宁波浙东精密铸造有限公司
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大截面贝氏体矿用斗齿制备的研究项目

实施效果说明

一、  项目实施的内容、技术、经济效益情况

1、 产品升级换代及新产品开发情况

本项目应用自主研究新型贝氏体材料的研究成果,通过技术改造,设备升级换代,实现大截面矿用斗齿的批量制备。

企业原斗齿产品以普通工程土方斗齿为主,主要配套40吨以下挖掘机及小型推土机,斗齿产品截面基本在100mm以下,重量多在20公斤以内,工艺简单,以失蜡法为主,销售集中在主机工程用机械配套和工程挖掘售后市场,制造准入门槛低,各厂家易陷入价格战,市场竞争激烈,产品单位价值不高,溢价能力低。

本项目完成后,企业的产品线得到升级和扩展,可制备大截面矿用斗齿,是矿用挖掘机、装载机、推土机及电铲等挖掘、开采,搬运等重型机械设备必不可少的配套易损件。矿山机械行业作为每个国家的支柱性行业,发展态势良好,市场需求大,而采矿作业工况的恶劣性及采矿业的行业特点,决定大截面矿用斗齿具有①厚大截面,截面厚度>150mm和② 重量大,齿尖和齿座重量均超过100kg的特点,必须达到使用寿命长,设计合理,在恶劣的工况下无断裂,无破损质量缺陷等要求,目前世界上只有3家工厂具备生产矿用斗齿的能力,均为国外企业。大截面矿用斗齿产品具有高价格、高利润、高附加值和溢价能力,为企业持续发展的基础。

公司已完成260多款可配套不同机型的大截面矿用斗齿开发,模具已全部到位,并完成对质量控制人员、车间管理人员及操作工人的相关工艺技术培训,产品型号包括6I8803,8E4545,217-4726等等,覆盖PC4500,PC5500, 9350,D11,D10,4100 XPB,GD825,WD600,PC800LC,L1850,994F,834H,495HR2,WA-470-5,GD825A-2,D-375A等矿用机械主流机型。

2、 产品质量和技术变化情况

本项目完成后,产品的主要性能完全达到预期指标,其中与产品耐磨性能及使用寿命密切相关的室温冲击吸收功与硬度指标,相较于改造前产品提高20%以上;根据各项性能指标数据及变化,产品质量有显著提高。具体数据参见表一。

表1  产品性能指标对比

序号

性能项目

改造前指标

改造后指标

1

屈服强度σs

≥1200

≥1400

2

延伸率δ5

≥3%

≥7%

3

硬度

46-50HRC

50-53HRC

4

淬硬层

<50mm

≥100mm

5

室温冲击吸收功Akv

≥20J

≥25J

6

-40℃冲击吸收功Akv

≥7J

≥14J

7

断面收缩率

≥3%

≥10%

3、 新工艺、新设备、新材料应用情况

本项目应用自主研发的贝氏体新型材料,取代传统材料制备大截面矿用斗齿,在工艺上,通过合金成分的设计,冶炼与热处理工艺的设计优化,并引进先进设备和生产线自动化改造升级,实现具有高韧性、高硬度和优异耐磨性矿用斗齿的制备。

新型贝氏体材料在一般常规低碳马氏体多元合金钢基础上,设计合金成分为碳(C)0.25%~0.31%,硅(Si)1.5%~3.0%,锰(Mn)0.5~2%,铬(Cr)2~4.0%,镍(Ni) 0.3%~1.0%,钼(Mo) 0.3%~0.7%及其他少量Nb,V,Ti,RE,B等微合金元素等。

冶炼工艺采用电弧炉-炉外精炼-真空脱气-浇注组成的短流程,改变原采用中频炉熔化,加入净化剂提高钢水洁净度的工艺,极大提高钢水质量,达到硫≤60ppm,磷≤150ppm,氧≤30ppm,氮≤60ppm,氢≤6ppm,非金属夹杂<1.0级的控制目标。

热处理则采用“低温”、短时奥氏体化工艺,及强烈淬火工艺。在淬火过程中仅使内部过冷奥氏体只转变为<30%的新马氏体,一直维持到过冷奥氏体转变到不超过30%马氏体的工件表面温度,然后即终止强烈淬火,使工件在空气中冷却到截面温度平衡。

本项目实际新增生产、热处理、加工、装配及公用辅助设备共348台套,包括天然气焙烧炉,天然气锅炉,精炼炉,钢水成型循环流水线,台车式热处理炉,喷漆流水线,起重机,天然气设备等,极大提高自动化程度,多台设备采用天然气清洁能源完全替代煤的使用,实现节能减排。同时,先进的、高自动化程度设备是实现新型贝氏体材料制备大截面矿用斗齿的重要基础。

4、 改造前后企业经济效益、环境与社会效益

本项目于2013年10月底完成达产后,预计新增年销售收入10000万元,利润1800万元,税金900万元。2012年企业销售收入23062万元,2013年销售收入达29971万元,2014年预计销售收入达46000万元。

本项目立足于贝氏体材料的技术前沿,应用新型贝氏体耐磨材料制造大截面矿用斗齿,所生产的产品性能及使用寿命达到或超过国外同行的产品水平,有利于打破国外斗齿生产企业在高端市场的垄断,提升国内工程机械配套件的制备水平,同时大大增强企业的综合竞争力,凭借大截面贝氏体矿用斗齿的优异性能和矿用市场的特性大幅提高产品的溢价能力,获得高附加值和高利润。随着本项目技术的推广应用,可明显节省合金资源,节约能源,减轻环境污染,对相关技术进步有较强的推动作用,可促进本行业的持续进步,带动整个行业经济的发展,社会效益及其显著。

二、  技术改造的经验和存在问题

本项目针对矿山机械配套矿用斗齿产品,应用新型贝氏体材料进行技术改造,实现大截面矿用斗齿的制备,在实施期内,企业积累了丰富的技术改造经验,培育了一批相关的技术及生产管理人员。主要经验有:

1、前期论证及规划工作的充分性对项目的成功实施具有决定性的作用。前期准备工作涵盖技术应用的可行性,工艺路线设计,设备功能需求,项目计划书,项目路线图等等,形成项目的纲领文件,始终贯穿整个项目的实施过程,是项目最终成功实施的保证。

2、项目过程中出现问题的及时有效地解决是项目按时完成的关键。公司要求项目相关人员在遇到影响进度的问题时,不论是技术,管理或商务问题,一律上报总经理,由总经理制定专人负责解决,要求在3天内解决该问题。这个管理上的规定很好地帮助项目实施人员按预计进度按时完成工作,最终实现项目的成功实施。

3、阶段性的自我检查、监督及总结是项目按预期目标完成的保证。企业将项目的实施按进度和与预期目标的关联密切程度分成几个阶段,每个阶段完成后要求相关人员进行自我检查,将实际实施情况与计划进行比对,形成阶段性报告,并将相关报告提交管理部门,由他们进行监督和审核,如发现与计划偏差较大,则召开技术、生产、商务等部门参加的会议,讨论决议后续的实施计划及纠正措施,确保项目的实施一直围绕计划走,避免结果完全偏离预计目标。

在项目实施过程中,仍然存在一些问题,譬如由于部门之间的协调问题,人员的招聘和培训工作滞后于整个进度,出现边上岗边培训的现象,对整个设备效能的发挥有一定的影响;在试生产过程中,工艺单的发放没有完全到位,导致一些操作上的失误,在后续的工作中还需要进一步完善。

 

 

 

                             宁波禾顺新材料有限公司

                                 2014年2月12日