ZA303高強韌耐磨合金回轉窯托輪瓦研究及應用

　　理論計算和實驗特別是大量長期的工程實踐表明，在上述工礦條件下，ZA303合金可以代替所有的銅合金耐磨減摩制品。

　　4、ZA303合金特點
　　通過長期的工程應用實踐，可以將鋅合金ZA303的主要特點歸納如下：

　　4.1 磨擦系數小導、熱率較高，使用壽命為錫青銅的2～3倍，適用于中低速重載荷的場合。

　　4.2 易于加工，精車后表面粗糙度可達1.6。

　　4.3 鑄造性能好，鑄件致密，可鑄成壁厚2.5mm的鑄件。

　　4.4 ZA303具有高強度、高韌性及良好的低溫性能，克服了其他合金的低溫脆性。

　　4.5 重量輕，比銅輕，易于安裝。

　　4.6 成本低，單件比錫青銅降低成本20-30%。

　　4.7 具有無磁性，無火花性能，在易燃易爆的危險場合安全。

　　4.8 具有一定的自潤滑性能及減震吸音功能。

　　4.9 具體到回轉窯托輪瓦其典型優(yōu)點是在使用過程中從不發(fā)生翻瓦、抱軸、拉絲事故。這一特點是錦西、本溪各大水泥廠在長期的使用過程中總結出來的。

　　5、ZA303合金在水泥回轉窯托輪上的應用
　　由于ZA303合金機械性能和減摩耐磨性能都優(yōu)于銅合金，在相同滑動摩擦條件下，其磨損量只有銅合金的四分之一左右，因此特別適合用于生產軸瓦、軸套、襯瓦等。沈陽宇航金屬材料研究所從1990年開始生產回轉窯托輪瓦，已有10多年歷史，鑄造工藝和加工工藝不斷改進和提高，積累了豐富的經驗，目前可生產國內各大水泥設計院（南京、天津、成都、合肥等）設計的各種不同規(guī)格的回轉窯托輪瓦。不拉絲、不抱軸、不翻瓦是我所生產托輪瓦獨有的特點，1990年至今該所生產的水泥回轉窯托輪瓦從未發(fā)生過燒瓦、斷裂、冒煙、起皺、拉絲、抱軸、翻瓦事故，具有優(yōu)量的自潤滑性能，對油質要求不高，即使短暫缺油，也不會對托輪軸有損傷，不會產生拉絲現象，安裝加工容易，無需刮研即可達到要求，深受各大水泥廠的歡迎。產品出口韓國、巴基斯坦、越南、多米尼加等國家。長期的工程應用表明，ZA303合金制造托輪瓦在水泥回轉窯上的應用是成功的成熟的，可以放心選用。

　　6、典型應用實例
　　葛洲壩股份有限公司水泥廠4號窯，原采用其他廠家的托輪瓦，2005年8月份出現翻瓦事故，遂停止使用，而改用沈陽宇航金屬材料研究所的產品，目前運轉情況良好。因此已經決定在后續(xù)的改造工程中繼續(xù)使用沈陽宇航金屬材料研究所的產品。

　　錦西水泥廠4、5號窯，規(guī)格φ3.94m×80m余熱鍋爐回轉窯，每臺回轉窯有4檔支撐，托輪瓦原設計采用ZQAl9-4青銅，1993年技改時采用我所生產的托輪瓦，同年11月份投產，1997年4月中檢時，托輪軸瓦磨損量不到1mm，托輪軸頸光亮如新，經鑒定未作任何處理繼續(xù)使用。該瓦使用了11年。

　　內蒙古冀東水泥有限公司5000噸窯，托輪瓦原設計采用ZQAl9-4青銅，2006年5月出現抱軸事故，瓦無法取出，無奈連同托輪軸一并運回唐山盾石機械有限公司，重新對軸進行了加工處理，遂改用我所ZA303合金襯瓦產品，至今運轉良好，使用ZA303合金襯瓦拖輪軸溫與使用銅瓦拖輪軸溫降低15度。

　　山東淄博東華水泥有限公司2號窯，南京院設計，日產5000噸，原使用其它廠家生產的拖輪襯瓦，2008年7月出現高溫抱軸事故，2件襯瓦斷裂，4件變形。后經多方咨詢改用我公司襯瓦，至今運轉良好。

　　內蒙古烏蘭水泥3線5000噸窯，2009年2月6日出現銅瓦燒瓦，造成停窯事故，2月9日改用我們襯瓦，至今運轉良好。

　　7、使用ZA303合金托輪瓦的一些企業(yè)：
　　 唐山盾石機械制造有限責任公司、 中國中材國際工程股份有限公司唐山技術裝備分公司、合肥水泥設計研究院（6000噸）、中天仕名科技集團公司、中天仕名（徐州）重型機械有限責任公司、中天仕名（淄博）重型機械有限責任公司、唐山中材重型機械有限公司 、中材建設有限公司 、朝陽重型機器制造廠、朝陽重型設備有限公司、唐山冠晟設備有限公司 、唐山冀東水泥股份有限公司、中信集團洛陽礦山機械廠 (出口西班牙) 、河北金隆水泥集團有限公司、河北鹿泉曲寨水泥有限公司、株洲水泥機械廠 、株洲新邁克重型機械有限公司 、長沙河田白石建材有限公司 、湖南資江東興水泥廠、安徽三獅和德水泥股份有限公司 、安徽鳳陽水泥廠 、天津重型水泥回轉窯(出口多米尼加) 、天津水泥廠、葛洲壩股份有限公司水泥廠 、北京水泥廠  、北京京北達水泥機械設備公司 、北京金隅紅樹林環(huán)保技術有限責任公司 、上海重型機械廠有限公司 、上海滬江機械廠有限公司 、江蘇青獅水泥股份有限公司 、華新金貓水泥（蘇州）有限公司 、浙江江山虎球水泥有限公司（5000噸）、浙江常山虎水泥有限公司（5000噸）、浙江蘭溪三源水泥廠 、新鄉(xiāng)市長城礦山機械有限責任公司 、焦作礦山機械廠附件分廠 、內蒙古冀東水泥（5000噸）、內蒙古伊利冀東、內蒙古赤峰遠航水泥有限公司 、內蒙古烏蘭水泥集團 、內蒙古西水創(chuàng)業(yè)股份有限公司西桌子山水泥廠 、甘肅西部水泥、寧夏賽馬實業(yè)股份有限公司等200多家水泥生產企業(yè)。

　　8、優(yōu)質ZA303合金托輪瓦的先進制造技術
　　ZA303合金雖然力學性能高、耐磨，但它也有自身的缺點即鑄造性能不好。ZA303合金的凝固溫度范圍比較寬（375-484℃），在澆注后呈糊狀方式凝固，不易補縮，容易形成疏松組織而降低性能。對這個材料一知半解，不完全理解并掌握它的相關知識，沒有相當的技術手段和相當的專業(yè)技能，要想制造優(yōu)質的性能可靠的ZA303合金托輪瓦是不大可能的。目前市場上，有類似的托輪瓦出現，發(fā)生質量事故，便是很好的證明。據了解，目前國內，只有沈陽宇航金屬材料研究所一家企業(yè)采用國際上最先進的低壓充型鑄造技術來制造ZA303合金托輪瓦。其原理如圖1所示。依靠計算機精確控制充型壓力，使合金液從鑄型底部平穩(wěn)的充型，避免了鑄件上一次、二次夾渣缺陷的出現，避免了氣孔、夾砂的產生；在凝固過程中，通過計算機實時監(jiān)測，根據不同的凝固階段施加不同的補縮壓力，保證凝固過程的補縮，使鑄件致密。因而，采用低壓鑄造技術可以得到無缺陷的優(yōu)質高性能ZA303合金托輪瓦。

圖1. 托輪瓦低壓鑄造原理   

　　 9 結論
　　 9.1 銅合金制造的回轉窯托輪瓦，容易翻瓦、抱軸、拉絲，而且隨著我國銅資源的日益枯竭，價格將越來越昂貴，因此尋找其更新換代產品勢在必行；

　　9.2 質量優(yōu)良的ZA303合金托輪瓦在使用過程中從不發(fā)生翻瓦、抱軸、拉絲事故，價格便宜、使用壽命長，是銅托輪瓦的最佳換代產品，長期的工程應用表明，該技術是成熟的，也是成功的，可以放心選用；