粉末冶金材料技术范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇粉末冶金材料技术范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

中图分类号：TF124.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0057-02

粉末冶金成型技术主要含有温压技术、流动性的温压技术以及模壁技术、高速压制技术等新技术。通过对粉末冶金新技术的利用以及该项工艺在现今得到的发展，可以帮助我国的高技术工业获得新的发展。就目前来看，我国的粉末冶金技术为了适应社会发展的需求，也在进行新的改革。现今，该项技术主要向着低成本、高致密化以及高收入、强性能的方向进行新一轮的发展。我国的粉末冶金零件成型技术已经发展了近10年，可以对现今的粉末冶金技术进行全面提高。随着现今我国工业化的发展迅速，工业上对粉末成型制品的需求量也得到提高，对其质量也产生了更高要求[1]。现今，对粉末成型工业的发展产生制约的因素主要有粉末材料以及粉末成型所使用的专用压制设备。由于在粉末成型的零件中高强度、精度以及形状较为复杂的零件占有的比重越来越大，且有占据主要地位的趋势，对粉末成型压机的性能以及精度也提出了更为严格的要求。随着粉末成型技术的日益发展以及市场上产生的新需求，多台面的复杂零件在其中占据的比例也将不断扩大。粉末压机在实际生产的过程中，压制设备对于粉末压制零件的成型精度也将会起到新的作用。

1 粉末成型技术的原理分析

粉末成型技术是对计算机的辅助设计进行利用或利用实体反求的方式对相关信息以及零件所需的几何形状、材料、结构信息进行采集，从而在计算机中建立数字化的模型。将所得到的信息输入到计算机进行控制的机电集成系统中后，再逐点逐面进行所需材料的三维成型工作。对其经过必要的处理之后，使其外观、性能以及强度都达到设计要求，从而对原型进行快速准确的制造，并对零部件进行制造的现代化方式[2]。现今，所使用到的快速原型制造技术所采用的原理都是对分层叠加法进行利用，也就是对计算机辅助设计文件以及进行的分层切片进行分层分步骤处理，对计算机控制的成型机进行利用，从而完成材料的形体制造工作。快速原型制造技术现今在模具、汽车以及航空航天、医疗器具等方面都得到了相应的应用，按照快速原型制造技术产品功能，可以将应用分为原型、零部件、模具等方面。

2 温压技术

温压技术主要指的是在粉末冶金领域得到全新技术。利用该项技术可以生产出密度、强度较高且质量优质的零件，因此，在实际应用的范围也是较大的。温压技术主要就是利用特殊的粉末，并将其进行高温、输送以及模具加热灯系统，在其中加入具有特色的剂制成的预合金粉末以及将其中所用到的模具加热到140 ℃左右。需要注意的是，应该将温度的波动控制在12.5 ℃之内，之后再和常规的粉末冶金技术进行统一，开展压制以及烧结工作，最终就可得到粉末冶金的零件。这项技术就被称为温压技术。该项技术的关键点在于温压粉末制备以及温压系统。由于使用到了粉末冶金零件以及温压技术，就可对生产的综合成本得到有效降低。

3 流动温压技术

流动温压技术是对粉末进行一定的温压以及压制，在这过程中，对金属粉末注射成型工艺中存在的特点进行相应的提炼，从而形成的一种全新性冶金零部件形成技术。该项技术主要是对混合粉末流动性以及填充的成形性进行一定的提高，使其可在80 ℃或130 ℃下，对传统压机上可精密成型的几何外形零件进行利用。流动温压技术可对传统粉末冶金技术在成型上的不稳定性进行克服，也可防止在金属注射成形的过程中产生的高成本技术。这样的技术既是一种新的技术，也具有十分广阔的发展前景。流动温压技术是一种新的粉末冶金部件成型技术，主要特点在于可利用相关设备形成十分复杂的几何形状零件。压坯具有密度高，且均匀性较高的特点，对于各种材料的适用性较高。另外，该项技术的工艺十分简单，所需要花费的成本较低。就目前来看，流动温压技术在现今的使用也还是属于开始阶段，主要是因为关键性的制造技术以及致密化机理研究没有得到全面的应用。

4 模壁技术

传统的粉末零件在进行成型的r候，为了使得粉末颗粒之间以及与模壁之间的摩擦减少，在进行粉末混合的时候就应该添加不定量的剂。但是，由于混进的剂密度较低，因此，在制成规格较高的粉末冶金零件的时候将产生不利影响。另外，剂在烧结过程中也会对环境产生严重影响，导致烧结炉的使用时间以及生产产品的主要性能也得到降低。模壁的技术在实际的应用过程中可以将这样的情况进行有效规避，近年来，利用技术已经成为在研究粉末成型技术中的热点问题[3]。现今，要想实现模壁主要有两种方式：首先是对模冲复位时与芯杆以及阴膜进行有机配合，在间隙的过程中可以对毛细作用进行利用，从而将液相剂带入到阴膜的表面。其次，是对喷枪进行利用，将其中带有的一种固态剂粉末直接在压膜型腔中进行喷射。也就是将装有粉靴的前部装有剂装置。利用这两种方式，可以进行常规的压制成膜工作。

5 高速压制技术

高速压制技术主要是国外推行的一项新技术，可以将生产零件的过程与传统进行的压制工序保持一致。混合粉进入材料之后，粉末也可通过送粉靴自动将混合粉填充模腔进行压制成形，在此之后，再将零件顶出，并且可将其转入到烧结的工序之中。与该项技术存在差异的是压制的速度与传统压制工艺速度还存在一定的不同。相比较而言，传统的压制工艺要比该项技术压制速度低500～1 000倍。其中压机锤头的速度在运行的时候可高达2～30 m/s，液压驱动的锤头速度也可达到5～1 200 kg左右。粉末在运行的时候，在0.02 s就可对高能量的冲击进行利用从而产生压制。在压制过程中，也可产生一种较为强烈的冲击波。通过附加的时间间隔，形成多种冲击，就可到达一种更高密度上。该项技术在应用上的生产率、性能以及密度等都较高，且生产的成本较低，可在制造一些难度较低的阀门、主轴以及齿轮时应用。

6 结语

粉末冶金技术属于一项应用十分广泛的零件成型技术，在粉末的冶金技术以及工艺得到迅速发展的今天，可对高技术的发展产生全面推动，也可为材料技术以及材料工程带来新的发展。现今，从我国粉末冶金技术的整体行业发展来看，其发展的技术水平还较低，各项工业设备也较为落后，与国外的相关技术相比，发展的差距较大。因此，需要对粉末冶金技术进行研究开发，可将我国的技术发展水平与国外的差距进行有效缩短，促使粉末冶金技术满足社会发展所产生的新需求。

参考文献

篇2

中图分类号：TF12 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0098-02

粉末冶金具有高效节能、节省材料、保护环境以及能够进行金属成形的批量生产等特点。而粉末冶金的工艺步骤主要是先制取粉末，然后将粉末原料的配量进行混合，最后将其成形并凝固。粉末冶金可以根据材料所具有的性能要求以及零件所需使用的性能要求，在一定的范围当中对材料的成分进行混合[1]。粉末冶金产业当中所制造生产出来的产品基本上都铁基方面的机械零件。根据粉末冶金工艺的工艺特点来看，粉末冶金还可以将其制成高熔点的金属，就比如钨和钼这两种高熔点金属，同时也可制成金属陶瓷的材料，像一些质地坚硬的合金以及一些高温材料。还有多孔材料、假合金、过滤材料、摩擦材料等一系列的材料，这些材料的生产和制造只能够使用粉末冶金的工艺来进行制备和生产，因此粉末冶金工艺完全具有跨越传统冶金工艺的可能性。在粉末冶金高速工具钢和粉末注射成型这两大冶金工艺发展最为突出。

1 粉末冶金高速钢

粉末冶金新工艺，气雾化的高速钢粉末颗粒进行冷却的速度通常都比较高，而且这些高速钢的粉末颗粒当中也已经不存在偏析的粉末用热情况，和铸锻形成的高速钢相比，具有无偏析、颗粒小、分布均匀；热加工方面的性能较好；可磨性较高；在热处理方面变形比较小；力学性能优异；提升了刀具切削的寿命，真正扩大了其使用的领域和范围等一系列优质的性能。对粉末冶金高速钢的研究最早起始于20世纪70年代的美国和瑞典的两家著名工业工厂，当时的主要工艺路线使用的是气雾化制粉以及热等静压等相关的技术。如今粉末高速钢的产量已经占据铸锻高速钢全部产量的10%～15%，国外目前所拥有的，具有代表性的粉末冶金高速钢的生产企业至少有5家，主要有美国、乌克兰、瑞典、法国、奥地利以及日本等国，其中美国在高速钢方面的用量以及远远的超出了普通容量的高速钢[2]。如今，国外工业企业内的粉末冶金高速钢的产量发展以及达到了第三代的技术水平，此前第一代为20世纪70年代美国和瑞典内的两家企业所投入生产的高速工具钢，而第二代则为1994年，法国高速钢公司以及瑞典的工业企业改进了制备气雾化前钢液的熔炼工艺，这种改进工艺所生产出的产品即为第二代。第三代就是2000年，由Bohler-Uddeholm集团，进行全线投产，且质量比起第二代还有所加强的高速钢。在对生产线的钢熔炼工艺方面，对喷粉设备加以改进，同时对由氮气雾化后的粉末颗粒的尺寸进行细化。正是粉末颗粒尺寸的细化，促使第三代的高速钢在抗弯强度方面比起第二代还要提高到20%以上。所以，第三代的高速钢在生产工艺方面主要是以微小纯净为主。

2 粉末冶金工具钢

2.1 高钒冷作模具钢

这种钢的类型主要是利用粉末冶金的工艺特点来对冷作工具钢进行开发，其中最主要的区别就是增加合金当的钒含量来提升合金的耐磨性，而第一个被作为高性能耐磨钢材的是CPM 10V，这一类型的钢材在CPM系列的粉末冶金高钒冷作模具钢当中是一种最具代表性的钢材。在Crucible 集团当中也逐渐形成了含钒高达1%～18%的耐磨工具钢[3]。这类性能较高的工具钢开始广泛的应用于冷作冲头以及在模具方面，主要适用于耐磨损的方面。由北京安泰科技公司研发的AHP9VNb2在成本方面对比Microclean K390要低很多，不过在硬度上却和AHP10V相差不多，而抗弯性却提高了10%左右。

2.2 耐蚀耐磨工具钢

在众多制造操作当中，通常工具和其耐磨的部件在承受运动部件或者是其他的一些工作介质的研磨颗粒的接触而出现的磨损情况，一般很容易受到潮湿、酸或者是其他的一些腐蚀性的作用等。所以，针对这些工作就需要研发出一些高性能的耐磨耐蚀的粉末冶金工具钢。

如表1所示，粉末冶金耐磨耐蚀材料含有约14%～24%Cr，约3%～15%V，约1%～3%Mo，这些材料总和大约117%～3175%C。

2.3 粉末冶金易切削工具钢

粉末冶金的发展主要是为了能够有效的提高工具模材料的可磨削性能，以及降低工具模在加工方面的成本。通常需要采用添加硫含量的形式来对可磨削性能进行提升，不过如果采用的是传统的铸锻生产法的话，则较高的硫就可能会增加材料的热脆，促使其韧性开始下降的风险出现，针对这些问题，只需使用粉末冶金工艺就能获得很好的解决。

3 粉末注射成型的发展

3.1 粉末注射成型的发展现状

技术注射所生产出的元器件通常应用的领域范围比较广，像在IT、医疗、机械汽车以及通信方面等，都对这类元器件有所应用。这个不同于MIM在市场产品当中的份额是因地域而异，其中汽车行业在欧洲方面的市场份额大约占据着50%以上，形成了一种主导性的地位，而在北美洲地域应用占据主导的行业则是医疗以及牙科方面的应用。通过对这些资料的分析，可以看出在汽车方面的应用在往后必将有着相当可观的增长值，主要是在PIM高温汽油和柴油引擎的涡轮减压器等方面。

3.2 粉末微注射成形新工艺

随着工业技术的不断发展，全球对于精细及结构复杂的零部件需求越来越大，因此粉末微注射技术开始推出，其所制备出来的微型零件的质量几乎以毫克来进行统计，同时还保留了传统方面的PIM，所以粉末微注射技术有着批量生产精细复杂形状的微型零部件的重要潜力。而微注射技术的主要应用领域具体有：（1）化学工具，粉末微注射技术在微化学当中主要制备出作用于微反应器、混合器以及交换器等微流体的装置等[4]。（2）在医学方面的应用，在医学上主要是用于制备微型的人骨结构、微型的外科仪器组件以及牙科微型元件等等医疗方面的器具。（3）共注射成型方面，可用于共注射成形领域。可以将磁性材料和非磁性材料以及硬性、软性材料、导电和绝缘材料等有效的结合起来。（4）微型零部件，主要是一些微型的机械零件，像一些小齿轮、叶轮或者是拉伸部件等。

4 结语

综上所述，粉末冶金生产工艺的发展主要分为粉末冶金高速工具钢和粉末注射成型这两大冶金工艺发展类别，这两种冶金工艺发展类型经过多年的探索和研究，如今已经趋于完善，并广泛的运用在各个行业领域当中。

参考文献

[1] 任朋立.浅析粉末冶金材料及冶金技术的发展[J].新材料产业，2014（9）：17-20.

篇3

0.引言

所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。

1.粉末冶金材料的主要分类

1.1传统的粉末冶金材料

第一，铁基粉末冶金材料。作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。

第二，铜基粉末冶金材料。众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。

第三，难熔金属材料。因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。

第四，硬质合金材料。所谓合金材料指的是由一种或者几种难熔性的金属经过碳化之后形成的硬质材料的总称。其主要是由金属粘结剂进行粘合之后，再用粉末冶金技术制作而成。因这类硬质合金材料具有高熔点、高硬度、高强度，所以常被用到切削领域。

第五，粉末冶金电工材料。在现代工业中，这种材料主要应用于仪表和电气领域，尤其是各类分断和接通电路重点额电接触元件和电阻焊用的电极上。近几年，随着国内无线电技术的迅速发展，电阻器件的应用范围也越来越广泛，其主要材质就是这类材料。此外，粉末冶金电动材料对真空技术领域中的电力管阴极和电加热元件也有着重要的作用。

第六，摩擦材料。顾名思义，这类材料具有很强的摩擦磨损性能，可以用于制造摩擦离合器以及制动器的摩擦部分。利用其摩擦磨损性较强的特点，有效实现各个元件之间动力的阻断性和传递性，以此实现运动物体的及时减速和停止运动等。

第七，减摩材料。与摩擦材料相反，这类材料则具有较低的摩擦系数以及较高的耐磨性，其可以是金属材质也可以是由非金属材质构成。通常情况下，建模材料主要是由教导强度的金属基体和具有减摩成分的剂构成。因粉末冶金法在一定程度上能够对金属材料的基体和减摩成分进行有效调整和控制，此外，这类减摩材料还具有较强的自性能，这就使得其在金属铸造领域和塑料减摩材料领域中发挥着重要作用。

1.2现代先进粉末冶金材料

第一，信息领域中的粉末冶金材料。在这里主要指的是软磁材料，通常情况下，其又可以分为铁氧体软磁材料和金属软磁材料两种，最大区别是前者出现较早，且只能通过粉末冶金烧结法获取。因其在烧结过程中，软磁材料有着较强的饱和磁化性能和较高的导磁率，所以被各个磁行业广泛应用。

第二，能源领域中的粉末冶金材料。顾名思义，这种能源材料指的是在不断的发展过程中，能够对促进新能源建立和发展具有重要作用的材料，其能够满足各种新能源的不同需求。能源领域中的粉末冶金材料不仅仅是当今社会新能源发展的关键组成部分，还是新能源材料发展的重要前提和基础。就目前而言，电池、氢能、太阳能等方面成为新能源材料发展的主要方向，并随着技术的不断进步，这类材料的应用范围也变得越来越广阔。

第三，生物领域中的粉末冶金材料。最近几年以来，国内的生物研究领域取得了较大的进步，生物研究逐渐对我国的经济发展及产业结构调整有着越来越重要的影响，为此国家对于生物研究领域所取得的重大突破也给予了高度关注，特别是生物材料研究方面。在医学领域中，生物材料能够有效改善人们的健康状况，大大提高了人们的生活质量。

2.粉末冶金材料的应用研究

2.1在机械合金方面的应用

机械合金主要应用的是粉末冶金技术中的高性能球磨技术。其应用原理为：在高能球磨的基础之上，有效利用了金属粉末混合物的变形和易断裂特性，逐步调整金属粉末原子之间的距离，并最终形成合金粉末。所谓机械合金指的就是在固态形式下进行的固态反应，从而科学实现了合金化，而在这种状态下形成的合金不会收到物质熔点及蒸汽压力等因素的影响，进而表现出较强的稳定性。

2.2在干燥喷雾方面的应用

所谓的烦躁喷雾指的是运用雾化器将呈现出一定浓度的原料液转变成一种具有喷射性能的雾状液滴的形式，之后再经过一系列的接触热空气程序将雾状液滴迅速转化成干燥剂，这就是粉粒状干燥喷雾的制作过程。通常情况下，制作干燥喷雾需要经过四个基本阶段，依次是料液雾化、热干燥、蒸发干燥、分离四个流程。更为重要的是，在粉末的制作过程中，还可以依据不同的需求对粉粒形状、大小进行相应的规定。

3.结语

上文系统的总结了粉末冶金材料的种类，并对其应用领域进行了分析研究。从中不难看出，相对普通材料来说粉末冶金材料无论是从性能上还是获取上，都有着无法比拟的强大优势，这也是目前这类材料应用广泛的原因之一。未来，随着经济的发展及科技的进步，粉末冶金材料将会发挥出越来越重要的作用。

【参考文献】

篇4

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 13. 060

[中图分类号] F407.471 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）13- 0114- 02

0 引 言

随着汽车产量的攀升，汽车产业的节约材料、节能、减排以及降低生产成本，毫无疑问成为汽车产业目前面临的重要挑战。粉末冶金是节能环保、节材的金属加工制造工艺，在现代汽车制造中无疑扮演着不可或缺的角色。

1 粉末冶金技术介绍

粉末冶金技术是先进的金属成形加工技术。1910年美国的Coolidge W D“The Production of Ductile Tungsten”，是近代粉末冶金的诞生的标志。目前粉末冶金已经发展逾百年，应用领域也在不断拓展。粉末冶金包括三个重要技术步骤，分别是原料粉末的制备、粉末成型为所需形状的坯块、坯块的烧结、产品的后序处理。粉末冶金可以直接制造出尺寸准确、表面光洁的零件，减少了金属切削过程，节约材料和加工工时，可以加工形状复杂普通铸造难以加工的金属零件。

2 粉末冶金在汽车上的应用

最早利用粉末冶金批量生产的零件即为粉末冶金自轴承，该轴承是由通用公司研发制造，1922年开始用于汽车发动机当中，这是粉末冶金自轴承的起源。在很长一段时间内，粉末冶金自轴承都是粉末冶金主要的零部件。1940年，因其低廉的价格、优异的机械性能，美国汽车公司率先采用粉末冶金油泵齿轮，这一事件标志着粉末冶金在汽车工业已经扎根。粉末冶金的起源与发展均与汽车产业密不可分，由于粉末冶金巨大的潜力，美国汽车三巨头早在1941年就建立了粉末冶金部门用于研发自身需要的粉末冶金零部件。目前据统计，粉末冶金的主要市场一直是汽车产业，在北美为70%～75%，西欧为80%，而在日本接近90%，这充分表明了粉末冶金与汽车产业的紧密性。

汽车产业使用的粉末冶金制品主要有两类，一种是自轴承，另一种是粉末冶金结构零件，前者主要是由90Cu-10Sn青铜生产的，后者基本上是由铁粉为基本原料制造的。从粉末冶金的发展史上看，粉末冶金结构零件在一定程度上是有粉末冶金自轴承发展起来的。粉末冶金自轴承，又称为烧结金属含油轴承，构造简单但因其多孔性自行供油特性所以必须才有粉末冶金制造。铁基自轴承经济实用，已经被汽车行业广泛采用。而粉末冶金结构零件的产生之初就是为了替代已有的齿轮、链轮、凸轮及各种形状的铸件，锻造件以及需要切削加工的零件和开发新种类的零件。

2.1 同步器锥环

同步器作为汽车机械式变速器的重要部件起到使换挡迅速方便，减轻换挡冲击的作用。而同步器锥环作为同步器的核心部件，经常受到换挡拨环力矩、摩擦力矩的冲击以及磨损，一旦其失效，变速器将不能换挡。过去同步器锥环多采用耐磨的铝锰黄铜精锻而成，而现在国内外汽车企业为降低成本、提高寿命，往往采用粉末冶金制造该零件。同步器锥环需要搞得尺寸精度及良好的耐磨损性能，目前国内外已经有成品面世。日本Aichi Machine Industry Co.制造的粉末冶金钢同步器锥环获得了美国MPIF（金属粉末工业联合会）组织的粉末冶金零件设计大赛优秀奖，该零件比拉削的钢零件可节约成本25%。

2.2 曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮

曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮是用于发动机控制点火、喷油、气门开闭等动作的关键部件，对于发动机最大功率、最大扭矩、燃油消耗率起重要作用。过去汽车采用45钢或40Gr经调质处理作为曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮使用，现在从降低成本和减少切削加工两方面考虑，许多新型发动机已经采用粉末冶金材料制造以上两类零件。正时齿轮的主要制造要求是尺寸精度，这就需要模具在设计和制造过程中严格，国外有采用电火花加工的工艺，能够比较精确地将模具加工出来，然后研磨降低粗糙度。

2.3 曲轴连杆

发动机连杆是连接曲轴和活塞的连接件，将活塞产生的动力传递给曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，工作中承受活塞销的作用力和活塞的往复惯性力，这些力大小、方向随时间快速变化，所以连杆承受压缩、拉伸等交变载荷的作用，故连杆必须有足够的刚度和疲劳强度。疲劳强度不足，往往会造成连杆体或连杆螺栓断裂，进而产生整机破坏的重大事故。若刚度不足，则会造成杆体弯曲变形及连杆大头的失圆变形，导致活塞、汽缸、轴承和曲柄销等的偏磨。汽车发动机连杆多采用锻造或铸造工艺，锻造生产的连杆分为调质钢和非调质钢。美国通用公司、德国宝马公司等企业已经在其生产的发动机中采用粉末冶金连杆，该项应用前景广阔。

2.4 凸轮轴

篇5

勇于创新研制航空摩擦材料

自1992年参加工作以来，姚萍屏教授一直从事粉末冶金航空制动摩擦材料的研制和开发工作。针对粉末冶金航空制动摩擦材料高能制动性能稳定性不足和重载耐磨性能差的技术问题，通过对摩擦表面成膜机理、失效机制及制备工艺的深入研究，开发了陶瓷颗粒组合增摩技术、基体微合金化增强技术、金属陶瓷和基板梯度复合技术以及高性能特种粉末冶金摩擦材料制备技术等，主持完成了中国民航总局项目“新一代大型波音737飞机高性能长寿命国产粉末冶金刹车副的研制”，获得中国民航总局颁发的6项产品零部件制造人批准书。

国产粉末冶金刹车副研制成功后经推广使用，不仅保证了国内航空运输的正常进行需求，同时，由于国产刹车副价格较进口件低，同时供货周期由原来的预付款半年后提供改为3天内供货，大大降低了航空公司的资金积压、库房占用和配件供应周期，根据航空公司估计，仅采用国产刹车副，每架飞机可节约直接成本为55.5万元，因此，仅在中国大陆应用国产刹车副，将为航空公司年节约直接成本2.6529亿元。项目已在湖南博云新材料股份有限公司获得产业化推广，累计实现产值达2.1亿元，产品使用效果良好，经济效益和社会效益显著，成为博云新材这一上市公司的拳头产品之一。

喜出成果攻关铁路摩擦材料

没有制动就没有高速。针对国家高速铁路的不断提速要求，姚萍屏教授先后主持了国家863项目“高速列车用制动盘和闸片材料及其制备技术的研究”和铁道部引进消化吸收再创新项目“高速动车组摩擦材料国产化的研制”，

根据高速列车车轮与钢轨粘着促转的系统特点和高速列车制动动能大、制动压力高的技术特点，采用不同颗度粉末配比，通过开展基体的选择、新型摩擦组元及组元的探索以及摩擦组元和组元对基体综合性能的影响等方面的研究，获得了综合新型铜基体、自主开发了专有摩擦组元和组元，开发了非金属组元强化技术和梯度烧结工艺。所获得的高速动车组闸片摩擦材料的研究成果获得产业化推广。

此外，作为国内列车用粉末冶金制动闸片的技术开创者，姚萍屏教授攻克了结构设计、闸瓦材料设计、制备技术及制动闸瓦与轮对匹配设计等一系列科学问题，形成了准高速列车制动闸瓦专有技术，通过技术转让，先后培育了浙江乐清粉末冶金厂、新乡铁路摩擦材料厂和苏州华源机车车辆配件有限公司等多家单位进行市场化开发，技术成熟，能迅速投产，目前占有了全国准高速列车粉末冶金制动闸瓦的四分之三市场，形成了“中国铁路延伸到哪里，中南制动材料技术就出现在哪里”的盛况。

立足国需解决航天关键问题

空间对接技术和对接机构是我国航天载人飞行的关键技术，也是今后扩展空间应用能力的一个重要手段。姚萍屏教授承担了国家863项目“空间摩擦副的研制”，作为原创性的高技术应用项目，在姚萍屏教授的带领下，项目克服了无参照、缺平台、时间紧、要求高的困难，解决了苛刻空间条件下摩擦副材料摩擦磨损性能的高稳定性，发现并探明了摩擦材料常用二硫化钼组元在制造过程中的演变规律和对材料摩擦磨损性能的作用机理，设计并制造了模拟空间条件的摩擦磨损性能检测装置，创造性的采用高体积百分比非金属组元获得了高稳定性和抗真空粘着的空间摩擦副粉末冶金摩擦材料配方设计。首次采用一套摩擦副实现了两飞行器对接时制动耗能、可靠传扭和过载保护，解决了飞行器对接过程中的安全保证问题，发明了一种全功能（制动耗能、稳定传扭和过载保护功能）空间摩擦副。

作为空间对接结构的两大关键部件，2011年11月3日，采用姚萍屏教授团队研制的全功能空间摩擦副首次在“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器的完美自动对接中出色完成任务，2012年6月，全功能空间摩擦副再次在在我国载人自动对接和手动对接中表现突出，再一次证明空间对接机构摩擦副具有良好的稳定性和一致性。随着我国空间事业的发展，在每一次空间对接任务中，全功能空间摩擦副都将发挥其关键作用。姚萍屏教授领导的团队使中南大学已成为世界上除俄罗斯外唯一能提供对接机构摩擦副材料的单位。

篇6

1.1提升资源利用率

粉末冶金是制取金属粉末或用含有金属的混合粉末作为原料，通过化学方法、物理方式进行加工，制造金属材料、复合材料以及其他各种类型制品的一种生产、加工技术。在钢铁工业的生产活动中，会产生许多金属粉末和混合粉末，对其进行二次加工可以有效提升铁资源的利用率[1]。

1.2提升经济效益

钢铁循环经济的重要追求之一即是对经济效益的提升，而粉末冶金技术则是钢铁循环经济的重要组成部分，其可以通过对金属粉末的二次利用达到提升企业经济效益的目的[2]。

2粉末冶金技术在钢铁循环经济中的应用

2.1含铁粉末产生的环节

一般来说，钢铁企业的含铁粉末主要是来自于两个生产环节，即炼铁原料系统和出铁口系统，以武汉钢铁集团为例，其部分产生含铁二次资源的统计如表1所示。

2.2制取铁粉的方式和要求

2.2.1利用固体碳制取铁粉

固体碳还原法是目前使用较为广泛的铁粉制取方法，其具有操作简单、技术成熟、经验丰富的优势，其基本原理是将还原剂、脱硫剂加入含铁粉末中，再进行粉碎筛选，直到所获铁粉达到合格要求，具体流程是，在各生产车间放置收集设备，对含铁粉末进行收集，之后对其进行简单加热，使粉末中的水分蒸发，放入反应容器中，加入固体碳还原剂，初步将铁粉和其他杂质脱离，再加入脱硫剂，去除铁粉中的硫化物，之后通过磁化设备进行精选，得到质量较高的铁粉后，通过专业设备进行检测，如果其质量达标，则属于合格产品，可以用于正常使用，如果质量不达标，则需进行二次制取，重新筛选，直到合格为止，利用固体碳回收的铁粉，其品质较高，利用粉末冶金技术，可以将其加工成复合材料和金属材料，用于相关领域[3]。

2.2.2固体碳回收法对含铁粉末的要求

一般来说，含铁粉末是在加工过程或者出铁时产生，由于加工技术、钢铁用途的差异，含铁粉末往往也不尽相同，比如含硫量、其他杂质含量的不同等。主要标准为粉末的铁含量，铁含量在70％以上的混合粉末回收价值较大，由于我国目前对含铁粉末二次加工的技术并不是特别先进，如果混合粉末中铁含量较低，那么加工所需花费和消耗将大于回收的铁粉的价值，二次利用就没有意义了，通常来说，如果混合粉末中铁粉含量低于20％，就不适合通过固体碳方式进行回收，同时，如果混合粉末中盐酸等不溶物的含量大于1％、硫含量大于0.5％，也要考虑更合适的回收方式，比如磁化装置回收法。

2.2.3磁化装置回收法

磁化装置回收法是最简单的铁粉回收法，其基本原理是利用铁元素同极相斥、异极相吸的原理，通过对较大型的装置进行磁化，使其将铁粉从混合粉末中分离出来。磁化装置回收法的基本流程是，在车间、出铁口周围安置混合粉末回收装置，大量收集混合粉末，之后提取部分粉末送检，研究其铁含量，如果铁含量较高，则可以通过固体碳等方式回收，如果其铁含量在30％以下，则表明这部分混合粉末适合通过磁化装置回收法进行回收[4]。

2.3铁粉的压制

通过固体碳、磁化装置等方式完成铁粉收集工作后，需要对铁粉进行压制处理，将其加工成具有一定规格和形状的铁坯，压制处理的方式通常为加压式，即通过物理方法向铁粉增加压力，将颗粒之间的空气挤压出去，使其最终成型[5]。

2.4铁坯的烧结

烧结是压制过后的进行粉末冶金的关键技术。压制成型后的铁坯，往往依然含有较多的杂质、碳化物、硫化物等，通过烧结，可以使铁坯在高温中发生变化，最终将杂质去除。通常来说，烧结分为元烧结和多元烧结，一些特殊的领域也会采用熔浸、热压等烧结方法。烧结环节需要重点注意的是温度，其基本流程是，将铁坯输入烧结设备中，如果采取的是固相烧结，需保持烧结温度低于铁坯的熔点，铁坯只发生纯金属的组织变化，同时铁粉颗粒间黏结、致密化，金属组织间的不会出现溶解，也不出现合金等新型金属。烧结过后的铁坯，基本上可以满足各行业所需，其杂质等经过铁粉制取、烧结已经基本被清除，此时可以根据所要加工的工件对铁坯进行热处理、电镀、轧制等，将其制成工件或者使其符合下一步加工的要求[6]。

2.5回收铁粉的应用

调查显示，利用回收的铁粉进行机械加工，材料利用率往往在90％以上，而直接使用金属材料进行加工，利用率只有50％左右，一个值得注意的现象是，大部分的回收铁粉都被应用于汽车制造行业，日本80％的回收铁粉应用于汽车零部件制造，其行业利润也远大于我国，如何将回收铁粉应用于汽车制造领域或者其他领域，是目前我国相关行业需要考虑的问题。

3总结

对资源进行二次利用，是社会进步的体现，也是时展的要求，在钢铁循环经济中应用粉末冶金技术，充分了解铁粉回收、铁坯压制、铁坯烧结等关键环节并对其进行有效把控，有利于粉末冶金技术的发展、进步，也有利于其在钢铁循环经济中的进一步应用。

作者:胡沙 潘友发 单位:商丘阳光铝材有限公司

参考文献

[1]郭志猛，杨薇薇，曹慧钦.粉末冶金技术在新能源材料中的应用[J].粉末冶金工业，2013，（3）：10-20.

[2]江涛，吕巧飞，张维娜，等.粉末冶金技术在材料科学与工程专业教学实践中的研究和讨论[J].人力资源管理，2014，（4）：182-183.

[3]任朋立.浅析粉末冶金材料及冶金技术的发展[J].新材料产业，2014，（9）：17-20.

篇7

主管单位：中国钢铁工业协会

主办单位：钢铁研究总院;中国钢协粉末冶金专业协会;中国机协粉末冶金专业协会

出版周期：双月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：16开

国际刊号：1006-6543

国内刊号：11-3371/TF

邮发代号：82-79

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1991

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

联系方式

篇8

汽车产业是粉末冶金（PM）零件最大的消费者，其次是工业发动机和操控系统。金属粉末工业联合会副总裁吉姆·戴尔表示，汽车变速器可能包含多达55个用粉末冶金制成的零件。

GKN　Sinter　Metals　公司美洲销售和市场营销副总裁克里斯·弗兰克斯告诉我们：“我们看到了用于汽车制造的粉末冶金产品的总量每年在不断增加。我们正在改良材料来开发对特定应用程序更有针对性的加工流程。”

该汽车涡轮增压器的叶轮是由德国巴斯夫公司对GHS-4合金进行Catamold催化离散加工制作而成，　其中含有铁、镍、铬、钼、碳、硅、锰、钒和钨。

使用粉末冶金技术创建近似网型的结构部件的制作工艺可以形成具有高温或者高压强的部件。　挤压并烧结的粉末冶金技术使用高压下的自定义模具制成金属粉末，再通过烧结加热零件。另一种方法是用于制作较大型部件的热等静压（HIP）。戴尔说：“粉末冶金技术制成的零件其尺寸限制在42磅左右。”“大多数粉末冶金技术制成的零件其重量不到5磅。现在，当压力机和应用部件体积变得越来越大时，单个零件的体积也越来越大，重量也越来越重了。”

粉末注射成形技术（PIM），结合了传统注塑机的功能，利用粉末冶金技术的精度和材料的灵活性来制作复杂的几何形状。粉末注射成形技术能够产生介质来高度容纳形状复杂，表面纹理多样，细节错综复杂的一致性组件。组件可以连接几个部件，消减加工步骤并缩短制作周期。

巴斯夫公司北美洲Catamold产品业务经理斯科特表示，粉末注射成形技术最大的应用领域是医疗、消费类电子产品、机械设备、航空航天、汽车和一般消费品行业。他说，巴斯夫公司不断增加对各行业中粉末注射成形技术的调查，调查结果显示其增长率在不断增加。　“越来越多的公司想做精益生产和持续改进，因此他们更仔细的审查粉末注射成形技术，因为它提供了良好的整体价值。”

粉末注射成形技术可以通过合并多个步骤来降低成本，如纹理和标签，或多个部件。贾斯特斯说：“根据不同的应用，当你分析每部件的用途以及它们为何独立时，你也许可以将其设计成一个单一的部部件。”

贾斯特斯说，与其他粉末注射成形工艺相比，巴斯夫公司的Catamold催化离散工艺有三个主要优点。其更快的生产周期，提高了能力，并实现了一个真正持续的加工过程或者批量制造。　他说：“其他非催化粉末注射成形工艺很难实现这一点，因为他们的生产时间太长了。”“当Catamold集中在部件上时，它提供了更好的空间控制和稳定性。不管是什么合金，它都可以更容易地加工绿色生态部件，来增加那些难以加入注射成型的新形状。”

Capstan　Atlantic公司凭借该粉末冶金技术制成的合金钢动力输出离合器轮毂，赢得了2012年金属粉末工业基金会工业电机/控制与液压类的优秀设计大奖。这个复杂又多层次的部件，取代了机械加工设计，具有80，000磅/平方英寸的极限抗拉强度和90，000磅/平方英寸的屈服强度，可以承受使用中非常高强度的扭转。

弗兰克斯说，与传统的锻造和铸造工艺相比，粉末冶金材料的设计更加自由。“我们可以将其制成网型来帮助开发减轻车辆重量的新技术和其他节约燃料的技术。”例如，用于大多数汽车应用中可变气门正时技术，先进的行星齿轮和手动变速箱，以及最重要的离合器。否则，这些配置文件和形状需要进行机械加工。

弗兰克斯说，有些形状可以用粉末冶金技术制成，不然将需要进行密集的机械加工，但由于成本、能力和资本等因素，这在工业上是不可行。他说：“如果没有粉末冶金技术，今天很多的汽车创新都是无法实现的。纵观我们服务的所有行业，我们看到它在原始设备制造商和开发粉末冶金技术的企业中越来越多得到认可。”

弗兰克斯说，虽然是一种特殊产品和加工工艺，但铝粉末金属已经不再新奇。GKN看到了用户对扩大其使用的兴趣越来越浓厚，尤其是在汽车领域。在一些依靠粉末冶金技术的产品线上，减轻车辆重量是主要动力。

特别是对使用依靠粉末冶金技术的设计来说，无论是制作其他工艺无法制作的形状还是满足批量生产的需求，粉末冶金制成的铝都是一个很棒的解决方案。“我们还进行材料开发来增加强度、耐磨度和导热系数。”

贾斯特斯说，烧结给金属带来了很多优势，如粉末金属可以很容易地结合，并且在浇注工程中消除金属的偏折问题。

每个粒子都可以被制成独特的或与其它粒子相似化学性质。因此，要么粉末可以被铸成合金，要么所需的材料可熔化在一起作为最终的化学反应，制成颗粒，然后研成粉末。粒径可以被精确控制，带来不同程度的孔隙度。戴尔说：“一旦获得高密度，你将有效地拥有与铸造材料相同的材料性能。”

由于粉量可以控制，单独的部件至部件的重复性非常高，所以模具公差需严格控制。根据部件的大小，每英寸上进行上千次测量。“你可以达到接近机械水平的公差，紧密的无需额外的加工。情况虽不是总是如此，但往往是这样。

弗兰克斯说，与其他金属制造方法相比，粉末冶金技术使用废弃材料的比率很高。它也是一项绿色环保技术，其所有的原料都来自二次废料。

Dynamet　Technology公司首席执行官Stanley　Abkowitz说，经过铸锭熔炼和加工，去除30％的材料，得到纯锭。“然后，把它加工成一个轧制成品，如金属条、金属板或者薄片等，并从中加工部件提供给客户。成份购买挥发的比例在飞机制造工业根据形状可高达40或50比1。材料越少，机械加工越少，这个比例越低。加工锭的标准比率是在10：1至15：1之间。

戴尔说，在航空航天领域，虽然为了某些部件不断进行改变，但强度要求往往是粉末冶金的一个难题。一个标准的喷气发动机含有4000磅的粉末冶金材料，其中大部分由热等静压制成网形。然后，切断金属条或者钢坯，并将它们加工成发动机组件的最终形状。

贾斯特斯说巴斯夫公司正在开发一些尚未的粉末金属，特别是镍基合金100和713，它们都是面向航空航天领域的。还有大量跨应用程序的工业研究与开发工作。“主要聚点之一是寻找方法可以使用注射成型的手段制造更大的部件，以提高产量并总体改进加工工艺。”

戴尔说，由于材料的固定组合，导致了一些对加工的限制。例如，航空航天组件包含一些极难获得的高温合金，选择它们是由于其性能和强度。例如，镁可以被铸造，钛也可以，但钛很难进行机械加工。几乎所有钛的制作都是由粉末加工开始的。

Dynamet　Technology公司是钛粉末冶金技术的领军人。2月，该公司收到来自波音公司的里程碑式的资格认可，为其商用飞机的结构部件提供Ti-6Al-4V合金产品。这一认可是经过几年在开发和认证上的努力工作得来的。

根据材料规范的条款，Dynamet是唯一有合格为商波音民用飞机集团制造　Ti-6Al-4V粉末合金产品的公司。波音公司将开始用粉末冶金制成的合金取代标准机械等级的合金，如金属条、金属板、铸件、锻件和挤压产品。

篇9

中图分类号：F270 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）12-285-02

20世纪90年代中期以来，汽车工业的快速发展，为高性能粉末冶金产品的生产和发展提供了良好的机遇。但与此同时，随着全球经济一体化的深入，国外优秀粉末冶金企业也开始进驻中国市场，瓜分这块巨大的“蛋糕”。这使得国内粉末冶金企业不仅要面临国内企业间同质化的激烈竞争，还要面对跨国企业的猛烈冲击，以及上游原料成本的挤压和下游及经销商不断提高的产品质量标准。而我国大多数粉末冶金企业的现状却是专业化水平低，产品开发能力弱，企业自身核心竞争力较低。由此，使得企业在不断上涨的成本压力下并不能有效地得到发展，迫使企业收益水平不断下降。面临当前困境，积极培养自身核心竞争力已成为目前粉末冶金企业亟需解决的问题。

一、国内粉末冶金企业与国外企业核心竞争力的差距

随着中国汽车工业的快速发展，汽车粉末冶金行业在近10年也取得了一定进步，但与发达国家相比，国内粉末冶金业仍然存在较大差距。

1.产品技术水平相对较低。主要表现在产品档次上，以中低端产品为主。综合评价，我国粉末冶金产品基本处于发达国家上世纪80年代中后期水平。当时，国外能够大批量生产的典型粉末冶金制品已经很多，包括动力转向机阀套、油泵摆线转子、同步器固定齿座、同步器齿环等。目前，我国正在开发这些产品。上世纪90年代初，国外开始开发粉末锻造连杆、双金属同步器锥环、组合烧结凸轮轴、温压无声链轮、组合烧结行星齿轮托架等，我国还涉足很少。

2.产品研发水平差距较大。目前，国内绝大多数企业仍然处于来图加工阶段，一般仅承担工艺研发，基本谈不上真正意义的产品研发；技术创新能力较差，基本处于引进消化吸收与模仿创新阶段，真正意义上的原始创新微乎其微；技术研发的软件与硬件手段正处于逐步建设与完善阶段，特别是技术分析与设计验证手段很不完善；产品研发管理水平不高。

3.过程控制与产品质量水平存在一定差距。尽管粉末冶金行业位于前10位的企业均建立了有效的质量管理体系，并得到客户的认可。但过程控制能力与产品质量水平，尚处于发达国家上世纪80年代末期至90年代初期的水平。

4.标准化水平目前仍处于初级阶段。即没有形成完整的粉末冶金制品产品标准体系、工程标准体系等，企业标准更是残缺不全。因此只能参照国外标准生产，如美国标准、日本标准等。

5.品牌建设亟待加强。尽管少数企业在国内粉末冶金行业享有一定的知名度，但在粉末冶金制品行业的品牌效应不明显，更无法谈及在世界粉末冶金制品行业的知名度了，所以品牌建设亟待加强。从应用环境看，国外汽车及零部件设计师已很清楚粉末冶金制品的特性，所以粉末冶金在汽上的应用不存在任何障碍，国内还需要做广泛的宣传、解释和推广工作。

二、粉末冶金企业核心竞争力差距形成的原因分析

粉末冶金企业不适应市场的需求，在产品质量、产品结构、生产和需求等方面的差距形成的主要原因如下：

1.行业的组织结构不合理。全国从事粉末冶金行业产品生产和制造的企业很多，目前多达400家以上。但是，这些生产制造厂家绝大多数规模较小、生产条件和制造工艺落后，造成整个粉末冶金生产制造行业结构水平偏低。行业结构的不合理容易造成低端产品的生产过剩和恶性竞争，进而严重影响整个行业的经济效益。因此，进行必要的行业结构梳理和整合，淘汰产品、技术、效益等方面落后的企业，控制向低端粉末冶金产品领域的过度投资，都是十分重要和必要的。要坚持扶优与汰劣结合，升级改造与淘汰落后结合，兼并重组与关闭破产结合。合理利用和消化一些已经形成的生产能力，进一步优化企业结构和布局。

2.产品结构不合理。总体来说，粉末冶金领域的产品需求前景还是非常广阔的，粉末冶金制品的用途也越来越广泛，发展粉末冶金高端产品是大势所趋。目前国内企业生产的粉末冶金产品，主要集中在低端领域，生产过剩造成一定的产需矛盾。而另一方面，在高端产品线上，又是一种供不应求的现象，目前产能不能满足现有市场的需要。因此，优化产品结构、提升产品档次、增强市场竞争力非常的重要和迫切。在技术领先的优势产品上应该大力促进在该领域的巩固和出口，并制定相应的品牌战略；在相对落后的弱势产品，应该走上引进、吸收、创新的良性循环道路。对于高低端产品的结构控制，应该通过相关行业和税收政策来促进产品结构的调整和优化。

3.生产设备和生产工艺影响产品质量和档次。由于我国粉末冶金工业起步于上世纪七八十年代，基础相对较为薄弱。目前国内企业拥有的先进生产设备少且不配套，严重影响了产品质量档次的提升，直接造成了竞争力的下降。同时，由于生产设备和工艺的落后，使产品的生产效率低下，生产成本提高。比如，因为不具备相应的生产设备和生产技术工艺，多年来我国一直从国外进口预合金化易切削钢粉和低合金钢粉。加大技术投资，促进生产设备和生产工艺的更新换代和不断创新，是提升粉末冶金领域整体水平的直接方法。

4.新产品开发能力低。目前我国的粉末冶金技术人才普遍比较短缺，这对于推动和促进一门新兴产业的技术进步和发展是非常不利的。科研能力的薄弱，直接导致了新产品研发能力的下降。同时，受到工艺装备、模具模架加工制造、后续处理等多种条件的限制和影响，行业内新产品的开发速度也比较慢，造成了市场响应的滞后。另外，国内粉末冶金企业与国际同行业的交流比较少，相对封闭的环境限制了国内粉末冶金企业与国际化的接轨，延迟了对领域内新技术、新动态的及时掌握和应变。

5.人员结构不合理。国内大部分的粉末冶金企业，职工素质普遍较低，中、高级技术人员和管理人才严重缺乏，不能满足生产、经营的需要。而粉末冶金行业作为一个新兴的机械制造领域成员，需要大量的专业化、层次结构合理的人才队伍。同时，人员结构配置的不合理，也是国内粉末冶金企业普遍面临的一个问题。一些企业重管理轻经营，或者重经营轻技术，或者重技术轻生产，这些都是非常不合适的。人才的知识结构、年龄结构、专业结构、性别结构需要优势互补，才能发挥出整体协同优势，才能与企业的生产经营相适应，提高人力资源的整体配置效率。人员结构的不合理配置和管理，将会导致人才队伍的流失，影响企业核心竞争力的持久性发展。

三、粉末冶金企业核心竞争力提升策略

1.通过战略调整提升企业核心竞争力。准确的市稣铰远ㄎ皇翘嵘企业核心竞争力的根本前提。我国加入WTO后，随着贸易壁垒的逐步消除，国内市场与国际市场将趋于融合，原来企业所熟悉的国内市场环境也将发生重大的变化。在这种情况下，企业不能只满足于在原来较小的且受保护的市场上占有优势，而要建立在国际国内广阔市场上打拼的战略思想，从自身状况出发，考虑企业市场战略调整和发展问题，实施恰当的市场战略定位，以保持和提升企业核心竞争力。在新的形势下进行市场战略定位，企业首先要分析所面临的市场环境，了解顾客需求，确定企业的目标顾客、应提供的产品或服务，以及如何高效率地给顾客带来更大的价值，为选择相应的市场战略提供依据。

2.强化技术创新提升企业核心竞争力。技术创新是企业适应当代科技发展，获得竞争优势的根本方法之一。在知识经济的背景下，新技术对企业发展的影响明显，技术变化速度加快，市场竞争激烈，企业要保持并增强自己的市场竞争能力，必须加快技术创新步伐，确保竞争优势。首先，企业要广纳国内外优秀科技人才，联合国内权威的研究结构，不断提高自己的研发层次和水平。其次，企业可以优化技术组合，大胆引进、消化、吸收先进技术，淘汰落后技术，争取在国外先进技术的基础上有所创新和进步。第三，不断强化已有先进技术的改进和升级，坚持不懈地对其核心技术进行创新，使其保持在世界中长期领先地位。要紧跟不断出现的新技术和新商机，及时做好企业核心技术的改造、更新、充实和提高工作。

3.加强人力资源管理提升企业核心竞争力。人力资源是企业最重要的核心竞争力。有效的人力资源管理既可以帮助企业降低成本，又有助于企业在产品差异化方面获得竞争优势。企业必须将人力资源管理与企业发展战略结合起来，实施战略性人力资源规划。企业在选拔和任用人才方面可以采取多元化和弹性化方法，建立有效的激励模式，建立起一种把员工同企业发展前景紧密联系在一起的共担风险、共享收益的新型分配机制。根据员工的不同需要，提供各种形式的福利方案，增强员工的向心力和企业的凝聚力。

4.加强企业文化建设提升企业核心竞争力。企业文化是孕育企业核心竞争力的土壤，也是企业核心竞争力的外在表现。公司加强企业文化建设应采取的措施，首先塑造企业文化个性。结合企业具体情况进行企业文化塑造，突出企业价值观念、企业精神、经营理念上的差异，充分分析内外因素，提炼核心价值观，从而进一步提升企业核心竞争力。其次，培育团队精神，加强团队协作。公司团队成员之间要建立和形成互相认可、互相负责、共同遵守的契约，为实现共同目标而努力工作，要让管理亲和于人，使管理者与员工融为一体，互相激发灵感，最大限度地激发员工的积极性，以形成积极向上的价值观和道德观。最后，充分发挥企业家在企业文化建设中的主导作用。充分发挥企业带头人的领导和表率作用，从本企业的特点出发，吸收和借鉴古今中外的优秀文化传统和经营理念，不断在实践中发展和完善。

总之，随着全球经济一体化和市场竞争国际化的步伐大大加快，如何能够在日益激烈的市场竞争中持续保持优势已成为粉末冶金企业关注的焦点。我们可以通过战略调整、强化技术创新、加强人力资源管理和企业文化建设这几方面入手来增强企业核心竞争力，从而使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考文献：

[1] 黄伯云，易建宏.粉末冶金材料和技术发展现状[J].上海金属，2007（2）

[2] 韩风麟.亚洲粉末冶金零件产业的发展与现状[J].新材料产业，2008（1）

篇10

1)温压对生坯与烧结件的密度和力学性能的影响:温压可使粉末冶金零件的生坯与烧结件的密度分别增高0.10g/cm3、0.25g/cm3。图3示添加0.6%石墨的FD-0405扩散合金化粉预混合粉的生坯与烧结件的密度的改进结果。温压在较低压力下，可将生坯密度增高较大;其达到了在常规压制时，于较高压力下达到的密度。在较高的压制压力下，阴模型腔中的预混合粉已接近PFD;因此，进一步增高压力时，生坯密度将不会再增高，实际上可能产生过压，并使粉末冶金零件形成微小分层。图4（略）汇总了用常规与温压压制工艺，在410～690MPa的压制压力范围内，压制的扩散－粘结材料的横向断裂强度(TRS)的结果。表3中汇总了由各种预混合粉组成，温压的烧结件的力学性能。温压适用于所有的铁与低合金钢粉的混合粉。烧结件密度增高的多少取决于材料系统和随后的零件加工处理。添加铜的预混合粉在烧结时发生胀大，这对温压工艺无益;因此，认为对于含铜的预混合粉，不适于采用温压压制。在Donaldson等进行的试验研究中［10］，将温压的粉末冶金零件，于871℃下进行了预烧结，随后在高达690MPa的压力下，于室温下进行了二次压制(整形)。二次压制后，在1120℃或1260℃下进行了烧结，制得的烧结件的密度达到了7.5～7.6g/cm3。当与密度为7.4g/cm3的烧结件相比较时，这些密度较高的烧结件，横向断裂强度增高了约15%;更重要的是，冲击能量增高了50%～80%。这些研究证明，对于温压零件，采用二次压制/二次烧结(DP/DS)工艺生产，可显著增高粉末冶金材料的力学性能。这类零件的综合力学性能等同于韧性铸铁和切削加工的碳钢锻件的性能。

2)增高生坯强度：温压工艺的较次要优势是，可增高零件压坯的生坯强度。生坯强度的增高，是由于粉末颗粒变形较大和在温压中使用的独特粘结剂与剂发生的最佳协同作用。生坯强度值的增高，是在密度显著低于PFD值水平下实现的(见图5)。这些数据表明，由于温压可增高生坯密度，其在应用于密度较低的零件时，可减小零件的损坏或零件易碎特征部分的碎裂。由于温压可增高生坯强度，从而使着可对生坯进行切削加工。在汽车变速器的粉末冶金换档拨叉的大量应用中，一直在采用生坯切削加工生产［13］。零件压制成形后，于生坯状态下进行铣削加工，这可减小零件的整个生产成本。用钼预合金化钢粉+2%Ni+0．5%石墨+0．6%剂的预混合粉温压后的生坯，通过钻削试验，进行了切削性研究。这项研究证明:在高速与高进给比的切削条件下，可得到令人满意的生坯表面粗糙度;另外，将标准钻头的几何形状从标准的90°横刃钻头改变为135°分裂点钻头，可改进切削表面的粗糙度。在确定生坯切削加工参数之前，建议先进行试验，检验钻头的几何形状、切削速度及切削进给比的效果。粉末冶金零件的生坯切削加工和烧结硬化相结合，可为零件设计者在零件设计与材料选择上提供较大的灵活性。

温模压制

关于用一次压制/一次烧结(SP/SS)得到较高生坯密度的第二个较新的方法是，仅只对模具加热，而不对粉末进行任何预热，将阴模加热到60～70℃温度范围之内。和温压工艺一样，为将密度比常规的预混合粉压制增高0.05～0.15g/cm3，这种工艺也综合有粘结剂与剂技术。和温压工艺一样，除了增高生坯与烧结件密度之外，此生产工艺还可以减少扬尘，改进流动性及增大阴模的充填量。这些因素都可以增高粉末冶金零件的一致性和质量。图6示用常规压制、温压及温模压制可得到的生坯密度的比较。温模压制的优势在于，可增高密度(0.05～0.15g/cm3)、附属设备较少及可减小粉末的损耗。不足之处有:由于传递到粉末中的热量有限和剂的总含量较低，零件的高度最高不大于25mm［16］;要增高密度，压制压力需要＞550MPa。对于温热粉末/温热阴模的方法来说，这种零件高度的限制，似乎不是问题，已经成功地生产出了高度高达63.5mm的零件。这两种温压工艺的生坯密度增高，都是依靠对粉末进行加热和减小添加于预混合粉中的剂的数量。就这一点而言，减小预混合粉中剂的含量时，剂必须使着易于脱模;因此，剂都是能满足压制方法要求的独特配方。

模壁

如上所述，减少添加于预混合粉中剂的数量，对增高粉末冶金零件生坯密度与烧结件密度都有重大影响。理论上，最需要添加剂的地方，是阴模模壁处。模壁不是一个新观念，可靠的模壁系统，一直在被研究与开发。过去的使用水基或溶剂基系统的研究成果，在装粉之前都需要一个干燥过程;静电系统的开发消除了干燥过程，并使着可将内部剂的总含量减小到0．2%～0.4%。依照图2（略）中的结果，这使着可将生坯密度增高0.15～0.25g/cm3，同时生坯与烧结件的强度也相应增高。模壁的其它优势还有，需要除去的内部剂含量较少，从而烧结过程中的排放物也相应地减少。图7（略）示内部剂的减少对生坯密度的影响;注意，生坯密度不可能＞7.4g/cm3。模壁要在产业中被接受，实质上其喷涂技术必须可靠和能够用倾倒法装粉。

选择性表面致密化

增高粉末冶金零件芯部密度的好处在于:可增高齿轮的拉伸性能，改进弯曲疲劳耐久性及增高滚动接触疲劳(RCF)强度。鉴于粉末冶金零件的选择性致密化，可改进RCF耐久性和提高尺寸精度，因而日益受到关注。早期的试验工作表明了这种工艺是如何适用于大量的粉末冶金零件的;这种工艺还能成形齿轮的导程与轮廓的拱起部位，为最终用户提供的齿轮成品不需要进行后续加工。重要的是，认识到了选择性致密化与高的芯部密度相结合，制造出的粉末冶金零件的拉伸与弯曲疲劳性能和锻钢零件的性能相同。采用选择性致密化时，其RCF性能也和锻钢等同。这种独特综合性能，为用粉末冶金齿轮替代高负载汽车变速器齿轮提供了可能。表4(略)示采用高密度工艺加工的FLN2-4405的力学性能与淬火/回火处理的AISI8620锻钢性能的比较。AISI8620钢表明，其疲劳与冲击性能两者都有明显的方向性。#p#分页标题#e#

所有试验都是用切削加工的圆形试棒进行的。拉伸试验的结果表明:疲劳强度与冲击韧性值的变化都是纵向大与横向小;淬火/回火的疲劳试样的纵向比横向的值约高35%;有凹口冲击试样的纵向比横向的值大约50%;而无凹口试样的纵向与横向的值相差很小，只有1．5%。鉴于许多齿轮(例如，直齿轮)的负载都垂直于主工作方向，因此，材料的方向性很重要。螺旋齿轮是在两个方向负载，其取决于齿轮的螺旋角，例如，20%螺旋齿轮的负载大部分是在横向。在文献数据库中，往往引用的是纵向的力学性能，而很少列出横向性能。粉末冶金零件材料是各向同性的，鉴于中和区的密度减小，因此，在零件的中和轴线上的性能略微减小。采用先进的粉末冶金零件生产工艺时，可将中和区的密度减低显著减小。根据表4，粉末冶金零件的屈服强度与抗拉强度和锻钢相似;但伸长率与冲击值和锻钢相比，则明显减小。实质上，通过正确地选择合金与生产工艺条件，可得到同样的RCF性能。整篇论述主要集中于获得较高的生坯与烧结件密度的方法上，认为较高的烧结件密度，意味着较高的力学性能。近期，合金化的发展表明，在可比较的密度下，合金化也可以改进粉末冶金材料的力学性能。King等的研究表明:添加铬、硅、钼及镍可显著影响粉末冶金钢的力学性能;特别是，在同样密度下，铬与硅可显著增高粉末冶金钢的强度与冲击能量。对于这些先进的合金系统，可利用上述的得到较高密度的技术，并可相应地增高零件的使用性能。另外，用烧结硬化合金工艺可生产具有马氏体显微组织的粉末冶金零件，而且，其尺寸精度是用常规锻钢油淬火无法达到的。

因此，粉末冶金可提供所需的力学性能、尺寸精度及可行的生产成本。对于进一步增高密度，可能性是存在的。将模壁与SP/SS加热粉末工艺相结合，可使密度达到接近7．5g/cm3;开发新剂，其在较低含量的条件下，可有效地增高PFD;将DP/DS用于密度＞7.6g/cm3的粉末冶金零件时，可使粉末冶金零件的性能增高到与粉末锻造零件相同。

篇11

1.1材料配比与混合

球铰原用材料为耐磨青铜棒材经机械加工而成，成本高且浪费大，更重要的是困扰企业的难题—“烧盘”现象无法根治，由于该件工作条件较为苛刻，在新材料选材时选择强度较高、硬度和耐磨性较好且成本较低的铁基粉末冶金材料。经多次试验，选定Fe-P-C-Cu系，P是一个显著的强化元素，P的加入有效提高材料强度和尺寸稳定性，Fe-P-C系性能较广泛应用的Fe-2%~3％Cu-C合金优越，而微量Cu对轴向承压变形的改善显著［2］。

混合料的配比（质量分数）为：余量Fe-0.8%~1.2％Cu-0.4%~1.2％C＜3％添加剂，其中Fe粉为雾化铁粉，粒径小于178μm；Cu粉为电解粉，粒径小于74μm；C粉为鳞片石墨，均符合相关国标的技术要求。添加剂为质量分数0.8%硬脂酸锌，质量分数0.5%硫磺粉＜150μm；机油按粉料0.65mL/kg加入；混料采用V型混料机，时间2.5h。柱塞泵球铰质量要求较高，在保证高强度和耐磨性的同时，要求有良好的抗咬合性和一定的尺寸精度，为了保证各类指标的稳定性，配料时应严格控制各成分的加入及均匀性，加入机油湿混，避免铜成分偏析和粉粒大小的分层现象及添加剂硬脂酸锌和硫造成的团聚现象［3］，粉料混好后应过筛，粒径小于178μm。

1.2粉末的压型

装粉。为提高压型质量和效率，采用容量法刮料式装粉，其优点是装粉速度快，压件一致性好。压型压力为400MPa，密度为6.4g/cm3。

整型与精整。为了节约原材料和提高后加工效率，成型内孔只留精整量，一次精整到尺寸无切削工艺，并使小端面球面成型，以保证球面的密度，留少量加工量。此时保证所成型球面密度值得研究，大量试验及参考文献［4］证明，压制时成型球面在上是确保球面密度的关键。整型工艺以FTQ-40球铰产品为例：烧结后毛坯放在整型座上，整芯置于马蹄铁上，便于脱模操作，整芯中间30mm为整型尺寸，为毛坯整型留量而设定，考虑到整型回弹等因素，整芯尺寸比工件最终尺寸公差大0.07mm，整芯两端带稍：下端为导向部分，利于整型定位，上端为脱模部分，利于整型移出模后，整芯自动脱模，简化了整型模具和整型工序，因而大大提高生产效率，是传统外箍内胀工艺效率的3~4倍。

1.3粉末的烧结

烧结设备采用半自动推杆式烧结炉，将粉末压坯装在铁皮舟中送入炉内，且每舟装入质量严格控制并无规则装入，以便毛坯之间有足够空隙实现均匀烧结。烧结气氛采用吸热性煤气保护，组成（体积分数）：20%N2+40%H2+20%CO及少量的H2O、CO2与CH4。露点范围为-5～15℃。烧结工艺：加热温度为（1080±5）℃；保温时间为45min。

1.4后加工工艺

由于球铰球面要求非常高，用粉末冶金工艺无法达到设计要求，因而采用基本成形留加工余量、对工件毛坯进行机械加工的方法。采用成形刀加工球面，优点是操作简单、效率高，但问题较多，其中关键问题：1）由于该材料为耐磨材料，对刀具磨损严重，需经常换刀，尺寸精度无法控制；2）由于成形刀工作时为线接触，切削力非常大，导致“打嘟噜”现象，不但对刀具消耗非常大，并导致大批废品；3）成形刀因加工过程中切削阻力大，刀具发颤，使工件表面粗糙度差，造成后续球面精磨加工无法保证。通过不断摸索和大量试验，最终确定用改造的单板机数控车床对球面进行加工，方法是内胀胎定位、编程控制走刀，产品图见图2。首先进刀车小端面并退刀车小端球面，其次根据球心至大端面距离，进刀至大端面位置车大端面并车大端球面，程序控制，一气呵成，使加工质量大幅提高：1）尺寸一致性非常好，为后续精磨打下良好基础；2）表面粗糙度很好，精磨量缩小，有效提高后加工效率和质量；3）两端面及球面一次装卡完成，形位公差保证良好；4）刀具磨损小，减少换刀次数，提高工作效率；5）废品率几乎为零。精磨加工采用厂家自制专用磨床加工，用专用工装需要良好的一致性，本研制工件良好的满足了加工要求。另外，制件的防锈与包装不可忽视，除操作避免汗渍接触工件外，工件经检验合格后，应立即浸油并在油内加入成分石墨和防锈成分亚硝酸钠，油温为80~100℃，工件浸煮15min后控油，用牛皮纸包裹放入塑料袋内封口装进包装纸箱，入库并防潮。

2试验结果

2.1检验结果

柱塞泵粉末冶金球铰（见图2）的材质、尺寸精度和力学性能等进行了系统检验，化学成分（质量分数）：C为0.49％，Cu为1.08％，Fe为94.95％。物理及力学性能：密度≥6.6g/cm3，硬度≥90HB，压溃强度≥300MPa。尺寸精度：准28尺寸偏差标准要求f7（-0.020-0.041）mm，实测（-0.023～-0.020）mm；准14尺寸偏差标准要求H9（+0.0430）mm，实测（0.030～0.035）mm；球中心距标准要求（6±0.15）mm，实测（-0.07～+0.09）mm；大端与准14的垂直度准，标准要求0.05mm，实测（0.02～0.03）mm；外圆与内孔准14的同心度标准要求0.08mm，实测（0.02～0.03）mm；准28球的圆度标准要求0.02mm，实测0.01～0.02mm；粗糙度标准要求Ra0.8μm，实测Ra0.8μm。球铰的防锈：标准要求球铰成品应渗渍油。并允许加入无害于柱塞泵性能的防锈剂，实测合格。球铰的外观质量：标准要求不允许有裂纹、夹杂及锈蚀等缺陷，实测合格。柱塞泵粉末冶金球铰经检验，各项技术指标符合Q／JYY032—2001《柱塞泵粉末冶金球铰技术条件》的要求，为合格产品。

2.2台架强化试验

将样件安装在两台XB-F40泵试验机上，条件：1）在P=25MPa下，运转1.5h；2）在P=20MPa下，冲击试验200次，运转正常，试验完毕拆检零件，铰副摩擦、磨损痕迹正常。

2.3装机可靠性、耐欠性试验

在XB-F40泵上装试件数件，已经历两年半超过5000h未发生任何异常现象，经批量使用，本粉末冶金球铰各项性能指标达到要求，与原用青铜合金QSn6-6-3材料相比，抗咬合等指标均有所提高，根除过去存在的“烧盘”现象。

3结论

1）用粉末冶金方法生产柱塞泵球铰在XB-F40泵上试用获得成功，完全可以替代原用青铜合金材料球铰。

篇12

【中图分类号】TH 【文献标识码】A

【文章编号】1007-4309（2013）07-0055-1.5

TiAl金属间化合物具有低密度、高强度、优异的高温抗蠕变和抗氧化性等优点，在航空航天以及汽车工业等领域具有广泛的应用前景。高Nb含量TiAl合金保持了TiAl合金上述一系列优点，同时高含量难熔元素Nb的加入提高了合金的熔点及有序温度，降低了扩散系数，改善了高温抗氧化性能，被视为最具有开发潜力的新一代高温结构材料之一。然而，该合金存在严重的室温脆性，断裂韧性和裂纹扩展抗力也很低，且该合金属于难塑性加工材料。这些缺点阻碍着该合金的广泛应用。目前，该合金制备的工艺主要是铸锭冶金，该工艺存在成分偏析和组织粗大等缺点，且成本高，工序复杂。近年来，粉末冶金制备技术引起广泛关注。与铸态合金相比，粉末冶金合金的组织更均匀细小，而且，由于粉末冶金工艺可以实现近净成形，从而避免对合金的后续塑性加工，成为国内外学者制备TiAl基合金广泛关注的工艺。本文采用元素粉末冶金法制备高Nb-TiAl合金，对组织性能进行了研究。

一、实验

将平均颗粒尺寸小于48μm的高纯Ti、Al粉以及平均颗粒尺寸小于45μm的高纯Nb粉，按Ti-45Al-5Nb（at.%）成分配比，在行星式球磨机中进行机械球磨，球磨参数为：球料质量比为20∶1，转速为400r/min，球磨罐和磨球材料均为不锈钢，球磨时充高纯氩气保护，球磨时间为8h。随后，利用真空热压烧结系统对球磨获得的Ti/Al/Nb复合粉末进行反应烧结，烧结工艺参数为：烧结温度分别为1250℃、1300℃、1350℃，压制力为40MPa，保温保压时间为2h，整个烧结过程中真空度不低于10-2Pa，最后得到Φ60×13mm的三种烧结块体材料。

应用XRD分析材料物相组成，利用光学显微镜（OM）和配有能谱（EDS）分析系统的场发射环境扫描电子显微镜Hitachi S4700（SEM）观测粉末的颗粒形貌演变、烧结块体试样组织。为选择典型粉末形貌，球磨粉末试样首先在烧杯中用酒精分散振荡，用滴管滴到钢制载物台，风干使酒精挥发制得粉末扫描样品。

二、实验结果与分析

1.球磨粉末特性

图1为复合粉末随球磨时间增长形貌演变的扫描和背散射图像。从中可以看出，球磨时间累计至4h，Ti、Al颗粒均为明显片状形貌，部分片状颗粒已发生破碎和粘合。随时间进一步延长，片状颗粒不断破碎，8h时片状颗粒破碎基本完成，形成了大量的碎小颗粒。通过背散射图像对比可以发现，Ti和Al的粉末颗粒在变形过程中形成明显的片状结构，而Nb元素颗粒则更多以碎小颗粒存在，并粘附在其他两种粉末上。这是由于Ti和Al的塑性比Nb较好，特别是低温环境下Nb有很严重的脆性。在巨大外力的快速作用下应力集中严重，从而直接破碎成细小颗粒。

图1 不同球磨时间下Ti-45Al-5Nb粉末形貌（BSE）

（a）4h；（b）6h；（c）（d）8h

Ti-45Al-5Nb复合粉末经8h球磨得到的XRD分析结果如图2所示。从图中可以发现，复合粉末中并未产生新相，说明机械球磨过程中Ti、Al、Nb三种元素粉末仅实现机械结合，并未发生合金化反应。在球磨过程中，由于采用间隙球磨方式，粉末和罐体的温度得到很好的控制，这也限制三种元素之间的扩散速度，而且粉末的能量不足以推动Ti、Al元素之间的扩散反应，另外，Nb元素在低温环境中的扩散系数非常低，基本不考虑其反应。利用XRD结果计算复合粉末中三种元素的平均晶粒尺寸为19.7nm，三种粉末的晶粒均得到明显的细化。

2.烧结坯物相分析

利用X射线衍射仪分析三种烧结坯所得结果如图3所示。从图谱可以看出，三种烧结温度下合金中单质元素相完全消失，表明Nb元素完全固溶于TiAl合金中。同时，三种合金新生成的物相均以γ-TiAl为主，α2-Ti3Al次之，同时都有少量的B2相形成。对比发现，随着烧结温度提升，α2相含量有所减少，γ相含量增加。另外，1300℃和1350℃烧结合金的衍射峰相对于1250℃烧结合金向左有小角度偏移。这可能是由于Nb元素在更高烧结温度下扩散更加充分，其分布更加均匀，使三种物相的晶格常数变化引起的。

图2 Ti-45Al-5Nb合金烧结XRD图谱

三、结论

1.采用元素粉末+机械球磨工艺制备Ti-45Al-5Nb复合粉末，充分的细化和均匀了三种元素粉末，Ti、Al粉末发生塑性变形成细小片状，而Nb则破碎成细小颗粒。经过8h球磨可以得到较好的复合粉末。经过球磨的复合粉末未发生合金化反应。

2.采用真空热压烧结工艺制备高致密的Ti-45Al-5Nb合金材料，在1250℃和1300℃烧结得到细小的近γ组织，在1350℃烧结得到的是近片层组织，同时三种烧结坯组织中均有B2相颗粒生成。

【参考文献】

[1]APPEL F，OEHRING M，WAGNER R.Novel design concepts for gamma-based titanium aluminide alloys[J].Intermetallics，2000，8.

[2]DUAN Qin-qi，LUAN Qing-dong，LIU Jing，et al.Microstructure and mechanical properties of directionally solidified High Nb containing TiAl alloys[J].Materials & Design，2010，31（7）.

[3]王衍行，等.高Nb-TiAl合金粉的制备及其特性[J].航空材料学报，2007，27（5）.

[4]LIU B.，LIU Y，ZHANG W，et al.Hot deformation behavior of TiAl alloys prepared by blended elemental powders[J].Intermetallics，2011，19（2）.