摘要：本文根據(jù)高溫耐磨蝕金屬零部件對(duì)材料的性能要求，研制成功了同時(shí)具有優(yōu)異耐磨性、耐蝕性及耐熱性的新型多元高溫耐磨耐蝕鑄造合金新材料，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了在普通砂型鑄造條件下在普通鑄鋼件鑄造過(guò)程中在鑄鋼件表面制備上述新型高溫耐磨耐蝕合金層的復(fù)合鑄造新技術(shù)，合金層厚度根據(jù)需要和鑄件壁厚可在3～30mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，合金層與鑄鋼件本體之間為冶金結(jié)合。利用本技術(shù)生產(chǎn)的復(fù)合鑄造耐磨件已在線(xiàn)材軋鋼導(dǎo)衛(wèi)板、高壓閥門(mén)、高壓柱塞泵等耐磨耐蝕耐熱關(guān)鍵金屬零部件上得到成功工業(yè)應(yīng)用，使用壽命大幅度提高。
一．前言
冶金、礦山、電力、水泥、石化等行業(yè)中大量金屬零部件都因磨損、腐蝕、氧化作用而失效，耐磨耐蝕金屬零部件的配件消耗量巨大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年全國(guó)各種金屬耐磨配件消耗量在數(shù)百萬(wàn)噸以上（用傳統(tǒng)高合金耐磨材料制造整體耐磨零部件，不僅生產(chǎn)成本很高，而且脆性大，使用受到嚴(yán)重限制）。其中許多關(guān)鍵零部件（如：石油化工工業(yè)高壓閥門(mén)閥板、冶金工業(yè)軋鋼廠高溫耐磨件等）都在高溫、強(qiáng)腐蝕惡劣工作環(huán)境條件下承受強(qiáng)烈的磨損作用，這種嚴(yán)酷的工作條件對(duì)材料性能提出了很高的要求，不僅要求具備優(yōu)異的耐磨性能，而且同時(shí)還要求具有優(yōu)異的耐蝕性能與高溫抗氧化性能，迄今同時(shí)具有優(yōu)異耐磨性能、耐蝕性能與高溫抗氧化性能的材料國(guó)內(nèi)外并不多見(jiàn)，因此，研制出同時(shí)具備上述性能配合的新材料并開(kāi)發(fā)出在普通鑄件表面制備上述高溫耐磨耐蝕合金層的復(fù)合鑄造新技術(shù)，無(wú)疑具有重要的意義。據(jù)此，本文研制成果同時(shí)具有優(yōu)異耐磨性、耐蝕性及耐熱性的新型多元高溫耐磨耐蝕鑄造合金新材料，開(kāi)發(fā)出了在普通砂型鑄造條件下、普通鑄鋼件鑄造過(guò)程中、在鑄鋼件表面制備上述新型高溫耐磨耐蝕合金層的復(fù)合鑄造新技術(shù)，并在在線(xiàn)村軋鋼導(dǎo)衛(wèi)板、高壓閥門(mén)、高壓柱塞泵等耐磨耐蝕耐熱關(guān)鍵金屬零部件上得到成功工業(yè)應(yīng)用。
二．新型高溫耐磨耐蝕鑄造合金及其復(fù)合鑄造技術(shù)的特點(diǎn)
本文借鑒航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫耐磨材料設(shè)計(jì)思想，研究成功的具有優(yōu)異耐磨性能的特殊高溫耐磨耐蝕鑄造合金新材料為Ni-Fe-Cr-Si-W-Ti-V-Nb-C-B多元新型合金，既可采用普通中頻感應(yīng)電爐熔煉直接鑄造成型，更可采用本文開(kāi)發(fā)成功的新型復(fù)合鑄造技術(shù)以?xún)r(jià)格低廉、強(qiáng)韌性高的鑄鋼材料作為耐磨零部件的本體、在普通鑄造生產(chǎn)條件下，在鑄件澆鑄成型過(guò)程中直接合成并復(fù)合于鑄件承受耐磨作用的特定部件上，達(dá)到"好鋼用在刀刃上"的目的。本文新型高溫耐磨耐蝕鑄造合金及其復(fù)合鑄造技術(shù)具有以下突出特點(diǎn)：
1．性能優(yōu)異、生產(chǎn)成本低：用本技術(shù)成果生產(chǎn)的復(fù)合鑄造高溫耐磨耐蝕金屬鑄件，由于表面合金層為新型高溫耐磨耐蝕合金新材料（該高耐磨合金層的厚度根據(jù)需要可在3～30mm范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)），鑄件同時(shí)具有優(yōu)異的耐磨性能、耐蝕性能與耐熱性能；同時(shí)由于鑄件體由價(jià)格低廉、強(qiáng)韌性高的鑄鋼材料鑄造而成，因而其生產(chǎn)成本低廉。
2．經(jīng)濟(jì)效益高：由于采用本技術(shù)成果生產(chǎn)的高溫耐磨耐蝕復(fù)合鑄造金屬零部件的原材料成本低、產(chǎn)品性能好、銷(xiāo)售價(jià)格高，因而經(jīng)濟(jì)效益很好（例如：用本技術(shù)生產(chǎn)軋鋼導(dǎo)衛(wèi)板，其原材料成本平均低于6500元/噸，產(chǎn)品保守地按1.60萬(wàn)元/噸的銷(xiāo)售價(jià)格計(jì)算，年產(chǎn)銷(xiāo)1500噸鑄件，即可實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)元/年以上的利稅）。
3．技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單：凡具備普通鑄鋼生產(chǎn)條件的廠家，毋須其它固定資產(chǎn)投資即可采用本文技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品。
4．適用面廣、市場(chǎng)巨大：本文成果可直接應(yīng)用于冶金、礦山、水泥、石油化工、電力等各行業(yè)中各種常溫及高溫耐磨耐蝕零部件的生產(chǎn)，并大幅度提高耐磨壽命。
三．應(yīng)用情況
線(xiàn)樹(shù)軋生產(chǎn)線(xiàn)導(dǎo)衛(wèi)板是一種消耗量較大的高溫高耐磨易損件，其工作條件很惡劣，不僅承受紅鋼的強(qiáng)烈高速滑動(dòng)磨擦磨損作用、而且承受水冷激冷激熱作用，要求具有高的高溫耐磨性與良好的強(qiáng)韌性配合，采用本文技術(shù)生產(chǎn)的高溫耐磨耐蝕復(fù)合鑄造軋鋼導(dǎo)衛(wèi)板在首鋼等全國(guó)10余家軋鋼廠使用，使用壽命較現(xiàn)用鑄鐵導(dǎo)衛(wèi)板提高20倍以上、達(dá)到Ni-Cr合金導(dǎo)衛(wèi)板的3-5倍；油田高壓閥門(mén)閥板、枚塞泵柱塞等金屬零部件，由于同時(shí)承受高壓介質(zhì)、腐蝕（海洋及海灘油田尤其嚴(yán)重）、泥沙沖蝕磨損等的聯(lián)合作用，使用壽命很短，采用硬質(zhì)合金維焊或噴焊的上述零部件，其使用壽命也不足半年，采用本技術(shù)生產(chǎn)的上述關(guān)鍵金屬零部件，在大慶油田、天津大港油田已使用了近20個(gè)月，至今尚未失效。
四．結(jié)束語(yǔ)
本文研究成功的新型高溫耐磨耐蝕鑄造合金新材料，同時(shí)具有優(yōu)異的耐磨性能、耐蝕性能與耐熱性能，本身可以直接鑄造成型制造高溫耐磨耐蝕零部件；開(kāi)發(fā)成功的新型高溫耐磨耐蝕金屬零部件復(fù)合鑄造技術(shù)，可在普通鑄造條件下生產(chǎn)出具有上述新型高溫耐磨耐蝕合金層的復(fù)合鑄造金屬零部件。上述高溫耐磨耐蝕鑄造合金新材料及其復(fù)合鑄造技術(shù)在冶金、石油、化工、電力等行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
