浅谈粉末冶金技术的应用与发展

537 编辑：中冶有色技术网来源：唐洋洋冯璐杨柳杨潘王静怡

2024-03-06 16:02:34

摘要：粉末冶金是一种具有无切割、高效率、少污染、低能耗等优点的特殊制造技术，是未来制造技术重要的发展方向。本文首先介绍了粉末冶金的几种技术以及发展现状，然后对粉末冶金技术的应用进行了分析并作出总结。

关键词：粉末冶金,应用,前景

1引言

粉末冶金通常是以金属或金属粉末作为原始材料，经过烧结成型，进而制造各种金属材料、复合材料的一种冶金技术。20世纪50年代，粉末冶金技术得到了前所未有的发展，生产出了许多新的技术设备和新产品，同时在生产过程中，又开发出了一批新材料，这一技术在这个领域已成为现代工业的重要组成部分。经过近60年的发展，中国的粉末冶金工业从无到有，我国有些地区已成为世界上重要的粉末冶金工业基地。中国粉末冶金工业已经形成了较为完善的工业体系，我国企业所生产的产品已经能够满足我国国民经济建设的基本需要。同时我国的粉末冶金科学研究不仅在理论研究上取得了成果，更重要的是，为国防建设、重大军事工程的打造贡献了一份力量。在粉末冶金的人才培养方面，不仅为高校、科研院所和企业提供了大量优秀专业人才，也逐渐形成了一个更加完善的培养体系。随着汽车工业的快速发展和航空工业粉末冶金技术的不断发展，它将朝着一个新的方向前进，在一定程度上促进和提高了粉末冶金技术的提高，特别是指明了粉末冶金技术的未来发展[1]。

2粉末冶金技术

粉末冶金技术可以实现无切割，是一种高效、高质量、高精度的先进制造技术，在众多行业均具有不可替代的作用，包括以下几方面。

（1）温压成型技术

温压成型技术是以增加组件的密度，并在研究扩散和铁粉制备技术的基础上进行粉末和模具的压制的新型粉末冶金技术，是Hoeganaes公司在20世纪80年代末所开发。温压成型技术是近年来才发展起来的，在粉末冶金的领域内占有很重要的地位，具有广阔的应用前景。温压成型技术是使用特殊粉末加热，在加热系统中进行模具粉输送，特别是将金属粉末和模具加热到130 - 150摄氏度，尽量保证较小的温度波动，然后用传统的粉末压制方法，将粉末和模具进行压制。尽管温压成型技术相对成本比传统烧结工艺高20%，但渗铜工艺、粉末热锻工艺等等的成本大大减少，这也开拓了粉末冶金的潜力。

（2）金属注射成型技术

金属注射成型技术是传统粉末冶金技术与现代注射成型技术相结合形成的一种新型成型技术。它适用于大批量、大规模的生产模式，通过这种技术生产出的商品具有复杂的几何形状，并且具有高性能、高精度的特点。在行业中虽然已经取得了一些成就，但该技术工艺需要在粉末中加入更多的粘结剂，从烧结混合料到脱脂之间会涉及到非常复杂的、高要求的技术工艺，这也间接使制造成本很大程度的提高。

（3）流动温压技术

流动温压技术是结合金属注射成型技术的优点，基于金属粉末成型过程中温压成型技术的成形工艺，采取抑制流动压力、温度的措施而形成的的一种新型粉末冶金成形技术。这种技术的关键就在于科学的加入适量的粗粉、细末、热塑性润滑剂材料，各种材料以及提高润滑油的含量的提高也大大的提高粉末的流动性，进一步提高了零部件的填充和成型性能。混合粉末在高压之后具有良好流动性，它不仅具有液体良好的流動性的优点，而且具有高粘度，少摩擦、压力均匀分布良好的传递等特点。在压缩过程中，由于混合粉末的流动流动性，因此每个角都不会产生裂纹，从而大大提高了密度。

3粉末冶金技术的应用

（1）应用于机械零部件的制造

目前粉末冶金技术在机械零部件制造中的应用主要有两个方向：一是生产承受高负荷的机械零部件，另一种方向是制备复杂的几何形状复杂且精度高的机械零件，并将最终的加工量最小化。

（2）应用于新型材料的研制

金属基复合材料：金属基复合材料的制取方法主要有PM法、压铸法和搅拌铸造法等，相比之下，温度较低的PM复合材料可以减少基体与增强体之间的界面反应，并且可以减少界面硬质材料的形成，进而使材料获得更好的力学性能。采用PM法可以制取搅拌铸造法无法直接获得的碳、硅钛基复合材料等等，若使用搅拌铸造法就必须在钛合金基体中溶解碳化硅晶，而采用PM法可避免这种现象的发生。

弥散强化高温材料：最早是以铁基材料用于研究的弥散强化高温材料，近些年来已经延伸到铝基材料。ODM751是氧化弥散分散强化铁基材料的新发展，具有优异的抗蠕变能力、耐高温、耐腐蚀的性质，最高温度可达1350摄氏度，它主要适用于900摄氏度以上、高强度、高腐蚀性的场合。

梯度功能材料：目前梯度功能材料只能针对热梯度功能材料进行开发。它的研究主要依据于核融合反应器和高速飞行需求等等的未来发展，是一种高强度金属材料，同时也是一种耐高温的粉末材料，中间层是高强度纤维和颗粒。这样的结构一方面能保证材料的强度，又能保证材料的耐热性。

随着各类材料的需求的不断增加以及对材料的要求不断地提高，传统的冶金方法已经发展的非常成熟了，粉末冶金技术的突出作用不同于传统的冶金方法，不仅仅在机械零部件的制造和新型材料的研制方面有着重要的应用，粉末冶金技术也是提高和发展合金的一种手段。

4 结语

基于上述分析，粉末冶金技术是上世纪50年代发展的一种新型冶金技术。它对汽车制造业、机械零部件的制造有着很重要的影响，它提供了许多低成本的可再生能源的优势。就世界上的粉末冶金技术来说，美国仍处于先进水平，但在未来，粉末冶金技术在中国的发展前景巨大，这也为提高我国制造业水平做好了前期准备工作。粉末冶金工业在中国起步不晚，粉末冶金厂的数量也不少，多年来一直保持很好的发展，然而，作为一个大国，与先进国家相比还有很长的路要走，因此，在我国发展粉末冶金工业仍然是一项艰巨的任务。

参考文献

[1]冯士超，王艳红，丁瑞锋.粉末冶金在钢铁企业的应用及发展前景[J].粉末冶金技术，2015，33（4）：296-300.

（作者单位：西安建筑科技大学华清学院）

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