《粉末冶金与材料研究前沿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粉末冶金与材料研究前沿.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、粉末冶金与材料争论前沿专题学习报告粉末冶金是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或复合材料以及各种类型制品的工艺过程，粉末冶金法与生产陶瓷有相像的地 方，因此也叫金属陶瓷法。图 1 粉末冶金产品粉末冶金(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、材料 问题的钥匙。高性能、低本钱、净近成形始终以来是粉末冶金工作者重要争论课题之一。粉 末冶金法能实现工件的少切削、无切削加工，是一种高效、优质、周密、低耗节能制造零件的先进技术。进入 20 世纪 80 年月很多行业，特别是汽车工业比以往任何时候更加依靠于粉末冶金技术，尽可能多地承受粉末冶金
2、高性能的零部件是提高汽车尤其是轿车在市场中的竞 争力气的一种有力手段。高密度的 P/M 产品是保证其具有优异的力学性能的关键因素。因此，为扩大粉末冶金 P/M 零部件的应用范围，必需提高其密度以获得力学性能优异的粉末冶金零部件。1粉末冶金技术所以得到快速进展是与其技术上和经济上的特点分不开的粉末冶金法是 一种少，无切削工艺，可削减零件加工量，节约材料并提高劳动生产率最主要的是通过粉末冶金法可以生产出其它工艺方法无法制造，或者难以制造的各种材料和零件，其技术优点如下：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很
3、少需要随后的机械加工， 故能大大节约金属，降低产品本钱。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有 1-5%， 而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会到达80%。3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂 等带来的杂质，而烧结一般在真空和复原气氛中进展，不怕氧化，也不会给材料任何污染， 故有可能制取高纯度的材料。4、粉末冶金法能保证材料成安排比的正确性和均匀性。5、粉末冶金适宜于生产同一外形而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品， 用粉末冶金法制造能大大降低生产本钱。粉末冶金工艺缺点：1:在没有批量的状况下要考虑零件的大小.2:模具费用相对来说要高出铸造
4、模具.1 粉末冶金国外争论进展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承受的就是粉末冶金方法然而粉末冶金作为近代工业问世，是从炎热灯丝工业生产的争论开头的，是综合争论的成果。1897 年，澳大利亚的韦尔斯巴抑制造了用粉末冶金烧结法制取白炽灯丝用的0s 丝，以后有人研制过Ta，Zr，V，W 等丝。1910 年消灭了库利寄的可锻性钨，同年5 月 17 日库利奇发表了可锻钨的制造论文，这个日子被称为近代粉末冶金的诞生日。从今近代粉末冶金进 入了工业生产，可锻钨的制造者库利奇被誉为近代粉末冶金之父。直到今日，工业上仍用他 的方法生产钨丝，继这一制造之后，1911 年他在柏林制成 Mo
5、 及 w，1926 年于泰洛尔制成Ta，Ca 以后又制成了火花塞用W 的接触圆盘，还从应用动身研制了具有耐磨性和导电性的电气零件，制成了称为复合材料的的烧结零件，直到1909 年库利奇(w.D.Cool 记 ge)的电灯钨丝问世后，粉末冶金才得到了快速的进展。下表 1 扼要说明现代粉末冶金材料和制品的进展史。2表 1 粉末冶金的进展近几年来，世界各国粉末冶金机械零件工业进展很快。现粉末冶金机械零件生产企业， 西欧约 100 家，北美约 140 家，日本约 5 家。32 粉末冶金国内进呈现状我国现代粉末冶金产业主要起源于 20 世纪初近年来承受粉末冶金方法制备的白炽片精磨顶锤轧辊等增长很快202
6、3 年增长了 27%其中涂层刀片增长了 97%这说明我国硬质合金行业正朝着高技术含量高附加值的方向进展。4近几年中国和世界粉末冶金的快速进展与汽车工业的进展亲热相关由于汽车是粉末冶金零部件的最大应用领域之一。随着国家 863 工程国产水雾化铁粉生产线在山东莱芜建成投产我国的粉末雾化技术也得到较大提高。纳米粉末近几年进展也很快相对而言氧化物纳米粉体如氧化硅氧化铝氧化钛等的产业 化进程要比金属纳米粉体快一些。我国的纳米粉体技术和产业化水平与国际根本同步在氧化物和金属纳米粉末的制备方面都取得了重要进展。53 粉末冶金工艺的争论热点3.1 粉末制备技术的进展粉末冶金材料和制品不断增多，质量不断提高，要
7、求供给的粉末的种类也越来越多。为了满足对粉末的各种要求，消灭了各种各样生产粉末的方法。从过程的实质来看，现有制粉方法大体上可归纳为两大类，即机械法和物理化学法。从工业规模而言，应用最广泛的是复原法、雾化法和电解法。但随着科技的进展，越来越多的技术在粉末的制备过程中正起着越来越重要的作用。63.1.1 机械合金化(Mechanical Alloying，MA)机械合金化是由 Benjamin 等提出的一种制备合金粉末的高能球磨技术。它是在高能球磨条件下，利用金属粉末混合物的反复变形、断裂、焊合、原子间相互集中或发生固态反响形成合金粉末。3.1.2 喷雾枯燥(SprayDrying)喷雾枯燥是指用
8、雾化器将确定浓度的原料液喷射成雾状液滴，并用热空气(或其它气体) 与雾滴直接接触的方式使之快速枯燥，从而获得粉粒状产品的一种粉末制备过程。3.2 粉末冶金成形技术的进展目前，粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、集成化和低本钱等方向进展。近年来， 一系列粉末冶金的成形技术层出不穷，并呈现出加速进展态势，粉末注射成形、温压成形、流淌温压成形、喷射成形、高速压制成形等技术不断涌现，使得粉末高致密化成形技术得 到了很大的进展。3.2.1 粉末注射成形(Powder InjectionMolding，PIM)粉末注射成形是传统粉末冶金技术和先进塑料注射成形相结合而进展形成的一门型 粉末冶金近净成形技术
9、。它的根本工艺过程是:：首先将金属或陶瓷粉末与有机粘结剂均匀 混合，用注射成形机成形，然后将成形坯中的粘结剂脱离，最终经烧结致密化得到最终产品。图 2 粉末注射成型仪器3.2.2 温压成形(WarmCompaction)温压成形是从 20 世纪 90 年月进展起来的一项技术。它是承受特制的粉末加热、粉末输送和模具系统，将加有特别润滑剂的混合粉末和模具加热至130150e 温度进展刚性模压，最终承受传统的烧结工艺进展致密化的技术。3.2.3 喷射成形(SprayForming)喷射成形 (SprayForming)技术，也称为喷射沉积 (Spray Deposition)或喷射铸造 (Spray
10、 Casting)技术，这是 20 世纪 80 年月以来工业兴盛国家在传统快速凝固P 粉末冶金(RSPPM) 工艺根底上进展起来的一种全的先进材料制备与成形技术。喷射成形技术的根本原理是用高压惰性气体将金属液流雾化成细小液滴，并使其沿喷嘴的轴线方向高速飞行，在这些液滴尚未完全凝固之前，将其沉积到确定外形的接收体上成形。这样，通过合理地设计接收体的外形和把握其运动方式，便可以从液态金属直接制备出具有快速凝固组织特征，整体致密的圆棒、管坯、板坯、圆盘等不同外形的沉积坯。3.2.4 高速压制成形(HighVelocity Compaction，HVC)高速压制技术是瑞典H&ogan&as AB 公司
11、在 2023 年推介的一种技术。高速压制生产零件的过程和传统的压制过程工序一样;混合粉末加进送料斗中，粉末通过送粉靴自动填充 模腔压制成形之后，零件被顶出并转入烧结工序。74 我校在粉末冶金方向的奉献和特色我校的粉末冶金争论所，有时称作粉末材料争论所，是北科大材料科学与工程学院的一个争论所，同时也是北京科技大学材料技术争论院下属的争论所，主要从事先进粉末冶金技术、产品和设备的争论。北京科技大学是中国开设粉末冶金专业最早的大学之一，也是中国粉末冶金专业的第一博士点。争论所主要从事包括粉末注射成形技术、微注射成形技术、高速压制成形技术以及熔渗 技术等在内的多种先进粉末冶金成形技术的根底与应用争论。
12、这些先进粉末冶金成形技术都 是现代科学技术与粉末冶金技术的有机融合，是材料学、冶金学、物理学、化学、计算机技术、电子技术等多学科的集成，是当今世界粉末冶金领域的主要争论与进展与方向。本争论 所现有教授 6 名，副教授 6 名，讲师 3 人。近年获得国家级 0 项，省部级 5 项；成果鉴定10 余项；获得制造专利 50 余项；在国内外刊物发表论文 600 余篇；出版专著和教材 10 余部。粉末冶金争论所为科大永兴下属的粉末冶金事业部的依托事业技术单位，拥有一系列具 有国内外先进水平的粉末冶金工艺设备和检测仪器，并形成了批量生产力气。已进展成为集 人才培育、科学争论、产品和技术开发于一体的粉末冶金
13、学科综合基地，是“北京市先进粉末冶金材料与技术重点实室”，“中关村西三旗材料产业及的粉末注射成形技术争论开发中心”和“中国金属学会粉末冶金专业委员会”的依托和挂靠单位。在粉末注射成形技术、燃烧合成技术、温压成型技术、军工配套材料、型电子封装材料、电节点材料、磁性材料、超细和纳米硬质合金、高性能钨基合金、粉末冶金铝基复合材料、耐热粉末合金及铁基构造零件的争论和开发方面的做出了精彩成绩，形成了自己的特 色。5 参考文献1 王伏生, 赵慕岳. 高密度钨合金及其在军事工业中的应用J. 粉末冶金材料科学与工程, 1997, 2 (2): 114120.2 邹志强, 黄伯云, 杨兵. 粉末冶金在国民经济和
14、国防建设中的作用( ) J. 粉末冶金材料科学与工程, 1997, 2(3): 184187.3 王尔德, 胡连喜. 机械合金化纳米晶材料争论进展 J.粉末冶金技术 , 2023, 20 (3): 135139.4 黄立, 王宗濂, 唐金鑫. 我国喷雾枯燥技术争论及进展 J. 化学工程, 2023, 29 (2): 5155, 73.5 李益民, 黄伯云, 曲选辉. 金属注射成形技术进展J.稀有金属材料与工程, 1996, 25 (1):14.6 曾德麟. 粉末冶金材料M. 北京: 冶金工业出版社,1997: 387 陈进, 黄伯云, 赵慕岳. 进展我国粉末冶金的一些思考J. 粉末冶金工业, 1994, (1): 813