粉末冶金是用金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和烧结制成金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。下面小编整理了，欢迎阅读!
篇一
粉末冶金的现状以及发展趋势
【摘 要】粉末冶金是用金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和烧结制成金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。粉末冶金它具有低耗节能、材料利用率高、高效省时等优点，但其也存在一定不足，如金属粉末和模具费成本高，产品尺寸的大小和形状受限制，产品韧性较差等。目前粉末冶金广泛应用在硬质合金制作、多孔材料、难熔金属材料、磁性材料、金属陶瓷等。
【关键词】粉末冶金历史 基本工序 粉末冶金优势与不足 趋势
1 粉末冶金的历史
粉末冶金发展经历三个阶段：
20世纪初，通过粉末冶金工艺制得电灯钨丝，被誉为现代粉末冶金技术发展的标志。随后许多难熔金属材料如钨、钽、铌等都可通过粉末冶金工艺方法制备。1923年粉末冶金硬质合金的诞生更被誉为机械加工业的一次革命;20世纪30年代，粉末冶金工艺成功制得铜基多孔含油轴承。继而发展到铁基机械零件，并且迅速在汽车、纺织、办公设备等现代制造领域广泛应用;20世纪中叶以后，粉末冶金技术与化工、材料、机械等学科互相渗透，更高性能的新材料、新工艺发展进一步促进粉末冶金发展。并使得粉末冶金技术广泛应用到汽车、航空航天、军工、节能环保等领域。
2 粉末冶金的基本工序
1粉末的制取。目前制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。机械法是将原材料机械地粉碎，化学成分基本不发生变化。物理化学法是借助化学或物理作用，改变原材料的化学成分或******状态而获得粉末。目前工业制粉应用最为广泛的有雾化法、还原法和电解法;而沉积法气相或液相在特殊应用时也很重要。
2粉末成型。成型是使金属粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度坯块的工艺过程。成型分普通模压成型和特殊成型两类。模压成型是将金属粉末或混合料装在钢制压模内，通过模冲对粉末加压，卸压后，压坯从阴模内压出。特殊成型是随着各工业部门和科学技术的发展，对粉末冶金材料性能及制品尺寸和形状提出更高要求而产生。目前特殊成型分等静压成型、连续成型、注射成型、高能成型等。
3坯块烧结。烧结是粉末或粉末压坯，在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程。烧结可分单元系烧结和多元系固相烧结。单元系烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低;多元系固相烧结，烧结温度一般介于易熔成分和难熔成分的熔点之间。除普通烧结外，还有活化烧结、热压烧结等特殊的烧结方法。
4产品的后处理。根据产品的性能要求不同，一般会对烧结品再进行加工处理。如浸油、精整、切削攻牙、热处理、电镀等。
3 粉末冶金的优势与不足
粉末冶金的优势：粉末冶金烧结是在低于基体金属的熔点下进行，因此目前绝大多数难熔金属及其化合物都只能用粉末冶金方法制造;粉末冶金压制的不致密性，有利于通过控制产品密度和孔隙率制备多孔材料、含有轴承、减摩材料等;粉末冶金压制产品的尺寸无限接近最终成品尺寸不需要机械加工或少量加工。材料利用率高，故能大大节约金属，降低产品成本;粉末冶金产品是同一模具压制生产，工件之间一致性好，适用于大批量零件的生产。特别是齿轮等加工费用高的产品;粉末冶金可以通过成分的配比保证材料的正确性和均匀性，此外烧结一般在真空或还原气氛中进行，不会污染或氧化材料，可以制备高纯度材料。
粉末冶金的不足：粉末冶金零件部分性能不如锻造和一些铸造零件，如延展性和抗冲击能力等;产品的尺寸精度虽然不错，但是还不如有些精加工产品所得的尺寸精度;零件的不致密特性会对后加工处理产生影响，特别在热处理、电镀等工艺必须考虑这一特性的影响;粉末冶金模具费用高，一般不适用于小批产品生产。
4 国内粉末冶金行业的趋势
随着我国工业化快速发展，高附加值的零部件需求将加速增长。此外，随着全球化采购的产业链形成，带给国内零部件企业商机显而易见。因此，如何把握当前机遇，目前粉末冶金行业应该从以下四方面发展。
1进一步提高铁基粉末冶金产品的密度，扩大粉末冶金件对传统锻件的替代范围。当前，铁基粉末冶金零件的密度为7.0-7.2g/cm3，而国内某企业通过技术改进，用传统的粉末烧结和锻造工艺相结合的办法，用较低的成本把铁基粉末冶金零件密度提高至7.6g/cm3，在这种密度前提下，铁基粉末冶金已经可替代机械、汽车等行业的大多数连接件和部分功能件。考虑粉末冶金工艺本身对材料的节省和高效特征，此类铁基粉末冶金件的潜在价值空间可达至千亿元。
2提高粉末冶金产品的精度、开发形状更复杂的产品。为机械制造、航天汽车、生活家电等行业的产业结构升级服务。此方向主要以降低机械重量、节能减耗及将设备小型化、普及化为导向。如使用注射成型零件几乎不需要再进行机加工，减少材料的消耗，材料的利用率几乎可以达到100%。
3进一步合金化，目标为轻量化和功能化。在铁基粉末中，混入铝、镁及稀土元素等合金粉末，可实现其超薄、轻量化等性能，可广泛地应用电子设备及可穿戴设备等与生活密切相关的领域中。
4改善粉末冶金零件的电磁性，目标是对硅钢和铁氧体、磁介质等材料的取代。以取向硅钢材料为例，硅钢的导电原理是加入硅元素后，材料通过减少晶界的方式降低铁损，特别是取向硅钢，导向方向是一个单一粗大的晶粒。相比取向硅钢的一维导电方向，粉末冶金零件可以实现多维导电各个方向。目前此技术已被少数企业实现突破，只要不断完善，最终达到工业要求。这种技术将会广泛在电机设备、汽车及机器人智能控制系统等领域应用。
参考文献：
[1]黄培云.粉末冶金原理.[M].北京：冶金工业出版社，19972006.1重印.1.
[2]黄培云.粉末冶金原理.[M].北京：冶金工业出版社，19972006.1重印.7.
作者简介：阮志光1985- 男，汉，广东佛山人，本科，毕业于合肥工业大学，主要从事粉末冶金的研发工作。
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