寧波浙東精密鑄造有限公司
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大截面貝氏體礦用斗齒制備的研究項目

實施效果說明

一、  項目實施的內容、技術、經濟效益情況

1、 產品升級換代及新產品開發情況

本項目應用自主研究新型貝氏體材料的研究成果,通過技術改造,設備升級換代,實現大截面礦用斗齒的批量制備。

企業原斗齒產品以普通工程土方斗齒為主,主要配套40噸以下挖掘機及小型推土機,斗齒產品截面基本在100mm以下,重量多在20公斤以內,工藝簡單,以失蠟法為主,銷售集中在主機工程用機械配套和工程挖掘售后市場,制造準入門檻低,各廠家易陷入價格戰,市場競爭激烈,產品單位價值不高,溢價能力低。

本項目完成后,企業的產品線得到升級和擴展,可制備大截面礦用斗齒,是礦用挖掘機、裝載機、推土機及電鏟等挖掘、開采,搬運等重型機械設備必不可少的配套易損件。礦山機械行業作為每個國家的支柱性行業,發展態勢良好,市場需求大,而采礦作業工況的惡劣性及采礦業的行業特點,決定大截面礦用斗齒具有①厚大截面,截面厚度>150mm和② 重量大,齒尖和齒座重量均超過100kg的特點,必須達到使用壽命長,設計合理,在惡劣的工況下無斷裂,無破損質量缺陷等要求,目前世界上只有3家工廠具備生產礦用斗齒的能力,均為國外企業。大截面礦用斗齒產品具有高價格、高利潤、高附加值和溢價能力,為企業持續發展的基礎。

公司已完成260多款可配套不同機型的大截面礦用斗齒開發,模具已全部到位,并完成對質量控制人員、車間管理人員及操作工人的相關工藝技術培訓,產品型號包括6I8803,8E4545,217-4726等等,覆蓋PC4500,PC5500, 9350,D11,D10,4100 XPB,GD825,WD600,PC800LC,L1850,994F,834H,495HR2,WA-470-5,GD825A-2,D-375A等礦用機械主流機型。

2、 產品質量和技術變化情況

本項目完成后,產品的主要性能完全達到預期指標,其中與產品耐磨性能及使用壽命密切相關的室溫沖擊吸收功與硬度指標,相較于改造前產品提高20%以上;根據各項性能指標數據及變化,產品質量有顯著提高。具體數據參見表一。

表1  產品性能指標對比

序號

性能項目

改造前指標

改造后指標

1

屈服強度σs

≥1200

≥1400

2

延伸率δ5

≥3%

≥7%

3

硬度

46-50HRC

50-53HRC

4

淬硬層

<50mm

≥100mm

5

室溫沖擊吸收功Akv

≥20J

≥25J

6

-40℃沖擊吸收功Akv

≥7J

≥14J

7

斷面收縮率

≥3%

≥10%

3、 新工藝、新設備、新材料應用情況

本項目應用自主研發的貝氏體新型材料,取代傳統材料制備大截面礦用斗齒,在工藝上,通過合金成分的設計,冶煉與熱處理工藝的設計優化,并引進先進設備和生產線自動化改造升級,實現具有高韌性、高硬度和優異耐磨性礦用斗齒的制備。

新型貝氏體材料在一般常規低碳馬氏體多元合金鋼基礎上,設計合金成分為碳(C)0.25%~0.31%,硅(Si)1.5%~3.0%,錳(Mn)0.5~2%,鉻(Cr)2~4.0%,鎳(Ni) 0.3%~1.0%,鉬(Mo) 0.3%~0.7%及其他少量Nb,V,Ti,RE,B等微合金元素等。

冶煉工藝采用電弧爐-爐外精煉-真空脫氣-澆注組成的短流程,改變原采用中頻爐熔化,加入凈化劑提高鋼水潔凈度的工藝,極大提高鋼水質量,達到硫≤60ppm,磷≤150ppm,氧≤30ppm,氮≤60ppm,氫≤6ppm,非金屬夾雜<1.0級的控制目標。

熱處理則采用“低溫”、短時奧氏體化工藝,及強烈淬火工藝。在淬火過程中僅使內部過冷奧氏體只轉變為<30%的新馬氏體,一直維持到過冷奧氏體轉變到不超過30%馬氏體的工件表面溫度,然后即終止強烈淬火,使工件在空氣中冷卻到截面溫度平衡。

本項目實際新增生產、熱處理、加工、裝配及公用輔助設備共348臺套,包括天然氣焙燒爐,天然氣鍋爐,精煉爐,鋼水成型循環流水線,臺車式熱處理爐,噴漆流水線,起重機,天然氣設備等,極大提高自動化程度,多臺設備采用天然氣清潔能源完全替代煤的使用,實現節能減排。同時,先進的、高自動化程度設備是實現新型貝氏體材料制備大截面礦用斗齒的重要基礎。

4、 改造前后企業經濟效益、環境與社會效益

本項目于2013年10月底完成達產后,預計新增年銷售收入10000萬元,利潤1800萬元,稅金900萬元。2012年企業銷售收入23062萬元,2013年銷售收入達29971萬元,2014年預計銷售收入達46000萬元。

本項目立足于貝氏體材料的技術前沿,應用新型貝氏體耐磨材料制造大截面礦用斗齒,所生產的產品性能及使用壽命達到或超過國外同行的產品水平,有利于打破國外斗齒生產企業在高端市場的壟斷,提升國內工程機械配套件的制備水平,同時大大增強企業的綜合競爭力,憑借大截面貝氏體礦用斗齒的優異性能和礦用市場的特性大幅提高產品的溢價能力,獲得高附加值和高利潤。隨著本項目技術的推廣應用,可明顯節省合金資源,節約能源,減輕環境污染,對相關技術進步有較強的推動作用,可促進本行業的持續進步,帶動整個行業經濟的發展,社會效益及其顯著。

二、  技術改造的經驗和存在問題

本項目針對礦山機械配套礦用斗齒產品,應用新型貝氏體材料進行技術改造,實現大截面礦用斗齒的制備,在實施期內,企業積累了豐富的技術改造經驗,培育了一批相關的技術及生產管理人員。主要經驗有:

1、前期論證及規劃工作的充分性對項目的成功實施具有決定性的作用。前期準備工作涵蓋技術應用的可行性,工藝路線設計,設備功能需求,項目計劃書,項目路線圖等等,形成項目的綱領文件,始終貫穿整個項目的實施過程,是項目最終成功實施的保證。

2、項目過程中出現問題的及時有效地解決是項目按時完成的關鍵。公司要求項目相關人員在遇到影響進度的問題時,不論是技術,管理或商務問題,一律上報總經理,由總經理制定專人負責解決,要求在3天內解決該問題。這個管理上的規定很好地幫助項目實施人員按預計進度按時完成工作,最終實現項目的成功實施。

3、階段性的自我檢查、監督及總結是項目按預期目標完成的保證。企業將項目的實施按進度和與預期目標的關聯密切程度分成幾個階段,每個階段完成后要求相關人員進行自我檢查,將實際實施情況與計劃進行比對,形成階段性報告,并將相關報告提交管理部門,由他們進行監督和審核,如發現與計劃偏差較大,則召開技術、生產、商務等部門參加的會議,討論決議后續的實施計劃及糾正措施,確保項目的實施一直圍繞計劃走,避免結果完全偏離預計目標。

在項目實施過程中,仍然存在一些問題,譬如由于部門之間的協調問題,人員的招聘和培訓工作滯后于整個進度,出現邊上崗邊培訓的現象,對整個設備效能的發揮有一定的影響;在試生產過程中,工藝單的發放沒有完全到位,導致一些操作上的失誤,在后續的工作中還需要進一步完善。

 

 

 

                             寧波禾順新材料有限公司

                                 2014年2月12日

 
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