现代粉末冶金材料与技术进展
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粉末冶金是一项历史悠久且富有生机的优秀材料成形和制备技术，这项技术源自于很久以前的炼铁方法和制作陶器的做法，推进了人类社会的进步。在十八世纪中期，欧洲出现了粉末冶金制铂技术，复燃了粉末冶金技术火种。到了十九世纪初期，才开始重点研究这项粉末冶金技术。粉末冶金是制取金属粉末或者将金属粉末作为原材料，通过成形和烧结流程制造金属材料和复合材料以及不同种类制品的工艺手段。笔者结合多年的工作经验，在本文中着重讲解了几种粉末冶金材料以及几种新型成形技术 。 1、铁基粉末冶金材料 铁基粉末冶金材料主要以铁元素为主，增添多种合金元素制成的一种钢铁材料。粉末冶金高合金钢分为粉末高速钢和粉末不锈钢两种。粉末冶金行业中产量最多的一种材料就是铁基制品，这种铁基制品可以展现出整个国家的粉末冶金技术水准。笔者在下面详细的介绍了铁基粉末和几种铁基制品及其进展概述。 1.1 铁基粉末 铁基粉末冶金材料和制品主要用到的粉末有纯铁粉和铁基复合粉及铁基预合金粉三种。我国的钢铁粉的制备方法在一直进步中，已经研发出了很多制备方法，比如电解法、还原法、水汽合雾化等多种方法。这些方法的研发，充实了我国铁基粉末的种类和品质。为了适应市场的要求，我国已经研发出了高压缩性铁粉、磁性材料铁粉、化学铁粉、铁精矿粉生产还原粉等多种铁基粉末制品。2018年凌钢集团粉末冶金有限公司建成了年产 10万 t的高性能高压缩性能铁粉的自动化生产线，致使我国拥有了与国际企业抗衡的实力。我国 2010年～ 2018年钢铁粉末的销量年平均增长速度约为 15%，2018年总销量达 69.5万 t，当中年产值超过一万吨的 10家钢铁粉末公司的年总产值也已经占全国年总产值的 95%，这就说明了钢铁粉末生产的规模在快速壮大。但是，当前国内铁粉行业的产粉量同下游行业的需求量不成正比，档次偏低的铁粉产量多大，档次偏高的铁粉产量偏低处于稀缺状态。 1.2 P/M铁基制品 我国铁基制品受到了国家机械部的关注，在汽车、机械制造行业的带领下，铁基制品快速进步，烧结及热处理炉和成型压机以及设计模具和制造模具等有关机械设备的制造能力一直在加强。伴随中国制造的进步，也对铁基制品的强度和密度等标准有了更进一步的规范，铁基材料的告诉压制技术和微合金化技术很受欢迎。当前，有少数铁基粉末冶金企业的支撑技术已经把粉末热锻、复压复烧、表面滚压致密化等应用在很多繁琐精细零件的制作中。比如，烧结完成后的铁基齿轮通过反复滚压密致化操作，与齿部碰触的面积已经达到重合。提升了齿轮尺寸的精准度，可以替代锻造齿轮。通过多年的科学技术进步，我国已经成为亚洲规模最大的生产铁基粉末冶金制品国家，出现了很多的行业龙首企业[5]。 1.3 粉末注射成形铁基制品 金属粉末注射成形技术是把金属粉末作为原材料，借用熟料注射成型工艺来制作繁琐精细的小型金属零部件。上世纪末，就已经开始研发金属粉末注射成形技术，研究出了快速溶剂脱脂技术和环保粘结剂等，这项技术主要应用在制作医疗器械零部件和枪支的零部件中。我国金属粉末注射成形技术的形成经过了很长一段时间，最终在研发手机的细小金属零部件中得到了应用。在 2010 年开始，金属粉末注射成形技术取得了快速的成长，据有关数据统计，我国的金属粉末注射成形开发公司已经有上百家，这些公司主要在一线城市中。2018 年我国金属粉末注射成形行业总产值已经达到 60亿元。在粉末注射成形材料方面，当前 65%以上运用的材料都是不锈钢制品，15%以上是低合金钢制品。82%为 3C产品，当中手机67.5%，可穿戴设备 7.1%，计算机 7.4%。粉末注射成形技术在计算机和手机等行业中，用到的数量在逐年递增，当前华为、苹果等手机，戴尔计算机都大批使用粉末注射成形零部件。我国手机的年生产量占全球总年生产量的 75%以上，手机的迅速替代更新和超大的年生产量为粉末注射成形技术提供了无限的成长空间。 1.4 铁基粉末冶金材料的发展走向 新型的粉末冶金技术也在想粉末复合化和成形精细化及烧结效率高热化等方面进行技术改良和创新。 (1)P/M 铁基制品的研发方向 ：研发稳定性极强、性能极好的钢铁粉末材料，研发强度高、密度高、精准度高的铁基制品制作方法，向实现数字化和自动化生产技术及先进设备看齐。 (2)粉末注射成形技术和产品的研发方向 ：研发尺寸和品质更好的繁琐零部件生产技术 ;研发数量超多的粉末注射成形产品 ;同增材制造技术互补，扩展在医疗和汽车等行业的新型产品，减少开发时长，提升产品精准度，减少投资成本。 (3)在医疗器械和航天航空等高端领域投入大量的铁基粉末冶金技术的应用，进而提升产品的整体价值。 2、结束语 总之，现今我国粉末冶金材料和技术有了很大的进步，粉末冶金是一项历史悠久且富有生机的优秀材料成形和制备技术，直至今日，上百年的历史长河中，粉末冶金法被得到了广泛的应用，利用这项技术研发了很多新型材料和制品，也是目前我国科学技术中不能缺少的一项工程技术，并在材料科学领域中占领了主要的位置。
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