高鉻鑄鐵Ω 101A 橢圓套的研發(fā)及其特性

　　業(yè)內(nèi)常常有用戶關(guān)心目前享譽(yù)平行雙螺桿擠出機(jī)組合機(jī)筒橢圓內(nèi)襯套的高鉻鑄鐵Ω101A 材料，詢問其物理特性及研發(fā)背景，下面讓我們先來看看這個(gè)耐磨損型 101A 合金是一種什么材料。

　　這些碳化物經(jīng)過特定的熱處理手段后，可使得材料的基本組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，耐磨性能。

　　抗磨高鉻合金白口鑄鐵的特性中，高的耐磨損性能是其主要表現(xiàn)，但材料的高硬度特性也給材料帶來了高脆性缺陷，這是這種材料的第二種主要特性。抗磨高鉻白口鑄鐵在鑄態(tài)下，含有相當(dāng)高比例的殘余奧氏體，為了分解這些殘余奧氏體，使得這些奧氏體組織可以盡可能多地析出為二次碳化物和盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，以獲得材料的更高的硬度，通常要采用適當(dāng)?shù)募だ涮幚矸椒ā＝?jīng)過這種方法處理后，在抗磨高鉻白口鑄鐵內(nèi)部終可以形成高比例的共晶滲碳體，淬火馬氏體，當(dāng)然金相組織中仍然殘留有少許的殘余奧氏體。

　　經(jīng)過一定處理手段而在抗磨高鉻白口鑄鐵內(nèi)終形成的這些高比例的共晶滲碳體，淬火馬氏體，以及少許的殘余奧氏體組織本身，決定了該材料不可避免的高脆性，也就決定了抗磨高鉻白口鑄鐵并不適合用來制造承受高沖擊的耐磨零件。反觀擠出機(jī)的工況條件中，由于一般并不存在高沖擊，或強(qiáng)烈碰撞的情況，這是我們當(dāng)年決定研發(fā)高鉻鑄鐵材料作為組合機(jī)筒內(nèi)襯套制造材料，并且判定不存在后顧之憂的一個(gè)重要原因。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)告訴我們，高鉻鑄鐵 Ω101A 樣品在鑄態(tài)下，即硬度為HV572 時(shí)，材料的抗沖擊韌性可以達(dá)到 KV1.9J;但是當(dāng) Ω101A 樣品在淬火態(tài)下，即其硬度達(dá)到 HV910 時(shí)，材料表現(xiàn)出來的抗沖擊韌性僅為 KV1.2J，就是以上脆性分析的佐證。

　　Ω101A 高鉻鑄鐵橢圓套進(jìn)入市場(chǎng)十幾年來的大量實(shí)踐應(yīng)用告訴了我們一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)，即在“一般并不存在高沖擊，或強(qiáng)烈碰撞的情況”下， 我公司提供的橢圓內(nèi)襯套幾乎不存在在使用過程中的任何開裂現(xiàn)象。然而在使用于大型平雙擠出機(jī)的工況條件下，例如使用于內(nèi)徑大于200mm的大長(zhǎng)徑比擠出機(jī)的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)安裝在擠出末端機(jī)筒內(nèi)的橢圓套有開裂現(xiàn)象，但是安裝在同一機(jī)臺(tái)的其他組合機(jī)筒段內(nèi)的內(nèi)襯套卻安然無恙，由此我們分析末端襯套開裂的原因是懸臂安裝在機(jī)筒內(nèi)孔的，單支重量約達(dá)1.45噸的螺桿在工作狀態(tài)，螺桿末段“撞擊”了機(jī)筒內(nèi)壁，脆性Ω101A 高鉻鑄鐵橢圓套無法承受這么大撞擊力的“碰撞”而導(dǎo)致了鑄鐵應(yīng)力釋放的開裂現(xiàn)象。

　　歷*，我公司曾經(jīng)采用 Ω101A 材料制造的橢圓形狀的三個(gè)規(guī)格襯套，以及作為參照物的采用高速鋼制造的相同三個(gè)規(guī)格橢圓形襯套，被我們放置于同一加熱爐中加熱至 600℃，經(jīng)適當(dāng)時(shí)間保溫后隨爐冷卻到室溫，我們采用其它單位協(xié)助提供的事先準(zhǔn)備的精密測(cè)量?jī)x器，試圖尋找襯套的尺寸變化，以及包括襯套的內(nèi)圓弧圓柱度，外圓弧圓柱度等位置度變化在內(nèi)的哪怕些微可能的改變。然而，結(jié)論是我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了在加熱前后高速鋼襯套的尺寸及位置度方面微小的變化，但是并沒有發(fā)現(xiàn)鑄鐵Ω101A 襯套有任何尺寸上和位置度上的變化。這個(gè)實(shí)踐的驗(yàn)證依然告訴了我們當(dāng)年在課堂上學(xué)到的關(guān)于鑄鐵的這個(gè)特性表現(xiàn)，即與熟鐵和鋼比較，任何鑄鐵在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，幾乎不產(chǎn)生“塑性變形”。鑄鐵的被破壞，因其較高的“脆性”特征而要么表現(xiàn)為“直接開裂”，要么表現(xiàn)為“崩斷”，這是它的一個(gè)非常顯著的個(gè)性特性。

　　Ω101A 高鉻鑄鐵的其它性能，詳見我公司文件【Ω101A 整體鋼套的性能介紹】。

　　這里，再讓我們回憶Ω101A 高鉻鑄鐵當(dāng)年的研發(fā)背景。記得 2004 年的年底，當(dāng)年德國(guó) Coperion 科倍隆公司總監(jiān)艾沃瑞茲Mr. Everaerts 先生和技術(shù)總監(jiān)艾斯利 Eisley 先生代表德方投資剛成立不久的南京“科倍隆科亞(南京)機(jī)械有限公司”，因了解到我是中國(guó)大陸雙金屬機(jī)筒和雙金屬螺桿的主要研發(fā)人員，因此專程來我公司要求我們能夠直接向他們?cè)跉W洲的Werner & Pfleiderer GMBH 公司提供四個(gè)規(guī)格采用鑄鐵材料制造的橢圓整體套(Oval Liner)，前提是我們的高鉻鑄鐵材料必須符合他們所提出的包括“密度”、“抗拉”、“屈服”、“熱傳導(dǎo)”、“線膨脹系數(shù)”等相關(guān)物理性能在內(nèi)的諸多要求。為達(dá)此目的，他們向我們出示了達(dá)標(biāo)高鉻鑄鐵可能需要的配方。 2005 年 1 月末在檢驗(yàn)了我公司研發(fā)并提供的，后續(xù)稱之為高鉻鑄鐵Ω101A 合金的配方后，他們?cè)诘聡?guó)完成了對(duì)該材料的物理性能檢測(cè)，并于當(dāng)年 2 月正式向我們下單了 ZSK 機(jī)型的四個(gè)規(guī)格橢圓整體套(見附件【2005 年 2 月德國(guó) W&P 公司向我公司直接下單四規(guī)格 ZSK 機(jī)型橢圓襯套圖紙】)。而這個(gè)下單，截至今天仍然陸陸續(xù)續(xù)的在不斷進(jìn)行中。

　　近十年來，我們從一開始的僅僅采用精密鑄造的這個(gè)單一的成型工藝鑄造，加上簡(jiǎn)單的采用常規(guī)機(jī)床的機(jī)加工方法向德方提供的成型Ω101A橢圓套產(chǎn)品以來，進(jìn)而到現(xiàn)在能夠?qū)⒉糠之a(chǎn)品采用固態(tài)高溫?zé)岬褥o壓(也稱作為準(zhǔn)態(tài)等靜壓，即 HIP 工藝方法，其成效可參閱附件【高鉻鑄鐵Ω101A 在 HIP 爐內(nèi)成型的金相圖片】)的成型工藝鑄造，并采用 CNC 數(shù)控加工中心加上四軸聯(lián)動(dòng)的CNC數(shù)控磨床來加工橢圓襯套，這個(gè)艱難的一路走來的進(jìn)取過程其實(shí)離不開德國(guó) W&P 公司，離不開海外其它**們的嚴(yán)格要求和不停頓的鞭策。這個(gè)過程幫助了我們不斷的研發(fā)和進(jìn)取，幫助了我們不斷的做大和做強(qiáng)，更幫助到我們孜孜不倦地盡我們所能而不斷地為推進(jìn)我國(guó)橢圓內(nèi)襯套從材料到加工工藝的整個(gè)制造水平的提升而貢獻(xiàn)力量。這里我們?nèi)匀徽\摯地歡迎業(yè)內(nèi)各專家對(duì)組合機(jī)筒橢圓內(nèi)襯套的制造材料和制造工藝提出寶貴的意見和建議。