蠕铁及其铸件加工项目

一、项目背景

铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械制造工业的重要基础，在国民经济中占着相当重要的位置。在许多机械中，铸件重量占整机重量的比例很高，内燃机80%，拖拉机65%—80%，液压件、泵类机械50%—60%。作为我国支柱产业正在大力发展的汽车工业，其心脏部分─发动机的关键零件，如缸体、缸盖、曲轴、缸套、活塞、进气管、排气管等八大件几乎全部由铸造成而成；冶金、矿山、电站等重大关键设备需求优质的重大型铸件；另外国民经济的基础设施和人民生活也需要大量铸件，输水（气）管道则需要各种尺寸的高韧性球墨铸铁管。

钢铁铸件的质量直接影响着整机的质量和性能；机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性直接高呼到机床的精度保持寿命；各类泵的叶轮、壳体和液压件的内腔尺寸和表面粗糙度影响到主机工作效率；缸套和活塞环的质量影响到发动机的性能效率和工作寿命。机械工业和国民经济各部门迫切要求铸造生产向优质、精化、高性能、多品种、低消耗、低成本和低污染的方向发展。

铸造行业是制造业的重要组成部分，对国民经济的发展及国防力量的增强起着重要的作用。铸造是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、装备制造等支柱产业的基础，而先进的铸造技术则是先进制造技术的重要内容。

随着我国市场经济的蓬勃发展，中国的经济地位在国际上不断提高，对我国传统的铸造工业提出了更大更难的要求，特别是中国迅速发展的汽车工业，需要大量的高要求的铸件。在国际上，全球所有国家铸造行业原料成本水平相当，美国及其他发达国家与发展中国家（如中国、巴西和印度）相比，铸造产品价格处于劣势。由于巴西、中国和印度能源成本较低，安全、环保以及员工健康标准也较低，其铸造品价格与美国相比具有明显的优势当，以美国为代表的发达国家的铸件进口也越来越依靠发展中国家提供，铸件估计市场需求相当旺盛。

近年来我国的钢铁铸造业有了长足的发展，全国共有铸造企业2万多家、从业人员约120万，位居世界首位。到2004年， 我国铸件产量已达到2242万吨，也居世界第一位。在世界上，每四吨铸造产品中就有一吨是中国制造的。我国社会铸件人均消费量不足10公斤，而工业发达国家则在45－55公斤，故铸件产量增长是必然的，说明铸造业在我国的市场潜力巨大。

科技的迅速进步，使世界工业产品在发展过程中出现一些共同的特点：功能多、性能好、体积小、重量轻、能耗低、操作易、输出大、外观美。这些特点引出了对铸件的新要求，即更高的性能，更薄的壁厚，更轻的重量，更小的体积，更精的尺寸，更美的外表。除此之外，按照现代加工的要求，还要有更优良的切削性能。以精密铸造市场为例，2005年全世界的精密铸件销售产值为68.5亿美元，比2004年增长5.3%，地域分布见图1。

图1 世界精密铸件产值地域分布

虽然我国铸件产量已经跃居铸造大国，但从综合质量、材质结构、成本、能耗、效益和清洁生产等方面看远非铸造强国。根据我国铸造业的现状，借助国际上的经验，发展专业化铸件，特别是精密铸件生产将大有可为。

二、项目前景

蠕墨铸铁是近年来发展起来的一种新型工程材料。它是由液体铁水经变质处理和孕育处理随之冷却凝固后所获得的一种铸铁。蠕墨铸铁的石墨形状介于灰铁的片状石墨与球铁的球状石墨之间，抗拉强度高于灰铸铁70%，略低于球铸铁，是结构件的优良材料。

蠕墨铸铁在精密铸造中应用在是汽车工业的发展对总成与零部件提出了越来越高的要求。随着发动机的比功率(kW/排量·升)越来越大，导致发动机气缸体与气缸盖的工作温度越来越高，原来用的铝合金就不堪重负了。而采用蠕铁则是最佳的解决办法。因为它具有近似球墨铸铁的强度，和灰铸铁相比又有类似的防振、导热能力及铸造性能，而又比灰铸铁有更好的塑性和耐疲劳性能。现代的铁液处理工艺已能确保得到必须的蠕虫状石墨，因此在缸体上的应用已无技术障碍，而用蠕铁生产的缸体，其单位功率重量小于铝合金缸体。此外，从矿石到成品，铸铁件的耗能也低于铝合金，这就促使了蠕铁的应用与发展，并作为一种材质在发动机缸体等重要铸件上得到广泛使用。

有资料表明，蠕铁在汽车零部件上得到应用，与钢制零部件相比，可使重量下降15%～20%，用蠕铁代替合金灰铸铁制造汽车排气管，不但提高了铸件的品质，延长了使用寿命，也解决了铸件易开裂的问题；汽缸盖采用蠕铁代替铬钼铜合金灰铸铁之后，可较好地消除缩松、开裂而产生的渗漏现象，提高了成品率，并降低生产成本，显著提高汽缸盖的使用寿命，由于它具有许多优越性，近20多年来，世界各国对它相继开展了大量的研究工作，也是我国蠕铁应用的一个重要领域。蠕铁的综合性能及先进铸造技术的发展，可使蠕铁汽缸体单位功率的重量小于铝合金缸体，而耐高温等性能远优于铝合金缸体，成为内燃机缸体的首选材料。

钢锭模、铁锭模、铝锭模都是生产中易损的冶金辅具，以往多以灰铸铁铸成，其使用寿命很短，需要经常更换，直接影响冶金生产的组织和经济效益的提高，用蠕铁制造中小型钢锭模获得了显著效果，一些工厂已大量投人生产，结果表明，在同一条件下比较，其使用寿命空冷时是灰铸铁的2倍以上，水冷时是球铁钢锭模的1．5倍以上，用蠕铁代替灰铸铁制造铁锭模使用寿命可以提高30%-50%。

熄焦车是焦化厂的专用设备之一，被用来承接从炭化室中推出的温度高达900～1050℃的赤热焦炭；并快速地驰往熄火塔进行水淋熄焦；然后再开至焦台将焦炭卸出。全过程约需5-7min，使用频率每班60次左右，采用蠕铁材质以后，使用寿命均有大幅度的提高。焦炉护炉铸铁件在使用过程中炉温的冷热交替频繁，受热温度不均匀。蠕铁具有较高的力学性能和良好的抗热疲劳、耐磨损、耐热腐蚀的性能。蠕铁装煤孔盖座、看火孔盖座、测温孔盖座使用寿命提高了10倍左右，蠕铁炉门、炉框大保护板寿命平均提高了2倍左右。

蠕铁还广泛应用于机床类铸件、薄壁壳体类通用机械铸件、纺织机械铸件等，不仅改善了产品的力学性能，而其为产品的升级换代做出了巨大贡献

三、项目优势

攀钢每年炼铁生产产生的渣铁量在25万吨以上，目前主要用于普通灰口铸铁生产或用作冶金辅料，经济利用价值并不高。渣铁的主要化学成分与铁水成分基本一致，化学分析结果见表1，其成分适宜于生产钛蠕铁和钒钛蠕铁：

表1 攀钢铁水化学成分分析（%）

钛蠕铁是指含钛0．12%-0.16%的蠕铁，其显微组织中具有弥散分布的钛化合物，用它制造钢球研磨盘使用寿命比HT30—54低合金铸铁和HT20—40灰铸铁研磨盘分别提高1倍和2～3倍 。它具有优良的常温和高温力学性能，良好的导热性、耐热疲劳性及铸造性能，是制造汽车排气管等类零件适宜的材料。

钒钛蠕铁是用天然钒钛生铁熔炼的稀土钒钛蠕铁(含钒>0.25%，钛>0.1%)，具有钒钛碳氮化合物硬质相。用它制造MZ110内圆磨床，耐磨性比HT30—54高5～6倍；制造玻璃模具，使用寿命比铜铬合金灰铸铁提高1倍以上，经旋转式磨损试验，V—Ti蠕铁比HT200铸铁耐磨性提高了近1.5倍。

用天然钒钛生铁熔炼，加入1.0%-1.2%铜、0.4%-0.6%铬的蠕铁玻璃模具与铜铬合金灰铸铁比较，除导热性能相近外，其余性能均有显著提高。使用寿命提高l一2倍。

用天然钒钛生铁熔炼，并使铝、硅含量分别达到5.0%-6.0%和2.6%-3.0%。这种具有点状和细小Ⅲ型蠕墨的铸铁，其力学性能较铝硅铸铁高20%。用它制造化肥厂氨吸收泵和制冷机上的机械密封环具有良好的耐磨、耐腐蚀综合性能，价格仅为硬质合金环的20%-30%，且易于加工，容易制得，因此可以部分代替硬质合金环用于泵轴机械密封。

四、合作方式

合资、独资

五、项目评价

利用钛蠕铁和钒钛蠕铁为原料，发展冶金铸件加工、化工阀门、泵用铸件加工及汽车备件加工等，将大大提高渣铁的利用价值，同时促进装备制造产业的发展。