作者：李卫
出版社：机械工业出版社
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中国铸造耐磨材料产业技术路线图试读：
前言
以钢铁耐磨材料产品为核心的中国铸造耐磨材料产业已迅猛发展数十年,以节材降耗为目标的钢铁耐磨材料产品广泛用于冶金、建材、电力、建筑、机械、国防、船舶、铁道、煤炭、化工和石化等行业。2009年我国磨料磨损工况年消耗钢铁耐磨材料铸件350万t以上,之后预计我国耐磨件市场以5%～10%的年增长率增长。我国铸造耐磨材料产业为我国经济建设和社会发展做出了重要贡献。但在我国铸造耐磨材料产业高速发展的同时,产业技术发展水平滞后,技术瓶颈制约产业进步等问题凸显。为推动我国铸造耐磨材料产业的高速和良性发展,2010年中国铸造协会决定制定中国铸造耐磨材料产业技术路线图,并委托暨南大学和中国铸造协会耐磨铸件分会作为负责单位,组织耐磨材料行业内研发和产业化业绩突出的高等院校、科研机构和企业共同承担该项目。
中国铸造耐磨材料产业技术路线图制定工作是依据国际共识的产业技术路线图原理,借鉴工业发达国家的相关工作经验,采用国内外常用的产业技术路线图基本制定方法,结合中国铸造耐磨材料产业的实际情况而开展的。
中国铸造耐磨材料产业技术路线图系统全面分析了我国铸造耐磨材料产业历史与现状,遵循市场需求分析→产业目标分析→技术壁垒分析→研发需求分析的路线,以产业链为主线,内容包括耐磨材料研发与应用、熔炼与铸造、热处理、机械加工、装备制造、产业共性技术创新体系建设6个领域。通过科学、有效、合理论证,本书提出了我国铸造耐磨材料产业可持续发展的战略规划和可实现的技术途径；筛选并确定出全面提升我国耐磨材料技术水平的产业目标和绩效目标,梳理出实现产业目标面临的共性和关键技术难题；提出产业发展亟待解决的共性研发项目,并进行了项目实施的主体、技术发展模式、时间节点以及实施风险分析。制定中国铸造耐磨材料产业技术路线图的目的旨在为耐磨材料产业相关的政府部门、行业组织、企业、高等学校和研究院所提供耐磨材料产业发展方向,强有力地促进耐磨材料产业的发展。
中国铸造耐磨材料产业技术路线图的愿景目标是:通过5～10年的努力,建立中国铸造耐磨材料产业可持续发展的技术创新体系,依靠产学研合作和自主创新,突破铸造耐磨材料产业链中的共性和关键技术,促进耐磨材料产业整合和发展,使我国铸造耐磨材料产业整体实力居国际同行业前列,成为世界最重要的耐磨材料产品制造基地之一。
本书由李卫主编,张立波主审,参加编写的人员有:李卫、张立波、宋量、温平、朴东学、饶启昌、李茂林、周平安、姚永茂、张山纲、卢洪波、周鲁生、舒海生、符寒光、孙正国、王定祥、邓世萍、黄勇、李林。编者第1章 耐磨材料产业历史、现状与地位1.1 耐磨材料概况1.1.1 耐磨材料的主要特点与应用领域
磨损、腐蚀与断裂是材料的三大失效方式。材料磨损是经济建设,特别是工业生产中很常见的现象,其中又以磨料磨损(包括伴有腐蚀和粘着磨损的磨料磨损)最为严重。由此而派生出来了一个日益引起人们注意的产业——耐磨材料(耐磨件)产业。本书所述的铸造耐磨材料及耐磨铸件就是指用于磨料磨损工况的材料和零部件。
目前用于磨料磨损工况的材料和零部件绝大多数是钢铁材料和钢铁件,其中绝大多数是铸造钢铁材料和钢铁铸件。本书所述的铸造耐磨材料及耐磨铸件专指铸造耐磨钢铁材料及耐磨钢铁铸件。
现已工程化和产业化的铸造耐磨材料分为以下五大类:
1)奥氏体锰钢(含Mn13钢系列、Mn17钢系列、Mn25钢和Mn7钢系列)。
2)耐磨损白口铸铁(含高铬、中铬、低铬白口铸铁系列)。
3)非锰系耐磨损合金钢(奥氏体锰钢之外的耐磨合金钢)。
4)耐磨损球墨铸铁。
5)耐磨损钢铁复合材料。
耐磨钢铁材料虽分为五大类,但已经产业化的具体钢铁牌号却已超过百个,典型牌号也有40～50个,而且各种牌号的生产工艺、力学性能和工业应用效果均有不同,如此逐渐形成了多品种和小批量的耐磨件生产特点,也由此增加了耐磨件企业生产管理和工艺操作的难度。换言之,铸造耐磨钢铁件生产企业的管理、技术和生产操作要求较高,当然耐磨件的附加值也较高。
铸造耐磨材料及耐磨铸件的主要特点是硬度高、强度高和韧性高。根据硬度、强度和韧性的匹配组合,铸造耐磨材料及耐磨铸件可用于冲击磨料磨损、高应力碾碎磨料磨损、低应力冲刷磨料磨损、粘着磨损等工况；另据其抗高温和耐腐蚀特性又可用于高温磨料磨损和腐蚀磨料磨损工况。
铸造耐磨材料及耐磨铸件主要用于冶金、建材、电力、建筑、机械、国防、船舶、铁道、煤炭、化工和石化工业中的磨损工况,特别是用于冶金工业的采矿挖掘机和破碎机、选矿磨矿机(球磨机)、金属轧机,电力工业的火电厂磨煤机,建材工业的水泥厂球磨机、采石厂破碎机和挖掘机等。球磨机磨球与磨段、球磨机衬板、破碎机耐磨件、斗齿类耐磨件、杂质泵过流件与耐磨管道、铸造轧辊与辊环这六大类耐磨件是目前市场用量较大的耐磨件。初步统计,2009年我国用于磨料磨损工况的钢铁耐磨材料铸件年用量约350万t以上。1.1.2 耐磨材料的发展历史
已工程化和产业化的五大类铸造耐磨材料,按材料产业化的先后次序及工程化技术的成熟程度排序大体上是:奥氏体锰钢、耐磨损白口铸铁、非锰系耐磨合金钢、耐磨损球墨铸铁、耐磨损钢铁复合材料。
耐磨铸钢广泛用于各种磨损工况。100余年来新的耐磨钢钢种层出不穷,其冶炼、铸造、热处理和机加工工艺不断改进,耐磨铸钢的综合力学性能、耐磨性和使用寿命逐步提高,其应用领域日渐扩大。
英国人Hadfield是现代耐磨铸钢的奠基人。Hadfield在1882年9月发明了耐磨高锰钢(又称Hadfield高锰钢)。Hadfield是伟大的发明家,他在1882年研制的耐磨高锰钢主要成分是w(C)=1.35%,w(Si)=0.69%,w(Mn)=12.76%,其主要特点是有很好的韧性,而且在冲击载荷下越磨越硬。1892年高锰铸钢首次在电车轨道道岔上试用成功,之后100余年耐磨高锰铸钢得到了广泛的应用,至今仍在许多强烈冲击磨损工况中应用,如用做圆锥式破碎机轧臼壁和破碎壁、大型颚式破碎机颚板等。
中、高碳低合金和中合金耐磨铸钢的发展则是与合金结构钢的发展相伴的。1878—1888年,法国的冶金学家冶炼出镍合金钢,此后各种中碳合金结构相继出现。20世纪初典型的4340(40NiCrMo)合金钢[w(C)=0.4%,w(Ni)=1.65%～2.00%,w(Cr)=0.70%～0.90%,w(Mo)=0.20%～0.30%]即开始应用直到现在。中、低合金耐磨铸钢的发展借鉴了合金钢的化学成分,但在制备工艺上特别是热处理工艺,与合金结构钢有较大的不同,大多采用淬火后低温回火的热处理工艺,以获得高强度、高硬度和一定韧性的配合,以满足耐磨损的要求。中、低合金耐磨铸钢的发展还有一个显著的特点,那就是在中低冲击或无冲击的磨损工况中逐渐替代了高锰钢并表现出卓越的性能价格比,这也是中低合金耐磨铸钢得以广泛应用的重要原因。以水泥球磨机衬板为例,1960年代及之前绝大多数衬板采用高锰铸钢,进入1970年代以后,逐渐使用了中碳低合金耐磨铸钢,1990年代我国又开始应用中碳中合金耐磨铸钢。
在工业发达国家中,中、低合金耐磨铸钢多为Cr、Mo或Cr、Ni、Mo系合金钢,在我国曾有一段时间着力开发符合我国合金资源情况的Si、Mn系合金钢,其典型钢种是30Mn2Si。但随着国内外技术交流的扩大和生产实践的总结,人们逐渐意识到采用多元合金化是提高耐磨铸钢淬透性、强韧性和硬度行之有效的方法,因而近些年的中、低合金耐磨铸钢大多采用了Cr、Mo、Ni、Si、Mn多元合金化。
我国在1980年代之后大力开展了中、低合金耐磨铸钢的研制和工业应用工作,取得了一系列成果,较典型的耐磨钢是30CrMnSiMoNi钢和Cr5Mo钢。它们用于制造球磨机衬板、锤破机锤头及挖掘机斗齿等典型耐磨件,获得了良好经济效益。这一时期,我国的许多单位还开展了v、Ti、Nb、RE、B等微量元素在耐磨铸钢中的应用研究,进一步提高了耐磨铸钢的综合性能。
在奥氏体锰钢的发展过程中,除了Mn13系列高锰钢,中锰钢[w(Mn)=6%～8%,w(Mo)=0.9%～1.2%]和Mn17系列高锰钢[w(Mn)=16%～19%]也得到了发展。美国的Climax钼公司在1970年代发展了中锰钢,该钢种以牺牲一些韧性换取高的加工硬化性能,用于冲击不特大的磨损工况。该钢种早已列入美国ASTM标准,并在1999年列入ISO奥氏体锰钢铸件标准。Mn17系列高锰钢更适于厚大铸件的生产,以高的韧性和加工硬化能力得以应用。该钢种在1999年列入ISO奥氏体锰钢铸件标准。
耐磨铸铁的发展历史应追溯到普通白口铸铁(无合金白口铸铁)的诞生时代。在公元前5世纪的春秋晚期,中国人已经能冶铸白口铸铁了。该铸铁主要用于制作农业耕作用的犁铧等农具。
普通白口铸铁硬度较低且脆性较高,致使其应用受到了限制。1920—1930年,国际镍公司向普通白口铸铁中加入Ni、Cr等合金元素,研制出了具有较高硬度和耐磨性的镍硬铸铁,即镍硬Ⅰ型和镍硬Ⅱ铸铁。在晚些时候,国际镍公司进一步开发了w(Ni)=5.0%～6.5%、w(Cr)=8.0%～9.0%和w(Si)=1.8%～2.0%的镍硬Ⅳ型铸铁。
早在1917年就出现了w(Cr)=27%的高铬铸铁专利。从1930年代开始,美国Climax钼公司较系统地研究开发了w(Cr)=10%～30%的高铬铸铁,推出了以Cr15Mo3为代表的一系列高铬铸铁。高铬铸铁主要特点是M7C型共晶碳化物硬度高且呈孤立条块状分布于基体之中。高铬3铸铁具有较高硬度、耐磨性和一定韧性的配合。随着电炉熔炼的增加,高铬铸铁作为耐磨材料的生产和应用有很快的发展,迄今已成为世界上工业应用最广泛的一种耐磨铸铁。在高铬铸铁的发展过程中,我国的一些研发和生产单位从1970年代末开始就高铬铸铁的成分、组织、力学性能、耐磨性、铸造和热处理生产技术,以及工业应用等开展了系列工作,取得了丰硕的成果。
高铬铸铁和镍硬铸铁含有较多的合金元素或贵重元素因而价格较高,1960年代就已有低铬或低合金铸铁的研发报告,内容涉及了合金成分、热处理工艺和耐磨性能等,适用于两个硬度水平的珠光体基体和马氏体基体也得到了研究。1980年代以后,我国一些企业开始批量生产铸态和去应力处理的低铬铸铁磨球,推动了低铬合金铸铁的发展。1980—1990年代,我国专家学者研究开发了w(Cr)=7%～10%的中铬铸铁,研究了M7C型碳化物体积分数、淬透性、淬火工艺及铸态去应力3处理等技术难题,现已实现了产业化。
1940年代末,人们发明了现代球墨铸铁,之后人们将等温淬火工艺尝试用于球墨铸铁。1970年代末期,芬兰、美国和我国的专家学者几乎同时宣布研究成功等温淬火球墨铸铁。1980—1990年代,人们特别是我国专家学者研发成功了采用水溶液中连续冷却淬火工艺的马氏体耐磨球墨铸铁及硅锰合金化的贝氏体-马氏体耐磨球墨铸铁,并实现了产业化。
用于磨损工况的钢铁复合材料技术出现在我国明代中期。在加热的低碳钢农具本体上淋上少许白口铸铁液,待之冷凝到一定程度入水淬火,得到外硬内软的复合材料。这种技术在民间流传较广,至今仍对现代耐磨损双金属(钢铁)复合材料的生产有指导意义。
为了解决耐磨铸铁韧性较低和耐磨铸钢耐磨性不足的工程技术难题,人们研究开发了兼具高耐磨性、高硬度、高韧性和高强度的现代耐磨损复合材料。1960年代出现了钎焊方法生产的Cr15Mo3高铬铸铁/低碳钢耐磨复合材料、双熔液浇注法生产的合金白口铸铁/球墨铸铁耐磨复合材料,以及马氏体白口铸铁内镶铸钢栅的耐磨复合材料。之后,钢铁双液法、隔板双液法、高铬铸铁块镶铸法、高铬铸铁块粘结法、高铬铸铁块机械配合法、硬质合金块镶铸法及金属陶瓷颗粒铸渗法等耐磨复合材料工艺相继得到尝试。1.2 中国铸造耐磨材料产业现状1.2.1 耐磨材料产业概况
1.耐磨钢铁件生产企业简况
我国耐磨钢铁件生产企业基本上可分为三大类:
1)第一类是原各行业和地方所属的专业机械厂,如中国第一重型机械集团公司、中国第二重型机械集团公司、北方重工集团有限公司、上重矿山机器股份有限公司、中信重工机械股份有限公司等机械厂,衡阳衡冶重型机械有限公司、中国有色(沈阳)冶金机械有限公司等冶金机械厂,北京电力设备总厂、西安电力机械厂、山西电力设备厂等电力机械(修造)厂,唐山盾石机械制造有限责任公司等水泥机械厂,邢台机械轧辊(集团)公司等轧辊厂,中铁山桥集团有限公司、中铁宝桥集团有限公司等桥梁厂,还有煤矿机械厂。
2)第二类是各大工矿企业所属的机械(机修)厂和铸造厂。
3)第三类是民营的专业耐磨件厂。
前两类企业原为国有企业,现有部分企业已改制,这些企业的特点是技术力量较强,员工素质较高,生产装备比较先进,分析检测设备齐全,就耐磨件生产而言可以实现铸造(锻轧)—热处理—机加工及检测等全套的自主生产。而第三类民营耐磨件厂近年来发展很快,由于管理和机制灵活,企业发展充满了活力,这类企业现逐渐成为国内耐磨钢铁件生产的主力军。第三大类民营专业耐磨件厂普遍存在的问题是技术力量比较薄弱,生产设备和检测仪器比较匮乏或老旧,员工素质有待进一步提高。但经过近些年的发展,一批企业已完成了原始积累,现已开始高标准地进行技改和扩建,与此同时受市场驱动,近期有许多高起点的民营耐磨件企业正在创建。这一类民营专业耐磨件企业的崛起和壮大,汇集改制后的前两类企业,成为了我国耐磨钢铁材料产业的基础和希望。
耐磨钢铁件企业就生产规模分型,可将年产耐磨件(非磨球和磨段)5000t以上或年产磨球和磨段20000t以上的企业定为大型耐磨件企业,年产耐磨件低于3000t或年产磨球和磨段低于10000t的企业为小型企业,两者之间为中型企业。目前国内的大型耐磨件企业还较少,企业发展到这一规模难度比较大。现在大多数企业属民营中小型企业,尚处于积累和发展阶段。就企业数量而言,目前国内生产耐磨件的企业过千家,从而成就了一个较大的耐磨件(耐磨材料)产业。
近些年一批大型、中型民营企业发展较快,安徽省凤形耐磨材料股份有限公司、浙江裕融实业有限公司、郑州鼎盛工程技术有限公司、鞍山矿山耐磨材料有限公司、广西长城矿山机械设备制造有限公司、徐州中通机械制造有限公司、临沂天阔铸造有限公司、宁国市东方碾磨材料有限责任公司、河北鼎基钢铁铸件制造有限公司、宁国市开源电力耐磨材料有限公司、安徽省宁国诚信耐磨材料有限公司、马鞍山市海天重工科技发展有限公司、中建材宁国新马耐磨材料有限公司、安徽省宁国新宁实业有限公司、迁西奥帝爱机械铸造有限公司、宁国市志诚机械制造有限公司、天津市立鑫晟精细铸造有限公司、鞍山市东泰耐磨材料有限公司、安徽省宁国耐磨配件总厂、无锡东方抗磨工程有限公司、河北海钺耐磨材料科技有限公司、河北金磊耐磨钢球有限公司、广州市国峰耐磨金属科技有限公司、广东郁南县中兴耐磨材料有限公司、浙江武精机器制造有限公司、马鞍山市海峰耐磨材料有限公司、宁波浙东精密铸造有限公司、湖南红宇耐磨新材料有限公司、安徽省宁国市宁沪钢球有限公司等耐磨材料企业是我国耐磨材料产业的部分代表。
一批大型国企和国有参控股企业良性发展,驻马店中集华骏车辆有限公司铸造分公司、广州有色金属研究院、江西铜业集团(德兴)铸造有限公司、石家庄强大泵业集团公司、邢台机械轧辊(集团)公司、中铁宝桥股份有限公司、中铁山桥集团有限公司、沈阳铸锻工业有限公司、太原重型机械集团铸锻公司、中信重工机械股份有限公司、第一拖拉机股份有限公司、国营华晋冶金铸造厂等企业仍在业内有较大的影响。
我国铸造耐磨材料产业的企业分布还呈现出区域性集中趋势,宁国地区磨球(段)产业、石家庄地区渣浆泵过流件产业、宁波地区耐磨钢斗齿产业、金华地区耐磨锰钢产业、临沂地区双金属耐磨件产业,均已显现区域化集中规模优势。
目前,我国铸造耐磨材料产业新材料、新技术、新装备逐步推广应用,企业产品正在升级换代,优质耐磨件替代进口并批量出口,我国铸造耐磨材料产业整体发展态势良好。
2.我国铸造耐磨材料产业国际合作基本情况
近些年我国铸造耐磨材料产业发展较快,生产成本较低和产品质量较好,推动我国部分积累较好的企业开展了国际合作。比利时MAGOTTEAUX公司、日本栗本铁工所、英美资源集团、澳大利亚WIELAND公司、加拿大AMSCO公司、德国KRUPP公司、芬兰METSO公司、日本东洋铁球株式会社、瑞典山特维克集团、日本川崎重工业株式会社等国外企业纷纷来我国进行合作或采购耐磨件。
美国ESCO公司在我国建立了爱斯科(徐州)耐磨件公司,合资建立了山西长锋耐磨件公司；比利时MAGOTTEAUX公司在我国建立了马克托合金材料(苏州)公司；日本东洋铁球株式会社在我国建立了东洋铁球(马鞍山)公司。国际知名耐磨材料(件)企业在我国投资建立企业,扩大了我国铸造耐磨材料产业的影响。
各种方式的国际合作,提高了我国耐磨材料企业的技术水平,同时促使部分企业的产品质量提高和管理水平提高,推动了我国铸造耐磨材料产业的发展。
3.行业检测平台建设
我国以耐磨材料(件)检测为主要业务的行业性检测平台,目前建有中国铸造行业耐磨铸件检测中心、电力工业金属耐磨件质量监督检验测试中心。一些地方正在建设地区性耐磨材料(件)检测平台,如安徽省宁国市等。整体上国内缺乏以耐磨材料(件)检测为主要业务的行业性和地区性检测平台。为适应铸造耐磨材料产业的发展,建设行业性和地区性耐磨材料(件)检测机构,或共建可全面检测耐磨材料(件)的综合性检测机构,是十分必要的。
4.存在的突出问题
中国铸造耐磨材料产业在取得成绩的同时,必须认识到产业发展中存在的突出问题:
1)产业集中度较低。
2)产能过剩。
3)产品结构不尽合理,中低档产品供大于求。
4)产品质量不够稳定。
5)优质产品所占比例较低。
6)部分员工素质和水平有待提高。
7)自动化和机械化程度有待提高。
8)大型耐磨件制造困难。
9)对节能减排清洁生产认识不足。
10)劳动保护与安全生产有较大差距。
11)企业低价格恶性竞争。
12)部分企业管理水平较低。
13)劳动力升值和环境成本提高。
14)人才缺乏。
15)员工培训不足。
16)企业间交流与合作不够。
17)知识产权认识和保护不足。
18)采用先进标准组织生产不够。
19)对耐磨材料产业技术发展方向认识不足,措施不力。
20)技术研发与技术改造缺乏明确的目标和顶层设计。
21)技术研发能力和技术改造能力较弱。
22)企业自主创新投入严重不足,模仿、复制现象严重。
23)企业工艺技术水平参差不齐。
24)基础理论研究不够。
25)行业共性技术解决不力。
26)缺乏核心关键技术。
27)对耐磨件机械加工技术的研发较少。
28)用新技术、新工艺生产高附加值高端产品的认识不足。
29)产学研结合力度明显不够。
30)科技成果转化和推广应用较差。
31)生产装备水平较低。
32)国际竞争力欠佳。
33)缺乏有国际竞争力的大型综合性耐磨材料(件)企业集团。
34)缺少具有“专、精、特、新”优势的耐磨材料(件)企业。
5.中国铸造耐磨材料产业发展方向
1)鼓励企业兼并、重组或高效联合,提高产业集中度。
2)淘汰落后产能。
3)鼓励产业集群和区域产品集成优势。
4)创造规模效益,发展年产5000t耐磨件(或20000t磨球或磨段)的大型耐磨件企业。
5)创建名牌,注重品牌效益。
6)提高产业门槛,贯彻和推行铸造行业准入制度。
7)建设可持续发展的耐磨材料技术创新体系。
8)强化技术研发和技术改造,支撑企业转型升级。
9)以产学研合作为基础,推进各种方式的优势互补的政产学研用合作。
10)研制耐磨材料产业技术路线图,作为产业技术创新指导目录,指导产业技术发展。
11)着力实施耐磨材料产业技术路线图凝练出的顶级和高级研发项目,推动行业技术进步。
12)提高自主创新能力,着力加强产学研合作技术攻关。
13)建立和依托产业技术创新联盟,产学研合作开展行业共性关键技术攻关。
14)建立和依托产业技术创新联盟,产学研合作开展企业需求的产品技术开发和技术改造。
15)着力增强产品技术研发和技术改造投入。
16)加强科技成果转化、产业化示范和推广应用。
17)加强国际间技术交流和合作。
18)加大人才培养力度,加强员工队伍的培训。
19)提高生产和检测仪器装备的水平。
20)坚持单品种规模化和多品种专业化产业发展模式。
21)提高自动化和机械化生产水平。
22)延伸产业链条,自主或联合研制以耐磨件为关键部件的机械装备。
23)加强与下游用耐磨材料产业合作,协同创新。
24)增加环保投入,节能降耗,清洁生产。
25)全面提高产品质量,以质量求生存。
26)研制和采用先进标准,建立和完善我国耐磨材料标准化体系。
27)加强知识产权的创造、提升、应用、保护和管理。
28)全面提高企业管理水平。
29)扩大高端耐磨铸件产品出口,占领国际市场。
30)近期形成375家具有国际竞争力的大型综合性耐磨材料(件)企业集团。
31)近期形成30750家具有“专、精、特、新”优势的耐磨材料(件)重点骨干企业,示范带动耐磨材料产业发展。1.2.2 耐磨材料产业技术现状
1.铸造耐磨材料
(1)奥氏体锰钢 目前国内外生产和应用的奥氏体锰钢仍以Mn13系列为主,其中在日本等一些国家比较推崇屈服强度和耐磨性较高的Mn13Cr2耐磨钢。奥氏体锰钢以高韧性、易加工硬化和一定强度著称,迄今在大冲击载荷磨料磨损工况,如圆锥式破碎机轧臼壁和破碎壁、旋回式破碎机衬板、大中型颚式破碎机颚板、大型锤式破碎机锤头,以及大中型湿式矿山球磨机衬板仍主要选用奥氏体锰钢。奥氏体锰钢的成熟体现在标准化上,在主要工业发达国家均有了国家标准(或相当于国家标准的标准),并于1999年制定了奥氏体锰钢铸件国际标准(ISO 13521:1999)。我国制定了奥氏体锰钢铸件国家标准(GB/T 5680—2010)和铸造高锰钢金相国家标准(GB/T 13925—2010),特别是在我国奥氏体锰钢铸件国家标准中规定了不含Mo、Ni的ZG120Mn13的冲击吸收能量KU≥118J,以体现高锰钢的高韧性特点。2
近年来,奥氏体锰钢的技术进步主要表现在生产过程中严格控制影响性能的Si和P含量,特别是磷含量的限制,某些出口锰钢件已要求w(P)≤0.04%；另外,为减少铸造高锰钢的夹渣、柱状晶和晶粒粗大现象,v、Ti、Nb和RE等微量元素常被加入高锰钢；常被称为超高锰钢的Mn17(Mn18)和Mn25等高锰钢得到生产和应用,其中标准碳含量的ZG120Mn17还被列入了奥氏体锰钢铸件国际标准和我国国家标准。超高锰钢有利于解决厚大断面锰钢水韧处理后内部易出现碳化物而降低韧性的问题,也利于解决锰钢件低温工况使用可能脆断的问题。但在大冲击载荷磨料磨损工况下,超高锰钢的耐磨性和性价比,以及相关的Mn、C和Mn/C选择等关键问题,还有待深入研究和不同工况广泛应用实践的验证。在不降低冲击韧性的情况下,提高耐磨性是奥氏体锰钢发展的一个重要方向。
我国部分高锰钢生产企业现存在生产技术措施不到位的问题,突出表现在高锰钢的冲击吸收能量达不到国家标准的要求,以至于某些铸件在使用中开裂。这是应该引起企业足够重视的重要问题,实际上这是我国部分高锰钢件与工业发达国家所生产高锰钢件的主要差距。
奥氏体锰钢铸件典型牌号是ZG120Mn7Mo1、ZG110Mn13Mo1、ZG100 Mn13、ZG120 Mn13、ZG120 Mn13 Cr2、ZG120 Mn13 W1、ZG120Mn13Ni3、ZG90Mn14Mo1、ZG120Mn17、ZG120Mn17Cr2,详见GB/T 5680—2010《奥氏体锰钢铸件》和GB/T 5680—2010《铸造高锰钢金相》。
(2)耐磨损白口铸铁 耐磨损白口铸铁亦称抗磨损白口铸铁。铬系白口铸铁目前仍是国内外耐磨铸铁的主流,Cr15、Cr20和Cr26系列高铬耐磨铸铁在美国、日本和我国均已大批量生产和应用。我国在高铬铸铁基础上又研发了中铬硅耐磨铸铁和适于铸态应用的低铬耐磨铸铁,并已批量生产和工业应用。
近年来,为解决冲蚀磨损工况零部件的耐磨性问题,提高高铬铸铁硬度成为一个发展方向。工业生产和应用实践表明,耐磨铸铁的硬度达到60HRC是一个较高的级别,而达到63HRC是更高的一个级别,它预示着材料耐磨性显著提高。在对63HRC级耐磨铸铁的技术攻关中,石家庄强大泵业集团公司研究开发出了高碳超高铬过共晶白口铸铁,借助于高体积分数和高硬度的碳化物,铸铁热处理后硬度达到263768HRC,冲击韧度达到475.5J/cm(20mm×20mm×110mm无缺口试样),性能与澳大利亚沃曼公司制造的A217高碳高铬白口铸铁(C的质量分数为5.0%,Cr的质量分数为35%)相当。工艺上着重解决了缩松和热裂问题,用该铸铁生产出6/4E-AH和8/6E-AH渣浆泵过流件,在广西车河选矿厂工业试验,4in(1in=25.4mm)泵前护板使用时间432h以上,明显高于对比的BTMCr26铸铁前护板(120h)。另一项技术是广州有色金属研究院和暨南大学通过C-Cr-Mo-W的合金化,发挥W和Mo强碳化物形成元素的作用,提高Cr26高铬铸铁的铬当量和铬碳比,进而提高铸铁的碳化物体积分数和MC的硬度,使淬火、回火后280Cr25MoW3铸铁的硬73度达到63HRC,240Cr25Mo2W3铸铁的硬度达到63.5HRC,280Cr25Mo2W3铸铁的硬度达到65HRC,在低角度盐水砂浆冲刷腐蚀试验中表现出了优异的耐磨蚀性能。
高钒耐磨白口铸铁(有些文献中亦称高钒高速钢)是近年来国内若干水泥厂应用较好的一种耐磨材料。高钒耐磨白口铸铁的化学成分(质量分数,%)为:C2.0%～4.0%,v8.0%～15%,Cr2.0%～8.0%,Mo1.0%～5.0%,其主要碳化物为MC型(硬度为2600Hv左右),碳化物呈球状或近球状,碳化物显微硬度高且对金属基体的割裂小,使淬火、回火后的2铸铁硬度达60765HRC,冲击韧度为6712J/cm(20mm×20mm×110mm无缺口试样,跨距70mm)。
耐磨铸铁材料的研究开发明显影响着耐磨件的选材和生产,以下几个方面的试制和应用是有益的,也是这一领域的几个发展方向。
1)以减少Mo、Ni、Cu等贵重合金元素从而降低生产成本为目的的合金元素优化工作。原标准体系中有些耐磨合金铸铁在合金元素配置上是一范围,对某些“过剩”的合金元素再优化和细化是必要和可行的。
2)以提高C、Me(合金元素)含量为手段,获得高硬度过共晶铸铁,可提高铸铁的抗磨损能力和抗冲刷腐蚀(以磨损为主的冲刷腐蚀)能力,但不要忽视材料的脆性问题。
3)以降低C含量为手段获得较好韧性的亚共晶铸铁,如亚共晶高铬铸铁,可提高铸铁的抗冲击能力和抗氧化磨损能力,但不要忽略离异共晶可能给某些亚共晶白口铸铁带来的韧性下降的问题。
耐磨白口铸铁件典型牌号是BTMNi4Cr2-DT、BTMNi4Cr2-GT、BTMCr9Ni5、BTMCr2、BTMCr8、BTMCr12-DT、BTMCr12-GT、BTM-Cr15、BTMCr20、BTMCr26,详见GB/T 5680—2010《抗磨白口铸铁件》。
(3)非锰系耐磨损合金钢 近些年来非锰系耐磨合金钢的成果之一是冶金矿山湿式球磨机衬板材料的研发和应用。合肥工业大学、合肥水泥研究设计院和宁国耐磨材料总厂合作研制了一种低碳高合金铸钢衬板,其化学成分(质量分数,%)为:C0.16%～0.28%,Cr7.0%～10%,Ni1.5%～2.2%,Mo0.5%～0.8%。衬板淬火、回火后硬度为245752HRC,冲击韧度a(无缺口)≥50J/cm,在铁矿球磨机上工业试验,KN取得了较好的应用效果。针对氧化铝厂的铝矿湿式球磨机衬板,广州有色金属研究院和暨南大学开展了研制工作,就这一热强碱性铝矿浆(≥80℃,pH≥14)工况,首先从应用基础研究开始,研究发现工况下高锰钢有明显的碱脆开裂(应力腐蚀开裂)现象,高锰钢的腐蚀和碱裂现象均比铬合金钢严重,指出高锰钢衬板不适于这一工况。之后系统研究了合金元素Cr对钢在热强碱性条件下腐蚀、冲击磨损及冲击腐蚀磨损的影响,研制出了Cr含量较低的多元低合金马氏体铸钢衬板,并实现了工业生产和应用。
非锰系耐磨合金钢特别是中碳中、低合金钢的一发展方向是提高钢的强度、硬度和韧性配合,以全面提高钢的抗冲击和耐磨损能力。继前些年国内外将C的质量分数为0.30%的多元低合金耐磨铸钢的硬度提高到52HRC级之后,近年在中碳低合金铸钢的高强度、高硬度和2高韧性研发上又有新进展,如硬度达50HRC的钢,a达到200J/cm；Kn2硬度达55HRC的钢,a达到100J/cm。这体现出了较高的硬韧性配合。Kn就中碳低合金铸钢而言,努力争取钢的硬韧性配合满足下列两式:
HRC=50+2.5X
a=200-50X式中,X可取-1,0,1,2,3。Kn
若满足以上两式,则中碳低合金铸钢可进一步扩大应用范围,提高使用寿命并创造出显著的经济效益。
非锰系耐磨钢铸件典型牌号是ZG30Mn2Si、ZG30Mn2SiCr、ZG30CrMnSiMo、ZG30CrNiMo、ZG40CrNiMo、ZG42Cr2Si2MnMo、ZG45Cr2Mo、ZG30Cr5Mo、ZG40Cr5Mo、ZG50Cr5Mo、ZG60Cr5Mo,详见GB/T 26651—2011《耐磨钢铸件》。
(4)耐磨损球墨铸铁 通过液淬热处理生产出高硬度和一定韧性的马氏体耐磨球墨铸铁,通过Mn等合金化与液淬热处理制造出硬韧性配合较好的贝氏体-马氏体耐磨球墨铸铁。这两类耐磨球墨铸铁在国内已用于球磨机衬板和磨球的工业化生产。等温淬火球墨铸铁(ADI)具有高强度、一定韧性和良好加工硬化特性,在国内外已用于齿轮、凸轮轴、汽车牵引钩等易磨损件。等温淬火含碳化物球墨铸铁(CADI)具有较高硬度、一定韧性和良好加工硬化特性,目前正试用于球磨机磨球。
耐磨球墨铸铁磨球典型牌号是ZQQTB和ZQQTM,详见GB/T17445—2009《铸造磨球》。
(5)耐磨损钢铁复合材料 钢铁基耐磨复合材料是近些年国内外耐磨材料研究开发的热点之一,在一些严酷的磨损工况得到了工业应用。比利时MAGOTTEAUX公司研制出了“Bimetal”钢铁双金属复合2技术,耐磨层是硬度>61HRC的高铬铸铁,其他部位是a>245J/cm的Kn低碳合金钢；开发出了“Duocast”复合技术,将高硬度高铬铁镶嵌在球墨铸铁中,生产出大型立磨的磨辊；研发了“Xwin”技术,在立磨高铬合金磨盘(磨辊)表层镶嵌高硬异质颗粒。新的技术是将“Duocast”和“Xwin”复合技术再组合用于立磨磨辊。
我国耐磨复合材料经历了双液双金属材料、高铬铸铁—钢镶铸材料、高铬铸铁—钢机械组合材料等几个阶段后,近年以复合大锤头(≥90kg)为标志的高锰钢镶铸硬质合金(或耐磨铸铁)复合材料实现了工业化生产和应用,复合大锤头寿命比原用普通高锰钢锤头提高了30%～100%。
陶瓷颗粒增强钢铁基耐磨复合材料是近年国内外研究开发的热点之一。考虑到生产成本和应用实际,这类复合材料大多被制备成表层硬化的表面复合材料。近些年在应用基础研究方面,针对WC、TiC、AlO、SiC等陶瓷颗粒特性,与钢铁(液)冶金结合效果,表面复合材料23技术工艺参数等方面的工作取得系列成果,在此基础上开发出了多种钢铁基表面复合材料。鉴于强烈滑动(滚动)摩擦磨损,特别是磨料磨损工况,要求易损件耐磨复合层须有一定厚度,显然在这一工况领域用铸渗技术(重力、压力、离心力、负压条件下)得到表面复合材料较有前途。其中,WC等陶瓷颗粒增强钢铁基表面复合材料轧钢导卫板和溜槽衬板已实现工业化生产和应用。关于铸渗表面复合材料,减少或不用粘结剂等添加剂得到冶金结合和致密的表面复合层是关键技术之一,提高复合层致密度和增加复合层厚度(>10mm)是努力的方向,而由单一平面表层铸渗技术发展出弧面等复杂面表层铸渗技术是该领域的研发重点和难点。
耐磨损复合材料铸件典型牌号是ZF-1(镶铸合金复合材料Ⅰ铸件)、ZF-2(镶铸合金复合材料Ⅱ铸件)、ZF-3(双液铸造双金属复合材料铸件)、ZF-4(铸渗合金复合材料铸件),详见GB/T 26652—2011《耐磨损复合材料铸件》。
2.钢铁耐磨材料工艺技术
铸造磨球因尺寸规格整齐和批量大而成为机械化和自动化生产线首选的耐磨件。近年来,国内一些较大的专业磨球厂相继新建或改造了磨球和磨段机械化和自动化生产线,金属型覆砂、Disa、EPC、覆膜砂等磨球生产线提高了磨球和磨段生产效率和内外质量。
vRH法、v法和EPC生产线在衬板等其他耐磨件生产中亦有较好的应用。对磨球和磨段之外的大多数耐磨件而言,手工辅助机械造型成为主要生产方式,国内用得较多的是水玻璃砂。继山西长锋公司之后,国内又有一些企业新建了耐磨件树脂砂生产线,使耐磨件内外质量有较明显的提高。其中,CO硬化树脂投放国内市场之后,耐磨件生产2企业又多了一个降低成本的树脂砂生产方式,即分层选用树脂砂和水玻璃砂,再用CO一次整体硬化的生产方法。2
除了水玻璃砂和树脂砂生产方式,在各种耐磨件铸造生产中采用金属型或覆砂金属型激冷的方法,是提高耐磨件质量较好的方式之一,因为这有助于细晶强化,有助于提高耐磨件的硬度、强韧性和耐磨性。
钢铁液熔炼、精炼和过滤技术是耐磨件生产关键技术,也是我国耐磨材料生产技术与工业发达国家的主要差距之一。感应熔炼炉电耗较少和生产效率较高,但脱磷和脱硫效果比电弧炉差,因而感应炉造渣、聚渣和扒渣工艺就显得极为重要。AOD等精炼炉在国内耐磨件铸造厂还很少有应用,简易方法的钢铁液吹氩处理有一定成效但也用之甚少。陶瓷网(砖)过滤技术是成熟的铸造技术,也是熔炼后净化钢铁液的补救和保证措施,但国内绝大多数企业尚未采用过滤技术。
钢铁液炉前孕育与变质处理技术是有我国特色的工艺技术,是提高钢铁液质量的有力措施之一,它在一定程度上能够弥补熔炼钢铁液过程中的不足。过去的20余年国内就此开展了大量的研发工作,具有较坚实的理论基础和应用实践经验。可是许多企业仍存在孕育变质剂选用失误、用量不准和操作不当几个突出问题,未能实现孕育变质处理的初衷。我国是稀土资源和生产大国。过去一个时期,轻稀土孕育变质剂在耐磨钢铁件生产中得到较广泛的应用；而近年来,钇基重稀土复合孕育变质剂在耐磨高铬铸铁生产中也取得了较好的应用效果。
热处理是耐磨钢铁件提高硬度和韧性,减少或消除应力的主要工艺手段。近年来,在耐磨钢铁件热处理方面有两个明显的进步:一是多品种淬火冷却介质的研发和选用,提高了高铬铸铁和合金钢的淬火冷却速度和淬透性,减少了昂贵合金元素的用量,同时提高了材料的强度和硬度；二是系统研究了耐磨合金钢和耐磨合金铸铁的热处理规律,优化出提高材料硬度和韧性的淬火、回火工艺参数,提高了材料的耐磨性,同时扩大了应用范围。在热处理方面,由于本行业多品种多钢(铁)种的特点,多种合金元素的交互作用,使热处理工艺有别于常规钢铁材料,进一步优化工艺参数仍是努力的方向之一。另外,耐磨件表面硬度至关重要,减少耐磨件热处理氧化的工艺和设备研发也是需要加强的重要工作。
机械加工是泵过流件、轧臼壁、破碎壁、磨辊等耐磨件必需的工序,主要满足工况的安装要求。过去或因为耐磨高铬铸铁太硬,或因为耐磨锰钢机加工时加工硬化,使得耐磨件的机械加工很难。现在陶瓷刀具的技术进步和工业应用,使得耐磨件热处理后上机床一次性机加工已成为可能。有条件的专业化耐磨件生产厂应根据产品结构适时投入装备开展耐磨件机加工,这是提高耐磨件附加值进而提高企业效益的有效方式之一。国内一些成功的耐磨件企业走过了铸造—热处理—机加工的发展道路。
3.近年铸造耐磨材料技术研发与新技术应用
1)铁型覆砂磨球自动化生产线。
2)金属型磨球半自动生产线。
3)金属型磨段半自动生产线。
4)连续热处理炉。
5)低氧化罩式高温热处理炉。
6)小型耐磨件(磨段、小直径磨球)垂直分型无箱射压造型自动化生产线。
7)抗磨白口铸铁件淬火冷却介质。
8)过共晶高铬铸铁。
9)耐磨超高锰钢。
10)高硬度和高韧性耐磨合金钢。
11)等温淬火含碳化物球墨铸铁(CADI)。
12)双液铸造双金属复合材料(抗磨白口铸铁层/铸钢或铸铁层)。
13)镶铸合金复合材料Ⅰ(硬质合金块/铸钢或铸铁)。
14)镶铸合金复合材料Ⅱ(抗磨白口铸铁块/铸钢或铸铁)。
15)铸渗合金复合材料[硬质合金、抗磨白口铸铁、WC和(或)TiC等金属陶瓷颗粒/铸钢或铸铁]。
16)EPC工艺在钢铁耐磨铸件的应用。
17)v法工艺在钢铁耐磨铸件的应用。
18)离心铸造工艺在钢铁耐磨铸件的应用。
19)铁型覆砂工艺在钢铁耐磨铸件的应用。
20)树脂砂在钢铁耐磨铸件的应用。
21)精铸工艺在钢铁耐磨铸件的应用。
22)保温发热冒口的应用。
23)计算机数值模拟技术开始在耐磨铸件应用。
24)EPC法耐磨损高铬铸铁/钢复合管道。
25)钢铁液炉内吹氩净化技术。
26)钇基重稀土孕育变质剂。
27)炉前钢铁液孕育和变质处理技术。
28)球磨机磨球与衬板匹配系统选材技术。
29)高硬度高铬铸铁机械加工陶瓷刀具与加工工艺。
30)耐磨奥氏体锰钢机械加工陶瓷刀具与加工工艺。1.2.3 耐磨材料专利技术分析
1.耐磨材料行业的专利概况
通过对国家知识产权局网上公布的钢铁耐磨材料专利资料统计,目前涉及该领域各类专利共有871项。其中发明专利申请626项,授权291项；实用新型申请245项,授权242项。表1-1所示为近年来钢铁耐磨材料专利申请的地域分布情况。
由表1-1可见,国外申请人在中国申请了部分耐磨材料专利,其中美国12项,日本6项。这说明这些国家在中国市场已申请专利,以加强其相关技术的保护和市场良性发展。
2.专利数据统计和分析
(1)发明专利技术领域分布 钢铁耐磨材料技术领域主要包括耐磨锰钢(奥氏体锰钢)、耐磨白口铸铁、非锰系耐磨合金钢,耐磨球墨铸铁、耐磨复合材料和堆焊耐磨件等。图1-1所示为钢铁耐磨材料发明专利技术领域分类分布。
从专利申请数量所占比例来看,耐磨复合材料约占41%,是目前重点研究和开发的技术领域,集中出现了各类金属基耐磨复合材料,但能够产业化的复合材料技术相对较少,专利含金量较低。非锰系耐磨合金钢约占25%,作为传统的合金耐磨材料,在建材、电力、矿山和建筑等领域有着无法替代的作用。耐磨锰钢占2%左右,其中含中锰钢和高锰钢耐磨材料。在工况存在冲击磨损情况下,耐磨表1-1 钢铁耐磨材料专利申请的地域分布情况
锰钢不失为一种较好的耐磨材料,比如矿山圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁,颚破机颚板,锤破机锤头等耐磨件。耐磨白口铸铁约占5%,其中以高铬铸铁为典型代表,由于添加不同铬量,辅以其他合金元素(如Mo、Ni、v、W等),材料的硬度和淬透性都有不同程度提高。耐磨球墨铸铁和堆焊耐磨件各约占2%。球墨铸铁价格较低廉,并有着良好的铸造性能。堆焊耐磨件是利用焊接技术在耐磨件磨损表面进行多次焊接高硬耐磨材料的技术,在某些特殊领域,如立磨和中速磨的磨辊和磨盘现场修复时,具有一定优势,但其抗冲击能力不足,因此应用范围受限。图1-1 钢铁耐磨材料发明专利技术领域分类分布1—耐磨锰钢,2% 2—耐磨白口铸铁,5% 3—非锰系耐磨合金钢,25% 4—耐磨球墨铸铁,2% 5—耐磨复合材料,41% 6—堆焊耐磨件,2% 7—其他,23%
(2)发明专利地域分布 国内钢铁耐磨材料发明专利地域分布如图1-2所示。发明专利按地域排名,其中实力较强的地域是江苏、北京、上海、辽宁和陕西,表明这些地方对钢铁耐磨材料知识产权的重视程度。这些地方大都有其鲜明的特点,江苏省在该领域专利最多,而且多数为企业申请,说明企业在知识产权方面得到重视和加强,同时专利也为企业带来效益和利润。山东、云南和广东次之。图1-2 国内钢铁耐磨材料发明专利地域分布1—江苏,15% 2—北京,11% 3—上海,9% 4—辽宁,8% 5—陕西,8% 6—山东,5% 7—云南,4% 8—广东,4% 9—黑龙江,3% 10—四川,3% 11—河南,3% 12—天津,3% 13—湖南,3% 14—河北,2% 15—山西,2% 16—吉林,2% 17—其他省份,11% 18—国外申请人,7%
国内钢铁耐磨材料发明专利申请和授权的地域分布趋势图如图1-3所示。从图1-3中看出,申请发明专利数量和授权数量的变化趋势大致成比例增加。其中,北京和陕西的授权比例较高,都约为62%,广东授权比例约为40%。
图1-4所示为国外申请人的钢铁耐磨材料发明专利申请和授权地域分布趋势图。从图中可以看出美国、日本、德国等加强了在中国知识产权的申请,为本国企业拥有钢铁耐磨材料的技术优势打下了基础。
(3)发明专利发明人情况 钢铁耐磨材料发明专利申请人分类如图1-5所示。其中,以大学为主体申请人的约占41%,研究院所约占8%,企业约占35%,个人约占11%。企业、研究院所、大学合图1-3 国内钢铁耐磨材料发明专利申请和授权的地域分布趋势图图1-4 国外申请人的钢铁耐磨材料发明专利申请和授权地域分布趋势图
报的约占5%。分析可知,发明专利中主要以大学、企业申报为主,其次是研究院和个人。大学如西安交通大学、昆明理工大学、河南科技大学、清华大学、西安建筑科技大学、暨南大学等,在钢铁耐磨材料方面有着多年的研究和基础,其技术有一定沉淀,申请发明专利较多。研究院所如广州有色金属研究院、中国科学院金属研究所、钢铁研究总院、沈阳铸造研究所等,在这些领域进行过多年的开发和研究,申请发明专利也较多。图1-5 钢铁耐磨材料发明专利申请人分类1—大学,41% 2—研究院所,8% 3—企业,35% 4—个人,11% 5—企业、研究院所、大学,5%
(4)实用新型专利领域分布 与发明专利相比,实用新型专利主要集中在耐磨锰钢、耐磨白口铸铁、非锰系耐磨合金钢、耐磨复合材料和堆焊耐磨件等。钢铁耐磨材料实用新型专利技术领域分布见图1-6。实用新型专利主要以非锰系耐磨合金钢为主,约占46%,耐磨白口铸铁和耐磨复合材料各约占12%。从专利技术分析,这些专利主要以实用技术铸造、复合产品和方法着手申请,注重方法创新,相对易于申请和授权。
(5)实用新型专利地域分布 国内钢铁耐磨材料实用新型专利地域分布如图1-7所示。江苏和山东排名靠前,分别占11%,是耐磨图1-6 钢铁耐磨材料实用新型专利技术领域分布1—耐磨锰钢,5% 2—耐磨白口铸铁,12% 3—非锰系耐磨合金钢,46% 4—耐磨球墨铸铁,0 5—耐磨复合材料,12% 6—堆焊耐磨件,5% 7—其他,20%图1-7 国内钢铁耐磨材料实用新型专利地域分布1—江苏,11% 2—山东,11% 3—河南,10% 4—辽宁,9% 5—河北,8% 6—上海,5% 7—浙江,5% 8—湖南,4% 9—安徽,4% 10—陕西,4% 11—广东,4% 12—黑龙江,3% 13—江西,3% 14—天津,2% 15—山西,2% 16—湖北,2% 17—其他省份,13%
材料专利申请强省。其次是河南、辽宁等。
钢铁耐磨材料实用新型专利申请和授权的趋势变化图如图1-8所示。从图1-8中可以看出,实用新型专利的申请和授权比例相对较高。由于实用新型专利不进行实质审查,只要具备创新性,一般情况下就可授权。虽然实用新型专利的重要性不如发明专利,但其实用性特色鲜明,应该予以重视。图1-8 钢铁耐磨材料实用新型专利申请和授权的趋势变化图
(6)实用新型专利发明人情况 钢铁耐磨材料实用新型专利申请人分类如图1-9所示。经分析得知,实用新型专利的申请主体主要是企业和个人,分别约占有47%和35%。大学和研究院所申请实用新型专利较少,这说明大学和研究院所不太重视实用新型专利。
3.专利技术特征分析
(1)耐磨锰钢(奥氏体锰钢)该领域共公开申请专利28项,涉及中锰钢、高锰钢和超高锰钢等,有合金开发、耐磨件铸造和热处理方法等。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]