高強韌鑄造耐磨材料制備技術及應用
耐磨材料是工業領域破碎和研磨設備中不可或缺的重要消耗性部件材料,2006年全國消耗在摩擦、磨損和潤滑方面的資金為9500億元,而且由于磨損所造成的備件消耗費和設備維修費分別達283億元和406億元(2009年中國工程院咨詢研究報告)。耐磨材料的服役工況越來越嚴酷,大型、高效破碎設備要求耐磨材料能承受強沖擊和高應力,并能安全、長期服役,針對上述問題,進行了多年深入系統地研究,發現耐磨材料微觀組相的磨損機理與磨損工況的內在聯系,并揭示了鑄造耐磨材料的強韌化是顯著提高其耐磨性的有效途徑,發明了針對強沖擊磨損工況的具有雙陰影抗磨效應的鐵基表面復合材料結構、制備與鑄造成形的一體化技術,發明了通過微量原子置換部分Fe原子的鑄造耐磨材料硬質相韌化技術,解決了磨損過程中硬質相強韌性不足而導致耐磨性降低的難題,充分發揮了硬質相的抗磨作用,顯著提高了鑄造耐磨材料的耐磨性與強韌性。利用上述關鍵技術發明,與十余家知名耐磨材料企業合作,開發了系列高強韌鐵基復合材料、鐵基高硼合金以及Fe-C合金的典型鑄造耐磨材料產品,實現了規模化生產,產品已通過國家權威部門檢測,其強韌性、耐磨性和使用壽命超過國內外同類產品的先進水平。 本項目申請發明專利18項,已授權12項,已廣泛應用于相關工業領域,已新增產值10.39億元,新增利稅3.06億元(近3年為1.94億元),出口創匯110萬美元,具有廣闊的應用前景,推動了鑄造耐磨材料相關理論和技術研究的進步。獲2009年度教育部技術發明一等獎,2010年國家技術發明二等獎。采用本成果的生產企業預計2011年新增產值2.6億,新增利稅6000多萬元。
西安交通大學
2021-04-11