1  國內外發展現狀及發展趨勢(shi)

1.1  國內發展現狀及發展趨勢(shi)

磨損是材料三大失(shi)效方式(shi)之一。材料磨損以磨料磨損最為嚴重，本(ben)規劃所述的鑄造耐磨材料及耐磨鋼鐵鑄件主要指(zhi)用於磨料磨損工況(kuang)的材料和零部件。

現已構(gou)成技術係列並已工程化和產業化的鑄造耐磨材料及其技術分為以下(xia)5大類：

（1）奧氏體錳鋼（含Mn13鋼係列、Mn17鋼係列、Mn25鋼和Mn7鋼係列）；

（2）耐磨損白口鑄鐵（含高鉻、中鉻、低鉻白口鑄鐵係列）；

（3）非錳係耐磨損合金鋼（奧氏體錳鋼之外的耐磨合金鋼）；

（4）耐磨損球墨鑄鐵；

（5）耐磨損鋼鐵複合材料。

1.1.1  鑄造鋼鐵耐磨材料

（1）奧氏體錳鋼。目前奧氏體錳鋼還是國內外用量******的一類耐磨鋼，以Mn13係列和Mn17係列為主。控製P、Si、O、H含量是錳鋼件生(sheng)產的關鍵技術；另外為減(jian)少鑄造高錳鋼晶(jing)粒易(yi)粗大和柱狀晶(jing)現象(xiang)，V、Ti、Nb、B和RE等(deng)微量元(yuan)素常被(bei)加入高錳鋼。

（2）耐磨損白口鑄鐵。耐磨白口鑄鐵的主要特點是高硬度和低韌(ren)性。Cr15、Cr20和Cr26係列高鉻耐磨鑄鐵在(zai)國內外均已大批量生(sheng)產和應(ying)用。我國又研發了(liao)中鉻矽(gui)耐磨鑄鐵和適於鑄態應(ying)用的低鉻耐磨鑄鐵，並已批量生(sheng)產和工業應(ying)用。澳大利亞研發出高硬度高碳高鉻過共晶(jing)耐磨鑄鐵材料。

（3）非錳係耐磨損合金鋼。非錳係耐磨合金鋼以硬度較(jiao)高、韌(ren)性較(jiao)高和強度較(jiao)高，特別是硬韌(ren)性匹配良好為特點。

（4）耐磨損球墨鑄鐵。我國等(deng)溫淬火(huo)含碳化物(wu)球墨鑄鐵（CADI），含有少量碳化物(wu)形成元(yuan)素Cr，具有較(jiao)高硬度、一定韌(ren)性和良好加工硬化特性，研發工作已取得階(jie)段(duan)成果。

（5）耐磨損鋼鐵複合材料。比利時MAGOTTEAUX公司先後研製出“Bimetal”、“Duocast”、“Xwin”耐磨複合材料技術，用於磨輥和磨盤(pan)生(sheng)產和應(ying)用，效果良好。我國雙液雙金屬材料、鑲(xiang)鑄複合材料實現了(liao)工業化生(sheng)產和應(ying)用。陶瓷顆粒增(zeng)強鋼鐵基(ji)耐磨複合材料是近年國內外研發的熱點之一。

1.1.2  鑄造鋼鐵耐磨材料工藝(yi)技術

近年我國研製出磨球和磨段(duan)機械(xie)化和自動化生(sheng)產線。研發和應(ying)用金屬型或覆砂金屬型，是提高耐磨件質量的較(jiao)好方式(shi)之一。

1.2  國外發展現狀及發展趨勢(shi)

1.2.1  奧氏體錳鋼

目前奧氏體錳鋼還是國外用量******的一類耐磨鋼。國外生(sheng)產和應(ying)用的奧氏體錳鋼也(ye)是以Mn13係列和Mn17係列為主，其中屈(qu)服(fu)強度和耐磨性較(jiao)高的Mn13Cr2和Mn17Cr2耐磨鋼的市場用量較(jiao)大。國外迄今(jin)在(zai)大衝(chong)擊載荷(he)磨料磨損工況(kuang)，如圓錐式(shi)破碎機軋臼(jiu)壁和破碎壁、旋(xuan)回(hui)式(shi)破碎機襯板(ban)、電鏟鏟齒、大中型顎式(shi)破碎機顎板(ban)、大型錘式(shi)破碎機錘頭以及大中型濕(shi)式(shi)礦山球磨機襯板(ban)等(deng)仍主要選用奧氏體錳鋼。奧氏體錳鋼的標準化工作起(qi)步較(jiao)早，在(zai)主要工業發達國家均有了(liao)國家標準（或相當於國標標準），1999年國際標準化組(zu)織發布《奧氏體錳鋼鑄件》（ISO13521：1999）國際標準。其中標準含碳量的ZG120Mn17、ZG120Mn17Cr2還被(bei)列入了(liao)奧氏體錳鋼鑄件國際標準。工業發達國家生(sheng)產高錳鋼件時比較(jiao)重視(shi)冶煉過程，其冶金質量較(jiao)好。

1.2.2  耐磨損白口鑄鐵

目前國外渣漿泵過流件、反擊破板(ban)錘等(deng)仍主要選用耐磨白口鑄鐵。Cr15、Cr20和Cr26係列高鉻耐磨鑄鐵在(zai)國外均已大批量生(sheng)產和應(ying)用。耐磨損白口鑄鐵的標準化工作起(qi)步較(jiao)早，現有ISO國際標準，在(zai)主要工業發達國家均有了(liao)國家標準（或相當於國標標準）。

低碳含量（1.1％～2.0％C）的Cr12高鉻鑄鐵，淬火(huo)回(hui)火(huo)後硬度≥HRC50，具有較(jiao)好的韌(ren)性，近些(xie)年在(zai)國外生(sheng)產和應(ying)用逐漸增(zeng)多(duo)。近年高硬度過共晶(jing)高鉻鑄鐵研發與應(ying)用取得進展，澳大利亞沃曼公司製造的A217高碳高鉻白口鑄鐵（5.0%C，35%Cr）硬度超過HRC63，應(ying)用於渣漿泵過流件，使用壽命(ming)大幅度提高。

1.2.3  非錳係耐磨損合金鋼

目前國際上(shang)挖掘機鬥齒、破碎汽車的大型錘破機錘頭等(deng)選用非錳係耐磨合金鋼。采用AOD爐(lu)等(deng)精煉工藝(yi)技術以提高合金鋼綜合性能，是國外生(sheng)產此類鑄鋼的先進技術。

1.2.4  耐磨損鋼鐵複合材料

鋼鐵基(ji)耐磨複合材料是近些(xie)年國外耐磨材料研究開發的熱點之一。前些(xie)年比利時MAGOTTEAUX公司研製出“Bimetal”鋼鐵雙金屬複合技術（耐磨層是硬度＞HRC61的高鉻鑄鐵，其他部位是α_kn＞245 J/cm²的低碳合金鋼）；開發出“Duocast”複合技術，將高硬度高鉻鐵鑲(xiang)嵌在(zai)球鐵中，生(sheng)產出大型立磨的磨輥；研發“Xwin”技術在(zai)立磨高鉻合金磨盤(pan)（磨輥）表層鑲(xiang)嵌高硬異質顆粒。之後又將Duocast和Xwin複合技術再組(zu)合用於立磨磨輥。此複合鑄造材料磨輥和磨盤(pan)生(sheng)產和應(ying)用效果良好，反映出該複合鑄造材料技術是一種先進技術，值得借鑒。但在(zai)簡化工藝(yi)、保(bao)證(zheng)工藝(yi)穩定性和生(sheng)產成本(ben)控製方麵(mian)值得關注。

1.3  國內外的差距

在(zai)耐磨材料技術方麵(mian)，我國材料研發水平較(jiao)高，工藝(yi)技術水平和裝備(bei)水平還有一些(xie)差距。與耐磨材料工業發達國家相比，我國鑄造耐磨材料產業的主要差距和不足是：整(zheng)體技術研發和技術改造能力(li)較(jiao)弱；企業自主創新投入嚴重不足；自動化和機械(xie)化生(sheng)產程度有待提高；缺(que)乏(fa)專(zhuan)業人才；知識(shi)產權認(ren)識(shi)和保(bao)護不足；采用先進標準組(zu)織生(sheng)產不夠，執(zhi)行標準不嚴格；企業工藝(yi)技術水平參(can)差不齊；缺(que)乏(fa)核(he)心關鍵技術；用新技術、新工藝(yi)生(sheng)產高附加值高端產品的認(ren)識(shi)不足；科技成果轉(zhuan)化和推廣應(ying)用較(jiao)差；生(sheng)產裝備(bei)水平較(jiao)低；產品質量不夠穩定；熔煉與精煉水平較(jiao)低，堿性電弧爐(lu)應(ying)用較(jiao)少，精煉爐(lu)應(ying)用甚少；大型耐磨件製造困難；鑄件粗糙度等(deng)表麵(mian)質量較(jiao)差；尺寸(cun)和重量偏差較(jiao)大；先進檢(jian)測(ce)儀器和手段(duan)的應(ying)用較(jiao)少；產品國際競爭力(li)欠(qian)佳(jia)。

1.4  問(wen)題分析(xi)與解決思路

我國鑄造耐磨材料產業技術與世界(jie)先進水平還有5～10年的差距，產業技術研發能力(li)不夠與技術投入不足是這種差距的主要原因，為此我國部分耐磨材料企業隻能處於產業低端從(cong)事來料加工業。

通過加大投入、資源整(zheng)合和協(xie)同創新，實現產業技術創新、改造與突破，是我國鑄造耐磨材料產業升(sheng)級的迫(po)切任(ren)務(wu)。

2  發展目標

“十三五”期間，我國鑄造耐磨材料產業技術部分落後領域縮小與工業發達國家的差距，爭取整(zheng)體技術水平達到國際先進水平，部分領域技術水平達到國際領先水平。

3  發展重點

3.1 技術路線

分別從(cong)耐磨材料開發與應(ying)用領域、熔煉與鑄造領域、熱處理領域、機械(xie)加工領域、裝備(bei)製造領域、產業共性技術創新體係建設(she)領域開展工作，構(gou)成合理技術路線。

3.2 共性和關鍵技術研發

奧氏體錳鋼合金設(she)計、優化選材，在(zai)不降低韌(ren)性的情況(kuang)下(xia)提高耐磨性。

解決高硬度過共晶(jing)高鉻鑄鐵件脆性問(wen)題，提高鉻合金耐磨鑄鐵性價(jia)比。

通過合金化、精煉、鑄造工藝(yi)和熱處理工藝(yi)提高非錳係耐磨損合金鋼硬韌(ren)性能和拓展應(ying)用工況(kuang)。

陶瓷顆粒與預(yu)製體增(zeng)強鋼鐵基(ji)耐磨複合材料及製備(bei)技術。

含碳化物(wu)球墨鑄鐵合金設(she)計與組(zu)織控製，提高材料硬韌(ren)性能和拓展應(ying)用工況(kuang)。

金屬型、覆砂金屬型、離心鑄造、外場輔助(zhu)鑄造等(deng)耐磨件生(sheng)產線研製與應(ying)用。

耐磨鋼鐵液精煉和過濾(lv)技術研發與應(ying)用。

4  重點項目

重點項目如表1所示。

5  政策建議

增(zeng)加財政經費投入與支持(chi)，鼓(gu)勵和實踐政產學研用合作機製，加強產業技術聯盟與協(xie)同創新中心建設(she)，加強共性技術創新平台建設(she)，建設(she)和完善(shan)鑄造耐磨材料標準化體係。