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一、课题的提出
降低生产成本的重要性毋庸多言，各铸造生产厂、车间都在积极想办法解决。我们公司铸造车间该从何着手呢？
众所周知，近年来钼铁的价格飞涨，镍、铜等贵重金属的价格也有不同程度的上升。这些都给企业的利润空间带来了巨大的压力。我厂的高铬系耐磨材料用量较大，生产这种牌号的材质需要加入Cr、Mo、Ni、Cu等合金元素，其含量范围Cr18.0～22.0%、Mo1.5～2.5%，Ni1.0～1.5%、Cu1.0～1.5%。多年来，作为国内知名企业，我们的高铬铸铁件生产一直都是严格按照有关标准配料的。只是鉴于当前的价格形势，在实际配料中，我们已经把这些合金元素的含量控制在了下限，即Cr18.0～20.0%，Mo1.5～1.6%、Ni1.0左右、Cu1.0%左右。即使如此，它们的消耗量仍显很大。
面对这种局势，国内其他生产高铬系耐磨材料的厂家又是怎样应付的呢？
据业内人土透露，许多号称生产高铬系耐磨材料的小厂，为了降低成本而少加钼、甚至不加钼，供应市场。用他们私下里的话讲，“钼铁这么贵，铸件又不好提价，谁舍得加钼啊。”
我厂的一些用户（如首钢）曾在技术协议中对高铬铸铁件的化学成分有明确规定，钼含量仅为0.3%～0.9%，远远低于我厂的标准，且不要求加铜。这样的要求我们觉得很奇怪，因为这种成分构成有违常理。分析其动机，是否他们怕我们也像一些小厂一样偷工减料，而特地规定了一个他们认为“合适”的成分呢？不得而知。
我们厂作为国内知名企业，自然不能这么做。
一般认为，高铬系耐磨铸铁中加钼的作用是提高铸件的淬透性，从而保证其耐磨性。这一点对高铬系耐磨铸铁很重要，实际上钼的作用其它元素很难替代。但是，任何事情都是一分为二的，钼的加入也有其不利的一面——会使铸件变脆，易产生裂纹。因此，为了解决钼的有害作用，必须再加其它元素中和、补偿、这就是为什么高铬系耐磨铸铁中还需要加镍、铜的道理。这就像中医的配方一样，任何一味药的药性有其治病的一面，也有其各自的毒性，须得多味药的调和，才能治好病，所以，往往一位老中医所开的方子多达十几种以上。
那么，钼虽不能替代，能否再减少加入量呢？
二、试验过程
我们最近在一份资料上获知，江西省赣州龙钇公司开发了一种新的高铬系耐磨铸铁用变质剂（YFB），用于改善材质的铸态金相组织及耐磨性，可大幅度降低钼的加入量，而不影响铸件的使用性能。
我们欣喜异常，立即与对方联系并着手实施。
在看了对方提供的技术资料后，我们弄清了YFB的来龙去脉。YFB是一种以钇基重稀土为主要原料的多元复合变质剂，钇基重稀土是江西赣州地区所特有的一种资源，它不同于大家所熟知的包头产铈基稀土。据称：由于钇的独特作用，使得YFB能细化基体晶粒，改变碳化物的形态、大小、分布，使碳化物呈不连续状或团球状，改善偏析。另外，YFB还能促使材料表面形成一种致密均匀的氧化膜，从而提高材料高温下的抗氧化能力、抗腐蚀性。另据介绍，YFB能有效细化均匀化碳化物，促使C曲线右移，从而提高淬透性，因此能减少或不加Mo、Cu等合金元素，并能简化热处理工艺，而耐磨性等力学性能达到或高于同牌号的加Mo、Cu铬系耐磨铸铁的要求。
于是，我们和厂家技术人员一起，制定了试验方案。经过几次摸索、数据测试和清理工的手感，我们总结出了一个可行的生产工艺，并与原生产工艺对比，结果如下：
1、化学成分控制范围（%）
C | Si | Mn | Cr | Mo | Cu | Ni | |
原工艺 | 2.5～2.8 | 0.6～1.0 | 0.8～1.2 | 18～20 | 1.5～1.6 | 1.0～1.2 | 1.0～1.2 |
新工艺 | － | － | － | － | 0.8～1.0 | 0.5～0.7 | 0.5～0.7 |
2、每吨铁水的配料对比
原工艺 | 新工艺 | ||||
炉料名称 | 配比（%） | 重量（Kg） | 炉料名称 | 配比（%） | 重量（Kg） |
钒钛生铁 | 55 | 550.0 | 钒钛生铁 | 55 | 550.0 |
铬铁 | 33 | 330.0 | 铬铁 | 33 | 330.0 |
锰铁 | 1.2 | 12.0 | 锰铁 | 1.2 | 12.0 |
废钢 | 6.2 | 62.0 | 废钢 | 6.2 | 62.0 |
钼铁 | 2.6 | 26.0 | 钼铁 | 1.4 | 14.0 |
镍 | 1.0 | 10.0 | 镍 | 0.6 | 6.0 |
铜 | 1.0 | 10.0 | 铜 | 0.5 | 5.0 |
合计 | 100 | 1000 | 合计 | 100 | 1000 |
3、热理工艺的调整
原工艺：淬火温度1000℃，回火温度280℃。
新工艺：淬火温度980℃，回火温度350℃。
4、硬度对比
原工艺：铸态HRC52～54，淬火＋回火HRC60～62。
新工艺：铸态HRC49～51，淬火＋回火HRC59～61。
5、补充说明：由于我们厂不具备测试冲击值的条件，因此冲击值没有检测，但从工人清理铸件时的情况来看，普遍反映砸冒口费劲、毛刺难磨。另外，通过看金相得知，组织的确细化、均匀了，且有球团状组织出现。这些都能说明，铸件的耐磨性得到了改善。
三、经济效益分析
新工艺只是减少了Mo、Ni、Cu三元素的加入量，增加了YFB和热处理费用基本不变，其直接经济效益是显而易见的。
高铬铸铁1吨铁水节约成本分析表
原 料 | 原工艺加入量（Kg） | 新工艺加入量（Kg） | 减少量（Kg） | 单 价（元／Kg） | 节约成本（元／吨） |
钼铁合金 | 26.0 | 14.0 | 12.0 | 380 | 4560 |
电解铜 | 10.0 | 5.0 | 5.0 | 50 | 250 |
金属镍 | 10.0 | 6.0 | 4.0 | 160 | 640 |
上表中三项合计，共节约：5450元／吨。
每吨铁水的YFB加入量为0.3%即3Kg，单价38元／Kg，这样将增加成本：114元／吨。
则，实际成本为：5450－114＝5336元／吨。
按目前我厂的生产情况，若每月生产高铬铸铁件在50吨以上，需熔化铁水80吨，则，可节约钼铁、铜、镍费用：
80×5336＝426880元。
可见，其经济效益是非常可观的。
四、结论
1、采用YFB变质处理，可改善高铬铸铁的金相组织及耐磨性，在保证产品性能不变的情况下，降低了钼铁、铜、镍的加入量。
2、热处理工艺变化不大，我厂现有的热处理条件能满足要求。
3、由于大幅度降低钼铁、铜、镍的加入量，可大大缓解我厂原材料采购的资金压力，每月可节约资金42万多元。
4、受工厂条件和时间精力的制约，加之我们水平有限，对YFB的试验研究虽然取得了一定的成果，但总的感觉，还是显得粗糙肤浅了一些，不当之处及未尽事宜在所难免，有待今后继续研究改进。赣州龙钇稀土材料有限公司联系电话：0797-6581279 传真：0797-6581277
