正文 第五章 金屬材料(一)(3 / 3)

1989車5月下旬,在北京舉辦的全國首屆“火炬杯”高新技術產品展評會上,冶金部長沙礦冶研究院高級工程師曾佑鑫研製成功的“FMZ重負荷代青銅燒結鐵基含油軸承材料”(以下簡稱FMZ),榮獲優秀產品獎。

在曾佑鑫的FMZ研製成功之前,我國各類重型機械上的滑動軸承,大都采用昂貴的青銅製造,其工藝複雜,加工困難,成本高。:例如,我國僅重型機械上的滑動軸承用青銅量,每年就達1萬噸左右。

用FMZ製造的軸承、連杆襯套等部件,裝機後以每分鍾3000轉的速度超負荷1。2倍連續運行2000小時,仍未磨損。

1988年11月,湖南省科委主持過鑒定,對FMZ做出了高度評價:這種材料具有強度高,能承受重負荷;硬度適中,不傷對偶;耐衝擊,在震動條件下不開裂;耐磨性好,使用壽命長;抗咬合性能好,在苛刻條件下不咬死等使用特點。用這種材料能取代錫青銅製造各種機械中敘滑動軸承,特別適合於製造承載能力和運轉性能都要求較高的滑動軸承,如柴油機連杆襯套等。目前,用這種材料製造了柴油機連杆襯套、塔式起重機襯套,以及摩托車儀表含油軸承等20多萬件,並已提供給用戶使用,效果很好。該材料生產原材料來源廣泛、價格低廉。可節約昂貴的有色金屬,節約能源,降低成本,提高經濟效益。

以FMZ誕生地一一澧縣粉末冶金廠年生產能力為200萬件柴油機連杆襯套計算,每年可創產值200萬元,利粉102萬元。其社會效益按目前出廠價算,每年可節約資金1778萬元,每年節約有色金屬82噸。FMZ是鐵基代銅基材質研究及應用領域內的一項重大突破,有獨創性,填補了國內空白,達到了國外80年代先進水平,受到國內外同行的廣泛關注。1989年,1國家科委“火炬”計劃辦公室的同誌專程到長沙了解情況,指示盡快將FMZ轉化為生產能力,目前,以曾佑鑫為首的?課題組正與長沙市熔斷器廠合作在長沙市科技試驗開發區內建設新型粉冶材料製品廠,以進一步開發FMZ及其製品,並爭取在更大範圍內推廣應用。

製造煉帛風保護渣的優質材料??矽灰石

矽灰石是一種用途廣泛的礦石,可應用於油漆塗料、塑料、陶瓷工業;磨料工業、電焊條、絕緣產品等許多領域。目前,發達國家還將矽灰石應用於宇航飛船和煉鋼工業中,其國際市場價格商達100~200美元?噸。

在矽灰石中,氧化鈣的含量為48。5%,二氧化矽的含量為51。75%,有時也含少量的三氧化二鐵、氧化鐵和三氧化二鋁等。矽灰石通常為白色,稍呈淡紅或淡灰色,莫氏硬度為4。5~5,比重2。78~2。91。

矽灰石成分穩定,是製作煉鋼保護渣的理想原料。以前,國內普通采用的煉鋼保護渣原料是天然石墨礦、工業廢棄電廠灰、高爐水渣等。但是,這些保護渣原料成分波動較大,給製作質量穩定的保護渣帶來困難。而矽灰石是富含矽質的石灰岩在花崗岩侵入時,由於熱力作用發生活化而重新組合成的,其堿度值固定不變,保證了原料成分的穩定,矽灰石保護渣,其雜質含量低,吸收雜質能力強。可以更好地發揮保護和淨化鋼水的作用,提高鋼錠的質量。因為矽灰石中的三氧化二鋁含量極低,具有較強的吸收鋼水中三氧化二鋁這類雜質的能力。實驗證明:矽灰石保護渣的殘渣中,三氧化二鋁的吸收量可達以上。

?灰石更適合製作特種保護渣。因為矽灰石在整個形成過程中天然無碳。因此,它是製作超低碳鋼種澆注用保護渣最理想的原料。一般電爐煉鋼所用的保護渣,也應研究采用矽灰石作基料。

矽灰石一般屬於淺成礦床。多數采用露天開采。我國哇灰石資海豐富,尤其在吉林省已探明的礦點有13處之多,而且便於開采,成本較低。現場實驗證明:利用矽灰石製造模鑄矽鋼保護渣,其熔點、熔速、~熔化的均勻性、粘度、鋪展性、保溫性能等都已接近或超過日本“淨光40”保護渣。

奇異的激光合金

為了改善一種金屬的性質,冶金學家常在某種金屬材料裏加進另一種金屬,熔煉成特殊的合金材料,這些合金材料使金屬的用途更廣泛了。但是,它的工藝比較複雜,需要高溫熔煉。有些合金材料用一般的工藝方法還很難製得,給生產帶來了困難。激光合金的出現一輯這些困難迎刃而解了。

激光是科學家在1958年發現的。它有著奇妙的單一性,發射角度比普通光小,是一束束強烈的不會散射的平行光。因此,它的亮度特別大,表麵溫皮也高得驚人。科學家發現,激光能改變金屬表麵的化學成份,可以用激光製造出完全不鏽的鑄鐵。辦法是:先在普通鑄鐵上噴鍍一層鉬,用激光束照射後,鉬就擴散到鑄鐵件表層,形成牢固的鐵??碳??鉬合金層。這種含鉬鑄鐵具有高的硬度,優越的抗腐蝕性,價格卻比些通含鉬鑄鐵便宜。碳化鈦的硬度極高,科學家通過實驗證明,用5~10千伏的二氧化碳激光器,把碳化鈦照射到不鏽鋼的表麵,就可以大大提高這種普通合金的硬度。此外,還可以采用激光噴塗的方法,把硬度極高的材料噴塗到鋸齒或其他切削工具的表麵上,提高它們的硬度和耐磨性,延長使用壽命。

不鏽鋼不生鏽的奧秘

不鏽鋼所以不生鏽,原因就在於裏麵含有金屬鉻。鉻是化學元素周期表中第24號元素,不鏽鋼裏不但必須含鉻,而且必須含有一定數量的鉻才能達到防鏽效果,那麼,格是怎樣起防鏽作用的呢?

鉻防腐作用的第一個方麵是鈍化。鈍化的原因,一種理%:掄認為,在氧化性介質作用下,不鏽鋼表麵形成一頂起防腐蝕作用的富鉻氧化膜,這層氧化膜能阻止氧化介質經金屬表麵往裏滲透。並且,一旦這層氧化膜遭到破壞,還可自行恢複。鈍化的第二種理論,是認為由於吸附的氧原子被金屬的電子作用,形成了電池偶,能與電化學腐蝕相對抗,從而提高了跗腐蝕性能。鈍化的第三種理論是認為鉻搶走了鐵原子最外層的一個電子,使不鏽鋼鈍化。

鉻防腐的第二個方麵,是鉻使鐵基固溶體的電極電位提高。當鉻達到一定值時,這種提高可以發生突變,即在達到八分之一、八分之二、八分之三……原子量時,其腐蝕大大減弱。含鉻量達到八分之一即12。5%,就能抵抗大氣、水蒸汽及稀硝酸的腐蝕。如果要想抗拒濃酸的侵蝕,就需達到第二個突變值八分之二、即25%。因此,不鏽鋼要含絡,隻是定性的說法。而含鉻12。5%,則是定量,低於此量的不叫不鏽鋼。

工業上應用的不鏽鋼,含鉻量在12~30%之間,通常把能夠抵抗大氣腐蝕的含鉻13%的鋼叫做不鏽鋼,把含鉻17%以上的鋼叫做耐酸鋼,統稱不鏽耐酸鋼。此外,還有能抗高溫氧化的跗熱不起皮鋼及電熱合金。