一种新型高铬铸铁变质剂在生产中的应用 高铬铸铁耐磨焊条

一种新型高铬铸铁变质剂在生产中的应用 高铬铸铁耐磨焊条

一、课题的提出

降低生产成本的重要性毋庸多言,各铸造生产厂、车间都在积极想办法解决。我们公司铸造车间该从何着手呢?
众所周知,近年来钼铁的价格飞涨,镍、铜等贵重金属的价格也有不同程度的上升。这些都给企业的利润空间带来了巨大的压力。我厂的高铬系耐磨材料用量较大,生产这种牌号的材质需要加入Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素,其含量范围Cr18.0~22.0%、Mo1.5~2.5%,Ni1.0~1.5%、Cu1.0~1.5%。多年来,作为国内知名企业,我们的高铬铸铁件生产一直都是严格按照有关标准配料的。只是鉴于当前的价格形势,在实际配料中,我们已经把这些合金元素的含量控制在了下限,即Cr18.0~20.0%,Mo1.5~1.6%、Ni1.0左右、Cu1.0%左右。即使如此,它们的消耗量仍显很大。

面对这种局势,国内其他生产高铬系耐磨材料的厂家又是怎样应付的呢?

据业内人土透露,许多号称生产高铬系耐磨材料的小厂,为了降低成本而少加钼、甚至不加钼,供应市场。用他们私下里的话讲,“钼铁这么贵,铸件又不好提价,谁舍得加钼啊。”

我厂的一些用户(如首钢)曾在技术协议中对高铬铸铁件的化学成分有明确规定,钼含量仅为0.3%~0.9%,远远低于我厂的标准,且不要求加铜。这样的要求我们觉得很奇怪,因为这种成分构成有违常理。分析其动机,是否他们怕我们也像一些小厂一样偷工减料,而特地规定了一个他们认为“合适”的成分呢?不得而知。

我们厂作为国内知名企业,自然不能这么做。

一般认为,高铬系耐磨铸铁中加钼的作用是提高铸件的淬透性,从而保证其耐磨性。这一点对高铬系耐磨铸铁很重要,实际上钼的作用其它元素很难替代。但是,任何事情都是一分为二的,钼的加入也有其不利的一面——会使铸件变脆,易产生裂纹。因此,为了解决钼的有害作用,必须再加其它元素中和、补偿、这就是为什么高铬系耐磨铸铁中还需要加镍、铜的道理。这就像中医的配方一样,任何一味药的药性有其治病的一面,也有其各自的毒性,须得多味药的调和,才能治好病,所以,往往一位老中医所开的方子多达十几种以上。

那么,钼虽不能替代,能否再减少加入量呢?

二、试验过程

我们最近在一份资料上获知,江西省赣州龙钇公司开发了一种新的高铬系耐磨铸铁用变质剂(YFB),用于改善材质的铸态金相组织及耐磨性,可大幅度降低钼的加入量,而不影响铸件的使用性能。

我们欣喜异常,立即与对方联系并着手实施。

在看了对方提供的技术资料后,我们弄清了YFB的来龙去脉。YFB是一种以钇基重稀土为主要原料的多元复合变质剂,钇基重稀土是江西赣州地区所特有的一种资源,它不同于大家所熟知的包头产铈基稀土。据称:由于钇的独特作用,使得YFB能细化基体晶粒,改变碳化物的形态、大小、分布,使碳化物呈不连续状或团球状,改善偏析。另外,YFB还能促使材料表面形成一种致密均匀的氧化膜,从而提高材料高温下的抗氧化能力、抗腐蚀性。另据介绍,YFB能有效细化均匀化碳化物,促使C曲线右移,从而提高淬透性,因此能减少或不加Mo、Cu等合金元素,并能简化热处理工艺,而耐磨性等力学性能达到或高于同牌号的加Mo、Cu铬系耐磨铸铁的要求。

于是,我们和厂家技术人员一起,制定了试验方案。经过几次摸索、数据测试和清理工的手感,我们总结出了一个可行的生产工艺,并与原生产工艺对比,结果如下:

1、化学成分控制范围(%)

C

Si

Mn

Cr

Mo

Cu

Ni

原工艺

2.5~2.8

0.6~1.0

0.8~1.2

18~20

1.5~1.6

1.0~1.2

1.0~1.2

新工艺

0.8~1.0

0.5~0.7

0.5~0.7

2、每吨铁水的配料对比

原工艺

新工艺

炉料名称

配比(%)

重量(Kg)

炉料名称

配比(%)

重量(Kg)

钒钛生铁

55

550.0

钒钛生铁

55

550.0

铬铁

33

330.0

铬铁

33

330.0

锰铁

1.2

12.0

锰铁

1.2

12.0

废钢

6.2

62.0

废钢

6.2

62.0

钼铁

2.6

26.0

钼铁

1.4

14.0

1.0

10.0

0.6

6.0

1.0

10.0

0.5

5.0

合计

100

1000

合计

100

1000

3、热理工艺的调整

原工艺:淬火温度1000℃,回火温度280℃。

新工艺:淬火温度980℃,回火温度350℃。

4、硬度对比

原工艺:铸态HRC52~54,淬火+回火HRC60~62。

新工艺:铸态HRC49~51,淬火+回火HRC59~61。

5、补充说明:由于我们厂不具备测试冲击值的条件,因此冲击值没有检测,但从工人清理铸件时的情况来看,普遍反映砸冒口费劲、毛刺难磨。另外,通过看金相得知,组织的确细化、均匀了,且有球团状组织出现。这些都能说明,铸件的耐磨性得到了改善。

三、经济效益分析

新工艺只是减少了Mo、Ni、Cu三元素的加入量,增加了YFB和热处理费用基本不变,其直接经济效益是显而易见的。

高铬铸铁1吨铁水节约成本分析表

原 料

原工艺加入量(Kg)

新工艺加入量(Kg)

减少量(Kg)

单 价(元/Kg)

节约成本(元/吨)

钼铁合金

26.0

14.0

12.0

380

4560

电解铜

10.0

5.0

5.0

50

250

金属镍

10.0

6.0

4.0

160

640

上表中三项合计,共节约:5450元/吨。

每吨铁水的YFB加入量为0.3%即3Kg,单价38元/Kg,这样将增加成本:114元/吨。

则,实际成本为:5450-114=5336元/吨。

按目前我厂的生产情况,若每月生产高铬铸铁件在50吨以上,需熔化铁水80吨,则,可节约钼铁、铜、镍费用:

80×5336=426880元。

可见,其经济效益是非常可观的。

四、结论

1、采用YFB变质处理,可改善高铬铸铁的金相组织及耐磨性,在保证产品性能不变的情况下,降低了钼铁、铜、镍的加入量。

2、热处理工艺变化不大,我厂现有的热处理条件能满足要求。

3、由于大幅度降低钼铁、铜、镍的加入量,可大大缓解我厂原材料采购的资金压力,每月可节约资金42万多元。

4、受工厂条件和时间精力的制约,加之我们水平有限,对YFB的试验研究虽然取得了一定的成果,但总的感觉,还是显得粗糙肤浅了一些,不当之处及未尽事宜在所难免,有待今后继续研究改进。赣州龙钇稀土材料有限公司联系电话:0797-6581279 传真:0797-6581277

  

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