摘 要：本文先著重介紹了粉末冶金中的一些新材料，包括高速鋼、稀土永磁、高溫合金等，其次對(duì)粉末冶金的新技術(shù)也做了一個(gè)論述，尤其突出展現(xiàn)了其工藝流程及其特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：粉末冶金 新材料 新技術(shù)

粉末冶金是近幾年來發(fā)展極快的一種新材料制備技術(shù)，工業(yè)的發(fā)展，對(duì)金屬零件材料提出了新的更高的要求，粉末冶金新材料通常都具備偏析小、強(qiáng)度高、合金均勻、密度大等優(yōu)點(diǎn)，符合現(xiàn)代工業(yè)零部件要求，具有廣闊的市場發(fā)展遠(yuǎn)景。

一、粉末冶金新材料

1.粉末冶金高速鋼

高速鋼也稱高速工具鋼，以往的熔鑄高速鋼的方法，總會(huì)產(chǎn)生各種問題，諸如鋼錠合金不均，粗大萊氏體偏析等，現(xiàn)代粉末冶金工藝的出現(xiàn)解決了這個(gè)問題。它使晶粒細(xì)化，宏觀偏析消失，性能提高，同時(shí)也為超高合金含量的高速鋼熔鑄打下了基礎(chǔ)。粉末冶金所賦予給高速鋼優(yōu)良的性能，主要是借助快速凝固霧化制粉和熱等靜壓、熱擠壓致三大工藝的結(jié)合，霧化法制粉以大小小于0.1毫米的細(xì)小粉末代替噸為單位的超大鑄錠，同時(shí)提高冷凝速率，二者結(jié)合直接限制了偏析。再施以快速冷凝，就可以保證碳化物細(xì)化并均勻分布。粉末冶金可以生產(chǎn)出以往熔鑄所難以制成的高合金、高含碳工具鋼，克服了制作復(fù)雜、磨削性差的缺點(diǎn)。粉末冶金高速鋼一般用于模具或者異形刀具的制作，尤其適合耐熱、不銹鋼。

2.稀土永磁材料

稀土永磁材料是稀土和過渡金屬融合制成的一種性能比較高的永磁材料，自集成電路得到極大發(fā)展以來，稀土永磁也得到了更多的應(yīng)用，性能的提高，體積的減小，使之成為小型電子器件的首選材料。稀土永磁體可用于電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器等設(shè)備中，有時(shí)候往往一個(gè)電子設(shè)備就需要多個(gè)永磁體。我國在七八十年代就已經(jīng)能夠成批生產(chǎn)這種永磁體，并且工藝技術(shù)在不斷提高。

3.粉末冶金高溫合金

此種材料主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)中，包括渦輪盤之類的高溫承力轉(zhuǎn)動(dòng)零件，同以往普遍使用的鑄鍛合金相比，具有晶粒微小、材質(zhì)均勻、宏觀偏析小、合金度高等優(yōu)點(diǎn)，且其堅(jiān)固、抗磨，少故障。粉末冶金高溫合金的主要制作手段是噴射成形技術(shù)，最早由英國研制，后得到推廣。

4.粉末冶金高強(qiáng)度鋁合金

粉末冶金鋁合金輕便，不易腐蝕，善切削，抗強(qiáng)度性能好，能夠與粉末冶金制成的銅鐵相提并論，自快速凝固、機(jī)械合金化及復(fù)合技術(shù)問世以來，粉末冶金鋁合金工藝也得到了研發(fā)，這些技術(shù)促進(jìn)了其質(zhì)的飛躍，使組織明顯細(xì)化，無論是抗壓還是拉伸，都能有很好抵抗力。粉末冶金鋁合金制作過程相當(dāng)繁復(fù)，資金成本高，多用于飛機(jī)，導(dǎo)彈之中。

二、粉末冶金新技術(shù)

1.粉末制備新工藝

1.1霧化制粉技術(shù)

保證粉末冶金質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵就是保證金屬粉末質(zhì)量，包括大小、均勻度、表面性能。高壓水霧化、氣體霧化是制備粉末的兩大方法。其原理是：把金屬、合金加熱，等到熔融后，借助高壓水或者高速氣流這種霧化介質(zhì)，使之分散、裂化，變成液滴，表面的張力會(huì)促使液滴變形為滑球形顆粒，冷卻凝固了，最終定型。

1.2機(jī)械合金化制粉技術(shù)

技術(shù)發(fā)展到今天，機(jī)械合金法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制備納米級(jí)合金粉末，本質(zhì)上說來，這種制成合金的方法，主要是采用機(jī)械能使粉末固化。我們最常用的設(shè)備是行星式、高能球磨機(jī)。機(jī)械合金化技術(shù)最早由美國研發(fā)，后經(jīng)發(fā)展，應(yīng)用于制備亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的細(xì)小粉末，比如非晶、諄晶之類。

2.粉末冶金成形新工藝

2.1溫壓技術(shù)

溫壓技術(shù)開創(chuàng)了粉末冶金技術(shù)的新紀(jì)元，其制作過程是利用專門的粉末加溫、輸送和模具加熱器械，把混合有粘接劑及潤滑劑的粉末加熱到130度以上，150度以下，然后壓制、燒結(jié)，就完成整個(gè)零件的制作。與以往的壓制技術(shù)相比，溫壓，可以增強(qiáng)燒結(jié)密度，且保證分布均與，強(qiáng)度、彈性都有所增加。具有廣闊的發(fā)展前景。

2.2動(dòng)磁壓制技術(shù)

此技術(shù)主要利用了脈沖電流感生的電磁場施加的壓力，使粉末固結(jié)，不僅可以壓制金屬粉末，也可以壓制陶瓷粉末，實(shí)際密度相似于理論密度，把粉末放置在電磁感應(yīng)線圈中的金屬容器里，這之中形成的脈沖電流會(huì)自動(dòng)形成一個(gè)高壓磁場，對(duì)中間的金屬容器施壓，從而完成固結(jié)粉末的工作。這種工藝，壓制過程快，效率高。

2.3注射成形技術(shù)

是當(dāng)前尤其流行的一種成形新工藝。是對(duì)傳統(tǒng)的模壓成形工藝的一種突破，在制作過程中，首先是把樹脂或者石蠟混合在金屬粉末中，其次注射，再脫脂，最后燒結(jié)，就可以制成高密度金屬零部件。

3.燒結(jié)新工藝

3.1微波燒結(jié)

借助微波可以很快使金屬顆粒加熱，以往由于金屬會(huì)反射微波，所以這種技術(shù)一直沒有得到開發(fā)。仍舊以傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)作比，以往燒結(jié)，是通過對(duì)發(fā)熱體加熱，發(fā)熱體逐層把溫度傳遞給燒結(jié)粉末，時(shí)間長，結(jié)晶效果差，借助微波后，這種情況得到了明顯改觀，微波帶來的熱量，會(huì)使燒結(jié)粉末整體得到快速加熱，速率快，利用率高，安全無污染。

3.2放電等離子體燒結(jié)

這種燒結(jié)方式主要借助SPS裝置，SPS裝置產(chǎn)生的脈沖直流電，會(huì)引出高溫等離子。放電等離子體燒結(jié)，不是通過熱傳導(dǎo)方式，而是利用粉末自身可以產(chǎn)生的熱作用來使粉末熔焊的，其關(guān)鍵在于，脈沖電流使粉末產(chǎn)生高溫等離子體，除掉粉末接觸氣體，增強(qiáng)表面活性，從而擴(kuò)散，在低壓環(huán)境中燒結(jié)成功。

總而言之，粉末冶金新材料新技術(shù)在不斷的突破和發(fā)展中，除去高速鋼、高溫合金，還有納米粉末材料、非晶態(tài)合金粉末材料,除了霧化制粉技術(shù)、溫壓技術(shù)、微波燒結(jié)，還有爆炸壓制技術(shù)、電場活化燒結(jié)。粉末冶金將金屬材料發(fā)展提高到一個(gè)新的高度，并將發(fā)揮更為矚目的作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王勇，男，（1986-9），漢族，貴陽市開陽縣人，本科生，貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院冶金工程，研究方向?yàn)椋阂苯鸸こ獭?br>