【正文】
重要手段。鈦合金在汽車上的應用主要是成本問題,而粉末鈦合金的主要障礙在于高性能低成本鈦粉。該技術與傳統(tǒng)的以海綿鈦為原料的氫化脫氫過程完全不同。%~%之間。由于對氣氛和雜質(zhì)的敏感性,粉末鈦合金的燒結也是工藝難點,通常與要熱等靜壓或后續(xù)熱加工。這一系列工作將大大推動鈦合金在汽車機關鍵部件上的應用。粉末注射成形的材料已經(jīng)從早期的鐵基、硬質(zhì)合金、陶瓷等對雜質(zhì)含量不敏感,性能要求不是非??量痰捏w系,發(fā)展到了鎳基高溫合金、鈦合金和鈮材料。材料結構也從單一均勻結構向復合結構發(fā)展。例如將316L不銹綱和174PH合金復合,能夠?qū)崿F(xiàn)力學性能的連續(xù)可調(diào)。在與微系統(tǒng)技術密切相關。而粉末注射成形技術提供了實現(xiàn)的可能。它是針對零件尺寸結構小到1um所開發(fā)的成形技術,基本工藝與傳統(tǒng)注射成形一致,但原料粉末粒度更小。粉末制備技術粉末霧化一直是高性能粉末的制備技術。ASL公司的研究結果表明,若將氣體溫度提高到330℃。粉末霧化方面的技術有很大的改進。美國赫格拉斯公司將先進的煉鋼技術用于粉末生產(chǎn)中,融合了電弧煉爐(EAF)技術、氬氧脫碳技術(ADO)、高性能霧化技術和氫退火技術,大大改善了粉末質(zhì)量、粉末壓坯密度和強度得到了提高。機械合金化仍然是研究的熱門,但大多數(shù)是實驗室工作。粉末燒結理論與技術微波燒結作為一種新的快速燒結技術,已經(jīng)完全適用于金屬粉末材料,如粉末鋼、硬質(zhì)合金、有色金屬等。放電等離子燒結(SPS)的研究也不少,材料體系也從陶瓷擴展到了金屬材料,特別是一些超細晶材料,如鋁合金、鎂合金和自潤滑鐵基材料等。噴射沉積在制備大型、細晶材料方面非常有優(yōu)勢。隨著熔煉技術的提高,噴射沉積已可用來制備工具鋼和高溫合金??焖俪尚渭夹g近年來引起了很多學者的關注。目前該技術已用于鋼鐵粉末和鈦合金粉末等。該方法非常方便用于各種不同成分合金按照不同結構需要進行三維微觀堆積,目前尚處于概念階段。粉末零件后續(xù)處理技術后續(xù)處理對粉末冶金零件的性能至關重要。Miba公司采用鉆孔技術對零件可加工性進行了評價。此外隨著應用的擴大粉末鋁及復合材料的切削多孔材料的線切割也受到了關注。粉末冶金材料和制品的今后發(fā)展方向:有代表性的鐵基合金,將向大體積的精密制品,高質(zhì)量的結構零部件發(fā)展。用增強致密化過程來制造一般含有混合相組成的特殊合金。加工獨特的和非一般形態(tài)或成分的復合零部件。產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定,產(chǎn)品內(nèi)在重量和外觀質(zhì)量均有較大的差距工藝裝備落后多數(shù)企業(yè)仍采用性能較差的設備、能耗大、效率低、爐溫均勻性差,質(zhì)量不穩(wěn)定;國內(nèi)還沒有形成一個專業(yè)生產(chǎn)粉末冶金模具、模架的企業(yè)企業(yè)技術經(jīng)濟效益與國外同類企業(yè)相比差距較大日本住友電工(株): 650人,年產(chǎn)粉末冶金零件24000噸,年銷售額近2億美元,;臺灣保來得公司 : 530人,年銷售額6210萬美元。九、國內(nèi)粉末冶金技術面臨的問題及機遇大力發(fā)展粉末冶金技術,積極培養(yǎng)核心競爭力當前我國汽車零部件企業(yè)不僅面臨著跨國企業(yè)的猛烈沖擊和國內(nèi)企業(yè)間同質(zhì)化的激烈競爭,還有上游原料成本的擠壓以及下游主機及經(jīng)銷商不斷提高的產(chǎn)品質(zhì)量標準。絕大多數(shù)零部件企業(yè)不具備產(chǎn)品開發(fā)能力,產(chǎn)品開發(fā)主要依靠主機廠,難以適應整車更新?lián)Q代的要求,企業(yè)自身核心競爭力較低。面臨當前困境,積極培養(yǎng)自身核心競爭力便成為目前企業(yè)亟需解決的問題。而這些零部件中,主流的核心技術,便是粉末冶金技術。而國內(nèi)汽車發(fā)動機連桿大多采用的鍛鋼連桿和鑄造連桿疲勞周次要達到50萬以上是很困難的,因為連桿的工字筋部位均不經(jīng)切削加工,細小的缺陷對連桿的疲勞壽命影響較大。因此,要想培養(yǎng)自身的核心競爭力,當務之急必須謀動粉末冶金技術發(fā)展,以此為突破點增強國內(nèi)零部件業(yè)已衰弱的競爭力。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2007年上半年,%%。伴隨著中國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,帶動了零部件市場的快速發(fā)展。據(jù)預計,到2010年中國汽車零部件國內(nèi)產(chǎn)值將達到7000億元左右。因此在20世紀90年代中期,用于汽車和摩托車工業(yè)的粉末冶金零件按質(zhì)量計算在10年間幾乎翻了一番??梢?,高附加值的粉末冶金零件正逐步向汽車領域轉(zhuǎn)移。統(tǒng)計的產(chǎn)品類別包括鐵銅基粉末冶金零件、含油軸承以及摩擦材料。未來我國汽車粉末冶金零件產(chǎn)品市場潛力將呈井噴增長。歐洲平均每輛汽車的粉末冶金制品使用量是14kg,日本為16kg,預計未來幾年可能達到22kg,而我國目前平均每輛汽車粉末冶金制品的用量卻只有5kg左右。把握機遇,利用自身優(yōu)勢突破我國汽車零部件困局隨著我國汽車工業(yè)快速發(fā)展,高附加值的零部件需求將加速增長。然而,我們是否能夠握當前機遇,不僅是我國汽車零部行業(yè)突破當前困局的機遇,更是產(chǎn)業(yè)升級的契機。雖然,當前我國的粉末冶金技術水平相對國外發(fā)達國家依然有著不小的距離。與此同時,自上世紀90年代開始,我國粉末冶金制品行業(yè)也呈加速發(fā)展(主要集中在東部及沿海地區(qū)),東部和沿海地區(qū)的年產(chǎn)量增長幅度均在10%以上。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前全省已有各類粉末冶金企業(yè)40多家,產(chǎn)品應用各個領域。同時,在行業(yè)內(nèi)部合理分工,逐步形成分工明確的縱向多層次有機整體,依托國內(nèi)市場發(fā)展制造能力,再通過國際合作迅速提升競爭力、獲取競爭優(yōu)勢,并且通過國際合作所獲得的企業(yè)在未來發(fā)展中的資本、技術、產(chǎn)品和管理的支撐,進入國際合作伙伴的配套體系和融人全球采購體系,突破當前產(chǎn)業(yè)困局。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方,因此,一系列粉末冶金新技術也可用于陶瓷材料的制備。這種工藝過程成為粉末冶金法,是一種不同于熔煉和鑄造的方法。粉末冶金法不僅是制取具有某些特殊性能材料的方法,也是一種無切削或少切削的加工方法。但金屬粉末和模具費用高,制品大小和形狀受到一定限制,制品的韌性較差。關鍵詞:粉末冶金、基本工序、應用、發(fā)展方向、問題及機遇Abstract: Powder metallurgy is used for preparing metal or metal powder(or metal powder and metal powder mixture)as raw material, after forming and sintering, manufacture of metal materials, posite and various types of products metallurgy method and the production of ceramic have similar place, therefore, a series of new powder metallurgy technologies can also be used for preparing ceramic metallurgy materials refers to the use of several kinds of metal powder or metal and non metal powder as raw material, through mixing, pressing, sintering process and made of process to bee powder metallurgy method, is different from the melting and casting production process and ceramic products are similar, so called ceramic metallurgy method not only has some special properties of material preparation method, is also a kind of without cutting or less cutting processing has high productivity, high material utilization rate, saving machine tools and production area etc..But the metal powder and high mold cost, product size and shape are subject to certain restrictions, flexibility is metallurgy method often used for the production of hard alloy, antifriction material, structural material, friction material, refractory metal materials, filter materials, metal ceramic, no segregation in high speed tool steel, magnetic materials, heat resistant words: powder metallurgy, basic process, application, development trend, :粉末冶金是一種特殊的固態(tài)成形工藝,它是制取金屬粉末,采用成形和燒結工藝將金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)制成制品的工藝技術。粉末冶金工藝的第一步是制取原料粉末,第二步是將原料粉末通過成形、燒結以及燒結后處理制得成品。粉末冶金的工藝發(fā)展已遠遠超過此范疇而日趨多樣化,已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。鍛壓鉑(wrought platinum)時間:1750~1850年鎢絲(tungsten wire)20世紀初開始,1913年獲得專利高熔點金屬(refractory metal)時間:1940年前采用粉末冶金方法,1940年后采用真空電弧、電子束自潤滑軸承或含油軸承(selflubricating bearing)時間:20世紀20年代硬質(zhì)合金(cemented carbides)時間:20世紀20年代,1925年獲得專利結構件(structural parts)時間:20世紀30年代后期熱固結:壓制與燒結結合起來同時進行的一種技術,時間:20世紀40年代后 所以,對于粉末冶金技術來說,該技術具有著歷史的考驗,然后一步步不斷的完善,當然,就目前而言,粉末冶金技術還在不斷的改進與發(fā)展中。鐵粉占整個粉末總量的90%以上。汽車行業(yè)仍然是粉末冶金工業(yè)發(fā)展的最大動力和最大用戶。北美平均每輛汽車粉末冶金零件用量最高,歐洲平均為9公斤,日本平均為8公斤。粉末冶金鐵基零件在汽車上主要應用于發(fā)動機、傳送系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)、點火裝置等。歐洲對汽車尾氣過濾為粉末冶金多孔材料又提供了很大的市場。工具材料是粉末冶金工業(yè)另一類重要產(chǎn)品,其中特別重要的是硬質(zhì)合金。這要求加工工具本身更鋒利、剛性更好、韌性更高;加工材料的范圍擴大到呂合、鎂合金、鈦合金以及陶瓷等;尺寸精度要求更高;加工成本要求更低;環(huán)境影響要減到最小,干式加工比例更大。硬質(zhì)合金的晶粒(<200nm=和超粗晶粒(>6um);涂層技術發(fā)展很快,CVD、PVD、PCVD技術日益完善,涂層種類也很多,從常用的CVDTiCN/Al2O3/TiN到CVDPCBN(聚晶立方BN)以及PVDTiAIN,Al2O3,cBN(立方BN)和SiMAlON等,滿足加工場合的需要。其中熱沉材料占23%,發(fā)光與點極材料占30%。有這些材料的統(tǒng)計可以看出,粉末冶金技術在改革中得到了很大的進步,它有了自己本身的優(yōu)點,是別的一些技術手段沒辦法取代的,已經(jīng)慢慢的滲透到各個方向。這種粉末多呈多面體形,其成形性與燒結性良好。目前,粉末成形使用的鐵粉大部分由還原法產(chǎn)生;難熔化合物粉末(如硬質(zhì)合金)的制取也用此類方法。它利用高壓惰性氣體或高速旋轉(zhuǎn)的葉片將從小孔噴嘴中熔融的金屬擴散成霧狀液滴并迅速使之冷卻成金屬微粒的制粉方法。金屬液的溫度越高,球化的傾向越顯著。電解沉積法:在金屬熔鹽或金屬鹽的水溶液中通入直流電,使金屬離子重新獲得外層電子,變成金屬粉末。機械粉碎法:利用機械,通過壓碎、擊碎和磨削等作用,使金屬塊、合金或化合物機械地粉碎成粉末。由于人類的智慧集成,人們不斷的考慮著去完善這項技術的各個方面,在人們的努力中,研發(fā)出原料粉末的制取方法,為粉末冶金的發(fā)展提供了不可或缺的條件。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。坯塊的燒結:成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。除普通燒結外,還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用于粉末冶金材料燒結后的加工,取得較理想的效果。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料具有重要的作用。,充分發(fā)揮各組元材料各自的特性,是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術。、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料,是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。粉末冶金技術的優(yōu)點所在,也就導致了粉末冶金技術會迅速發(fā)展的必然趨勢。首先,人們看到了粉末冶金的優(yōu)點,這樣人們就會為該技術去尋找完善的方法,就這樣得到不斷的改進。,可以將粉末原料直接成形為少余量、無余量的毛坯或凈形零件,大量減少機加工量。:、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造。用粉末冶金方法制造產(chǎn)品時,金屬的損耗只有15%,而用一般熔鑄方法生產(chǎn)時,金屬的損耗可能會達到80%。,如輕質(zhì)結構材料、高溫過濾裝置、分離膜等。德國的Fraunhofer研究所開發(fā)了一種金屬空心球制備技 術,在聚合物基體上涂覆金屬粉末料漿,然后通過脫涂聚合物基體和粘結劑,最后燒結成各種具有空心結構的金屬球體。梯度結構合金方面包括工藝與結構的關系。硬質(zhì)合金的硬度高,可加工性差,因此采用注射成形制備復雜形狀中小型零件是發(fā)展趨勢,但是其商用化仍然受技術成熟度的控制。車輕量化為鋁、鎂、鈦等輕金屬材料提供了廣闊的應用前景。從工業(yè)化角度來看,對粉末冶金鋁合金制備過程的優(yōu)化研究更為重要。隨著我國汽車工業(yè)快速發(fā)展,高附加值的零部件需求將加速增長。然而,我們是否能夠握當前機遇,不