粉末冶金论文

论粉末冶金技术王跃龙辽宁科技大学材控09-3摘要：粉末冶金(P/M)技术是一门重要的材料制备与成形技术，被称为是解决高科技、新材料问题的钥匙。本文介绍粉末冶金的发展历史、基本工序、特点、发展趋势以及应用与现状。Abstract:Powdermetallurgy(P/M)technologyisoneoftheimportantmaterialpreparationandformingtechnology,knownasthekeytosolvethehigh-tech,newmaterialproblems.Thispaperintroducesthedevelopmenthistoryofpowdermetallurgy,basicprocess,characteristics,developmenttrendsandapplicationandcurrentsituation.关键字：粉末冶金、基本工序、发展历史、应用一粉末冶金简介粉末冶金是制取金属或用金属粉末（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，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。二粉末冶金的发展史粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法，生产的粉末是海绵铁粉。1750~1850年随着科技的发展，合适的炉子和耐火材料出现。P.M生产锻压铂的工艺消失，现在采用F.M法。１８世纪下半叶和１９世纪上半叶，俄、英、西班牙等国曾以工场规模制取海绵铂粒，经过热压、锻和模压、烧结等工艺制造钱币和贵重器物。１８９０年，美国的库利吉发明用粉末冶金方法制造灯泡用钨丝，奠定了现代粉末冶金的基础。到１９１０年左右，人们已经用粉末冶金法制造了钨钼制品、硬质合金、青铜含油轴承、多孔过滤器、集电刷等，逐步形成了整套粉末冶金技术。２０世纪３０年代，旋涡研磨铁粉和碳还原铁粉问世后，用粉末冶金法制造铁基机械零件获得了很快的发展。20世纪中期，粉末冶金生产技术发展迅速，产品应用领域不断扩大。成为现代工业的重要组成部分。为适应科学技术飞速发展对材料性能和成形技术提出的更高要求，开发了多项粉末冶金新工艺，包括：热等静压、燃烧合成、快速凝固、喷射成形、机械合金化、粉末注射成形、温压成形、快速全向压制、粉末锻造、热挤压、爆炸固结、大气压力烧结、微波烧结等等。三粉末冶金工艺的基本工序1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。3、坯块的烧结。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。4、产品的后序处理。烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。四、粉末冶金技术的特点（1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料具有重要的作用。（2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。（3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。（4）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷和功能陶瓷材料等。（5）可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。五、粉末冶金发展趋势（1）功能材料向多功能化、集成化、小型化和智能化方向发展；（2）结构材料向高性能化、复合化、功能化和低成本化方向发展；（3）薄膜和低维材料研帛发展迅速，生物医用材料异军突起；（4）新材料制品的精加工技术和近净形成形技术受到高度重视；（5）材料及其制品与生态环境的协调性倍受重视；（6）材料制备与评价表征新技术、新装备不断涌现；（7）材料在不同层次上的设计发展迅速。六粉末冶金应用与现状（1）应用：（汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电动工具、五金工具。电器.工程机械等）各种粉末冶金（铁铜基）零件。（2）分类：粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模具材料、粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料等。汽车行业是粉末冶金工业发展的最大动力和最大用户。一方面汽车的产量在不断增加，另一方面粉末冶金零件在单辆汽车上的用量也在不段增加。据资料显示，发达国家汽车制造业粉末冶金制品的用量占其粉末冶金制品总产量的绝大多数，如美国占90％，欧洲为80％，而我国目前尚不足40％。欧洲平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是14kg，日本为16kg，美国已达到19.5kg以上，预计未来几年可能达到22kg，而我国却只有5kg左右。工具材料是粉末冶金工业另一类重要产品，其中特别重要的是硬质合金。目前制造业的发展朝着3A方向，即敏捷性（Agility）、适应性（Adaptivity）和可预测性（Anticipativity）。信息行业的发展也为粉末冶金工业提供了新的契机。参考文献：【1】王盘鑫粉末冶金学【M】冶金工业出版社2011【2】黄伯云易健宏现代粉末冶金材料和技术发展现状（一）【J】上海金属2007年第3期【3】黄伯云易健宏现代粉末冶金材料和技术发展现状（二）【J】上海金属2007年第4期【4】刘咏黄伯云世界粉末冶金的发展现状【J】中国有色金属2006年第1期【5】黄伯云粉末冶金标准手册【S】中南大学出版社2000【6】刘道春汽车零部件的粉末材料技术及其发展【J】柴油机设计与制造2011年第1期【7】李祖德，李松林，赵慕岳20世纪中、后期的粉末冶金新技术和新材料（1）【J】粉末冶金材料科学与工程第11卷第5期