5000吨奥贝球铁项目可行性研究报告5000吨奥贝球铁项目可行性研究报告1 总论1.1项目名称： 5000吨奥贝球铁(ADI)1.2项目承担单位： *市龙祥机械有限公司1.3项目负责人 *1.4申请项目简述1.4.1奥贝球铁的特性 奥贝球铁(简称ADI）是将普通球铁(石墨为球状，基体为铁素体+珠光体)通过适当的等温淬火而获得奥氏体(高韧性)与贝氏体(高强耐磨)组织的金属结构材料。其性能大大优于普通球铁和钢，主要特性是：(1) 特高的强度与耐磨性，又具有中等韧性。几种材料性能如表l1。 表ll几种材料性能情况材质抗拉强度 b MPa屈服强度0.2 MPa伸长率 %硬度HB主要金属组织性能特点石墨基体强度韧性耐磨普通铁铸（HT)150-3500150-225片状珠光体低特高低铁素体球铁（QT)400-500250-3200518130-240球状铁素体中高中珠光体球铁（QT）600-700370-42023190-305球状珠光体高中高奥贝球铁（ADI）800-1600500-1300110260-550球状奥氏体+贝氏体特高中特高铸造碳钢（ZG)400-640200-3401025奥氏体+珠光体+铁素体中特高中轧制碳钢315-610195-2751530铁素体+珠光体+马氏体中特高低正火回火合金钢（9CrMo)1121780-8219321-331奥氏体+马氏体+贝氏体特高中高(2)减震性好，使用时噪音比钢低1-5db。(3)低温性能比钢好，适用于低温下使用。(4)工作过程的不断自硬性。工作面在使用过程中不断产生自硬性，不断提高强度和耐磨效果。(5)制造成本比钢低，材料利用率高。 综上所述，ADI 的优点是：高(机械性能高)、长（使用寿命长)、易(成型容易)、省(节省原材料)、低(低噪音、低温性能好、低成本）。而本项目采取的少、无合金奥贝球铁，方案除具有上述优点外，通过合理的配方和先进铁水净化技术减少合金加入量，不但进一步降低了生产成本，还提高了产品性能。1.4.2奥贝球铁的用途 由于ADI具有高强度、耐磨、耐冲击、减震及加工硬化等特性，可代替高强度灰铁及球铁件、高强度碳钢与合金钢的铸件、锻件、焊接件及表面淬火件。适用于以下几个方面： (1 )汽车工业：汽车变速箱齿轮、螺旋伞齿轮、内环齿轮等，汽车曲轴、连杆、差速器十字轴、弹簧座、弹簧支架、连接套筒、后拖钩支承座、衬套等。美国福特汽车公司已设计生产百万辆车的ADI曲轴生产线； (2)铁路工程：火车轮、制动块、缓冲块、悬挂杆、支架等，在芬兰已批量投产，取代原铸钢件，其耐磨性提高数倍； (3)通用机械：空压机的曲轴、造纸机齿轮、磨片、链轮等； (4)工程机械：压路机压辊、挖掘机挖掘齿、履带扳、凿岩机缸体、机头、破碎机锤头、锷板等； (5)冶金机械：轧钢机的轧辊、滚道齿轮等，炼焦设备的筛焦板等； (6) 其它：粮油机械中的耐磨件，如榨螺、衬圈等；水泥机械的磨球、衬板等。l .4.3.项目前景及社会经济意义 由于ADI具有良好的综合性能，适用于要求高强度、高耐磨、高疲劳强度且兼有韧性的零件。在汽车、火年、建材、化工、冶金、农机、粮油机械、工程机械等行业，取代原合金球铁件、铸钢(合金钢)件、锻钢件、焊接件等，且生产成本大大低于其他工艺制造的具有相同使用性能要求的同类产品，因而奥贝球铁应用的前景非常广阔。 目前英、美、德、芬兰等国家已大批量生产ADI汽车螺旋伞齿轮、发动机齿轮，芬兰国家铁道部已采用ADI火车轮等。美国福特汽车公司生产技术发展中心通过试验试制得出ADI曲轴比原锻钢或珠光体曲轴，疲劳强度提高一倍，抗拉强度提高35，延伸率提高40，而成本大幅度降低，已建立了大批量生产的生产线。我国如仍用原材质，落后的差距将愈来愈大。急需开发应用新材料促进产品的更新换代，以提高产品的性能，降低生产成本，节省能耗，增强产品的国际市场竞争力。 我国是铸件生产大国，也是国际市场指望的铸件产品出口的主要国家，但我国目前铸件产品技术含量低，限制了出口，对要求高强度、高耐磨并兼有韧性的产品主要依赖进口。自产的高锰钢、合金钢等铸件，成本较高或使用寿命较短。据统计2009年我国工程机械零件如挖掘齿、锤头等，进口额达5.2亿美元，而出口额仅为1.5亿美元，逆差3.7亿美元。因此我国应大力推广生产ADI挖掘齿、履带板、锤头等易损件，取代进口，力争扩大出口创汇。 本项目在奥贝球铁生产应用方面处于国内领先水平。*市龙祥机械有限公司拟利用成熟技术，开发奥贝球铁磨片、磨耗扳等产品，尤其是开发生产ADI材质风镐缸体铸件，该风镐的性能要求高于欧洲ADI标准1564、美国ASTM897以及日本JISG5503的同类牌号。而该产品在国际市场上销售十分看好，同时也有较高的经济效益。1.4.4风险 本项目在实施过程中，存在一定的技术风险和市场风险。（1）技术风险 ADI产品是否能达到用户使用要求与产品性能.（机械性能、金相组织、化学成分）有关，产品的性能是否达到要求除了工艺因素以外，原材料、气温、空气湿度等也是影响产品性能的重要因素。在大批量工业化生产的条件下，较难保证上述因素与小批量生产环境完全一致，而国内尚没有生产、配套成熟的自动化ADI等温火热处理生产线。因此，大批量生产ADI产品时，须创造一定的工艺设备条件。同时，对重要的原辅材料的质量，必须严格按工艺要求捡验把关，以保证ADI产品的品质，把技术风险降低到最低程度。(2）市场风险 ADI具有优良的综合性能，逐步在机械、冶金、矿山、轻工、汽车等行业被广泛采用，欧美等发达国家ADI产品的产量以每年15的速度递增。但是，我国目前还没有ADI的国家标准，供设计和生产部门来用。另外，由于经济的原因与国外一些同类产品相比，我们的选材要求相对要低一些，因此市场是本项目产品的最大风险。但随着经济的发展及我过综合国力的增强，此风险会越来越小。我国是铸件出口大国，奥贝球铁铸钢件产品的出口规模也越来越大，关键是要大力投入资金，尽快批量、规模生产，抢占国内外市场，才能抓住机遇，因势利导，化风险为利益。1.5项目计划指标 本项目执行期间预计投资3000万元，项目完成时达到生产生产ADI产品5000吨的能力。 1.5.1.主要要经济目标 建设规模： 年产量5000吨 实现产值： 10530万元 利 润： 3669万元 投资回收期： 3.1年1 .5.2主要技术性能指标 ADI产品达到的主要技术性指标： 抗拉强度 b=860MPa，伸长率10，硬度HRC29； 抗拉强度 b=1000MPa，伸长率4，硬度HRC30 ； 抗拉强度 b=l 200MPa，伸长率2，硬度HRC41。 针对不同的产品，其抗拉强度、硬度、伸长率可调整。1.6可行性研究结论 ADI具有良好的综合性能，适应于制造要求高强度，高耐磨，高疲劳强度并兼有一定韧性的零件。符合国家产业技术政策，符合我国国情，具有非常广阔的市场前景。项目建成后，将会产生巨大的经济和社会效益。 项目具有很高的技术含量，提出的经济目标，技术和质量指标不仅达到和满足国家有关规定的要求，而且也是切实可行的。 该公司拥有一批生产、操作的技术骨干，并具有生产ADI产品的工艺及基本设备基础，能够生产ADI材质的风镐缸体、磨浆机磨片及铁路机轨用的磨耗板等产品，完全有能力完成项目的各项指标，实现建设目标。2产业关联度分析2 .1国内外ADI发展概况2.1.1国外ADI概况 ADI是一种新型的高性能、低成本工程材料。1970年芬兰宣布研制成功ADI，并用于生产，在英、美、法、加等13个国家申请了专利，美国相继也宣布制成ADI。上世纪80年代以来，ADI在国外迅速发展应用，已召开了六届ADI国际会议。 芬兰是ADI的创始国，目前该项技术仍处于国际领先地位，有成熟的科研、生产技术经验。芬兰Compnenta公司是芬兰最大的铸造生产企业，其产品辐射英、法、等14个国家（城市）。目前，芬兰、英国、美国、日本、瑞士、德国等6国已制订了ADI国家标准，1997年CEN(欧洲标准化委员会)又制订了统一的欧洲ADI标准ENl564。国外ADI在汽车、铁路、冶金及通用机械等方面得到了广泛应用。(1)齿轮 ADI的最早用途之一是生产齿轮,早期应用的有芬兰Kymi Kymmene公司生产的各种|产品，包括通用工程齿轮箱，轧钢厂的传动装置、水泥厂用的大型拼合环形齿轮、转窑及森林机械等；近期的应用有比利时Van de Wiele 公司生产的地毯和天鹅绒织机的齿轮和凸轮，CDC公司(康明斯发动机有限公司和Ji Case公司的合资企业)生产柴油机用正时齿轮，目前康明斯发动机上的好几种齿轮都用ADI材料制造。 在ADI材料诸多应用中，最引人注目的是ADI材料取代18CrMnTi铸钢用来制造汽车后桥螺旋伞齿轮，而这一应用是由美国通用汽车公司率先开始的。1976年12月美国通用汽车公司宣布他们已经成功地用ADI材料取代铸钢制造汽车后桥螺旋伞齿轮，紧接着1977年在部分Pontacs汽车上安装了这种齿轮。从I 978年起， 通用汽年公司将这种齿轮作为标准零件安装在许多该公司生产的货车和客运小汽车上。 芬兰Kymi Kymmene冶金公司也在上世纪70年代成功开发制造了ADI汽车后桥螺旋伞齿轮，多年的使用结果令人满意。 ADI伞齿轮和其它齿轮成功地开发和应用，引起了许多国家和制造商的关注。继通用汽车公司之后，许多国家积极开展这方面的研究。研究开发的结果是：瑞士、德国和美国的公司合作开发生产汽车后桥螺旋伞齿轮，在1986年已达到4500套/月的生产能力，据称成本降低30。1984年 Fis cher公司生产的ADI汽年后轿螺旋伞齿轮已有数千套装车，目前均已大批量生产。 ADI 材料成功地取代锻钢用来大规模生产汽车后桥齿轮，它和锻钢伞齿轮相比，具有下面几方面的优势： a . 原材料成本下降； b有好的铸造性能和等温淬火前的机械加工性能，可延长工具寿命，提高加工速度，缩短热加工周期； c 简化了热处理环节，减少了热处理变形； dADI对切口的敏感性较低，表面上的凸凹不平点被迅速磨掉，可减少对精整工艺的需求，加工要求少，且最终加工表面质量提高； e 由于高强度、中韧性及有一层石墨膜，ADI齿轮具有优良的抗咬合性、抗磨损和抗擦伤能力，特别是在无润滑状态下，ADI具有自润滑性能，石墨膜还可降低摩擦系数和运转温度，并可提高传动效率； f. 材料密度比锻钢小约10%，而形状大小与锻钢齿轮相同，其重量减轻； g. 具有良好的减震性，运行过程中噪音小。 (2)曲轴 ADI潜在的大市场之一是用于对材料强度要求特别高的曲轴和连杆等承受变动载荷的零件。ADI曲轴已在1.6L的柴油机上应用。美国一些公司如