浅析粉末冶金技术的发展及现状

浅析粉末冶金技术的发展及现状

冶金技术在我国具有着十分悠久的应用历史，冶金技术在我国最早应用于生铁冶金。生铁冶金可以说是冶金技术的初级运用。随着冶金技术的不断优化与改良，粉末冶金技术成为冶金技术运用的一大方式。分析与研究粉末冶金材料与冶金技术的发展与运用能够极大的促进粉末冶金的推广，有助于判断冶金技术的未来发展走向，对我国冶金行业的发展具有着十分重大的意义和作用。

标签：粉末冶金；技术；发展；现状

一、高强度制造工艺

（一）材料的选择

（1）原料配方选用。粉末冶金铁基原料中会添加相应的合金元素来改良锥齿轮的强度。化学成分一栏中合金元素NI的含量在一定范围内增加，产品的机械性能可以相应得到提升。元素C的含量变化对产品硬度影响非常显著，粉末冶金锥齿轮需要在高抗冲击（高韧性）和剧烈摩擦（高耐磨性）环境下工作，因此可采用低C含量原料。（2）原料制作工艺。由于粉末冶金原料制作工艺有很多种，不同的工艺制作出来的原料成分均匀性有差异。

（二）热处理工艺

热处理目的是提高锥齿轮硬度、耐磨性和强度等力学性能，因此根据粉末冶金锥齿轮使用要求，需要选择合理的热处理工艺。锥齿轮不但需要承载高响度冲击，而且表面需很好的耐磨性，还要保证锥齿轮高精度。因此采用表面渗碳热处理工艺最为合适。为了使锥齿轮心部能保持一定的强度和较高的韧性和塑性，表面渗碳热处理的渗层必须要有严格规定，可根据锥齿轮模数的0.25～0.4系数来制定；防止锥齿轮磨损疲劳失效，表面硬度合理范围在650HV0.1～820HV0.1比较合理；为解决大小锥齿轮寿命匹配问题，大轮表面硬度应较小轮硬度低50HV0.1左右。

二、粉末冶金技术分类

（一）粉末注射成型技术

我国在进入到21世纪以来，我国各项科学技术进入到了发展的蓬勃时期，粉末冶金技术中的粉末注射成型技术、温压成形技术、烧结硬化技术得到了稳步的提升与拓展。当前粉末注射成型技术在我国已经开始初步运用，粉末注射成型技术成型的材料所需要花费的时间周期较长，因此粉末注射成型技术大多应用于陶瓷、铁基，但是随着我国国民对于冶金行业要求的逐渐提升，传统的粉末注射成型技术已经不能满足人们的需求，通过粉末注射冶金技术制造的陶瓷其中含有的在较多，优化与改良后的粉末注射材料主要为钛合金以及高温合金材料，钛合

金材料以及高温合金材料由于其自身结构的差异，粉末注射成型技术逐渐轴向复杂化与精细化，粉末注射成型技术在未来必将成为粉末冶金技术的一大重要分支技术。

（二）微波烧结技术

通过微波烧结技术的运用，冶金企业所生产的冶金材料内部材料构成更为均匀，并且生产的材料任性更强。微波加热方法由于微波的特性，使得其加工的效率与速度极高，通常在60s的时间内其温度即可上升值1700℃，部分冶金材料的温度在该段时间内甚至能够上升至2200℃。因此微波烧结技术在陶瓷行业中的应用效果更为优异。通过微波烧结技术生产的陶瓷器内部的结构更为稳定，在实际的烧制过程中陶瓷内部的受热更为均匀，陶瓷不易发生裂痕。因此通过微波烧结生产的陶瓷破损率更低，生产的成本更为低廉，微波燒结技术将成为陶瓷材料加工的未来主要应用走向。

三、发展措施

（一）难熔冶炼自动加料改造

难熔冶炼工序中的粉轧机为人工加料，容易出现加料不均匀的情况，造成产品的合格率下降，废品增多，生产效率较低。通过加装自动加料装置，可以使加料的过程更加均匀，从而提高生产效率和质量。企业更换后经测定约可使合格率提高8%，减少原料浪费约1.6t，年节约成本30万元。

（二）难熔冶炼冷却水水质除杂

难熔金属冶炼过程中烧结炉电气循环水易堵塞管道，引起炉体过热事故，冶炼产品报废。在进水端加装三通过滤器可减少水中的杂质，减少堵塞和电气故障导致的重烧。事故断电后一个批次的产品重新回炉，约消耗电量15万kW·h，因此减少一次事故断电可节约电量15万kWh。另外，循环水除杂处理后，可提高冷却效率，减少循环水的补水量，同时减少废水排放量。

（三）供暖用锅炉低氮燃烧改造

企业的6台燃气锅炉（3台GE615，3台WNS1.4—0.7/95/70—Q），2014年消耗天然气942 571m3，废气直排，未采取低氮燃烧、脱硝处理，氮氧化物排放浓度平均值约为102 mg/m3，排放总量1.764 t。随着北京市《锅炉大气污染物排放标准》（DB11/139—2015）颁布实施，在用锅炉于2017年4月1日之后，氮氧化物排放限值降至80mg/m3，但仍难以满足新标准的要求。对所有燃气锅炉的燃烧器进行改造，采用低氮燃烧器，从源头减少氮氧化物的产生，降低污染物排放。

四、结语

时至今日，粉末冶金技术是材料性能提高和开发新材料的重要手段之一，粉末冶金技术已成为当代材料科学发展的先进领域。粉末冶金材料、技术、工艺的不断创新，将会加快高技术产业和国防工业的进步与发展，也一定会带给材料工程和制造技术令人满意的未来。这些年来，中国的粉末冶金行业飞速发展，在工艺装备和技术上都比以前有了长足的进步，但同世界先进技术相比还存在较远的距离。所以，推进粉末冶金材料、技术工艺的创新，提高我国粉末冶金产品的层次和水平，减少与世界先进水平的差距，是当前我国材料技术的重中之重。