铜合金托轮瓦易翻瓦、抱轴、拉丝且造价高，水泥企业急需替代品。本文介绍ZA303高强韧耐磨合金的性能及其在回转窑托轮瓦上的应用。
替代铜瓦的现实需求
回转窑的托轮瓦是其关键部件，传统上主要由铜合金制成，目前仍有超过90%的水泥企业在使用铜瓦。然而铜瓦存在诸多缺点，如易翻瓦、抱轴、拉丝，耐磨性差，使用寿命短，以及维修和更换麻烦等，造价也相当高昂。
随着经济快速发展，对铜的需求不断增加，导致铜资源日益匮乏，大部分铜材料需要依赖进口。可以预见，铜在不久的将来将成为我国的战略金属，铜瓦价格持续上涨势在必行，而低价产品又可能无法保证托轮瓦这一关键部件的质量。因此，广大水泥企业和我国的资源形势，迫切要求研发出能够替代铜质托轮瓦的新型产品。
锌基合金的研发基础
自上世纪80年代初，我国的材料科学工作者就开始基于国外著名的锌基合金ZA27进行研究，致力于开发能够替代铜的减摩耐磨材料，并已取得显著进展，在高强韧耐磨锌合金的研发方面，某些应用领域已达到国际先进水平。
其中，沈阳宇航金属材料研究所作为专业从事耐磨材料生产与研究的机构，拥有20多年的锌合金研发经验，成功研发了具有完全知识产权的ZA303、ZA303A、ZA303B、ZRH5、AS7等系列耐磨材料，广泛应用于矿山、水泥、冶金、轧钢、锻压、水电、船舶、鼓风机等多个行业。
值得一提的是，屿恒金属在国际上率先将高强韧锌基合金ZA303应用于水泥回转窑的托轮瓦制造上，其生产的托轮瓦以不拉丝、不抱轴、不翻瓦、寿命长、重量轻、易更换等特性受到用户广泛好评，并已在全国多家大型水泥厂得到应用。
一、ZA303合金
ZA303合金是经过多年研发研制出的一种新型高强韧耐磨铸造合金，具有出色的机械性能、减摩耐磨性能，以及优良的熔铸和机加工工艺性能。此外，它还具有无磁性、减震和受撞击无火花等特性，被国外誉为“白青铜”。
由于性能卓越，ZA303系列合金已成功替代锡青铜、铝青铜、铅青铜等制造耐磨零件，广泛应用于水泥、冶金、矿山机械等领域的轴瓦、轴套、丝母、滑板、蜗轮和轴衬等零件。
实验室试验和长期工程实践均证明，在滑动摩擦面和承载能力方面，ZA303合金的性能均优于铜合金，尤其在重、中载和中低速滑动摩擦条件下，其优良特性更为显著。相较于铜产品，ZA303合金的使用寿命更长，至少是铜产品的2-3倍，同时价格降低20%-30%。
在大型重型机械、回转窑托轮等设备的安装和检修过程中，ZA303合金更易于更换，从而大幅降低检修成本、节约更换时间。
二、机械性能与减摩耐磨性
ZA303合金的使用条件为：温度-40℃≤t≤150℃，速度V≤10m/s，载荷[P]≤280kg/cm²。理论计算、实验特别是大量长期的工程实践表明，在上述工况条件下，ZA303合金可以代替所有的铜合金耐磨减摩制品。
三、ZA303合金的特点
通过长期的工程应用实践，可将其主要特点归纳如下。
摩擦系数小、导热率较高，使用寿命为锡青铜的2～3倍，适用于中低速重载荷的场合；易于加工，精车后表面粗糙度可达1.6；铸造性能好，铸件致密，可铸成壁厚2.5mm的铸件。
具有高强度、高韧性及良好的低温性能，克服了其他合金的低温脆性；重量轻，比铜轻，易于安装；成本低，单件比锡青铜降低成本20%-30%；具有无磁性和无火花性能，在易燃易爆的危险场合安全；具有一定的自润滑性能及减震吸音功能。
具体到回转窑托轮瓦，其典型优点是在使用过程中从不发生翻瓦、抱轴、拉丝事故，这一特点是多家大型水泥厂在长期使用过程中总结出来的。
四、在水泥回转窑托轮上的应用
由于ZA303合金机械性能和减摩耐磨性能都优于铜合金，在相同滑动摩擦条件下，其磨损量只有铜合金的四分之一左右，因此特别适合用于生产轴瓦、轴套、衬瓦等。经过十多年的铸造与加工工艺改进，目前已可生产国内各大水泥设计院（南京、天津、成都、合肥等）设计的各种不同规格的回转窑托轮瓦。
不拉丝、不抱轴、不翻瓦是所生产托轮瓦的独有特点：1990年至今，所生产的水泥回转窑托轮瓦从未发生过烧瓦、断裂、冒烟、起皱、拉丝、抱轴、翻瓦事故，具有优良的自润滑性能，对油质要求不高，即使短暂缺油也不会对托轮轴造成损伤，不会产生拉丝现象；安装加工容易，无需刮研即可达到要求，深受各大水泥厂欢迎。
产品出口韩国、巴基斯坦、越南、多米尼加等国家。长期的工程应用表明，ZA303合金制造托轮瓦在水泥回转窑上的应用是成功、成熟的，可以放心选用。