粉末冶金材料及冶金技术发展的分析

粉末冶金材料及冶金技术发展的分析

李寒

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摘要:现今，粉末冶金技术已经被推广到各个领域，粉末冶金技术和传统方法相比有诸多优点，比如节能、高效、环保等等。同时，粉末冶金也可以用于制作传统方法无法制备的材料。本文首先介绍了粉末冶金的特点、种类、用途。其次,阐述了粉末冶金的发展历史。最后，讲述了粉末冶金技术的发展现状。本文着重探讨粉末冶金材料及冶金技术发展。

关键词:粉末冶金材料﹔冶金技术发展﹔效率;节能

引言

粉末冶金技术在我国已经有一段时间的研究历史，早在古代人们就掌握了冶炼生铁的技术。十八世纪的欧洲也曾在制造铂金的过程中采用粉末冶金的方法，逐渐粉术冶金技得到了推广。随着经济的高速发展,粉末冶金技术也得到了提高,同时新型材料的出现，也让粉末冶金成为了材料以域必不可少的技术。

1粉末冶金技术

1.1特点

粉末冶金技术就是对多种材料进行复合加工,所以粉末冶金制成品具有化学性能，可以用于制作一些稍密零什，比如汽车上的小配件。利用粉末冶金技术可以制造出有特殊性能或者结构的产品。废弃的矿石或者金属都可以作为粉末冶金的原料，这种方式减少了污染和浪费,有效的节约了资源。

1.2分类

在传统的粉末冶金技术中,采用铁基粉是最常见的材料广泛的用于汽车制造业。但是汽车生产的规模扩大，铁基粉的需求量也越来越大。

1.3用途

粉末治金技术的用途十分广泛，可以用于信息领域。在信息领域主要是采用粉末冶金软磁材料。软磁材料可以分为金属类材料和铁氧体材料。在早期最先出现的是铁氧体材料，这种材料的制造技术相当有限,所以现今也只能通过粉末冶金技术制造出来。软磁材料中的金属类材料主要是用铁和包含铁的合金制造而成的,比如硅钢和磷铁等等。

2粉末冶金技术发展历史

粉末冶金技术最先是由埃及人在风箱中用碳还原氧化铁得到的海绵铁。将海绵铁经过高温锻造成致密块,然后再捶打成铁的器件。炼铁技术在远古时期对人类社会起到了重要作用。粉末冶金技术在发展的过程中,先后制造了硬质合金、青铜含有轴承和集电刷等等。粉末冶金相比普通的熔炼法生产出来的材料性能较优越,同时材料利用率高,材料比均匀。粉末冶金工艺灵活,可以根据材料具有的性能制造价廉物美的零件，也可以生产新型的零件。粉末冶金技术和各行各业相融合,研发出了许多新工艺。比如微波烧结、放电等离子烧结、温压成形、等静压成形和增材制造技术等等。在汽车行业和航空也快速发展的大背景下,新材料的使用是当下的主要方向。而粉末冶金技术作为制造新材料的工艺,新材料对于粉末冶金技术的需求也会越来越多,粉末冶金技术也将走向更深层次的领域。总而言之,粉末冶金技术仍旧需要一个长期的发展和研究,并且已经得到了实践。在汽车制造业和信息技术领域都不断地朝着新的方向发展。

3粉末冶金技术的发展

3.1粉末冶金制备新工艺

粉末冶金技术制备新工艺主要是采用雾化制粉技术，机械合金制粉技术，纳米粉末技术。雾化制粉技术是用直接敲击液体金属或者合金的方式，让其快速冷凝，从而得到粉末材料。这种方式可以减少合金成分的偏析，从而得到成分均匀的材料。机械合金制粉技术则是在高能球的磨机中，让粉末颗粒和磨球经过长时间的磨合，导致粉末被破坏,其表面逐步互相冷焊从而合金化的技术。纳米粉末技术则是针对粒度在100nm以下的粉末颗粒。这种粉末和普通的颗粒材料有不同的化学性和物理性。但是纳米粉末技术因为成本较高,所以并没有被大规模使用。

3.2粉末冶金形成新工艺

粉末冶金形成新工艺主要分为温压成形，等静压成形和增材制造技术。温压成型就是将混合粉末放在封闭钢膜中进行加热，加压成形。这种温度一般都是在120℃左右,在室温和热压温度之间，所以才叫温压成形。而等静压成形则是一种新的工艺,因为其安全性和均匀性,逐渐在代替传统的成形工艺。增材制造技术，是利用3D打印技术，对材料进行堆积,从而得到所需要的几何体形状。

3.3粉末冶金烧结新工艺

粉末冶金烧结新工艺又分为微波烧结、放电等离子烧结两种。微波烧结就是利用微波的波段和材料之间的结构产生热量。这种方式通过材料的介质损耗可以让材料整体都烧制温度适当的情况，从而实现致密化。放电等离子烧结,就是在加压情况下对粉末两端施加低电压，从而促使粉末产生大量的热。热量可以让粉末表面颗粒处于激活状态,减少扩散。

3.4烧结硬化

烧结硬化工艺是20世纪90年代开发出来的一种粉末冶金新工艺，其原理为粉末冶金制品在烧结冷却阶段，通过快速冷却，使其显微组织全部或部分转变为马氏体，提高产品的硬度和强度l。由于烧结硬化省去了烧结后的热处理，既降低了生产成本，又避免了传统工艺中经烧结冷却出炉后，再经淬火导致的高热应力和零件变形等缺点，使得零件的尺寸公差和性能稳定性得以提高。近年来，已研发生产了多种用于烧结硬化的低合金钢粉，使得在烧结炉的冷却带发生马氏体相变成为可能。用于烧结硬化较广的钢粉是预合金化的低合金钢粉，含有改善烧结钢淬硬性的镍、钼、锰、铬等合金元素。为了提高合金的淬透性，合金元素必须固溶在基体中。预混合、部分合金化和混合元素粉末材料依靠烧结时的扩散过程来影响材料的合金化。因此，通常预合金粉末比混合元素粉末、部分合金化粉具有更好的淬透性。目前，烧结硬化材料在许多不同的工业和产品加工行业中都有潜在的应用。

4结束语

目前，粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向发展。近年来，一系列粉末冶金新的成形技术层出不穷，并呈现出加速发展态势，粉末注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形等新技术不断涌现，使得粉末高致密化成形技术得到了很大的发展。粉末冶金具有效率高、成本低、耗能小的优点，所以逐渐被广泛采用。在经历一个长阶段的研究之后,粉末冶金技术的诸多优越性已经越来越受到重视。但是我国现今冶金行业的发展和国外仍旧存在一些差距。在新材料领域的研发，仍旧需要专业的人员参与其中。本文对其的研究还存在着不足之处,因此需要科研人员跟进在对于粉末冶金技术方面的研究,积极推进我国工业的发展和建设。

参考文献

[1]张绪虎，徐桂华，孙彦波.钛合金热等静压粉末冶金技术的发展现状[J].宇航材料工艺,2016,(06):10.

[2]孙世杰.2016年亚洲主要国家和地区粉末冶金制品生产统计[J]﹒粉末冶金工业，2017,27(5):77.

[3]孙世杰.BCC研究公司预计2019年全球粉末冶金市场规模将达到325亿美元[J]﹒粉末冶金工业,2015,25(1):64.

[4]吴志方，周帆.Fe-Cu二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体的机械合金化制备研究进展[J].粉末冶金工业,2015,25(2):52-56.