高温合金多少钱一吨_山西高温合金价格多少
1.确定锻件锻造温度范围的基本原则和基本方法分别是什么?
2.中国能卡世界脖子的技术有哪些?
3.钒钛是做什么的?
4.2205不锈钢在中国是哪个钢厂先生产出来的
5.机械铸造行业现状
6.有色金属工业“十二五”发展规划的主要任务
确定锻件锻造温度范围的基本原则和基本方法分别是什么?
1.确定锻造温度范围的基本原则是:
(1)使锻件在锻造温度范围内有较好的塑性和较低的变形抗力。
(2)保证得到内部组织和力学性能合乎技术条件要求的优质锻件。
(3)尽可能扩大锻造温度范围,以便减少火次,节约能源,并提高锻造生产率。
2.确定锻造温度范围的基本方法是:
(1)碳钢可根据铁一碳合金状态图直接确定。
(2)合金结构钢一般可参照含碳量相同的碳钢来确定。
(3)对塑性较低的高合金钢和高温合金,以及不发生相变的钢种(如奥氏体钢、铁素体钢),则要以平衡图、塑性图、抗力图和再结晶图,由塑性、质量和变形抗力三个方面综合分析确定。
以上就是山西永鑫生锻造有限公司锻件确定锻造温度范围的基本原则和基本方法,大家可以通过相应的原则和方法来确定,更加保证了锻件的准确性。
中国能卡世界脖子的技术有哪些?
空客和通用公司曾经重金想购买我国一项技术,但被发明者直接拒绝,直言:“这点钱跟我们国家、民族利益比,不值一提”。
后来这项技术直接被列入《中国禁止出口建设出口技术目录》,成为“卡外国脖子”技术,他们不能购买我们设备,只能跟我们合作。
锻铣一体化3D打印数控机床技术
机床是衡量一个国家工业水平高低的机器,它被称为“工业之母”。
现在天上飞的客机、战斗机、航天器,水里的航母、潜艇,路上的汽车、坦克、火车、高铁都离不开机床。
机床关乎到太多行业了,船舶、铁路、军工业、工厂都离不开机床,而我国的工业快速发展,离不开机床,如今德国的机床名声最响亮。
我国是机床行业的第一消费大国,但是大部分机床都是进口的,主要是技术上的落后。
而中国想跟欧美国家购买一些高档数控机床,关键设备以及操控系统或者用途,都必须要填写清清楚楚,有的甚至不出售。
为了打破这一局面,2009年,国家方面提出“高档数控机床与基础制造装备”项目,目的是为了加快我国在高档数控机床领域的突破,甚至成为领头羊。
而华中科技大学机械学院的张海鸥团队,它们是这个项目成就最高的,它们团队研发出世界首台完全拥有自主知识产权的铸锻铣一体化3D打印数控机床,第一次实现同步铸锻工艺。
张教授团队研发的数控机床比普通机床比,周期非常短,因为铸造、锻造、铣削同步进行。
在张教授的智能数控机床没有研发出来前,世界上大部分高档机床无法做到整合或者集成化,工序太过于复杂。
而且3D打印技术中,金属零部件并没有经过锻造、铣削等,金属的抗疲劳性严重不足,而张教授研发的一体化机床解决这个难题,这个创新所以引起全世界的关注。
欧洲的空客和美国通用想购买这个设备,但是考虑到国家和民族的利息问题,张教授直接拒绝。
后来商务部、科技部调整发布的《中国禁止出口建设出口技术目录》,这项发明被列入禁止出口技术的目录,国外只能跟我们合作,不能购买我们的设备。
是不是非常像如今精密的光刻机,我们只能购买他们研发的芯片,不能购买光刻机。
中航飞机股份有限公司作为应用单位在验收报告中评价:“用华中科技大学山海鸥教授团队的金属零件微铸锻合一快速制造新技术,一次成功研制了飞机复合型材料成功模具,克服了制造气密、复杂、大型模具难度、成品率低、周期长的瓶颈问题,制造周期缩短1/2~1/3”。
近年来,团队相继成功打印出大型飞机航空发动机的高温合金机匣、铝合金机匣、钛合金叶轮等高端装备构件,提升相关领域对国产数控复合制造装备的信赖程度,促进我国大型先进飞机发动机自主研制的跨越式发展。
量子通信技术
量子通信技术可能很多人不了解,不知道是什么东西,简单来说就是通过量子叠加原来说产生的量子保密通信,是一种通信加密手段。
现在全球已经进入信息化时代,个人信息安全、国家信息安全成为重中之重,我们很多人下载软件时,有很多无赖软件偷偷打开权限,或许我们定位、通讯录等等。
我们的量子通信可以快速发展,还得从美国的一项绝密说起。
2007年,美国启动绝密,这个就是我们后来听到的“棱镜”,一开始他们把这项设置成绝密,在被曝光前,美国其他部门,都不知道它的存在。
“棱镜”是美国安全局主导的监听,他们通过电视、广播、手机、互联网等一系列手段,收集每个人的信息,我们平时每个电话、浏览的网站、所发的信息,都被监控着。
这个被美国一名保安曝光了,这个人就是斯诺登,斯诺登一开始是位保安,有一次他上夜班,无聊时想用单位的电脑解闷,但是单位电脑没有网络,于是他用之前参加网络课程所学知识,盗窃别处的网络信号,连接到自己的电脑。
而这个网络信号来源于美国国家安全局,美国安全局网络信号可是加密过的,一般的黑客都解不开,却被一个保安解开了,让美国安全局无比尴尬。
后来美国安全局找到斯诺登,让后他到安全局外包公司工作,后来斯诺登通过自己努力和智慧,成为技术员,维护中央情报局的网络安全。
在做技术员期间,他参加过很多行动,再加上组织信任,参与内部的多次培训,2009年被调入国家安全局维护网络,安全局也非常视他,让他参与很多产品研发、维护等工作。
2013年,他接手一个追踪黑客新工作,帮助警察抓捕不法分子的黑客,而斯诺登通过自己技术,追踪到很多黑客。
他得到上级领导的肯定,很快升到头号管理员,升官之后,他没有那么忙了,于是无聊时查看国家一些
因为很多文件出现监视老百姓和官员的,不仅是美国的,还有其他国家的,他发现美国在监控全世界。
斯诺登从小立志报效的祖国,现在却成为随意侵犯隐私的国家,于是他决定放弃高薪,在2013年5月,他把自己掌握的“棱镜”秘密曝光。
全世界一起批判美国的行为,但美国解释,他们这样做,是为避免类似911的再一次发生,保护美国百姓的民生安全等借口。
美国把斯诺登宣布为叛国者,而且展开抓捕,斯诺登跑到中国香港,同时向很多国家发出庇护申请,但是很多国家都害怕美国报复,但是有一个国家不怕,那就是美国老对手俄罗斯。
俄罗斯同意斯诺登的避难请求,而且把他带回俄罗斯,2020年10月22日,斯诺登获得俄罗斯永久居住权。
斯诺登对于美国来说是叛国者,但是对于全世界来说,他是钢铁英雄。
随着“棱镜”曝光,让我国粮食通信技术专家意识到国家信息安全正在受到巨大的威胁,我国的通讯加密技术一定要更加发达。
2016年8月16日,我国成功将世界上首个量子通信技术的试验卫星发射,并命名为“墨子号”。
“墨子号”的成功发射,奠定了中国量子通信技术第一的称号。
2016年9月29日,在北京与维也纳进行的世界上首次量子加密通话,标志着中国量子通讯加密领域的巨大成就与突破。
2017年,我国成功开通世界上第一条2000公里的量子加密通讯干线-京沪干线,标志着我国军事、财政、金融等多个领域的信息,可以安全输送。
特电压输电技术
全球最先进的输电技术就是特高压,而我们中国是全球唯一掌握特高压技术的国家,在全球特高压领域,中国的标准就是全世界唯一的标准。
我国的西南和西北地区拥有全国2/3的可开发水,山西、内蒙古等省份,拥有全国已探明煤炭的2/3,而我国用电负荷中心位于东部沿海一带,生产力和布局非常不均衡,需要大规模远距离、高效率的电力输送,解决东南地区日益增长的用电需求。
特高压输电指1000kv以上的交流电,或者±800kv以上的直流电,中国完成了世界上首条商业运营的特高压交流电工程,同时世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最长的直流输电工程,都来自于中国。
我们建设特高压电网,是为了长距离、大容量且低损耗地进行输送电力,到2020年底,我国成功投送“14交16直”30个特高压工程,跨省跨区输电能力达1.4亿千瓦,累计送电量超过2.5万亿千瓦时,另外还有2交3直5个特高压工程在建。
2014年,国家电网公司成功中标巴西美丽山水特高压输电工程项目,并在2019年完成全部工程建设,这是巴西最长、输电量最大的一条电力干线,跨越2000多公里,能满足2200万人口的用电需求,被称为巴西经济发展的主动脉。
这些年来我们还与哈萨克坦、俄罗斯蒙古,巴基斯坦等国,开展互联互通的高压技术合作项目,实现中国特高压输电技术、装备、工程承包、全产业链输出,创造了350多亿美元的经济效应。
占领全球市场的龙门吊,算不算卡脖子技术
第一、龙门吊在全球的影响力
1、2013年3月29日,美国前总统在迈阿密港口发表演讲,主题是“振兴美国制造业”,强调美国制造业世界第一,但是突然有一阵风,闹出笑话。
当时美国在重型起重机上挂一枚美国的国旗,而国旗正好把汉字“振华”盖住,但是风有点大,把国旗吹掉,“振华”二字闪亮登场,让无比尴尬,最后演讲变成“震惊,美国制造业”。
振华是中国生产龙门吊的龙头企业,演讲美国的制造业主题,最后却变成“振华”推广活动。
2、英国的最大航母“伊丽莎白女王”,在制造过程中,花高价从中国购龙门吊才能制造完成。
当初俄罗斯波罗制造船厂,接到一笔11艘民用运输船制造订单,价值408亿,俄罗斯连夜跟中国红星船厂购买龙门吊,不然都无法制造完成。
美国的朱姆沃尔特级驱逐舰DDG-1000制造时,也是购买中国振华的龙门吊。
根据英国媒体统计,近10年来,振华大型集装箱机的订单占世界同行首位,世界上大型船厂的龙门吊市场,80%的市场掌握在中国振华重工手中,世界上凡有集装箱码头,都有振华集装箱机,中国龙门吊已经形成垄断局面。
3、全世界都知道中国龙门吊的质量,但是印度比较抵触和妒忌中国产品,于是他们跑去曾经“老父亲”的英国,购买一台二手龙门吊,但是最后发现是“中国制造”字眼,直接不用。
然后转头跟日本购买一台250吨的龙门吊,但是在使用过程中,这台龙门吊塌陷,直接附近正在施工的护卫舰砸坏了。
第二、龙门吊有什么先进技术
龙门吊是桥架型起重机的一种,主要作用就是把一个数百枚、数千吨的零件安装到另一个零部件上面,然后进行焊接就可以。
龙门吊结构是主梁、钢腿、柔脚、小车、行走机构,钢架焊接之后立起来,而主梁上有一个控制电动机,钢绳下面放一个挂钩就可以。
目前世界上最大的龙门吊是宏海号,这是我国自主研发的产品,拥有自主知识产权,这台龙门吊高148米,可以吊起22000吨,这是什么概念呢!相当于差不多400节高铁车厢的重量。
龙门吊最核心部位是PLC、变频器、电动机等,这些机器,外国的技术更加强,比如PLC技术,美国在70年代已经发展逻辑编制控制器。
国内汇川科技、英威腾都可以生产PLC,但是跟国外的西门子还是有点差距,变频器领域西门子、BBA比较先进,国内汇川也可以做,但还是有一点差距。
所以中国龙门吊占领市场非常厉害,但是核心部位的技术,国外不比我们差,甚至比我们强很多,那为何它们还跟我们买,自己不制造。
为何龙门吊技术不难,欧美没有自己制造,反而反而跟我们买?
第一、中国是“基建狂魔”
中国龙门吊之所以可以占领市场的,主要还是我们国内的大市场,中国拥有世界上数量最多的港口,拥有世界上最大的船舶制造基地,还拥有世界上最多的海上钻井平台,而这些工程的实施都需要大量龙门吊。
而这些大单,让中国龙门吊的技术不断提高,不断推出更加优秀的龙门吊。
说到基建,那个国家可以跟我们国家比较呢!中国造桥、高铁、动车,哪个国家可以跟我们比。
随着中国经济水平不断提高,进出口贸易越来越好,那么港口自然会购越来越多的龙门吊。
这些年我们军工厂发展非常好,我国已经有3艘航母,1-5级的舰艇像下鸡蛋一样多,那么购龙门吊订单自然多。
第二、回报率低
其他国家也可以制造生产,但是由于它们需求量没有中国那么高,回报率太低,花费大量金钱、精力研发,生产出一个巨型龙门吊,但却不用几次,最后只能倒闭。
而我们因为国内强大市场,产品可以不断升级,而且价格反而越便宜,形成垄断。
欧美在电子核心部分比我们强,但是我们在材料、焊接更加有优势,而且大型龙门吊制造周期长,回报率低,还不如直接购买或者租。
第三、产品服务更好
只要工业基础不差的国家,想要制造出龙门吊都不难,如果先进国家想制造,它们研发的产品可能比我们更加优越,但是他们使用率太低了。
而我们国内的厂商,因为有大量订单,在加工组装、过程中遇到的问题,可以快速解决,这就是经验。
而且中国龙门吊几乎垄断市场,产品更加成熟,产品的可靠性更加强,价格也比较便宜,后期的产品维护也更加优秀,不跟中国购买,难道模仿印度吗?那结果很明显。
中国在哪些领域,被“卡脖子”最厉害
第一、射频器件
射频器件是手机实现通信功能所必须的,但我们却无法独立制造高端的射频器件,尽管我们的手机行业已经做得非常的出色,但是几乎所有的国产手机,内部都有来自国外的射频器件。
一块手机主板上,有1/3的空间是射频电路,射频器件最核心的部位就是射频芯片,4G手机要用到4~5个芯片,而我国目前只能至少满足2G到3G芯片,高端芯片市场,完全被美国垄断,思佳讯、威讯、博通和高通,这4家公司所占有的市场份额最大。
射频器件的另外一个关键原件~滤波器,国内外差距很大,手机使用的高端滤波器,几十亿美元市场,完全归上面四家巨头吃了,中国是世界上最大的手机生产国,但造不了高端的手机射频器件,这需要材料、工艺、设计经验的大量积累。
他们生产的芯片性能很好,每年靠芯片制造这个核心科技,就能赚取成百上千亿,我国每年要付给这些公司几百亿的专利费和芯片费用。
华为没被制裁之前,手机成为中国商务人士的首选,但是华为被制裁后,没有射频元器件供应,很多新出的手机都是没有5G,最近华为准备发布mate50系列手机,和苹果发布会硬刚,但没了麒麟芯片和5G新号,华为的销量不会太理想,男士勇气值得,试问国内其他手机厂商,还有哪个有这样的勇气。
第二、光刻机
我们已经拥有、氢弹、洲际导弹、卫星、载人航天器、航母等等,但是我们现在在光刻机领域,跟国外还有很大的差距。
之前国产的光刻机一直停留在只能制造99nm制程的芯片,这相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准。
现在全球最顶尖的芯片是5nm制程技术,甚至3nm制程都已经在研发设计中中了。
而国内最好厂商上海微电子公司曾透露,我国的28nm和14nm芯片生产的光刻机已经成功获得突破。
我们国产光刻机从0-1是无比困难,毕竟我们经过二战,什么都要自己摸索,获得今天的成就,值得我们肯定。
第三、操作系统
现在我们的手机、苹果的操作系统,基本都是被美国垄断,在2017年时,安卓市场占有率高达85.9%,苹果的IOS是14%,其他系统只有0.1%,这0.1%基本也是美国微软的windows和黑莓。
没有谷歌铺路,智能手机不会普及那么快,中国手机厂商免费利用安卓,那么就随时可能被断粮。
华为被制裁后,鸿蒙系统杀出一条血路,一旦华为产品占领市场,那么鸿蒙系统就可以越来越强大,这就是打架支持华为的原因。
总结:
除了上面这几个,我国在扫描电镜、环氧树脂、超精密抛光工艺、医学影像设备元器件、光刻胶、高端轴承钢、高端电容电阻、激光雷达、重型燃气轮机、触觉传感器等领域,一直被国外压着。
写到最后:
我国在建桥技术、盾构机技术、超级钢、高铁技术等方面,确实领先世界,但是我们在这方面的领先,靠的是国内市场的力量。
如果进行技术封锁,限制出口,西方国家花费一定时间、精力,也是可以制造出现。
现在我们看到越来越多“中国制造”,未来我们会看到更多的“中国研发”。
我们在发展的路上,起点比人家落后了很多,但是我们这几十年都在拼命赶路,我们拥有了、氢弹、人造卫星、洲际导弹等。
2003年,中国第一艘载人航天飞船上天,火箭上升阶段,出现共振,杨利伟遭受26秒的共振和失重感,差点就真上天了,之前没人告诉中国,火箭上升会出现共振,导致杨利伟五脏六腑差点被震碎。
通过这一次经验,我们后面上去的航天员,再也不会出现这种情况,如今我们载人航天飞船越来越发达,之前杨利伟上天,感觉是开拖拉机,现在上太空,感觉开跑车,这就是中国发展、实力。
我们购买国产的东西,的确可能让我们国内技术提高,比如国产车、国产手机等,效果很明显,比如比亚迪、华为。
钒钛是做什么的?
钒以钒铁(及其它钒合金)、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于冶金、宇航、化工等工业部门。
钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。自六十年代以来,钒在钢铁工业中的应用急剧增加,到1988年已占钒消耗量的85%。钒在钢铁方面的消耗比例为碳素钢占20%,高强度低合金钢占25%,合金钢占20%,工具钢占15%。含钒高强度低合金钢(HSLA)以其强度大而广泛用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨、压力容器、车厢架等生产建设中。目前各种含钒钢的应用范围越来越广。
金属钒在有色合金中主要用于生产钒钛合金,如Ti-6Al-4V,Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-8Al-1V-Mo等。Ti-6Al-4V合金是用于制造飞机和火箭的优良高温结构材料,在美国极受重视,产量占钛基钒合金的一半以上。金属钒还可用于磁性材料、铸铁、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。
五氧化二钒和钒化合物主要用于玻璃与陶瓷工业的着色剂、硫酸和石油化工生产用的催化剂。在美国,35%的五氧化二钒用于生产硫酸,35%用于石油精炼。钒催化剂具有特殊的活性,其它元素难以代替。随着化学工业的迅速发展,钒作为催化剂的重要性将更加显现出来。
钒的应用范围
应用领域
占总量比例(%)
主要用途
使用产品
碳素钢
25
钢筋
FeV
HSLA钢
25
建筑,石油管道
FeV
高合金钢
20
铸件,石油管配件
FeV
工具钢
15
高速工具钢,耐磨件
FeV(80%V)
钛合金
10
喷气式发动机零件,飞行器机体
V-Al基合金
化学制品
5
硫酸和顺丁烯二酸酐生产
V2O5和其它钒化合物
材料是一切工程建设的基础。人类文明进步的重要标志之一,就是使用材料的不断更新、增加。材料、能源和信息是现代科学技术发展的三大支柱。
在众多的金属材料中,一种新的金属材料钛已成为耀眼的"新星"。钛是轻金属之一,纯净的钛具有许多优良性能。钛的比重虽然仅是钢的50%,但其强度却超过钢约18%,其延展性更远远优于钢,能象铜一样经得起锤击和拉延。钛的熔点达1600℃,大大高于钢,如把钛和钢同时放在炼钢炉中,钢熔化了,而钛却依然如故。在超低温环境中钢会变脆,掉在地上会被摔碎,而钛在-100℃时也不会变脆,仍具有良好的机械性能。钛还具有良好的耐酸碱、耐腐蚀性能,在强酸碱溶液中,钢铁会被腐蚀得千疮百孔,而钛却安然无恙;钢铁在海水中会迅速锈蚀变质,而钛至少5年内不会锈蚀。用钛锅炒菜,不会产生粘锅现象。用钛合金做的不粘锅已进入家庭。钛与铝相比也有许多优点,钛的硬度高于铝,因此比铝坚固,不易变形;钛的熔点更远远高于铝(600℃)。
以钛为基质,掺入铝、钒、钼、锆等金属,可以得到含钛90%的优质材料--钛合金。钛合金具有重量轻、耐冲击、抗拉压等许多优良性能,是机械、航空、宇航等工业中的高级用材。以钛合金为主体制成的飞机,强度高、重量小,可提高航速约1/3,能大大增加载客量(大型客机能增加100多人),还能节省燃料。用钛合金制造的深海探测器,可深潜至6500米深度,而不会被压坏,而用钢铁制造的潜艇,只能潜至300米。在航天和宇航工业中,钛合金以其优良性能被广泛用,运载火箭、人造卫星、航天飞机、空间站、行星探测器等,大都用钛合金制造外壳。这种金属壳体能在太空条件下保持坚韧,能在高速飞行中抵御剧烈的摩擦而产生的高温。
在化学工业中,需要耐腐蚀的泵、阀门、反应器等设备,这些设备也多用钛合金制作。钛与镍结合,还能制成具有记忆功能的"记忆合金"。用这种材料制造汽车外壳,当撞车发生变形时,只要用80℃以上的热风一吹,就能恢复原来形状。
钛也是优秀的装饰材料,表面镀钛的材料,不仅外表光亮美观,而且具有很强的耐磨损和抗腐蚀特性;在真空条件下,将等离子体状态的钛镀在工作或建筑物的表现上,其外观酷似黄金,称为钛金。北京亚运村的火炬、天安门广场的国旗杆球顶、大观园的宝顶等都是用钛金装饰的。用钛金做建筑装饰,不仅能节约大量黄金,而且光彩夺目、雍容华贵,可达到"以乱真"的效果。钛金还可用于家具、灯饰、卫生洁具、健身器材、自行车、摩托车等的装饰。
钛在地壳中蕴藏丰富,在各种金属储量中占第9位,约为铜、镍、铝、锌总量的17倍。含钛的矿物有70多种,主要是分布于火成岩中的金红石钛铁矿。过去,由于开困难,成本高,钛的应用受到限制,现在冶炼技术已大大提高,成本正逐渐降低,钛的应用
2205不锈钢在中国是哪个钢厂先生产出来的
2205
材料牌号:2205双相钢
美国牌号:UNS S31803
德国牌号:1.4462
中国牌号:00Cr22Ni5Mo3N,F51
一、 2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢概述:
2205(S31803,F51,1.4462)双相钢是2000年成功研究开发的新产品,2205双相钢是一种加氮的双相不锈钢(简称2205双相钢),2205双相钢是由21%铬,2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。 现国内2205双相钢产品种类有焊管、无缝管,钢板、棒材、锻材、带材等。早期的双相不锈钢可以耐中等强度的均匀腐蚀和氯应力腐蚀断裂,但是在焊接情况下使用时,其性能会大大降低。为了改善这种情况,氮就加入了2205双相钢,这样不仅使耐腐蚀性能上升,而且焊接使用情况也很良好。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。
上海秉争实业2205双相钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍,这一特性使设计者在设计产品时减轻重量,让这种合金比316,317L更具有价格优势。这种合金特别适用于-50°F/+600°F 温度范围内。超出这一温度范围的应用,也可考虑这种合金,但是有一些限制,尤其是应用于焊接结构的时候。由于2205双相钢特殊的性能特色,应用范围很广, 至今是双相钢中大量使用最多的一个牌号。
*PREN值:%Cr + 3.3x%Mo + 16x%N
三、2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢物理和机械性能:
1、2205(S31803,F51,1.4462)双相钢密度:8.0g/cm3。
2、2205(S31803,F51,1.4462)双相钢抗拉强度:σb≥620Mpa。
3、2205(S31803,F51,1.4462)双相钢屈服强度:σ0.2≥450Mpa
4、22205(S31803,F51,1.4462)双相钢延伸率:δ≥25%。
四、2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢抗腐蚀能力:
1、均匀腐蚀:由于2205双相钢铬含量(22%),钼(3%)及氮含量(0.18%),2205的抗腐蚀特性在大多数环境下优于316L和317L。
2、局部抗腐蚀:2205双相钢中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中,对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力。
3、抗应力腐蚀:2205双相钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。在一定的温度、应张力、氧气及氯化物存在的情况下,奥氏体不锈钢会发生氯化物应力腐蚀。由于这些条件不易控制,因此304L、316L和317L的使用在这方面受到限制。
4、抗腐蚀疲劳:2205双相钢的高强度及抗腐蚀能力使其具有很高的抗腐蚀疲劳强度。加工设备易受腐蚀环境和加载循环的影响,2205的特性非常适合这样的应用。
五、2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢结构:
2205(S31803,F51,1.4462)双相钢的化学成分在经过1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火处理后,可获得理想的微观结构50 α / 50 γ 。如果热处理的温度高于2000°F,可能会导致铁素体成分的增加。像其他的双相不锈钢一样,2205双相钢易受金属间相析出的影响。金属间相在1300°F和1800°F之间析出,在1600°F温度下,其析出速度最快。因此,我们需对2205进行试验,确保无金属间相,,试验参考ASTM-A923。
六、2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢加工性能:
1、热成形:我们建议成形应尽量在600°F 温度以下进行。在进行热成形处理时,整个工件应整体受热,应在1750°F 到2250°F 的温度范围内进行,2205双相钢在此温度下非常柔软。如果温度过高,2205双相钢易于热撕裂。如果低于此温度,奥氏体就会发生断裂。低于1700°F时,由于温度和形变的影响,金属间相会很快形成。热成形进行完后,应立即对其在最低为1900°F 的温度下进行固熔退火,并进行淬火来还原其相位平衡、韧性及抗腐蚀能力。我们不建议进行应力消除,但如果必须这样做,材料应在最低为1900°F 的温度下进行固熔退火,然后迅速冷却,进行水淬火。
2、冷成形:2205双相钢可以进行切割和冷成形。然而,由于2205双相钢自身的高强度及硬度,它比奥氏体钢铁更需要进行冷成形,,也正因为它的高强度,要充分考虑到回弹的因素。
3、热处理:2205双相钢应在最低为1900°F 的温度下进行退火处理,然后迅速冷却,进行水淬火。这项处理应用于固熔退火及应力解除。应力解除处理如在低于1900°F 的温度下进行,容易导致有害的金属或非金属相位的析出。
4、机械切削性:在高速的机床上,2205双相钢的进给率和切削速度和316L是一样的。如果用炭化刀,切割速度与316L 相比降低了大约20%,机器设备及其部件的性能在此起着关键性的作用。
5、焊接:2205 合金的焊接性很好。2205双相钢所要达到的性能为焊接金属和热变质部分仍然保持和基底金属同样的抗腐蚀能力、强度及韧性。2205双相钢的焊接难度不大,但需设计其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡状态,避免有害的金属相位或非金属相位的析出。
七、2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢应用领域:
2205双相钢应用领域:中性氯化物环境,炼油工业,石油化学和化学工业,化学工业用输送管道,石油和天然气工业,纸浆和造纸工业,化肥工业,尿素工业,磷肥工业,海水环境,能源与环保工业,轻工和食品工业,食品和制药工业的设备,高强度结构件,海底管线,烟机脱硫,渗透脱盐淡化设备,硫酸厂,海洋工程紧固件等。
八、2205(S31803,F51,1.4462)双相不锈钢的品种规格与供应状态:
1、上海秉争实业品种分类:2205无缝管、2205钢板、2205圆钢、2205锻件、2205法兰、2205圆环、2205焊管、2205钢带、2205丝材及2205配套焊材。
2、交货状态:无缝管:固溶+酸白,长度可定尺;板材:固溶、酸洗、切边;焊管:固溶酸白+RT%探伤,锻件:退火+车光;棒材以锻轧状态、表面磨光或车光;带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货;丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。
机械铸造行业现状
在科学技术迅猛发展的今天,由于铸造成形工艺的特殊优势,有些复杂结构件目前尚无其他制造工艺可替代。铸造工艺仍是最经济且便捷的金属成形工艺。随着全球经济一体化,在国际间的合作日益密切、竞争日趋激烈之时,中国汽车铸造业应更充分地发挥铸造优势,发展自己的铸造工业。
在科学技术迅猛发展的今天,由于铸造成形工艺的特殊优势,有些复杂结构件目前尚无其他制造工艺可替代。铸造工艺仍是最经济且便捷的金属成形工艺。随着全球经济一体化,在国际间的合作日益密切、竞争日趋激烈之时,中国汽车铸造业应更充分地发挥铸造优势,发展自己的铸造工业。
1. 中国铸造业现状
中国是当今世界上最大的铸件生产国家,据资料介绍,我国铸造产品的产值在国民经济中约占1%左右。最近几年,铸件进出口贸易增长较快,铸件的产量已达到9%左右。我国铸造厂点多达2万多个,铸造行业从业人员达120万之多。“长三角”地区的铸件产量占全国的1/3,该地区主要以民营企业为主,汽车和汽车零部件行业的发展有力地拉动了铸造行业的发展。万丰奥特是亚洲最大的铝合金车轮企业,年产值超过10亿元,出口额达6 000美元。昆山富士和机械有限公司生产汽车发动机和制动系统的铸件,年产量达4万t,销售收入5.5亿元。华东泰克西是一个先进的现代化气缸体铸件生产企业,具有年产1 00万件
轿车气缸体铸件能力。山西是铸造大省,有丰富的生铁、煤炭、铝镁、电力、劳力、使山西的铸造产业有得天独厚的优势,具有500个铸造企业,80%为民营企业。山西国际、河津山联、山西华翔年产量分别达4万t、2万t、12万t。“东三省”有一汽集团、哈飞集团等骨干汽车企业带动了汽车铸件产量的增长。一汽集团铸造公司,已经形成40万t铸件的生产能力。辽宁北方曲轴有限公司,到“十一五”末将形成年产15万台发动机、100万件曲轴、产值20亿的曲轴生产基地。“珠江三角洲”压铸行业发达,有700多个压铸企业,年产量达20万t。东风日产、广州本田、广州丰田和零部件企业有力带动了压铸业的发展,轿车气缸体、气缸盖的压铸件产量逐年增长。
2. 国外铸造业现状
近几年来,全球铸造业持续增长,2004年铸件产量比上一年度增长8.4%,中国生产铸件2242万t,全球排名第一,比上一年增长23.6%。全球十大铸件生产国的产量与增长率见表1。从表1可见,2004年中国的铸件产量约占全球铸件产量的1/4。巴西铸件产量增长最快,达到25.8%。增长率超过2位数的国家有巴西、中国、墨西哥、印度,都是发展中国家。而发达国家的铸件增长率普遍较低。美国铸件产量自2000年以来,已经退居到第2位。2004年美国铸件总产量为1231万t,其中灰铁件占35%、球铁件占33%、铸钢件占8.4%、铝合金件占16%。从需求上看,球铁铸件和铝铸件的需求在增长。2003年进口铸件占总需求的1 5%,进口铸件的价格比美国国内低20%~50%。近年来因铸造环保要求高、能源消耗大、劳动力昂贵等原因,美国大型汽车公司生产普通汽车铸件的铸造厂纷纷关闭,逐步将铸件的生产转向中国、印度、墨西哥、巴西等发展中国家。日本的铸造业不景气,其从业人员在减少。2004年日本铸件总产量为639万t,其中灰铁件占42%、球铁件占30%、铸钢件占4%、铝合金件占21%。从需求上看,球铁铸件和铝铸件的需求在增长。日本铸造界在技术创新方面作了大量工作,开发了球型低膨胀铸造砂、高减振铸铁材料、中硅耐热球铁等材料。其真空压铸的铸件能焊接和热处理,半固态铸造生产用于汽车铝轮毂,提高了强度和伸长率。镁合金压铸进一步发展,并取代重力铸造,其性能提高,成本降低。
3. 汽车铸造技术的发展方向
汽车技术正向轻量化、数值化、环保化方面发展。据有关资料报道,汽车自重每减少10%,油耗可减少5.5%,燃料经济性可提高3%-5%,同时降低排放10%左右。铸件轻量化主要有两个途径。一是用铝、镁等非铁合金铸件,美国2003年统计有2/3的铝铸件用于汽车上,每车达到107 kg。二是减小铸件壁厚、设计多零件组合铸件,生产薄壁高强度复合铸件,并减少加工余量,生产近终形铸件。随着汽车技术的快速发展,为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险,要求用快速制模技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术。而清洁生产、废物再生是铸造业的发展趋势,降低能耗是其持续发展的主题。我国汽车铸造业必须走高效、节能、节材、环保和绿色铸造之路,因为国家和社会要求严厉管控汽车铸造业的能源消耗大户和污染大户,以利改善铸造业热、脏、累的劳动密集型行业员工的劳动环境。
4. 汽车铸造技术发展趋势
国内外汽车铸造技术发展趋势很多,现仅简介一些在汽车行业大量流水线生产中的铸件技术及发展趋势。
4.1 砂型铸造成形技术
潮模造型经过手工紧实一震击+压实紧实→高压+微震紧实→气冲紧实→静压紧实几个发展阶段。静压造型技术的实质是“气中预紧实+压实”,其有以下优点:铸型轮廓清晰,表面硬度高且均匀,拔模斜度小,型板利用率高,工艺装备磨损小,铸型表面粗糙度低,铸型型废率低。因此,是目前最新、最先进的造型工艺,并已成为当今的主流紧实工艺。目前,高压造型和单一气冲造型已逐渐被静压造型所替代,原先高压造型线和气冲造型线的主机已逐渐更新为静压造型主机,新建铸造厂均首选用静压造型技术。当前,国外比较有名的制造静压造型设备的厂家有德国的KW公司、HWS公司和意大利萨威力公司。国内汽车铸造厂家大都选用 HWS公司或KW公司制造的设备,如一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西三联、广西玉柴、无锡柴油机厂等。
4.2 近净形技术
(1)消失模铸造成形工艺
消失模铸造也称气化模铸造、实型铸造、无型腔铸造。该工艺尺寸精度高达0.2 mm以内,表面粗糙度可达Ra5μm~Ra6μm,被铸造界誉之为“21世纪的铸造新技术”、“铸造的绿色工程”。该工艺方法是用无粘结剂干砂加抽真空技术。据2003年统计,我国有150家企业用该工艺生产箱体类、管件阀体类、耐热耐磨合金钢类等三大类铸件,总产量超过10万t。国内汽车铸造厂,有的用国产铸造生产线:有的用简易生产线或单机生产;有的用国外引进铸造生产线生产。一汽集团公司1993年从美国福康公司引进造型用振动台,生产 EPS模的预发泡机和成型机等设备,生产汽车进气管。长沙发动机总厂从意大利引进自动化铸造线生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。合肥叉车集团用4段泡沫模片粘结成整体的工艺生产复杂箱体铸件,尺寸精度可达到 CT7-CT8级,产品出口美国。成都成工集团,用8块泡沫模片粘结成整体的工艺生产装载机变速器,铸件质量达320 kg,与砂型铸造比较,毛坯减重15%,成品率达95%以上。消失模工艺近几年在美国有较大的发展,通用汽车公司投资建造了6条消失模铸造生产线,大批量生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。今后,该工艺将大量用快速制模技术和模拟仿真技术,以缩短生产准备周期,实现铸件的快捷生产。未来的发展方向必定是质量好、复杂、精密、寿命长的高档模具。提高该技术的模具材料、成形工艺、涂料技术、工装设备的技术水平,使EPS铸件获得更广阔的发展前景。
(2)熔模精密铸造成形工艺
我国汽车熔模精密铸造技术有了长足的发展,用近净形技术可以生产出无余量的铸造产品。熔模精密铸造工艺有水玻璃制壳工艺、复合制壳工艺、硅溶胶制壳工艺。汽车产品材料有碳素钢、合金钢、有色合金与球墨铸铁。国外有高合金钢、超合金材料。熔炼设备国内用普通、快速中频炉;国外用真空炉、翻转炉、高频炉技术。用硅溶胶制壳工艺的零件表面粗糙度可达Ra1.6μm、尺寸精度可达CT4级,最小壁厚可达0.5~1.5mm。欧、美、日等国家开始关注精铸件在汽车业的应用与拓展。我国汽车用精铸件的市场需求量也在不断快速增长和发展,2003年精铸件的产量为60万t,产值达到110亿元。东风汽车精密铸造有限公司用硅溶胶+水玻璃复合型制壳工艺,生产高技术含量、高附加值产品,将原来铸件、锻件、机加工及多件组装结构设计制造成一个整体精密铸件,显著降低了制造成本。
熔模精密铸造成形工艺将来的发展趋势是铸件产品越来越接近零部件产品,传统的精铸件只作为毛坯,已经不适应市场的快速应变。零部件产品的复杂程度和质量档次越来越高,研发手段越来越强,专业化协作开始显现,CAD、CAM、 CAE的应用成为零部件产品开发的主要技术。东风汽车公司、一汽集团公司的精铸企业作为中国精铸行业的领军者,一定能凭强大的研发实力和先进的技术快速发展。
4.3 制芯技术
目前,国内外汽车铸造制芯有3种制芯工艺,在现代汽车铸造中常并行用的主要工艺有热芯盒制芯、壳芯制芯、冷芯盒制芯等,传统的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技术工艺有两个特点:一是硬化速度快,初始强度高,生产率高;二是砂芯尺寸精度高,可满足生产薄壁高强度铸件的砂芯。因此,制芯工艺技术有以冷芯盒技术为主的发展趋势。一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西国际铸造公司等均用冷芯盒制芯技术。当代先进的110L冷芯盒制芯机见图1。
最先进的制芯工艺是结合锁芯(Key Core)和冷芯盒等技术的制芯中心,整个射芯、取芯、修整毛刺、多个芯子定位组合成一体、上涂料、烘干等工序,全部用一台或多台制芯机与机械手自动化完成。国外比较有名的制芯中心生产厂有西班牙LORMENDl公司、德国 Laempe公司和Hottinger公司、意大利的FA公司等。东风汽车铸造厂、一汽铸造公司、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、上海柴油机、洛拖二铁、潍柴、江西五十铃等均用冷芯盒制芯中心技术。
4.4 铸铁熔炼技术
目前,国内外铸铁熔炼技术有两种主要方式:一是用大型热风除尘冲天炉与工频保温炉双联熔炼工艺;二是用中频感应电炉熔炼工艺技术。美国因达公司和彼乐公司生产的中频炉技术开始越来越受到重视,该技术日益成熟,其清洁、环保、节能、高效、安全的优势突出,是今后发展的方向。
因此,铸铁则由过去用工频炉熔炼逐步过渡到用高效省电的中频电炉熔化。一、汽铸造公司、东风汽车公司用因达公司和彼乐公司生产的中频炉和保温炉技术,已经开发应用球化剂、孕育剂、蠕化剂和其他各种添加剂产品,形成商品化、标准化、规格化、系列化。铸铁孕育多用带光电控制的随流孕育机。新开发出的喂丝球化方法及其与
现代化检测技术相结合的SINTER CASTZ艺是铸铁球化及蠕化处理的一种很有优势的工艺,应用者日益增多。国外金属炉料经过破碎、净化、称量,大大提高熔化效率和铁水质量。国内的天津丰田、天津勤美达、苏州勤美达等铸造厂已对炉料用破碎处理工艺。
4.5 铝合金气缸体、气缸盖压铸成形技术
铝合金是汽车上应用最快和最广的轻金属,因为铝合金本身的性能已经达到质量轻、强度高、耐腐蚀的要求。最初,铝合金仅用于一些不受冲击的部件。后来,通过强化合金元素,铝合金的强度大大提高,由于质轻、散热性好等特性,可以满足发动机活塞、气缸体、气缸盖在恶劣环境下工作的要求。铝合金气缸体、气缸盖压铸成形核心技术可以提高净化、精炼、细化、变质等材质质量控制,使得铝铸件质量达到一致性和稳定性。随着我国汽车业的发展,特别是家用轿车的快速增加和汽车零部件出口量的增大,汽车铝铸件将有很大的增长。我国2003年铸件总产量为1 987万t,其中铝镁合金为117万t,占总产量的5.8%。丰田汽车希望在近两年将铝制气缸体由现在的35%提高到50%。日产汽车在2010年以前,70%的汽油机轿车的气缸体用铝制材料,近100%的气缸盖及变速器壳体用铝制材料。本田汽车公司早在1994年,将汽油发动机气缸体全部换成铝制气缸体。铝合金气缸体、气缸盖等有色金属则多用压铸(包括真空压铸)、低压压铸、高压压铸、金属型重力铸造以及很有发展前途的半固态压铸成形技术。东风本田发动机公司、东风日产发动机分公司铝压铸车间用2500t压铸机生产铝气缸体,并实现了国产化。铝气缸盖成形工艺主要有两种,一是以欧美为代表的重力铸造成形工艺,上海皮尔博格、南京泰克西等公司选用意大利法塔公司重力铸造机生产铝气缸盖;二是以日韩为代表的低压铸造成形工艺,东风日产发动机分公司铝压铸车间、广东肇庆铸造公司、天津丰田铸造公司都选用日本新东等公司的低压铸造机生产铝气缸盖。
4.6 镁合金成形技术
镁合金的比强度和比刚度高i优于钢和铝合金,远大于工程塑料。镁合金还具有耐高温、抗腐蚀和抗蠕变性能。镁是目前汽车工业中应用的最轻的金属,它比铝轻1/3,比钢铁轻3/4,比非金属的塑料还轻1/5。因此,镁合金是汽车减轻质量的理想材料,镁合金压铸件可以代替一些复杂的结构件,如仪表板骨架几十个钢部件经冲压、焊接而成,一质量约10 kg,若改为镁合金压铸件,一次压铸成形,质量仅为4 kg,生产成本大大降低。随着、镁合金新材料的不断开发和加工技术的完善,镁合金在汽车市场中将不断拓宽和持续稳定增长。镁合金生产以压铸为主的成形技术,一直是汽车工业关注的焦点,镁合金压铸件需求量占到汽车工业对镁合金需求量的80%,汽车用镁合金压铸材料,除满足耐高温和抗蠕变性能外,还必须充分考虑设计、加工、表面处理及相关压铸成形工艺。由于压铸镁合金有可铸造性的突出优势.铸造壁厚可以达到1~1.5 mm,拔模斜度1°-2°尽管镁合金铸造的重点仍放在压力压铸方面,但仍面临压铸镁合金的性能与成本问题。因此,一种新型工艺——镁合金的半固态加工技术出现。该技术工艺已经主要用于生产一体化的镁、铝合金铸件。国外镁合金在汽车上应用前景广阔,欧、美国家镁合金压铸件产量以每年25%的速度增长。 Audi A6轿车变速器壳体为镁合金压铸件,质量仅为14.2 kg,奥迪公司最早将镁铸件用于仪表板骨架。福特汽车公司用镁合金生产座椅骨架,取代钢制骨架,使座椅质量从4 kg减为1 kg。福特公司正在研究用镁合金生产气缸体。日本三菱公司与澳大利亚科技部合作开发一种质量仅为7.5 kg的超轻质量的镁合金发动机。宝马公司直列六缸镁合金气缸体已经批量投产。美国通用生产镁压铸件进气岐管。雷诺公司已生产出镁合金车轮铸件。东风汽车铸造厂已经批量生产镁合金压铸件,目前东风汽车公司和一汽铸造公司正在开发承担国家科技部的重点科技攻关项目、,如变速器壳、齿轮室罩盖、气门室罩盖、转向盘骨架等镁合金压铸件。上海乾通汽车附件有限公司率先生产出轿车镁合金变速器外壳压铸件。近几年,国内还相继建立了一些大型的外资镁压铸企业,如上海镁镁、苏州GF等公司。
4.7 半固态压铸成形技术
半固态技术发源于美国,在美国这一技术已经基本成熟并处于全球领先地位。此技术被称之为21世纪最有前途的材料成形技术。Alumax公司率先将该技术转化为生产力,生产的铝合金汽车制动总泵体毛坯尺寸接近零件尺寸,加工量占铸件质量的13%,同样的金属型铸件的加工余量则占铸件质量的40%。20世纪80年代以来,欧洲等国在半固态应用方面作了大量研究和应用工作。意大利是半固态加工技术应用最早的国家之一,Stampal-saa公司用该技术为 Ford汽车公司生产齿轮箱盖和摇臂零件。目前,日本的Speed Star Wheel公司已经利用该技术生产重约5 kg的铝合金轮毂铸件。我国半固态金属加工技术起步较晚,始于20世纪70年代后期。与国外相比,我国在半固态金属成形技术领域的研究还很落后。就目前我国的研究现状来看,该技术发展动向是金属触变成形技术已经基本成熟,而流变成形技术的发展缓慢。因此,今后将有更多的研究人员转向流变成形理论和应用方面的研究。目前,半固态金属成形技术主要应用于铝、镁、铅等低熔点金属的成形,对高熔点黑色金属的应用较少,这是今后研究的方向。目前,国内外学者已经开发出了半固态成形过程数值模拟软件,但是还有不足,需要加强应用计算机技术。
4.8 铸铁材质
(1)薄壁高强度灰铸铁件技术
我国2003年铸件总产量为1987万t,其中灰铸铁件为1049万t,占总产量的53%。灰铸铁件在汽车上的大量应用是由于该材料具有较低的成本和良好的铸造性能优势。随着汽车技术轻量化要求,灰铸铁的增长和发展将受到一定的影响,因此其发展趋势是加强薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的开发与应用。薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的难点是使最薄壁厚仅为3-5 mm的本体断面硬度差<40HBS,组织细密均匀。轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖铸件的硬度、珠光体量、碳化物含量、石墨形态等金相组织的技术要求高。如大功率柴油机气缸体、气缸盖要求本体硬度分别为1 70~228 HBS、179~235HBS,强度和尺寸要求高,表面粗糙度Ra<50 pm。灰铸铁的材质牌号在不断提高,HT300已用于气缸体、气缸盖的生产,有的产品可能要达到HT350。国内汽车铸造厂在材料工艺、熔炼工艺、造型工艺、制芯工艺、模具制造工艺、检测技术等方面作了大量工作,并将这些技术应用在轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖等铸件上。
(2)蠕墨铸铁技术
蠕墨铸铁具有球墨铸铁的强度,与灰铸铁相比又有类似的防振、导热能力及铸造性能.有好的塑性和耐热疲劳性能,可以解决大功率气缸盖的热疲劳裂纹问题。铁素体机体蠕铁的工作温度可达到700℃;高硅钼蠕铁的工作温度可达870℃。蠕墨铸铁不会取代球墨铸铁,也不会取代灰铸铁。蠕墨铸铁广泛应用的巨大潜在市场是汽车业,其主要产品则是发动机气缸体和大功率柴油机气缸盖。随着汽车轻量化和比功率(功率/排量)的提高,气缸体和气缸盖的工作温度越来越高,许多部位的工作温度超过200℃,在此温度下,铝合金的强度大幅度下降,而蠕铁则具有很大的优势。它将成为唯一能满足技术、环保和性能要求的先进的汽车发动机材料。因为蠕墨铸铁具有强度高、壁薄的特点,可以减轻质量。公司的研究表明,同样功率的发动机气缸体如果用蠕铁,壁厚可以由原来的7 mm减为3 mm,铸件质量可减轻25%。
蠕墨铸铁的蠕化处理范围很窄,核心技术是用合适的生产技术与相应的蠕化剂。国外宝马汽车公司、戴姆勒一克莱斯勒汽车公司、达夫公司的发动机气缸体用蠕墨铸铁生产。福特(Ford)公司与辛特(Sinter)合作,于1999年在巴西每年生产10万件气缸体。德国Halberg铸造厂,从1 991年开始为奥迪生产V8蠕铁气缸体,壁厚3.5 mm,147 kW的气缸体质量仅74 kg。东风汽车公司铸造厂,于1 984年5月正式在流水线上批量生产蠕墨铸铁排气管,成为我国第一家在流水线上批量生产蠕墨铸铁件的工厂。在20世纪90年代初,又先后成功开发了蠕铁变速器壳体和上海大众桑塔纳轿车排气管。一汽铸造公司无锡柴油机分公司于20世纪80年{BANNED}始大批量生产蠕铁气缸盖。上海圣德曼铸造有限公司为上海大众生产中硅钼蠕铁排气管。
(3)球墨铸铁技术
球墨铸铁由于具有高强度、高韧性和低价格.所以在汽车市场上仍有很展。我国球铁产量也在持续增长,2003年产量占总产量的24%,同时制定许多球铁标准,研究开发了适应球铁在流水线上大量生产的先进工艺,如摇包、气动脱硫,型内、盖包球化,多种瞬时孕育,音频、超声、热分析检测技术。当前,在工业发达国家中,球墨铸铁件的产量在铸件总产量中占25%以上,美国2003年球铁产量占铸件总产量的33%。汽车铸造业球铁产品技术工艺的发展趋势有以下4个方面。
一是铸态珠光体、高强度(QT700-2、QT740-3)的载货车和轿车曲轴,铸态铁素体、高伸长率(QT400—18、QT440-10)的汽车排气管和桥壳底盘类铸件。更高牌号QT800-2、QT900-2也在开发应用之中。
二是保安类铸件,铸态生产轿车转向节的材质技术条件十分严格,要求铸件零缺陷,100%的无损检测,目前已有3项自动检测技术用于生产。
三是耐热球铁件,即高硅钼、中硅钼、高镍球铁,该材质生产的排气管件,有很好的抗高温性能:目前国内汽车公司铸造厂已经生产出铸态中硅钼铁素体球铁排气管件。
四是奥贝球铁,该材料特有的材质性能成为铸造业的焦点,这是一种很有开发应用潜力的材料,主要用于生产曲轴等产品。
除上述外,汽车铸造厂已经生产出铸态球铁冷激凸轮轴。
4.9 铸造过程计算机应用技术
随着汽车铸造技术的快速发展,为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险,用快速原型技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术的应用越来越广。快速原型技术在铸造生产中的应用有了很大的发展。它除了应用开发新产品试制用的模具及熔模铸造的蜡模外,还可以制做酚醛树脂壳型、壳芯,可以直接用来装配成砂型。国外公司在接到客户提供三维CAD数据后,根据不同的产品结构,最快可在3周时间内为客户提供铸件。模拟造型过程正在成为国际汽车铸造关注的前沿领域之一,清华大学、日本新东工业等对湿型砂紧实过程进行模拟。值得注意的是,德国亚琛工业大学、清华大学正在对射芯过程进行数据模拟。国内汽车铸造业CAD-CAM-CAE一体化设计开发得到充分应用,特别是CAE凝固模拟虚拟技术,应用Magma、华铸软件对新产品的铸件充型、凝固的温度场和流动场模拟分析处理,预测和分析铸件的缺陷。铸造专家系统得到进一步应用,如型砂质量管理、铸造缺陷分析、压铸工艺参数设计及缺陷诊断。
4.10 铸造检测技术
铸造检测技术是保证铸件质量的关键手段。铸件尺寸检查,有常用的检查卡具、卡板,有专用的检测夹具。对于气缸体、气缸盖等复杂件,用三坐标仪自动测量铸件尺寸和超声波仪检测铸件的壁厚。无损检测技术的应用越来越广,对重要件时常用荧光磁粉检测表面裂纹;用超声波或音频检测球铁的球化率;用涡流检测铸件的基体组织(珠光体含量)。为满足重要件的检测要求,可将上述3项检测仪器组合成一条自动检测线。用X射线检测铸件内部的缩孔与缩松缺陷,日本本田对球铁转向节铸件100%用X射线探伤:用工业内窥镜检测铸件内腔质量,气密性渗漏检测。化学成分检测,真空直读光谱仪和碳硫测定仪在炉前、炉后铁水质量上得到普遍应用.微量元素和气体元素N、O、H的分析得到重视:炉前快速热分析得到推广应用,快速预报铸铁的碳硅当量、孕育效果、基体组织和力学性能。
4.11 绿色铸造技术
“绿色铸造”是使铸造产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理整个产品的生命周期中,对环境的负面影响最小,效率最高。铸造行业历来被认为是高能耗、高污染的行业,要不断开发新的节能、清洁、低排放、低污染的铸造材料以投入生产使用。对于树脂,要想办法降低游离甲醛和游离酚等有害物质的含量;逐步加大冷芯盒技术应用,以减少树脂砂对环境的影响,实现达标排放:降低热芯盒、壳芯砂的固化温度,制芯工艺由热芯盒法向温芯盒法转变,以节约能源。我国汽车铸造厂每年消耗新砂近千万吨,旧砂排放的污染,以及新砂大量的耗费,不堪重负,因此旧砂的再生利用技术势在必行。先进工业国家废砂排放量降到10%以下,在欧洲、日本等地区旧砂的再生利用技术得到广泛应用。哈尔滨东安汽车发动机公司引进意大利的热法再生设备,已在生产中应用。一汽铸造公司引进日本技术,热法再生和机械再生结合,处理芯砂和型、芯砂混合砂已在生产中得到应用。目前,东风汽车公司也正在加速旧砂再生技术开发应用工作。加大废钢及回炉料的利用,以减少新生铁和铝的耗费。汽车铸造业面向循环经济的铸造技术,要以循环经济3R为行业准则,即以减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)来开展工作。
5. 我国汽车铸造业面临的问题
我国汽车铸造业在经过“经济”转入“市场经济”的过程中,经历了起步、稳定、发展、成熟4个阶段,取得了令世人瞩目的成绩。但是,我们必须清醒地认识汽车铸造业的历史重任及与发达国家的现实差距,牢牢把握国内外铸造技术的发展趋势,适时适宜地用先进的铸造技术,实施铸造业的可持续发展战略,目前汽车铸造业主要有以下问题。
铸造企业平均规模与经济规模和国外比有较大差距。我国的铸件产量虽然已经连续5年位居世界首位,有一批产量较高的大中型企业,但大多数铸造企业规模偏小。就整个铸造行业而言.其现状仍然是厂点散(铸造厂点达2万多个),从业人员多(达120万人之多),效益低下(厂均铸件仅为500 t/年),只相当于美、日、德、法、意等工业发达国家的1/9-1/4。
铸造企业整体技术装备水平和国外比有较大差距。企业间技术装备水平差距较大,少数企业的个别生产车间的技术装备水平,已接近或达到国际先进水平,但是整体水平不高。据统计,我国已从国外进口自动造型线210多条,还有国产造型生产线250多条,这些生产线主要集中在汽车内燃机件的大批量生产企业中。
有色金属工业“十二五”发展规划的主要任务
1.调整优化产业布局
统筹规划,坚持上大与压小相结合、新增产能与淘汰落后相结合,优化有色金属生产力布局。以满足内需为主,严格控制、能源、环境容量不具备条件地区的有色金属冶炼产能。积极引导能源短缺地区电解铝及镁冶炼产能向能源丰富的西部地区有序转移。逐步推进部分城市有色企业转型或环保搬迁。在沿海地区,利用进口原料有序布局建设若干铜、镍基地。选择条件合适的区域,依托拆解园区,充分利用国内外废杂铜、铝建设若干规模化的再生金属基地。提升企业国际化经营水平,鼓励在境外建设氧化铝、电解铝、铜、铅、锌、镍等产业园区。
按照循环经济发展模式,支持建设若干基础雄厚、产业链完整、特色鲜明、高效利用、环境友好的有色金属新型工业化示范基地。支持建设优势互补、合作双赢的东、中、西部产业转移合作示范区。
2.大力发展精深加工产品
以发展精深加工、提升品种质量为重点,以轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀、低成本为发展方向,大力发展铝、镁、钛等高强轻合金材料,以提高性能、降低成本为方向,加快发展高性能铜合金材料、铅锌镍各种合金及其他功能材料,满足战略性新兴产业以及国家重大工程的需求,形成若干布局合理、特色鲜明、产业聚集的有色金属精深加工产业生产基地。
铝:开展航空用高抗损伤容限合金、高强度铝合金品种开发,以及铝合金薄板、厚板、型材和锻件的工程化技术开发,满足航空及国防科技工业对高性能铝合金材料的要求。开发具有自主知识产权的轨道交通用大型铝合金型材、具有较好成形性能的汽车车身用6016类及6022类合金,以及液化天然气船(LNG)船用5083-O态合金板材生产技术。大力发展高纯高压电子铝箔,满足特高压铝电解电容器的需求。
镁:以开发生产汽车、高速列车及轨道交通车辆、电子信息、国防科技工业、电动工具等领域应用的大截面型材、板材、大型压铸件为重点,用产学研用相结合,通过增强创新能力及示范工程建设,加快高性能、低成本镁合金及深加工技术及产品研发,实现重大关键共性技术突破,建设以镁合金铸件、型材、锻件、板材为主体,终端产品相配套的完整产业化体系。
钛:针对国家航空航天等重大工程需求,着力发展大规格棒材和锻件、紧固件用丝材、宽幅板材和钛—钢复合板、大直径管材、大型铸件和粉末冶金件。积极发展钛带材、焊接钛管及挤压型材等,并进一步延伸产业链,提高产品附加值。
其他有色金属:重点发展镍及镍合金板带材、高性能锌合金,高强高导引线框架材料、水箱铜带、变截面带材、高精度异型铜合金材、超细毛细管、高速列车及铁路电气化高性能专用铜材、5ppm(百万分之一)以下高纯无氧铜、小于18微米压延铜箔等高性能铜合金,锡锑精细深加工产品、高性能稀有金属材料等。
专栏4:精深加工产品发展重点 铝:高性能铝合金半固态坯料及零件,涡轮发动机压叶轮材料,汽车铝合金板,航空航天用2系、7系列铝合金及材料,铝锂合金,深冷设备用铝合金板材,大型、超大型及微型铝合金工业型材,可焊铝合金薄板,超高纯铝,高压阳极铝箔等。 镁:耐热铸造镁合金,低成本挤压型材,高性能镁合金挤压型材,大截面镁合金中空型材,宽幅镁合金板材,镁合金铸轧板材,镁合金热轧板材,镁合金薄带材,镁合金精轧薄板材,镁合金锻造汽车轮毂,镁合金锻件等。 钛:优质宽幅冷轧纯钛板材,高性能宽幅钛及钛合金厚板,钛合金型材,钛及钛合金带材,大规格宽厚钛合金板材,高精度、宽幅钛合金薄板材,大规格钛合金棒材及特征锻件,紧固件用丝材、大型钛铸锭及锻件,新型钛合金结构材料,专用钛合金材料,钛及钛合金模锻件,钛基多孔材料等。 铜:铜合金引线框架,高强高导新型铜合金接触导线,无铅新型环保铜合金,高性能无铍弹性铜合金,高性能耐蚀镍铜合金,铜包铝,低松比雾化铜粉,高纯铜合金溅射靶材,压延铜箔等。 其他有色金属:镍基高温合金、镍基合金无缝管,镍基金属多孔材料,高性能球形氢氧化镍,高性能锌合金,无铅锡焊料、锡化合物,先进锑阻燃材料,纳米晶及特粗晶粒等高性能硬质合金、ITO靶材、大规格钨钼靶材、核级锆材等高性能稀有金属材料等。 3.积极推进企业重组
按引导、企业为主体、市场化运作的原则,结合优化布局,大力支持优势大型骨干企业开展跨地区、跨所有制兼并重组,提高产业集中度。积极推进上下游企业联合重组,提高产业竞争力。充分发挥大型企业集团的带动作用,形成若干家具有核心竞争力和国际影响力的企业集团。
4.发展有色金属生产服务业
大力支持科技实力雄厚的有色金属企业从生产型制造向服务型制造转变,鼓励有色金属企业开展技术研发、工业设计、信息咨询、现代物流等生产。建立和完善有色金属的电子商务、期货交易等市场手段。支持发展工程咨询、设计、装备集成、安装调试、运营服务一体化的工程承包服务。鼓励发展有色金属工业检测认证、科技成果推广等中介服务,扶持壮大节能服务产业。 1.加快基地建设
以加快境外铜、铝、铅、锌、镍、钛等原料供应基地建设为重点,积极推动境外勘探,在丰富的国家和地区,依托具有国际化经营能力的骨干企业,建立与所在国利益共享的对外开发机制,加快境外开发项目建设,形成一批境外矿产基地。进一步加强国内重点成矿地带的普查与勘探,增加储量,提高查明储量利用率,积极开展现有矿山深部边部找矿,延长矿山服务年限。以云南、新疆、甘肃、青海、西藏、内蒙古、黑龙江等省(区)有色金属成矿带开发为重点,加快建设西部矿产基地。在广西、贵州、山西适度发展具有保障的氧化铝产能。
2.大力发展循环经济
鼓励低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿和熔炼渣等开发利用。促进铜、铅、锌等冶炼企业原料中各种有价元素的回收,冶炼渣综合利用,以及冶炼余热利用。建立完善铜、铝再生利用体系,规范回收、拆解,建设一批规模化再生利用示范工程。完善废旧铅酸电池回收利用体系,鼓励将废旧铅酸电池回收利用纳入矿铅生产体系,最大限度地降低重金属污染。支持改扩建形成一批锌、钴、镍、锡、锑、锗、铟、贵金属等回收利用及冶炼废渣综合利用示范工程。依托内蒙古等高铝煤炭,有序推进高铝粉煤灰开发利用,大力推进《赤泥综合利用指导意见》的组织实施工作。 1.增强创新能力
围绕有色金属工业发展重点和难点,在矿产勘查、节能减排、提高利用率、先进材料制备等领域,加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,大力培育企业的应用技术研发与创新能力,创新投入机制,强化共性技术研究平台建设,推动企业、科研院所和高校共同开展前沿共性技术攻关,着力突破核心关键技术和共性基础技术,充分发挥科技对产业升级的支撑作用,提高产业核心竞争能力。
专栏5:科技开发重点 重点开发技术。氧气底吹及侧吹连续炼铜技术、闪速炉短流程一步炼铜技术、高温高浓度溶出浆液高效分离技术、底吹电热熔融还原炼铅技术、闪速炼铅新工艺、红土镍矿绿色湿法冶金技术、镍锍连续吹炼技术、新法炼钛技术、等温熔炼炉关键技术及配套设备、赤泥分选用超导磁选机和赤泥综合利用技术等。 重大节能技术。氧化铝节能技术、铝电解节能技术、多热源内热式电热法生产镁技术与装备、低品位红土镍矿生产镍铁节能技术、海绵钛节能降耗技术、镁电解多极槽技术、大型充气机械搅拌式浮选机、烟气制酸低温位热回收技术等。 精深加工技术。高洁净、高均匀性合金冶炼和凝固技术,中厚板固溶及预拉伸技术,高性能铸造镁合金及变形镁合金制备及深加工技术,镁合金腐蚀控制及防护技术,18微米及以下压延铜箔压延及表面处理工艺技术, 高质量引线框架材料合金制备及加工工艺技术,钛铝合金及加工成型技术,钛合金模锻件锻压、型材挤压、大型铸件、异型管棒丝材成型技术。 重点前沿技术。有色金属矿产潜力快速评估与勘查基地优选、地下金属矿山智能化矿关键技术与装备、生物提取金属、有害元素的无害化处理及化利用、金属复合材料及难加工金属电塑性加工技术、先进材料制备技术、低碳技术等。 2.加强技术改造
支持有色金属企业运用先进适用技术和高新技术,以质量品种、节能减排、环境保护、安全生产、两化融合等为重点,对现有企业生产工艺及装备进行升级改造,加快淘汰落后,实现清洁、安全生产,提高企业生产自动化、管理数字化水平。
专栏6:技术改造重点 选。推广电动液压矿凿岩设备如掘进台车和深孔凿岩台车、低矮式破碎机等大型高效节能自动化选装备以及新型高效药剂,实现选装备机械化、自动化和大型化,加强矿山现场监测,提高矿山管理信息化水平。 铝冶炼。重点推广新型结构铝电解槽、低温低电压铝电解等高效节能技术;低品位铝土矿高效节能生产氧化铝技术、氧化铝生产过程余热回收利用技术。 铜冶炼。推广氧气底吹炉炼铜等技术。 铅冶炼。推广富氧底吹熔炼、液态铅渣直接还原炼铅工艺等先进技术,加快对落后熔炼、鼓风炉还原等进行技术升级改造。 镁冶炼。推广套筒竖窑及蓄热式竖式还原炉技术。 钛冶炼。重点推广植物油除钒技术、铝粉除钒技术、新型节能还蒸炉、多极槽镁电解等技术。 铜铝加工。推广铜铝加工短流程生产技术,积极开发引进大断面、复杂截面铝合金型材制造技术、大型高性能铝合金预拉伸板制造技术及装备,高强高导新型铜合金制造技术及装备。 稀有金属。推广微量杂质低成本高效分离技术、高纯金属制备新技术、高功率电子束熔炼炉及难熔金属的提纯技术及装备等,生产高档硬质合金、高纯化合物、高纯金属细粉、大卷重丝材、大规格高性能板、棒材及特种钨、钼制品等精深加工产品。 3.推进两化深度融合
认真总结和推广行业先进企业的信息化经验,建立和完善有色金属工业信息化标准规范工作体系。通过技术改造,提高企业生产自动化水平。鼓励企业建设信息化集成管理系统,推广使用企业(ERP)和生产制造执行系统(MES),提高管控效率。
4.加强标准化建设
适应有色金属工业加快产品结构调整、发展新材料的需要,建立、修订、完善技术和产品标准。进一步做好能耗、安全生产、清洁生产标准的制订。制订再生有色金属能源消耗标准和环保标准。加大参与国际标准化工作的力度,实现国际国内标准接轨和双向转化。 以重有色金属污染防治为重点,按照《重金属污染综合防治“十二五”规划》和《重点区域大气污染联防联控“十二五”规划》要求,遵循源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防控原则,加快重点区域重金属污染防治。
1.限制重金属污染排放项目
严格准入条件,优化产业布局,禁止在在自然保护区、饮用水水源保护区等需要特殊保护的地区,大中城市及其近郊,居民集中区等对环境条件要求高的区域内新建、改建、扩建增加重金属污染物排放的项目。到“十二五”末,仅保留少数符合环保排放要求的原生汞冶炼企业,取缔其他原生汞冶炼企业。汞触媒回收企业应配套有汞蒸汽回收装置,严格控制其他地区新建的汞触媒回收企业。
2.积极推行清洁生产
大力推广安全高效、能耗物耗低、环保达标、综合利用效果好的先进生产工艺,强化从源头防控重金属污染。依法实施强制性清洁生产审核。加强重金属污染治理设施建设,鼓励企业在达标排放的基础上进行深度处理。实施区域综合整治,以湘江流域为重点,推进污染产业密集、历史遗留污染问题突出、风险隐患较大的重金属污染区域综合整治。
3.强化监管能力建设
加强重金属污染环境监测能力,推行污染源自动监控,重金属废气、废水排放企业要安装相应的重金属污染物在线监控装置,并与环保部门联网。 1.控制高耗能产业过快增长
提高节能环保市场准入门槛,严把土地、信贷两个闸门,严格控制新建高耗能、高污染项目。建立高耗能产业新上项目与地方节能减排指标完成进度挂钩、与淘汰落后产能相结合的机制。继续运用提高税、调整出口退税、将部分产品列入加工贸易禁止类目录等措施,控制高耗能、高污染产品出口。加大差别电价实施力度,提高高耗能产品差别电价标准。
2.加快淘汰落后产能
依靠法律、经济和必要的行政手段以及技术进步,按期淘汰落后产能。
专栏7:落后产能淘汰目录 铜:鼓风炉、电炉、反射炉炼铜工艺及设备(2011年),铜线杆(黑杆)生产工艺,无烟气治理措施的再生铜焚烧工艺及设备,50吨以下传统固定式反射炉再生铜生产工艺及设备。 铝:铝自焙电解槽及100KA及以下预焙槽(2011年),利用坩埚炉熔炼再生铝合金、再生铅的工艺及设备,铝用湿法氟化盐项目,1万吨/年以下的再生铝,4吨以下反射炉再生铝生产工艺及设备。 铅:用烧结锅、烧结盘、简易高炉等落后方式炼铅工艺及设备,1万吨/年以下的再生铅项目,未配套制酸及尾气吸收系统的烧结机炼铅工艺,烧结-鼓风炉炼铅工艺。 锌:用马弗炉、马槽炉、横罐、小竖罐等进行焙烧、简易冷凝设施进行收尘等落后方式炼锌或生产氧化锌工艺装备。 锑:用地坑炉、坩埚炉、赫氏炉等落后方式炼锑。 汞:用铁锅和土灶、蒸馏罐、坩埚炉及简易冷凝收尘设施等落后方式炼汞。 其他有色金属:用土坑炉或坩埚炉焙烧、简易冷凝设施收尘等落后方式炼制氧化砷或金属砷工艺装备,烟气制酸干法净化和热浓酸洗涤技术,再生有色金属生产中用直接燃煤的反射炉项目。 3.加大节能力度
严格执行《节约能源法》,按照国家节能减排总体要求,降低有色金属工业单位增加值能源消耗。积极推进有色金属行业电力需求侧管理试点示范。大力推广高效节能选工艺和设备、自热强化熔炼工艺、低温低电压铝电解节能技术、湿法冶金节能先进技术等。积极开展节能技术和项目示范,推进能源转换和梯级利用,加强企业能源管理中心建设,提高能源利用效率。
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