噴射成形鋼鐵產(chǎn)品的研發(fā)動(dòng)向

噴射成形技術(shù)，是把金屬熔融、液態(tài)金屬霧化、快速凝固、噴射沉積成形集成在一個(gè)冶金操作流程中制成金屬材料產(chǎn)品的新工藝技術(shù)，對(duì)發(fā)展新材料、改革傳統(tǒng)工藝、提升材料性能、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染都具有重大作用。由于快速凝固的作用，所獲金屬材料成分均勻、組織細(xì)化、無宏觀偏析，且含氧量低。與傳統(tǒng)的鑄一鍛工藝和粉末冶金工藝相比較，它流程短、工序簡(jiǎn)化、沉積效率高，不僅是一種先進(jìn)的制取坯料技術(shù)，還正在發(fā)展成為直接制造金屬零件的制程。現(xiàn)已成為世界新材料開發(fā)與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)，并正在大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。

到上世紀(jì)末，噴射成形鋼鐵材料的年產(chǎn)量已超過13000噸，產(chǎn)值超過500萬英磅，主要應(yīng)用方向?yàn)楦鞣N軸承、工具、軋輥、鋼管及復(fù)層產(chǎn)品。目前已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化或半產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的噴射成形鋼鐵產(chǎn)品主要包括各種特殊鋼管和軋輥產(chǎn)品，而正在研制發(fā)展中的噴射成形鋼鐵產(chǎn)品則包括大口徑管、雙金屬管、覆層冷/熱軋輥、厚板及板坯等。

噴射成形技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用必須解決兩個(gè)問題，一是要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，二是要降低成本。只有能發(fā)揮噴射成形快速凝固材料的性能優(yōu)勢(shì)而又同時(shí)具有成本優(yōu)勢(shì)，這種技術(shù)才能在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中獲得更為迅速的發(fā)展。

目前，噴射成形工藝在軋輥發(fā)面的應(yīng)用已經(jīng)表現(xiàn)出突出的優(yōu)勢(shì)。例如，日本住友重工鑄鍛公司利用噴射成形技術(shù)使得軋輥的壽命提高了3～20倍；已向?qū)嶋H生產(chǎn)部門提供了2000多個(gè)型鋼和線材軋輥，最大尺寸為外徑800mm，長(zhǎng)500mm。目前該公司正致力于冷、熱條帶軋機(jī)使用的大型復(fù)合軋輥的直接加工成形研究。又如，英國(guó)制輥公司及Osprey金屬公司等單位的一項(xiàng)聯(lián)合研究表明，采用芯棒預(yù)熱以及多噴咀技術(shù)，能夠?qū)④堓伜辖鹬苯咏Y(jié)合在鋼質(zhì)芯棒上，從而解決了先生產(chǎn)環(huán)狀軋輥坯，再裝配到軋輥芯棒上的復(fù)雜工藝問題，并在17Cr鑄鐵和018V315Cr鋼的軋輥生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。

其次，噴射成形工藝在特殊鋼管的制備方面也獲得重要進(jìn)展。比如，瑞典Sandvik公司已應(yīng)用噴射成形技術(shù)開發(fā)出直徑達(dá)400mm，長(zhǎng)8000mm，壁厚50mm的不銹鋼管及高合金無縫鋼管，而且正在開展特殊用途耐熱合金無縫管的制造。美國(guó)海軍部所建立的5噸噴射成形鋼管生產(chǎn)設(shè)備，可生產(chǎn)直徑達(dá)1500mm，長(zhǎng)度達(dá)9000mm的鋼管。

另外，噴射成形工藝在復(fù)層鋼板方面也顯示出應(yīng)用前景。MannesmannDemag公司采用該工藝已研制出一次形成的寬1200mm、長(zhǎng)2000mm、厚8～50mm的復(fù)層鋼板，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性而受美國(guó)能源部的重視。