水中，使蜡模熔化并从浇口流出得到中空的型壳。 （5）造型和培烧为加固型壳，防止型壳浇注时变形或破裂，可将其竖放在铁箱中，周围用干砂填紧，此过程称为造型。对于强度高的型壳可不必填砂。为进一步排除型壳内的水分、残留蜡料及其他杂质，提高其强度，还需将装好型壳的铁箱送入加热炉内在900~950℃培烧。 （6）浇注为提高金属液的充型能力，应在型壳培烧出炉后趁热（600~700℃）进行浇注。冷却凝固后清除型壳，便得到一组带有浇注系统的铸件。 2．熔模铸造的特点和应用 由于熔模铸造采用可熔化的一次模，无需起模，故型壳为一整体而无分型面，而且型壳是由耐火度高的材料制成，因此熔模铸造具有下列优点：。 （1）可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件。其最小铸出孔的直径为0.5mm，最小壁厚为0.3mm。 （2）铸件精度高，表面质量好。铸件尺寸公差等级可达：钢铁材料CT7~CT5，铜合金等
高锰钢的耐磨性 高锰钢铸件在受到冲击截荷和压应力时，金属表面发生塑性变形，迅速产生加工硬化并诱发产生马氏体及ε相，从而形成硬而耐磨的表面层，耐心部仍是奥氏体组织。表面层硬度由原来的200HB左右提高到500HB以上，硬化层浓度可达到10～20mm，甚至更多。在表面逐渐被磨损掉的同时，在冲击载荷的作用下硬化层不断地向内发展。在低冲击载荷和低应力磨损情况下，由于不能在表面产生足够的加工硬化，这时高锰钢的耐磨性往往不一定比相当硬度的其他钢种好。 为适应不同工况的要求，调整基本成分和加入其他合金元素，以提高钢的耐磨性，发展了一些改进型高锰钢。国内外一部分改进型高锰钢的化学成分和用途见下表。 改进型高锰钢的化学成分和用途
园锥破碎机轧臼壁的研制应用 本课题研制的轧臼壁是选矿厂碎矿车间碎矿系统园锥破碎机重要的备件之一、在实际工况条件下，该工件承受着极强烈的、高周次的、反复交变应力的作用（冲击、磨擦、挤压，剪切等），其质量的好坏，将直接到选矿厂能否进行正常的生产经营活动。 1．轧白壁工件的选材分析 根据轧臼壁工件在实际工况条件下的受力状态，服役特点(高周次的强烈冲击、磨擦、挤压、剪切的反复)，结合国内目前使用耐磨材料现状，经一系列对比分析、反复试验我们选择了在强烈冲击、磨擦、挤压，剪切工况条件下具有强大潜能(加工硬化能力)的高锰钢作为制作轧臼壁工件的材质。 1．1轧臼壁工件化学成份的确定 高锰钢的耐磨性由钢的化学成份、钢中夹杂物含量、钢中碳化物的溶解与偏析度、钢的晶粒度和铸造质量的优劣等决定。 高锰钢中各元素对其性能的影响 硅：含硅量高，降低碳在奥氏体中的溶解度，碳化物在晶界上析出增多且肥大，水韧处理后，在晶界上留下较大的显微疏松，但为了完全消除，钢中的含硅量，控制在—％最佳，含硅量>％对高锰钢各项性能无明显影响。 锰：高锰钢由于含锰量高，钢的铸态组织为奥氏体及碳化物，经1000℃左右加热水淬处理(通常称水韧处理)后。绝大部分碳化物固溶
耐磨材料结课报告 浅谈高锰钢 摘要：本文对高锰钢的性能特点，铸造工艺，应用条件以及它的局限性和发展前景做了较为简单的介绍，尤其对高锰钢的现状和它的发展前景作了较为详细的描述，认为高锰钢还有较为广阔的发展前景。 一、高锰钢的定义 标准的高锰钢（Mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人Hadfield 于 1882年发明的。各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。我国关于高锰钢的标准可查国家标准（GB/T5080-1998），与国外主要发达国家的比照如下： 二、高锰钢依其用途的不同可分为两大类：1 1、耐磨钢 这类钢含锰10%～15%，碳含量较高，一般为0.90%～1.50%，大部分在1．0%以上。其化学成分为(%)： C0．90～1．50Mn10.0～15．0 Si0．30～1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量最多，常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。 上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，
然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σs340～470MPa ζ15%～85% ψ15%～45% aKl96～294J/cm2 HBl80～225 高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。 2、无磁钢 这类钢含锰大于17%，碳含量一般均在1.0%以下，常在电机工业中用于制作护环等。这类钢的密度为7.87～7.98g/cm3。由于碳、锰含量均高，钢的导热能力差。导热系数为12.979W/(m·℃)，约为碳素钢的1/3。由于钢是奥氏体组织，无磁性，其磁导率μ为1．003～1．03(H/m) 二、高锰钢的铸造工艺 在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。 1 、化学成分 高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是0.75%－1.45%。受冲击大，碳含量低。锰含量在11.0%－14.0%之间，一般不应低于13%。超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18%。硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于0.5%为宜。低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于0.07%。铬是提高抗磨性的，一般在2.0%左右。 2、炉料 入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。这里特别提醒的是由人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。这个人士是有害的。某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25%。那么，回炉料过剩该如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。 3 、熔炼 这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。料块应尽量小些，以50－80mm为宜。熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒再金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。 钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理，是使一次结晶细化的必要手段，它对产品性能影响是至关重要的。
填空 1.射砂筒的进气方式有（顶上进气）和（均匀进气）两种。 2.机械起模的方式有（顶箱起模）和（翻转起模）两种。 3.气动微震机构可分为（弹簧垫式）和（气垫式）两种。 4.按生产线布置，可将铸型输送机分为（封闭式）和（开放式）两种。 5.按照工作原理的不同，浇注机械可分为（倾转式）、（底注式）、（气压式）和电磁泵式）四类。 6.筛分设备的主要作用是筛除其中的（芯块）、（砂块）和（其他非金属杂物 考试题：紧实度：指型砂被紧实的程度，通常用单位体积内型砂的质量表示 震击实砂：将型砂填入砂箱，工作台将砂箱连同型砂举升到一定高度，并让其自由下落，工作台与机体发生撞击。撞击时，型砂的下落速度变成很大的冲击力，作用在下面的砂层上，使型砂层层得到紧实。 脱箱造型：在造型后能先将砂型脱去，使砂箱不进入浇注、落砂、回送循环的造型方法。 铸造生产线：根据生产铸件的工艺要求，将主机和辅机按照一定的工艺流程，用运输设备联系起来，并采用一定的控制方法所组成机械化、自动化造型生产体系，并在该生产体系中，进行铸型浇注、冷却落砂以及空箱返回等工作，从而完成铸件生产过程。 流态化：气体通过固体颗粒流动，使固体颗粒呈现出类似于流体状态。 1.慢速压实过程中，砂型内的应力是如何分布的？ 答：压实开始时，箱壁上的摩擦阻力使压板边角处应力升高，在压板下沿着砂箱壁形成一个高应力环形区。这时，型砂的内摩擦力与压板的向下推力结合，形成一个向下向中心的作用力。 2、根据射砂过程及砂粒自射孔射出的过程，影响砂粒射出的因素有哪些？是如何影响的？ 如何防止答：(1)射砂气压及气压梯度，用流通截面足够大的快速进气阀门； (2) 型砂性能与射砂筒中型砂的紧实，防止出现穿孔、搭棚和空吹现象；(3)锥形射头与射孔大小，射芯机的射头大都做成锥盆形，射孔不能过小。 3、根据图1中震击气缸工作时的三个位置描述震击气缸的震击循环过程？1-震击活塞2-进气孔3-排气孔（1）管路气压过低，或工作负荷过大；提高管路气压。（2）进气孔太小，进气过慢；调整进气孔尺寸。 4、发生双重撞击的原因有哪些？如何排除？ 震击开始时，压缩空气通过活塞1中的空腔，经气缸壁上的环形间隙，从气缸孔2进入气缸，缸内气压上升，推动活塞向上运动。活塞向上升起一段距离后，空气的气路别切断，气缸不再进气。这时，由于气缸中的气压仍然比较高，它一面膨胀一面推动活塞继续上升。活塞又走过一小段距离(称作膨胀行程)后，将排气孔3打开，气缸内的压缩空气便迅速排出。这时气缸内气压降低，但是活塞尚具有向上的惯性，因而仍然继续上升。惯性使活塞再上升一段距离(排气工作行程)后，上升惯性丧失开始下落。下落时，先关闭排气孔3，一直落到活塞以相当大的速度与工作台发生撞击，这时进气孔被打开，气缸又开始进气。震击工作台受撞击时回弹力的作用，加上气缸内气压的作用，活塞及工作台重又上升，一个震击循环结束，新的循环重又开始，形成重复的震击。 5、水平分型脱箱造型与垂直分型无箱造型相比有哪些优点？
铸造工艺对双金属复合材料性能的影响 本文从双液双金属复合铸造以及双金属复合材料的定义着手，对其进行概述，从而加强对这方面的了解。并采用SEM、EDAX、TEM等现代分析方法，就铸造工艺对双金属复合材料性能的影响进行实验，实验结果表明复合铸造工艺不仅对材料表面的质量、应力状态有影响，而且对界面结构、形貌及相组成均有很大的影响。通过这次实验得出的结论对于今后制造双金属复合材料具有重要的指导意义。 标签：铸造工艺；双金属复合材料；性能；影响 前言 本文依据不同的铸造结构与使用条件，采取特殊的铸造工艺方法，在保证结晶界面与基体的温度、梯度、厚度等均是一定的，并确保结合界面是均匀、完整的前提下，从而制备出无混料、大复合界面的双金属复合材料，这无论是对复合材料的进一步研究和应用，还是对双金属复合材料的界面设计和制备，均是十分有利的，且具有极大的经济效益和学术价值。 1 对双液双金属复合铸造的概述 所谓的双液双金属复合铸造主要指的是在一定的浇注温度下，将两种液体金属按照先后的顺序浇筑到同一个铸型中，从而获得的耐磨零件，既克服了两种金属的缺点，同时也充分发挥了两种金属的优点，具有两种金属的特性，促使零件能够适应各种恶劣工况，延长部件的使用寿命。但是在实际的操作中的难度是十分大的，尤其是对矿用鄂板等耐用零件的批量生产的难度系数更是高，加之可靠性差等因素等对其实用化进程造成了严重的阻碍。而且通过铸造，我们了解到界面的结合质量是影响复合材料性能的主要原因，而铸造工艺则是保证获得良好复合界面的关键因素。 2 对双金属复合材料的概述 通过采用复合技术，将两种完全不同的，尤其是物理性能和化学性能不同的金属的接触面相互固牢并结合在一起，从而获得的一种新型材料称为双金属复合材料。这种双金属复合材料具有特殊的性能，不仅能够适应各种恶劣的工作环境，而且能够延长部件的使用寿命。它具有成本低、性能好、合理利用资源等特点，因此在工业领域，如：石油、造船、汽车、航空等中得到了广泛的应用。由此可见，它的市场前景十分广阔。 3 铸造工艺对双金属复合材料性能影响的实验 接下来本文主要就铸造工艺对双金属复合材料的材质复合界面组织、耐磨性、综合力学性能等方面的影响进行实验和论述。以供参考。
耐磨零件材料概述 材料表面强化处理 农机具耐磨零件材料 球磨机磨球材料 耐磨材料概述 高锰钢的耐磨性 典型耐磨零件用钢 耐磨件--犁壁 耐磨件--泥浆泵缸套 耐磨件--锤式粉碎机锤片 耐磨件--风扇磨煤机护勾、护 耐磨件--稻麦收割机光滑刃动刀 片 耐磨件--耙片 耐磨件--锄铲 耐磨件--稻麦收割机光滑刃定刀
甲 耐磨件--旋耕机刀片 耐磨件--甘蔗粉碎机切片 耐磨件--剪羊毛机刀片 耐磨件--切草机刀片 耐磨件--旋耕机齿轮 耐磨件--联合收割机链轮片 耐磨件--泥浆活塞杆 耐磨件--推土机铲运机铲刀 耐磨件--凿岩机 耐磨件--钻探机械钻具 耐磨件--犁铧 耐磨件--覆带板 国外工程机械耐磨件用钢及热处理 德国挖掘机斗齿 日本挖掘机斗齿 日本推土机、装载机、行走机构日本推土机、装载机、工作装置美国挖掘机斗齿 材料表面强化处理 材料表面强化处理是提高耐磨性的重要措施之一。除了常用的化学热处理(渗碳、渗硼等)和表面淬火方法外，还有表面冶金强化(表面熔化、表面合金化、表面涂层)、气相反应沉积、离子注入等方法都能提高零件表面的耐磨性和疲劳强度等性能。耐磨堆焊是以提高耐磨性为主要目的的堆焊工艺。耐磨堆焊材料也就成为一类重要的金属耐磨材料。常用的耐磨堆焊材料有铁基合金、钴合金、镍合金等。耐磨堆焊材料的范围很广泛的。应该在耐磨性、对环境的适应能力和可焊性等几方面综合考虑正确选用堆焊材料。 耐磨材料概述 用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料，在恶劣工况条件下，不容易产生塑性失稳，而具有相当好的耐磨性；但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下，产生加工硬化效应，才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件，目前较广泛选用成本较低的非合金钢（碳素钢）或中高碳合金钢，并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复合钢材制作的零部件，在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点，可提高使用寿命，但成本较高。耐磨铸铁的耐磨性好，成本低，包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁，一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。 耐磨钢目前尚没有系统的技术标准，但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广，一部分结构钢、工具钢及合金铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根据工作条件、磨损类型以及材料破坏机理的不同，来合理选用钢种。
造型材料处理及旧砂再生设备 [摘要]：铸造设备自动化一般按造型方法来分类，习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型铸造三类。特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。 [关键词]：造型；旧砂；混砂机；材料； 引言 造型材料种类繁多，不同的型砂种类，其组成各不相同，处理方式、工艺过程、处理装备等均不相同。各种型砂通常都由原砂、粘结剂、辅加物等组成，其原材料常需经烘干、过筛、输送等过程进入生产设备单元，其旧砂常需要回用或再生处理。 1、新砂烘干设备 1.1热气流烘干装置 热气流烘干装置由给料器2均匀送入喉管4的新砂与来自加热炉的热气流均匀混合。在输送管道5中，砂粒受热后其表面水分不断蒸发而烘干。烘干的砂粒从旋风分离器中分离出来，存于砂斗备用（图中未绘出）。从分离器6的顶部排出的含尘气流经旋风除尘器7和泡沫除尘器8两级除尘，再经风机10和带消声器11的排风管排至大气。由于风机装在尾端起抽吸作用，故该装置又称风力吸送装置，常用的热气流烘干装置如图1所示。 图1热气流烘干装置
1.2三回程滚筒烘炉 三回程滚筒烘炉主要由燃烧炉和烘干滚筒组成。它以煤或碎焦碳为燃料，由鼓风机将热气流吸入烘干滚筒，与湿砂充分接触，将其烘干。烘干滚筒由三个锥度为1：10及1：8的大小不同的滚筒套装组成，在内滚筒、中滚筒与外滚筒间，用轴向隔板组成许多小室。滚筒由四个托轮支撑，其中两个托轮是主动轮，靠磨擦传动使滚筒旋转。三回程滚筒烘炉如图2所示。 图2 回程滚筒烘炉结构图 2、黏土砂混砂机混砂机 混砂机是使型砂中各组分均匀混合，并使黏结剂有效地包覆在砂粒面的设备。混砂机是铸造砂处理型砂混制的主要设备，也是获得合格型砂的关键设备[1] 。混砂机将铸造用砂、粘结剂、附加剂、水等均匀拌和使其成为具有一定性能的型砂或芯砂的机器。主要有辗轮式和摆轮式两种。 混砂机利用碾轮与碾盘的相对运动，将置于两者间的物料受到碾压兼磨削的作用而粉碎物料，混砂机在粉碎物料的同时还将物料混合。是生产免烧砖、灰砂砖、水泥砖、耐火砖、粉碎和混合粉煤灰、锅炉炉渣、尾矿渣及工业废渣作制砖原料的理想设备。 混砂机作为铸造工艺中的重点设备，是控制型砂质量、成本的关键因素。混砂机是一种被广泛应用在铸造工业中的砂处理设备，混砂机按混砂工艺特征，可以分为：以辗压﹑搓研作用为主的辗轮式混砂机；以混合作用为主的叶片式混砂机；兼有搓研﹑混合作用的逆流式或称转子式混砂机和兼有辗压﹑混合作用的摆轮式混砂机。混砂机按工作性质还可以分为间歇式和连续式两种混砂机。
水泥工业用耐磨材料的选择与应用 作者：合肥水泥研究设计院鲁幼勤 在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。 一、铸造耐磨材料 用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。 第一代耐磨材料------高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件。 第二代耐磨材料------镍硬铸铁。优点：硬度高，耐磨性好。缺点：脆性较大，应用范围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。 第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。 1. 高锰钢系列耐磨材料 在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（~ %Mn）。 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93 表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）
日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991 表2 日本高锰钢铸件化学成分(%) 中国标准《高锰钢铸件》GB/T5680-1998 表3 中国高锰钢化学成分(%) 超高锰钢 为保证厚大铸件的中心部位全为奥氏体，锰含量提高到18%，同时加入Cr、Mo、Ni 等元素，提高屈服强度和初始硬度，从而具有足够的韧性及优异的加工硬化能力，主要用于制作90kg以上大锤头。成分性能见表4。 表4 超高锰钢化学成分及机械性能
耐磨材料的种类 一般而论: 1．铸石：铸石衬板是以天然岩石辉绿岩或玄武岩为主料，配以少量附加料，经高温熔化、浇铸成型、结晶退火而制成的一种晶粒细微致密的非金属耐磨材料，其物理、化学性能如下： 抗弯强度 600MPA 弯曲强度 65MPA 体积密度 2.9—3.0 g/m2 磨损度 0.09 铸石衬板是一种开发比较早的耐磨材料，技术已经过时甚至可以说是市场淘汰产品了，究其原因其耐磨性能远远小于碳化硅、氧化铝、氧化锆陶瓷，另外铸石衬板易碎、耐磨层厚等因素，设备沉重及堵料等问题也困绕其长期应用。但在当今防磨材料市场中铸石衬板仍占有一席之地，这与其价格低，施工方便，以及中国不成熟的市场是分不开的。 2．高分子衬板：高分子衬板所含类别比较多，具体包括高分子聚乙烯衬板、聚安脂衬板、含油尼龙衬板、稀土尼龙衬板、A3衬板等。其物理、化学性能如下： 拉伸强度 98-107MPA 弯曲强度 152-176MPA 体积密度 1.16-1.18 g/m2 摩擦系数 0.4—0.6 高分子衬板与铸石、碳化硅、氧化铝、氧化锆陶瓷抗磨损机理不同，高分子衬板主要是利用其低摩擦系数来自润滑减少相互间摩擦阻力，所以其硬度并不高，是典型的“以柔克刚”之原理。这类材料其主要成份是有机物，所以使用温度不能超过100℃，很大范围地限制了其应用。 3．高铬铸铁：在钢铁中添加C元素，其硬度就会增加，同时加入铬元素，使其硬度增加，45#碳钢硬度约为HB200。高铬铸铁广泛应用于矿山冲击比较大、磨损比较小的部位，同时许多球磨机磨球也是用高铬铸铁制造的。其组成成分如下： 碳和铬（C为3.1-3.6%，Cr量为20-25%） 镍（其作用是增加高铬铸铁的淬透性） 钨（其作用是细化晶粒，提高硬度，增加耐磨性） 稀土复合变质剂（0.2-0.5%） 4．锰钢合金（16mn） 是在高碳高锰钢中复合添加稀土钼或钒、钛等合金材料，通过弥散处理，获得固溶强化了的奥氏体基体上弥散分布着球形第二相耐磨质点的金相组织。其生产工艺简单，成本较低，材料来源丰富。是制造冶金、矿山、建筑、建材机械设备耐磨另件不错的材料。典型应用：破碎机腭。 5．氧化铝耐磨陶瓷 耐磨陶瓷采用100目以下的AL2O3同时添加多种耐磨材料的配方，100吨压机压、或等静压制成型，经1700℃高温烧结，具有密度大、硬度高、耐磨损等特点。一般而论耐磨陶瓷的耐磨性相当于锰钢的10倍，高铬铸铁的8倍。氧化铝耐磨陶瓷材料广泛用于火电厂磨煤及除灰系统，如粗、细粉旋风分离器、一次煤粉风管、弯头、烟道、排粉机蜗壳、球磨机出口、除灰排渣系统等；钢铁烧结厂的除尘管道、混合料仓、混合圆筒等；水泥厂的选粉机、溜槽、风机等；港口码头的卸船机、装船机、料斗上等多种工业设备上。 密度≥3.6g/cm3 莫氏硬度≥9
机,再由PLC 控制执行元件;当型砂性能偏差超过设定值时,软件可以根据实验室或在线检测仪的测量值自动调整附加物加入量;软件还可以自动建立生产纲领库、物料补加库、型砂性能库,显示打印型砂性能统计表等。 五、结束语 以上是从控制方法的角度介绍了国内外粘土砂质量控制的一些新发展。如果从控制工艺的角度分析,对于间歇式混砂机,前面提及的各类方法可以归纳为两种类型。一是Georg Fischer -DISA 公司的SMC 系统以及类似的其它系统,它通过先进的性能检测仪,快速、频繁地检测,根据性能检测值与设定值的偏差,不断调整粘土、水的补加量。另一类是Eirich 公司的专家系统及清华大学与BJC 合作的CAQ 系统,它们以预防性控制理论为出发点,建立物料补加公式,依据造型线模板更换来调整物料补加量,或者依据每周、每月物料消耗总量来调节实际补加量。当然,这种方法也包括在线检测的性能指标。 这样两个类型的湿型砂质量控制系统实质上反映 了按性能控制与按组分控制的想法。无论采用哪种方法,将计算机技术与型砂工艺相结合都是今后型砂质量保证系统的发展方向。目前,国内多数铸造厂家的砂处理系统在计算机应用方面还有许多工作要做。为此,我们需要密切关注国内外的最新技术动向,并与具体生产条件相结合,从而提供质量均一、稳定的型砂。 参 考 文 献 1 Vingas G .J .Green Sand System Control :An Inventory (M ass Bal -ance )Update ,AFS Transactions ,1997,190:2792 Patric O ′M eara .Greensand p rocess control with horizontai and vertical w heeled sand m ullers ,BCIRA International Centre for Cast M etals Technolgy ,England ,1991,session 4. 3 殷国富等,铸造生产线型砂处理分布式微机监控系统的研究,中 国机械工程,1995(1):57～60 4 Paul F .Bartelt ,M ike Grady ,Jeff M oberley ,Appl ication of Intell i -gent Techniques for Green S and Control ,Technical Report from Joh n Deere Foundry W aterloo and Neural Application Corp .,1996 5 Norman G .Bliss ,Artificial Intelligence in Foundry Control System , Foundry M anagement &Technol ogy ,Nov 1997:26～286 Berthold Hohl ,Peter M iczajka ,Eirich -Technology for M oulding Sand Preparation Plants ,Proceedings of the 1st Congress of Foundry Direc -tors of C hina ,1993 (编辑:田秀全) 1999年6月26日收到初稿,1999年9月8日收到修改稿。 双金属复合材料铸造工艺研究进展 北京科技大学(北京100083) 孙德勤 吴春京 谢建新 【提要】介绍了铸造法生产双金属复合材料工艺的特点及研究动态。提出了双金属复合材料的双 结晶连铸新工艺。 关键词:双金属 金属复合材料 连续铸造 日前,金属复合材料的制造方法主要有爆炸复合、轧制复合、复合铸造、离心铸造、化学镀层、热浸镀等。其中铸造法生产复合材料的制造成本较低,因此,铸造法用于制造复合材料得到很大的发展。 双金属复合材料的连续铸造法研究目前还处于初级阶段,但是,由于对金属复合材料越来越多的需求量,使得金属复合材料的工艺要求越来越简单化,生产更为连续化,自动化程度更高。双金属复合连铸是新的双金属复合材料的工艺方法,对实现金属复合材料生产批量化、连续化、自动化,从而降低制造成本,扩大使用范围提供一种新的生产方法。根据预测,异形材料的复合技术,特别是板带和线材的连续复合技术将是下世纪初的研究热点之一 〔1〕 。因此, 双金属连铸工艺研究有着广阔的前景。 一、金属复合材料的铸造方法 1.离心铸造法 离心铸造是生产双金属辊套筒类铸件最有效的方法〔2〕 。双金属离心铸造是在先浇注的外层金属基本凝固时浇入内层金属液,两层金属通过组分扩散或外层金属的重熔实现两层金属的冶金结合,使外层金属与内层金属融合成一个整体。它的工艺要求包括,①外层金属的熔点应略高于内层金属的熔点,减少内层金属浇注后对外层金属的侵蚀程度;②掌握合适的外层金属民内层金属的浇铸温度和浇注速度,并保证适当的两层金属液浇注的时间间隔是获得良好产品质量