[01716298]低成本高切削性能发动机铸铁件材料

所属科学技术领域：该项目为河南理工大学和一拖(洛阳)铸造有限公司联合进行的校企技术攻关项目，属材料科学(代码为430)和机械工程学科(代码为460)。主要内容及技术经济指标：该项目结合一拖(洛阳)铸造有限公司现实生产中遇到的两方面的突出问题开展了科技攻关：针对铜材等铸造原材料大幅涨价的情况，开展铜等贵重材料的替代研究工作，以降低生产成本。在该项目立项前，一拖(洛阳)铸造有限公司和国内大多铸造厂家一样，采用铜和铬合金化对铸铁进行强化的传统方法，来生产发动机铸铁件，以达到强度和硬度要求，其中铜的加入量一般为0.3%-0.5%。由于铜的价格从2005年之前的2万元/吨左右，一度上涨到约8万多元/吨。随着发动机铸件产量的增加，铜的消耗量大幅增加，铸件生产成本急剧上升，直接影响到企业的经济效益与生存发展。该项目分析研究国内外铸铁合金化的研究成果，结合一拖(洛阳)铸造有限公司的生产实际和以前的应用经验，自行设计、研制出多元合金添加剂，其成份为(%)：Cr36-39，RE5-6，Mn8-9，Si13-15，Fe其余。另一个问题是铸铁件的切削加工性能差，刀具的磨损量严重。该项目系统研究了孕育和过滤等铸造工艺因素对铸铁机械加工性能的影响。结果表明：在其他条件相同的情况下，使用含锶孕育剂及随流孕育能比较明显地提高灰铸铁的机械加工性能；使用过滤网也可提高灰铸铁的机械加工性能，不同类型的过滤网对机械加工性能的提高幅度不同，依次为纤维编织过滤网、挤压成型过滤网和泡沫陶瓷过滤网，其中泡沫陶瓷过滤网的效果最显著。主要知识产权情况：项目相关研究成果已授权3项发明专利、发表10篇核心期刊学术论文。应用及推广情况：多元合金添加剂替代铜、高效孕育工艺及过滤技术自2006年9月至今长期在一拖(洛阳)铸造有限公司发动机缸体、缸盖、飞轮等关键零部件上得到大量应用。项目成果的转化程度高，具有较强的示范、带动和扩散能力，高效孕育工艺及过滤技术已在孟津县胜华金属机械有限公司等企业得到推广应用，铸件质量明显提升、生产成本大幅降低，促进了企业的技术升级，有很好的推广应用前景。项目研究成果提升了自主创新能力，形成了课题组拥有的主导技术和名牌产品。技术经济社会效益：项目研究成果产生了显著的经济社会效益，一拖(洛阳)铸造有限公司2012年-2014年直接经济效益达五千万元以上，孟津县胜华金属机械有限公司2012年-2014年直接经济效益达一千万元以上，合计经济效益六千万元以上。