粉末冶金材料的分類應(yīng)用研究

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一、粉末冶金生產(chǎn)工藝

具體生產(chǎn)過程如下所示；一是粉末生產(chǎn)：涉及到混合粉料、制取粉末等步驟。適當(dāng)加入石蠟、汽油等增塑劑，可以增強(qiáng)粉末的可塑性、成型性。二是壓制成型：通常在500MPa左右壓力條件下，可將粉末壓制成型。三是燒結(jié)：通過高溫真空氣氛爐燒結(jié)，燒結(jié)中注意需存有固態(tài)元素，在燒結(jié)過程中，粉末顆粒通過一系列物理、化學(xué)過程，如結(jié)晶與化合、溶解等過程，形成存在孔隙度的冶金品。這與金屬熔化過程存在較大差異。四是后處理：通常情況下，可直接使用燒結(jié)后冶金品，或是經(jīng)過燒結(jié)后處理，如表面淬火、擠壓、熔滲等后處理工藝，使制件尺寸符合硬度、精度、耐磨性等方面的要求。

二、粉末冶金材料分類

1.鐵基粉末冶金鐵基粉末冶金材料廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，隨著汽車行業(yè)的不但拓展，鐵基粉末冶金材料的功能、作用，也得到了最大程度的發(fā)揮。鐵基粉末冶金材料包括碳鋼和低合金粉末、鐵-鉻-硅系合金粉末、鐵-鉻-硼-硅系合金粉末，硬度一般為HB90，通過調(diào)整Cr13型、18-8型不銹鋼的鎳與鉻含量，添加硼與硅元素制成的。其具有一定的致密性、耐磨性、結(jié)合強(qiáng)度，可取代鎳基合金粉末。

2.銅基粉末冶金銅基粉末冶金材料燒結(jié)后冶金品，具有一定的抗腐蝕性、無磁性干擾等特征，由燒結(jié)的黃銅、銅鎳合金、青銅材質(zhì)構(gòu)成。銅基粉末冶金所采用的材質(zhì)是銅基，最好的銅基材質(zhì)是銅錫合金，對(duì)催化劑、過濾器與電刷等作用明顯，適用于電工器件、機(jī)械零件制造領(lǐng)域。

3.難熔金屬材料難熔金屬材料包括合金復(fù)合式材料、難熔性金屬等，如鉬、鈮、鉭等，其熔點(diǎn)、強(qiáng)度與硬度相對(duì)較高，主要用于航空航天、能源與核研究、國(guó)防等領(lǐng)域。粉末冶金工藝是鎢、鉬等難熔金屬的主要生產(chǎn)工藝，制成的合金組織、成分均勻，能耗低且晶粒尺寸小，也是熔煉工藝所不能比擬的。

4.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金主要由碳化后的難熔性金屬制成，借助金屬粘結(jié)劑、粉末冶金法制成。切削領(lǐng)域的硬質(zhì)合金材料，熱硬性(1000℃)、硬度(80HRC)高，同時(shí)具備一定的耐磨性、抗壓強(qiáng)度、耐腐蝕性、抗氧化性，但導(dǎo)熱性、韌性差，適用于砂輪磨削、電加工的工業(yè)切削領(lǐng)域。根據(jù)材料含鈷量，含量高適用于粗加工，含量低適用于精加工。

5.摩擦材料摩擦材料存在一定的摩擦磨損性，適用于摩擦離合器制作，以及制動(dòng)器摩擦部分，以實(shí)現(xiàn)元件動(dòng)力阻斷、傳遞。摩擦材料由基本、輔助單元組成，耐磨性、熱穩(wěn)定性、承載能力主要由基本組元的結(jié)構(gòu)與性能保證。輔助組元主要完善基本性能。

6.減摩材料減摩材料的耐磨性、摩擦系數(shù)低，可由金屬或非金屬材質(zhì)與金屬基體、減摩潤(rùn)滑劑制成。通過粉末冶金技術(shù)，可改善材料基體，調(diào)整減摩成分，以達(dá)到自潤(rùn)滑性能等方面的要求，適用于塑料減摩材料、鑄造金屬等領(lǐng)域。

三、粉末冶金材料應(yīng)用

粉末冶金材料、零件，儼然成為了新技術(shù)、新材料發(fā)展的關(guān)鍵部分，也受到了制造業(yè)的高度重視。粉末冶金系列產(chǎn)品，在機(jī)械、家電、化工、環(huán)保、能源、冶金等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛。國(guó)防工業(yè)中的導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭、核工業(yè)等關(guān)鍵產(chǎn)品，只能用粉末冶金技術(shù)實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，未來粉末冶金材料在新型醫(yī)療器械、新型信息技術(shù)、現(xiàn)代汽車、機(jī)床高端設(shè)備等領(lǐng)域的作用發(fā)揮程度，也會(huì)隨之提高。

1.生物醫(yī)學(xué)為固定細(xì)胞組織，需要利用到表面帶有孔隙的生物醫(yī)學(xué)元件，通常情況下，使用功能梯度結(jié)構(gòu)材料，或是復(fù)合材料，如磷酸鈣等，鈦強(qiáng)度高，羥磷灰石與骨具有類似的礦物相，復(fù)合材料的生物相容性更強(qiáng)。氧化鋁、聚乙烯等復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度達(dá)到100MPa，骨質(zhì)脆弱。

2.能源領(lǐng)域能源材料是指能夠滿足新能源需求，促進(jìn)新能源發(fā)展的材料，以帶動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。新能源材料發(fā)展主要體現(xiàn)在太陽能、氫能、電池方面，隨著能源開發(fā)逐步深入，對(duì)能源材料的需求也逐漸增加，如新能源汽車，隨著市場(chǎng)占有率的不斷提高，對(duì)軟磁材料、摩擦零件、多孔材料、超硬工具材料等粉末冶金零件的需求增加。粉末冶金技術(shù)是生產(chǎn)動(dòng)力電池等新材料的重要方法，除此之外，還需加強(qiáng)正極、負(fù)極材料的技術(shù)創(chuàng)新，以帶動(dòng)動(dòng)力電池、電池材料技術(shù)的有效突破，滿足新能源汽車對(duì)電池安全性、能量密度等技術(shù)要求。

3.信息行業(yè)軟磁材料在信息行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛，包括鐵氧體軟磁、金屬軟磁材料兩類，前者主要通過粉末冶金燒結(jié)技術(shù)制成。軟磁材料的飽和磁性強(qiáng)度、導(dǎo)磁率可通過燒結(jié)得以改善，以滿足磁行業(yè)的應(yīng)用需要。

四、總結(jié)

粉末冶金制品正不斷向著高強(qiáng)度、高密度與形狀繁瑣的方向發(fā)展，對(duì)粉末冶金材料的性能要求也越發(fā)嚴(yán)格。隨著國(guó)防、能源汽車、信息行業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)Ψ勰┮苯鹬破沸枨罅康牟粩嘣黾?，推?dòng)摩擦材料、難熔金屬材料、鐵基粉末冶金材料的應(yīng)用，也成為了相關(guān)部門的重要工作之一。