第5章 国内外耐磨材料的研究及未来的发展方向
5.1 耐磨材料行业存在的问题
国外对于耐磨材料的研究极为活跃,新技术、新专利层出不穷。发达国家对耐磨材料的研究早于中国,许多领先的技术都被垄断,并申请了相应的知识产权。发达国家企图通过这种方式占领中国巨大的市场。相比较而言,中国现今耐磨材料的创新性研究和铸造技术还远远落后于发达国家,申报专利的数目太少,尤其是中国创新性的国际专利,专利数目的缺失,直接导致市场的扩展受阻,这些,与中国如今的国际地位远不相符。我国耐磨材料的研究在系统集成领域也有着诸多弱点,有待于改善和研究。耐磨产品的生产铸造工艺也不够先进,致使产品质量使用寿命较低,如今我国水泥行业使用国产窑口护板,其使用寿命在一年左右,寿命较低,主要原因是因为包裹在外浇注料在浇铸过程中出现开裂或剥落致使耐热钢与空气接触,发生了过度氧化腐蚀,直接使窑口护板的使用年限缩短。国外生产铸造的窑口护板使用年限远远高于国内生产铸造的窑口护板,主要原因有二个:第一是外国的窑口护板具有比较合理的设计工艺,第二是外国的窑口护板在浇注时,有耐磨陶瓷涂料附在护板表面,使护板得到了充分的保护,金属与非金属的融合性非常好,避免出现开裂或剥落,表面附着的耐磨陶瓷涂料每隔两年的时间需要更换,所以其使用年限一般为五年左右。
国内外耐磨材料的研究面对的一个共同的问题:科研人才和技术应用型人才相当稀少,材料研究行业内许多知识丰富的专家渐渐地趋于老龄化,能够具有丰富的耐磨材料研究知识的年轻人太过稀少、具有创新思维,敢于开拓的耐磨材料新研究的专业人员更是非常罕有的,种种因素作用下,使耐磨材料的新技术开发缓慢,极大地制约了耐磨材料的未来发展。人才的缺乏是导致耐磨材料研究滞后的主要问题,只有不断的培养关于这方面的人才,与知名专家共同研究耐磨材料,继承前辈们的心血、开拓创新的研究思维,才能更好的把耐磨材料的研究推向一个高峰,所以培养耐磨材料研究人才是国内外共同的目标。 5.2 对耐磨材料的基本要求
(1)价格:研究新型的耐磨材料,降低应用于农工业耐磨材料的成本,用以替代昂贵材料制造的产品,使耐磨材料可以被更广泛的应用于各行各业。
(2)使用环境:耐磨材料可以适应于不同的恶劣环境,高温,湿度,冲击等一系列的环境下,耐磨材料可以很好的被使用,并且具有较长的使用年限。 (3)耐磨性:提高耐磨材料的性能,使材料可以具有更持久的耐磨性,克服耐磨材料的使用局限性,延长耐磨材料的使用年限,使耐磨材料更好的服务于工农业,促进工农业的发展。
5.3 耐磨材料未来的研究方向
(1)替换昂贵元素:使用相对廉价的硼、钛、硅、铬、锰、稀土等元素,部分或完全取代价格昂贵钨、钼、钒、镍、铌等元素,以减少耐磨材料制造成本,使耐磨材料被更广泛的应用。
(2)热处理技术的改进:采用环保的液态淬火冷却介质,代替空淬、风淬、油
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淬及盐浴淬火,提高耐磨材料的淬硬性、淬透性和硬度均匀性。
(3)用铸替锻:利用孕育、变质、悬浮铸造、电磁搅拌、振动浇注等先进的铸造工艺,凝固组织的细化及致密化在耐磨铸件铸造中,同时改变强化硬质相的形态和分布,可以使耐磨铸件的强韧性得以提高,耐磨铸件以铸替锻方式得以实现。 (4)绿色制造和精确成形:利用消失模铸造、金属型铸造、离心铸造等较为领先的铸造技术取代普通砂型铸造,提高耐磨铸件的表面质量和尺寸精度。特别需要指出的是,普通消失模铸造耐磨铸钢件,增碳现象严重,影响耐磨铸件的安全使用。
消失模铸造工艺与蜡模挂砂工艺共同作用下,使消失模铸造的耐磨铸钢件易发生增碳的问题得以很好的解决,而且大大提高铸件表面质量。
(5)复合铸造:是一种能够有效的解决耐磨材料硬度高和韧性低冲突的方式,其成功的重要环节是促使复合层之间的结合强度有很大的提高,避免发生分层或开裂在实际的应用中。
(6)表面合金化:针对部分工件的磨损主要发生在表面的现状采用表面合金化技术来研究,目前主要以渗透,焊接,喷涂等方法实现表面合金化,今后研究的重中之重是提高表面现象合金化层的厚度,并使表面合金化层的质量得到改善,使其应用年限得以延长。 5.4 推进耐磨材料行业健康发展
(1)注重耐磨材料人才的引入与培育,耐磨材料科学合理地被应用于工农业领域,需要耐磨材料专家作为技术支持人员,每个国家都必须重视人才的引进和培养工作在耐磨材料的研究中,更要促进行业内人才的相互交流,鼓励创新思维的研究,做到与时俱进,使耐磨材料专业人才在耐磨材料的研究中发挥出应有的作用。
(2)拟定进驻材料行业条件和标准,衡量进驻企业的实力,积极地培养实力雄厚的科研研究公司,鼓励自主性创新,促进先进公司间的技术相互交流,不能闭门造车,这样才能够使耐磨材料行业飞速的发展。
(3)加大对耐磨材料研究的资金投入,只有具备足够的研究资金,才不会使耐磨材料的研究被搁置,未来是耐磨材料主宰的农工业,不断的研究新型的耐磨材料才能更好的适应未来的农工业。
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结 论
现如今世界的资源日趋匮乏,盲目的引入或采用较高的研究成本、损耗珍贵材料来研究开发耐磨材料的做法必然是行不通的,也将会没有任何市场。只有在现有的材料基础上,克服材料缺陷,发挥和提高材料本身优势,改善材料的性能,使其更加适应于现代的工农业,这才符合耐磨材料的发展趋势。另外,研制低合金耐磨材料,采用价格比较低廉的硅、锰、硼等合金元素,通过成分控制和热处理获得高耐磨性材料的做法是值得肯定和鼓励的。同时,创建具有规模化和机械化生产能力的大型公司,国家为这些创新性的公司提供足够的资金支持,促使其公司提高耐磨行业的技术水平和产品质量,也是非常有必要的。这世界上没有全能的耐磨材料,关键是看在具体环境中如何合理地选用。在材料的选择与应用中首先要正确分析工件的使用工作条件及其磨损机理,了解各类耐磨材料的方方面面的性能指标,然后再从成本、可应用性等多个方面进行考虑,选择应用最合适的耐磨材料。同时耐磨材料也是一门非常实用的基础学科,社会生产要求和科学技术的进步促使着这门学科的形成和发展,其中涉及到诸多的学科,例如力学、热处理、材料科学和物理化学等,在未来工业中的应用前景也相当广阔,所以研究新型耐磨材料是现如今每个国家最重要的课题之一。
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致 谢
毕业论文是在杨老师精心指导下完成的。老师以其丰富的专业知识,严谨的治学态度,帮助我们逐渐完善论文的定稿。在论文写作过程中,老师的认真贯彻始终,不仅认真地指导着每一位学生,更为我们提出了宝贵的修改意见,老师的认真令我们钦佩,也感染着我们,使我们明白无论对待任何事都要持以认真地态度,毕业论文从最初的选题到最后定稿这一时间段内,老师一直都在认真地指导着我们,替我们分析论文的写作思路,无私的付出着,可以说论文的完成倾注了老师与每一位学生的心血。在此,感谢老师在论文写作中的一路陪伴,仅代表自己向老师道一声:您辛苦了,谢谢您的指导。
眨眼间,我们就要毕业了,时间真的过的好快好快,四年的大学生活就这么结束了,有些匆忙、有些不舍,却也很充实。感谢每一位授予自己知识的老师,感谢你们在生活和学习上无私的帮助,你们见证这我的成长,在此,表达由衷的谢意,谢谢我们一起走过四年。
最后,祝铜陵学院越办越好!祝所有老师和领导工作顺利!