粉末冶金技术及发展摘要:本文综述了粉末冶金技术及其发展历程,从初学者的角度,比较系统的介绍了粉末 制备技术,粉末成型技术及粉末烧结技术的整个工艺流程,并简述了粉末冶金技术的用途与 优点及近年来粉末冶金技术及新技术工艺的应用情况和总体趋势关键词:粉末冶金技术、用途与优点、未来趋势前言:粉末冶金技术是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合合物) 作为为原料,经过成形和烧烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的的工艺技术 粉末技术粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末,第二三步是将原第二原料粉末通过成形、 烧结以及烧结后处理制得成品粉末冶金的工艺发发展已远远超过此范畴而日趋多样化,已 成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的的发展中起着举足轻重的作用如今粉末冶金技术 已经在各行各业得到广泛的应用1、粉末冶金技术的基本工艺流程1.1、 粉末制备技术粉末制备技术是粉末冶金技术的第一道工序,也是粉末冶金的基础随着现代社会对高 性能材料的需求,对粉末的要求也越来越苛刻,粉末的粒度、粒度分布、洁净程度、经济性 方面的指标越来越高例如,大推力火箭需要粒度<5〃m的球形铝粉作为固体燃料,正在发 展的表面热喷涂技术需要粉末粒度细、分布均匀的球形粉末等。
制粉法从总体上可以归纳为机械法和物理化学法两大类机械法分为机械粉末及雾化法、 物理化学法分为:电化腐蚀法、还原法、化合法、还原化合法、气相沉淀法、液相沉淀法、 电解法其中最常用的是还原法、雾化法和电解法1.2、 粉末冶金成型技术粉末冶金成型技术粉末冶金技术的第二道工序目的是将松散的粉末制成具有预定形状、 尺寸、密度的半成品或成品压模成型的主要设备是压制模具和压机粉末成型技术分为机 械压机和液压机两类机械压机的优点是速度快,生产效率高;液压机则具有压力大,冲程 长,冲压平稳的优点近年来,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1.3、粉末烧结技术粉末冶金烧结是指将成型的粉末压坯在适当的温度和气氛条件下的加热发生过程,并最 终使其得到所要求的物理机械性能烧结是粉末冶金工业中的关键性程序,分为单元系、多 元系烧结两种除普通烧结外,各种新的工艺烧结方法不断涌现,如微波烧结、放电等离子 烧结、松装烧结、烧结硬化、热压法烧结等2、 粉末冶金技术的用途及优点:作为一种不需要将材料溶解的冶金方法,粉末冶金技术有其不可替代的工业价值。
对于有一 些难熔金属化合物,无法用常规的工艺,就只能通过粉末冶金技术来制造综合上述工艺流 程及粉末冶金的特点,可以总结到如下的六点:(1) 可以直接制备出具有最终形状和尺寸的零件,从而可以降低零部件生产资源消耗;(2) 可以实现多种类型的复合,是一种低成本高性能金属基和陶瓷基复合材料的技术;(3) 可以生产具有特殊结构和性能的材料,如难熔金属合金、高性能陶瓷材料等;(4) 可以减少合金成分偏聚,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5) 可以制备高性能非平衡材料(非晶、微晶等),其具有优异的电磁学、光学和力学性能;(6) 可以利用尾矿、炼钢污泥回收废旧金属作原料,是一种可进行材料再生的技术3、 粉末冶金技术、新技术的发展及趋势:在古代,粉末冶金技术主要用来生产武器、生活用具以及艺术建筑等改革开放以来, 粉末冶金在硬质合金、高温材料以及汽车部件和军事工程等多个领域得到快速地发展粉末 冶金技术的优越性使粉末冶金在各个行业领域得到了广泛的应用,比如因为发达的汽车工业 要用大量用粉末冶金部件,所以汽车制造公司在粉末冶金技术方面投资很多。
由此可以看出, 其未来的市场需求之大近些年来,粉末冶金有了突破性进展,一系列新技术、新工艺大量涌现例如:粉末制 备技术中的快速冷凝雾化制粉技术、超微粉或纳米粉制备技术等;粉末成型技术中的粉末注 射成形、温压成形、粉末增塑挤压;粉末烧结技术中的场活化烧结、微波烧结、超固相线烧 结、瞬时液相烧结等这些新技术有的赋予原传统工艺步骤以新的内容和意义,有的把几个 工艺步骤合为一步而成为一种崭新的工艺因此,使整个粉末冶金领域大大拓宽,并向着纵 深方向发展粉末冶金新技术、新工艺的应用,不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善,而 且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生例如:粉末高温合金、高性能铁 基复合材料、高性能难熔金属及合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、快速冷凝非晶和准晶材料等这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段结论:粉末冶金是提高材料性能和发展新材料的重要手段,作为一种不需要将材料溶解的冶金 方法,粉末冶金技术有其不可替代的工业价值粉末冶金新材料、新技术工艺的不断出现 必将促进高技术产业的快速发展,也必将带给材料工程和制造技术光明的前景参考文献【1】 贾成厂.漫谈粉末冶金[J].金属世界,2010(6):10-14【2】 王盘鑫.粉末冶金学[M].北京:冶金工业出版社,1997。