用粉末冶金的方法由金属钍粉制取致密钍金属的过程。包括钍粉成形及烧结两道作业。产品金属钍块纯度一般为99.7％，布氏硬度为65，可加工成电极，作为熔铸原料。 钍粉的可压性取决于制取方法及其纯度，用金属热还原法制得的钍粉，其可压性比熔盐电解法(见金属钍生产)制取的差，这是因为前者含有较多的氧气和ThO2等杂质。坯料中的氧会使其可压性、强度及烧结件的机械性能变差。ThO2大多集中在氧化膜内，氧化膜的厚度越大，粉末的可压性越差。钍粉的颗粒大小、形状、结构及体积特性也是影响粉末可塑性的重要因素。 钍粉或钍屑大多在钢制压模中成形。压模主要由阴模、压头、底座三部分组成。大多采用液动油压机成形。成形的方法可分为冷压法和热压法。热压法要选择适当的压模材料，并需在保护气体下进行。钍粉末所受的冷态等压力与成形坯块的密度有关，等压力为120MPa、228～304MPa、608～684MPa时，坯块密度相应为7700、9500和11000kg／m3。 压制坯料在设有铜制加热器的真空炉内烧结l～2h。密度10000～11000kg／m3的冷压坯块的烧结温度为1373～1473K，密度在1000kg／m3以下的冷压坯块的烧结温度为1573～1623K。烧结钍块的密度比坯块密度略高些，机械加工性能也有提高。

粉末冶金是一项很有发展的新技术、新工艺，已广泛应用在农机、汽车、机床、冶金、化工、轻工、地质勘探、交通运输等各方面。粉末冶金材料有工具材料及机械零件和结构材料。工具材料大致有粉末高速钢、硬质合金、超硬材料、陶瓷工具材料及复合材料等。机械零件和结构材料有粉末减摩材料，包括多孔减摩材料和致密减摩材料;粉末冶金铁基零件及粉末冶金非铁金属零件等。 　　1.硬质合金 　　硬质合金由硬质基体(质量分数为70%～97%)和粘结金属两部分组成。硬质基体是难熔金属的碳化物，如碳化钨及碳化钛等;粘结金属为铁族金属及合金，以钴为主。 　　⑴硬质合金的种类和牌号 　　硬质合金为一种优良的工具材料，主要用作切削刀具、金属成形工具、矿山工具、表面耐磨材料及高刚性结构部件。类型有含钨硬质合金，钢结硬质合金，涂层硬质合金，细晶粒硬质合金等。钢结硬质合金是一种新型的工模具材料，性能介于高速工具钢和硬质合金之间，是以一种或几种碳化物(如WC、TiC)为硬化相，以碳钢或合金钢(如高速工具钢、铬钼钢等)粉末为粘结剂，经配料、压制、烧结而制成的粉末冶金材料。退火处理后，可进行切削加工;淬火、回火处理后，有相当于硬质合金的高硬度和耐磨性，一定的耐热、耐蚀和抗氧化性。适于制造麻花钻、铣刀等形状复杂的刀具、模具和耐磨件。 　　含钨硬质合金按其成分和性能特点分为钨钴类(WC-Co系)、钨钛钴类(WC-TiC-Co系)、钨钛钽(铌)类[WC-TiC-TaC(NbC)-Co系、WC–TaC(NbC)-Co系]。钨钴类硬质合金的主要化学成分是碳化钨(WC)及钴。牌号为“YG+数字”(YG为“硬钴”汉语拼音字首)，数字表示钴平均质量分数。如YG6表示钴平均质量分数为6%，余量为碳化钨的钨钴类硬质合金。该类合金的抗弯强度高，能承受较大的冲击，磨削加工性较好，但热硬性较低(800～900℃)，耐磨性较差，主要用于加工铸铁和非铁金属的刃具。 　　钨钛钴类硬质合金的主要化学成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴。牌号为“YT+数字”(YT为“硬钛”汉语拼音字首)，数字表示碳化钛平均质量分数。如YT15表示TiC为15%，其余为WC和Co的硬质合金。该类硬质合金的热硬性高(900～1100℃)，耐磨性好，但抗弯强度较低，不能承受较大的冲击，磨削加工性较差，主要用于加工钢材。 　　钨钛钽(铌)类硬质合金又称为通用硬质合金或万能硬质合金。它是由碳化钨、碳化钛、碳化钽(TaC)或碳化铌(NbC)和钴组成。牌号为“YW+顺序号”(YW表示“硬万”汉语拼音字首)，如YW1表示万能硬质合金。该类硬质合金是在上述硬质合金中添加TaC或NbC，它的热硬性高(>1000℃)，其它性能介于钨钴类与钨钛钴类之间，它既能加工钢材，又能加工非铁金属。 　　⑵硬质合金的性能及应用 　　1)性能 　　硬质合金的硬度高，室温下达到86～93HRA，耐磨性好，切削速度比高速工具钢高4～7倍，刀具寿命高5～80倍，可切削50HRC左右的硬质材料;抗弯强度高，达6000MPa，但抗弯强度较低，约为高速工具钢的1/3～1/2，韧性差，约为淬火钢的30%～50%;耐蚀性和抗氧化性良好;线膨胀系数小，但导热性差。 　　2)应用 　　硬质合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的切削刀具，如车刀、铣刀等;也用作模具材料(如冷拉模、冷冲模、冷挤模等)及量具和耐磨材料。根据GB2075—87规定，切削加工用硬质合金按切削排出形式和加工对象范围不同，分为P、M、K三个类别，同时又依据加工材质和加工条件不同，按用途进行分组，在类别后面加一组数字组成代号。如P01、P10、P20……，每一类别中，数字越大，韧性越好，耐磨性越低。 　　2.粉末高速钢 　　高速钢的合金元素含量高，采用熔铸工艺时会产生严重的偏析使力学性能降低。金属的损耗也大，高达钢锭重量的30%～50%。粉末高速钢可减少或消除偏析，获得均匀分布的细小碳化物，具有较大的抗弯强度和冲击强度;韧性提高50%，磨削性也大大提高;热处理时畸变量约为熔炼高速钢的十分之一，工具寿命提高1～2倍。 　　采用粉末冶金方法还可进一步提高合金元素的含量以生产某些特殊成分的钢。如成份为9W-6Mo-7Cr-8V-8Co-2.6C的A32高速钢，切削性能是熔炼高速钢的1～4倍。 　　常用高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2，含有0.7%～0.9%C，及>10%的钨、铬、钼、钒等合金元素。其中碳保证高速钢具有高硬度和高耐磨性，钨和钼提高钢的热硬性，铬提高钢的淬透性，而钒则提高钢的耐磨性。 　　3.铁和铁合金的粉末冶金 　　在粉末冶金生产中，铁粉的用量比其金属粉末大得多。铁粉的60%～70%用于制造粉末冶金零件。主要类型有铁基材料、铁镍合金、铁铜合金及铁合金和钢。粉末冶金铁基结构零件具有精度较高，表面粗糙值小，不需或只需少量切削加工，节省材料，生产率高，制品多孔，可浸润滑油，减摩、减振、消声等特点。广泛用于制造机械零件，如机床上的调整垫圈、调整环、端盖、滑块、底座、偏心轮，汽车中的油泵齿轮、活塞环，拖拉机上的传动齿轮、活塞环，以及接头、隔套、油泵转子、挡套、滚子等。 　　粉末冶金铁基结构材料的牌号用“粉”、“铁”、“构”三字的汉语拼音字首“FTG”，加化合碳含量的万分数、主加合金元素的符号及其含量的百分数、辅加合金元素的符号及其含量的百分数和抗拉强度组成。如FTG60-20，表示化合碳量0.4%～0.7%,抗拉强度200MPa的粉末冶金铁基结构材料;FTG60Cu3Mo-40，表示化合碳量0.4%～0.7%，合金元素含量Cu2%～4%、Mo0.5%～1.0%，抗拉强度400MPa的粉末冶金铁基结构材料。

1粉末制备 　　金属粉末的制备办法分为两大类：机械法和物理化学法。还有新研发的机械合金化法，齐法、蒸腾法、超声损坏法等超微粉末制作技能。制备办法决议着粉末的颗粒巨细、形状、松装密度、化学成分、限制性、烧结性等。 　　2粉末的预处理 　　粉末的预处理包含粉末退火、分级、混合、制粒、加光滑剂等。 　　(1).退火 　　粉末的预先退火能够使氧化物复原，下降碳和其它杂质的含量，进步粉末的纯度;一同，还能消除粉末的加工硬化、安稳粉末的晶体结构。退火温度依据金属粉末的品种而不同，一般为金属熔点的0.5～0.6K。一般，电解铜粉的退火温度约为300，电解铁粉或电解镍粉的约为700℃，不能超越900℃。退火一般用复原性气氛，有时也用真空或慵懒气氛。 　　(2).分级 　　将粉末按粒度巨细分红若干级的进程。分级使配料时易于操控粉末的粒度和粒度散布，以习惯成形工艺要求，常用标准筛网筛分进行分级。 　　(3).混合 　　指将两种或两种以上不同成分的粉末均匀化的进程。混合根本上有两种办法：机械法和化学法，广泛使用的是机械法，将粉末或混合料机械的掺和均匀而不发作化学反应。机械法混料又可分为干混和湿混，铁基等制品出产中广泛选用干混;制备硬质合金混合料则常运用湿混。湿混时常用的液体介质为酒精、汽油、、水等。化学法混料是将金属或化合物粉末与增加金属的盐溶液均匀混合;或者是各组元悉数以某种盐的溶液办法混合，然后经堆积、枯燥和复原等处理而得到均匀散布的混合物。 　　常需参加的增加剂，用于进步压坯强度或防止粉末成分偏析的增塑剂(汽油、橡胶溶液、白腊等)，用于削减颗粒间及压坯与模壁间冲突的光滑剂(硬质酸锌、二硫化钼等)。 　　(4).制粒 　　将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，常用来改进粉末的流动性。常用的制粒设备有振动筛、滚筒制粒机、圆盘制粒机等。 　　3成形 　　成形是将粉末转变成具有所需形状的凝集体的进程。常用的成形办法有模压、轧制、揉捏、等静压、松装烧结成形、粉浆浇注和爆破成形等。 　　(1).模压 　　即粉末料在压模内限制。室温限制时一般需求约1吨/厘米2以上的压力，限制压力过大时，影响加压东西;并且有时坯体发作层状裂纹、伤痕和缺点等。限制压力的最大极限为12—15吨/厘米2。超越极限强度后，粉末颗粒发作损坏性损坏。 　　常用的模压办法有单向限制、双向限制、起浮模限制等。 　　   ⑴单向限制 　　即固定阴模中的粉末在一个运动模冲和一个固定模冲之间进行限制的办法，单向限制模具简略，操作便利，出产功率高，但限制时受冲突力的影响，制品密度不均匀，适合限制高度或厚度较小的制品。 　　   ⑵双向限制 　　阴模中粉末在相向运动的模冲之间进行限制的办法，双向限制比较适合高度或厚度较大的制品。双向限制压坯的密度较单向限制均匀，但双向一同加压时，压坯厚度的中间部分密度较低。 　　   ⑶起浮限制 　　起浮阴模中的粉末在一个运动模冲和一个固定模冲之间进行限制，阴模由绷簧支承，处于起浮情况，开端加压时，因为粉末与阴模壁间冲突力小于绷簧支承力，只要上模冲向下移动;跟着压力增大，当二者的冲突力大于绷簧支承力时，阴模与上模冲一同下行，与下模冲间发生相对移动，使单向限制转变为压坯的双向受压，并且压坯双向不一同受压，这样压坯的密度更均匀。 　　4烧结 　　(1).烧结的办法 　　不同的产品、不同的功用烧结办法不一样。 　　   ⑴按质料组成不同分类。能够将烧结分为单元系烧结、多元系固相烧结及多元系液相烧结。单元系烧结是纯金属(如难熔金属和纯铁软磁材料)或化合物(Al2O3、B4C、BeO、MoSi2等)熔点以下的温度进行固相烧结。多元系固相烧结是由两种或两种以上的组元构成的烧结体系，在其中低熔成分的熔点温度以下进行的固相烧结。粉末烧结合金多归于这一类。如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag-W等。多元系液相烧结以超越体系中低熔成分熔点的温度进行的烧结。如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu>10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu 　　   ⑵按进料办法不同分类。分为为接连烧结和间歇烧结。 　　接连烧结 　　烧结炉具有脱蜡、预烧、烧结、制冷各功用区段，烧结时烧结材料接连地或平稳、分段地完结各阶段的烧结。接连烧结出产功率高，适用于大批量出产。常用的进料办法有推杆式、辊道式和网带传送式等。 　　间歇烧结 　　零件置于炉内静止不动，经过控温设备，对烧结炉进行需求的预热、加热及冷却循环操作，完结烧结材料的烧结进程。间歇烧结可依据炉内烧结材料的功用断定适宜的烧结准则，但出产功率低，适用于单件、小批量出产，常用的烧结炉有钟罩式炉、箱式炉等。 　　除上述分类办法外。按烧结温度下是否有液相分为固相烧结和液相烧结;按烧结温度分为中温烧结和高温烧结(1100～1700℃)，按烧结气氛的不同分为空气烧结，维护烧结(如钼丝炉、不锈钢管和炉等)和真空烧结。别的还有超高压烧结、活化热压烧结等新的烧结技能。 　　(2).影响粉末制品烧结质量的要素 　　影响烧结体功用的要素许多，主要是粉末体的性状、成形条件和烧结的条件。烧结条件的要素包含加热速度、烧结温度和时刻、冷却速度、烧结气氛及烧结加压情况等。 　　   ⑴烧结温度和时刻 　　烧结温度的凹凸和时刻的长短影响到烧结体的孔隙率、细密度、强度和硬度等。烧结温度过高和时刻过长，将下降产品功用，乃至呈现制品过烧缺点;烧结温度过低或时刻过短，制品会因欠烧而引起功用下降。 　　   ⑵烧结气氛 　　粉末冶金常用的烧结气氛有复原气氛、真空、氛等。烧结气氛也直接影响到烧结体的功用。在复原气氛下烧结防止压坯烧损并可使表面氧化物复原。如铁基、铜基制品常选用发作炉煤气或分化，硬质合金、不锈钢常选用纯氢。活性金属或难熔金属(如铍、钛、锆、钽)、含TiC的硬质合金及不锈钢等可选用真空烧结。真空烧结能防止气氛中的有害成分(H2O、O2、H2)等的晦气影响，还可下降烧结温度(一般可下降100～150℃)。 　　5后处理 　　指压坯烧结后的进一步处理，依据产品具体要求决议是否需求后处理。常用的后处理办法有复压、浸渍、热处理、表面处理和切削加工等。 　　(1).复压 　　为进步烧结体物理和力学功用而进行的施加压力处理，包含精整和整形等。精整是为到达所需尺度而进行的复压，经过精整模对烧结体施压以进步精度。整形是为到达特定的表面形状而进行的复压，经过整形模对制品施压以校对变形且下降表面粗糙度值。复压适用于要求较高且塑性较好的制品，如铁基、铜基制品。 　　(2).浸渍 　　用非金属物质(如油、白腊和树脂等)填充烧结体孔隙的办法。常用的浸渍办法有浸油、浸塑料、浸熔融金属等。浸油即在烧结体内浸入光滑油，改进其自光滑功用并防锈，常用于铁、铜基含油轴承。浸塑料是选用聚四氟乙烯涣散液，经固化后，完成无油光滑，常用于金属塑料减摩零件。浸熔融金属可进步强度及耐磨性，铁基材料常选用浸铜或铅。 　　(3).热处理 　　对烧结体加热到必定温度，再经过操控冷却办法等处理，以改进制品功用的办法。常用的热处理办法有淬火、化学热处理、热机械处理等，工艺办法一般与细密材料类似。关于不受冲击而要求耐磨的铁基制件可选用全体淬火，因为孔隙的存在能削减内应力，一般能够不回火。而要求外硬内韧的铁基制件可选用淬火或渗碳淬火。热锻是取得细密制件常用的办法，热铸造的制品晶粒细微，且强度和耐性高。 　　(4).表面处理 　　常用的表面处理办法有蒸汽处理、电镀、浸锌等。蒸汽处理是工件在500～560℃的热蒸汽中加热并坚持必定时刻，使其表面及孔隙构成一层细密氧化膜的表面工艺，用于要求防锈、耐磨或防高压浸透的铁基制件。电镀使用电化学原理在制品表面堆积出结实覆层，其工艺办法同细密材料。电镀用于要求防锈、耐磨及装修的制件。 　　此外，还可经过锻压、焊接、切削加工、特种加工等办法进一步改动烧结体的形状或进步精度，以满意零件的终究要求。电火花加工、电子束加工、激光加工等特种加工办法以及离子氮化、离子注入、气相堆积、热喷涂等表面工程技能已用于粉末冶金制品的后处理，进一步进步了出产功率和制品质量。

粉末的化学成分及功能 　　尺度小于1mm的离散颗粒的集合体一般称为粉末，其计量单位一般是以微米(μm)或纳米(nm)。 　　1.粉末的化学成分 　　常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超越1%～2%，否则会影响制品的质量。 　　2.粉末的物理功能 　　⑴粒度及粒度散布 　　粉猜中能分隔并独立存在的最小实体为单颗粒。实践的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。图7.1.1描绘了由若干一次颗粒集合成二次颗粒的景象。实践的粉末颗粒体中不同尺度所占的百分比即为粒度散布。 　　⑵颗粒形状 　　即粉末颗粒的外观几许形状。常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以经过显微镜的调查断定。 　　⑶比表面积 　　即单位质量粉末的总表面积，可经过实践测定。比表面积巨细影响着粉末的表面能、表面吸附及凝集等表面特性。 　　3.粉末的工艺功能 　　粉末的工艺功能包含活动性、填充特性、紧缩性及成形性等。 　　⑴填充特性 　　指在没有外界条件下，粉末自在堆积时的松紧程度。常以松装密度或堆积密度表明。粉末的填充特性与颗粒的巨细、形状及表面性质有关。 　　⑵活动性 　　指粉末的活动才能，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时刻表明。活动性受颗粒粘附效果的影响。 　　⑶紧缩性 　　表明粉末在约束进程中被压紧的才能，用规则的单位压力下所到达的压坯密度表明，在标准模具中,规则的光滑条件下测定。影响粉末紧缩性的要素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的紧缩性好;颗粒的形状和结构也影响粉末的紧缩性。 　　⑷成形性指粉末约束后，压坯坚持既定形状的才能，用粉末可以成形的最小单位约束压力表明，或用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。 粉末冶金的机理 　　1.约束的机理 　　约束就是在外力效果下，将模具或其它容器中的粉末严密压实成预订形状和尺度压坯的工艺进程。钢模冷压成形进程如图7.1.2所示。粉末装入阴模,经过上下模冲对其施压。在紧缩进程中，跟着粉末的移动和变形，较大的空地被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒直接触面积增大，使原子间发作吸引力且颗粒间的机械楔合效果增强，然后构成具有必定密度和强度的压坯。 　　2.等静约束 　　压力直接效果在粉末体或弹性模套上，使粉末体在同一时刻内各个方向上均衡受压而取得密度散布均匀和强度较高的压坯的进程。按其特性分为冷等静约束和热等静约束两大类。 　　⑴冷等静约束 　　即在室温劣等静约束，液体为压力传递前言。将粉末体装入弹性模具内，置于钢体密封容器内，用高压泵将液体压入容器，使用液体均匀传递压力的特性，使弹性模具内的粉末体均匀受压。因而，冷等静约束压坯密度高，较均匀，力学功能较好，尺度大且形状杂乱，已用于棒材、管材和大型制品的出产。 　　⑵热等静约束 　　把粉末压坯或装入特制容器内的粉末体置入热等静压机高压容器中，施以高温文高压，使这些粉末体被约束和烧结成细密的零件或材料的进程。在高温下的等静约束，可以激活分散和蠕变现象的发作，促进粉末的原子分散和再结晶及以极缓慢的速率进行塑性变形，气体为压力传递前言。粉末体在等静压高压容器内同一时刻饱尝高温文高压的联合效果，强化了约束与烧结进程，制品的约束压力和烧结温度均低于冷等静约束，制品的细密度和强度高，且均匀共同，晶粒细微，力学功能高，消除了材料内部颗粒间的缺点和孔隙，形状和尺度不受约束。但热等静压机报价高，出资大。热等静约束已用于粉末高速钢、难熔金属、高温合金和金属陶瓷等制品的出产。 　　3.粉末轧制 　　将粉末经过漏斗喂入一对旋转轧辊之间使其压实成接连带坯的办法。将金属粉末经过一个特制的漏斗喂入滚动的轧辊缝中，可轧出具有必定厚度、长度接连、强度适合的板带坯料。这些坯体经预烧结、烧结，再轧制加工及热处理等工序，就可制成具有必定孔隙度的、细密的粉末冶金板带材。粉末轧制制品的密度比较高，制品的长度原则上不受约束，轧制制品的厚度和宽度会遭到轧辊的约束;成材率高为80%～90%，熔铸轧制的仅为60%或更低。粉末轧制适用于出产多孔材料、冲突材料、复合材料和硬质合金等的板材及带材。 　　4.粉浆浇注 　　是金属粉末在不施加外力的情况下成形的，行将粉末加水或其它液体及悬浮剂调制成粉浆，再注入石膏模内，使用石膏模汲取水分使之枯燥后成形。常用的悬浮剂有聚乙烯醇、甘油、藻肮酸钠等，效果是避免成形颗粒集合，改进潮湿条件。为确保构成安稳的胶态悬浮液，颗粒尺度不大于5μm～10μm，粉末在悬浮液中的质量含量为40%～70%。粉浆成形工艺拜见本书6.2.2。 　　5.揉捏成形 　　将置于揉捏筒内的粉末、压坯或烧结体经过规则的模孔压出。依照揉捏条件不同，分为冷揉捏和热揉捏。冷揉捏是把金属粉末与必定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃～200℃)揉捏成坯块;粉末热揉捏是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热揉捏法可以制取形状杂乱、功能优秀的制品和材料。揉捏成形设备简略，出产率高，可取得长度方向密度均匀的制品。 　　揉捏成形能揉捏出壁很薄直经很小的微形小管，如厚度仅0.01mm，直径1mm的粉末冶金制品;可揉捏形状杂乱、物理力学功能优秀的细密粉末材料，如烧结铝合金及高温合金。挤约束品的横向密度均匀，出产接连性高，因而，多用于截面较简略的条、棒和螺旋形条、棒(如麻花钻等)。 　　6.松装烧结成形 　　粉末未经约束而直接进行烧结，如将粉末装入模具中振实，再连同模具一同入炉烧结成形，用于多孔材料的出产;或将粉末均匀松装于芯板上，再连同芯板一同入炉烧结成形，再经复压或轧制到达所需密度，用于制动冲突片及双金属材料的出产。 　　将置于揉捏筒内的粉末、压坯或烧结体经过规则的模孔压出。依照揉捏条件不同，分为冷揉捏和热揉捏。冷揉捏是把金属粉末与必定量的有机粘结剂混合在较低温度下(40℃～200℃)揉捏成坯块;粉末热揉捏是指金属粉末压坯或粉末装入包套内加热到较高温度下压挤，热揉捏法可以制取形状杂乱、功能优秀的制品和材料。揉捏成形设备简略，出产率高，可取得长度方向密度均匀的制品。 　　7.爆破成形 　　借助于爆破波的高能量使粉末固结的成形办法。爆破成形的特点是爆破时发作压力很高，施于粉末体上的压力速度极快。如爆破后，在几微秒时刻内发作的冲击压力可达106MPa(相当于107个大气压)，比压力机上约束粉末的单位压力要高几百倍至几千倍。爆破成形约束压坯的相对密度极高，强度极佳。如用爆破约束电解铁粉，压坯的密度挨近纯铁体的理论密度值。 　　爆破成形可加工普通约束和烧结工艺难以成形的材料，如难熔金属、高合金材料等，还可约束普通压力无法约束的大型压坯。 　　除上述办法外，还有打针成形及热等静约束新技术等新的成形办法。

粉末冶金和粉末喷涂介绍     粉末冶金 粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。　     粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。　　    （1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料（如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等）具有重要的作用。　　　    （2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。　　　    （3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。　　　    （4）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。　　　    （5）可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。　　　    （6）可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。　 　　    我们常见的机加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技术制造的。 粉末冶金材料的应用与分类　　    （1）应用：（汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电动工具、五金工具.电器.工程机械）等各种粉末冶金（铁铜基）零件。　　    （2）分类：粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模具材料、和粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料等。 粉末喷涂 粉末喷涂是用喷粉设备(静电喷塑机)把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层；粉末喷涂的喷涂效果在机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化等方面优于喷漆工艺，成本也在同效果的喷漆之下。

粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。 粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。 (1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。 (2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。 (3)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。 (4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。 (5)可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。 (6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。  我们常见的机加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技术制造的。

(1) 信息范畴的粉末冶金材料 信息范畴的粉末冶金材料首要是指粉末冶金软磁材料，软磁材料详细 能够分为金属类材料和铁氧体材料2种。其间，呈现时刻比较早的是铁氧体磁性材料，这种材料的制作技能极为有限，现阶段只能经过粉末冶金技能进行制作。在金属中，铁以及铁的合金是制作金属软磁材料的首要来历，例如硅钢、磷铁和铁钴合金等。 在20世纪初，人们现已开端用磁性材料记载信息。1941年，人们开端用磁粉用作记载的前言材料。20世纪80 时代以来，人们不断对磁性记载材料进行研讨，扩大了新式磁记载材料的品种，也大大促进了磁记载技能的开展，滋生了磁性材料商场，商场对磁带以及计算机的磁性记载信息存储器的需求不断添加。这些磁性材料与传统的磁性材料有很大的不同，其首要的存在方式是：以粒子的方式存在于有机介质中;将磁粉堆积成为磁膜的状况后运用。别的，磁粉还许多用于出产磁头，磁头的首要功用是对现有的信息进行加工处理，详细表现为：榜首，记载音频、视频、文字资料;第二，对信息进行重读，依据需要进行回放;第三，能够抹除原有的信息，尤其是没有运用价值的信息。现在，铝硅铁合金和铝铁合金是制作磁头材料的首要磁性合金;别的，铁的氧化物也能够用现在，在制作高功用稀土永磁材 料过程中，粉末冶金技能占有着重要 的位置，运用这种技能能够制作出高功用钕铁硼，这种化合物在商场上大 受欢迎，不管是军用仍是民用商场都 有极大的需求量。 (2) 动力范畴的粉末冶金材料 动力材料是在动力范畴具有严峻效果的材料，能够对动力的开展有促进效果，对树立新动力系统有关键效果，能够满意节能新技能所需的一系列材料。这些材料依照必定的标准，能够分为储能材料、新动力材料2大类。氢能的运用根底就是氢能的储存和运送。在20世纪90时代，许多国家活跃对储氢材料进行研制。如美国储氢技能的研制经费占悉数氢能研讨经费一半以上，日本一次性的出资了50亿美元用于“新阳光方案”中氢能发电技能的研制。现阶段，储氢合金材料的品种较多，首要有稀土类、镁镍类以及钛铁类等。跟着化石燃料开采量的不断添加，地球动力日益干涸，这就迫切需要新式的替代动力。其间，核能是比较抱负的清洁动力，其开展潜力巨大，各国在核能范畴都不甘落后，纷繁加大研制力度，都想在国际动力商场上占有一席之地。据有关部门统计：到现在，核能的发电量现已占国际总发电量的20%左右。现在，国际核能技能日益老练，用于发电的核电堆是热中子堆，这类反应堆在运转过程中不会发作二次辐射污染，而且跟着运用量的添加，出产成本大幅度下降，报价也就较为低价，成为不少具有核能开发技能的国家竞相追捧的清洁动力技能之一。新动力材料关于新动力范畴的开展具有至关重要的效果，新动力材料的开发和运用能够促进燃料电池和太阳能电池的研制及推行。现阶段，新动力材料首要有硅类太阳能电池、核能等清洁动力，粉末冶金技能关于新动力材料的出产具有重要的效果。 (3) 生物范畴的粉末冶金材料 生物材料的研讨对社会有着巨大的效果，生物技能在高新技能中占有很大份额。我国已将生物材料列入国家战略方案，生物材料是未来首要的研讨目标。有些生物材料能够修正生物体的功用或许结构，这些材料就是生物医用材料。生物医用材料关于人类的身心健康有着重要的效果。在生物材料中，有一大批金属合金或许化合物就是粉末冶金材料。 从20世纪初，人们就开端用金属及合金作为医用生物材料，其间运用比较广泛的是运用生物材料替代人类骨骼。如人工关节和人工牙齿等，在外科手术中具有特殊的效果。不锈钢、钛和钛合金是在医学中运用比较多的金属材料，其间钛合金与人类骨骼具有生物类似性，具有类似的弹性，耐磨损以及耐腐蚀，是运用最多的1种金属材料。 生物陶瓷具有某些与人体类似的生理特征，因而，这种材料常被用来制成人工骨骼和牙齿，用这种材料部分或许全体替代人体的某些器官，增强身体的机能。生物陶瓷所具有的特殊生理行为就是其具有以下的特性：榜首，与原有的生物机体具有类似性，因而能够相交融，对生物体不会发作危害和影响，其根本功用和被替换的安排相匹配，具有较好的安排亲和性;第二，生物陶瓷不会引起机体的病变;第三，生物陶瓷有杰出的化学功用，有必定的强度和硬度，还要有较好的柔韧性和弹性，能够起到原有生物体的效果。依据生物陶瓷所发作的化学反应不同，其详细能够分为3类，榜首类是具有生物慵懒的生物陶瓷，这类首要有氧化铝和氧化锆等氧化物陶瓷，首要能够作为人工关节和负重骨骼运用;第二类是表面具有活性的生物陶瓷，这一类首要如生物活性微晶玻璃;第三类是可降解的生物陶瓷，这一类有石膏陶瓷和铝酸钙陶瓷等，在失效后不会对环境发作影响。 军事范畴用粉末冶金材料在军事工业中粉末冶金材料也具有重要的效果，能够大幅度进步武器装备的功用，因而，其在航空航天、武器制作等军事范畴被广泛运用。首要，航空航天工业对材料功用有着十分严厉的要求，不只要求材料具有相应的强度和硬度，还要求材料具有较高的稳定性，乃至对其耐高温、耐腐蚀功用也有严厉要求，这就要求材料有必要要有较高的归纳功用。在航空工业中，运用了许多的粉末冶金材料。这些粉末冶金材料首要有2种。榜首种是以减磨材料、防辐射材料等为代表的特殊功用材料，这类材料首要用在飞机及其他航天器的外表和机载设备上;另一种材料是高温、高强度材料，这种材料首要用在发起机上，能够进步发起机的寿数和功用。 20世纪70时代，美国运用粉末冶金技能制作的发起机零件，制作技能比较老练。1973年，美国在其F-104战斗机发起机上运用了粉末涡等13个零件，关于飞机尤其是战斗机发起机来说，运用粉末冶金涡和凝结涡轮叶片无疑是一种巨大的技能打破，使得F-104战斗机达到了国际领先的水平。20世纪末，美国普惠公司选用粉末冶金技能制作出了双功用粉末，并将其在美国的第5代战斗机F22的发起机上运用，大大进步了战斗机的机动性和灵活性。其次，核军工业自身的特性就导致了对核材料有着特殊的要求，有些金属特性只要粉末冶金技能才干完成，或许在选用粉末冶金技能后，材料的功用进一步进步。所以说，粉末冶金材料在核军工业中是1种不可或缺的材料。 关于新式的核反应堆，更需要加强其和安全，从源头上避免核辐射和核泄漏，这对核能的储能设备提出了更高的要求，选用粉末冶金技能制作储能设备，能够增强核反应堆的安全性，能够在事端发作后，在不需要任何动力的支撑下对反应堆冷却循环约5min，能够为处理事端供给名贵的时刻，乃至还能够有效地下降核辐射的严峻程度。

粉末冶金是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。它是冶金和材料科学的一个分支学科。    粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。

本发明公开了一种粉末冶金多孔材料制造工艺。它包括混合备料、压制成型、烧结和切割等工序。它解决已有工艺制得的多孔材料存在贯通孔少，孔道曲折，孔的排布不能根据需要而设计等不足。其特点1.工艺简单、无污染；2.按该工艺制得粉末冶金多孔材料贯通孔多，孔道平直，又可根据需要进行排布等。用该工艺制得的粉末冶金多孔材料可用于制造分离、过滤、导流、限流、阻尼等元件。

烧结是粉末冶金进程中最重要的工序。在烧结进程中，因为温度的改动粉末坯块颗粒之间发作粘结等物理化学改动，然后增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度，减小了孔隙度并使晶粒结构细密化。 一 . 界说 将粉末或粉末压坯通过加热而得到强化和细密化制品的办法和技能。 二 . 烧结分类 依据细密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反响烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。 1 . 固相烧结 ： 按其组元的多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。 单元系固相烧结 纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯在熔点以下温度(一般为肯定熔点温度的2/3一4/5)进行的粉末烧结。 单元系固相烧结进程大致分3个阶段: (1)低温阶段(T烧毛0.25T熔)。首要发作金属的回复、吸附气体和水分的蒸发、压坯内成形剂的分化和扫除。因为回复时消除了限制时的弹性应力，粉末颗粒直触摸面积反而相对削减，加上蒸发物的扫除，烧结体缩短不明显，乃至略有胀大。此阶段内烧结体密度根本坚持不变。 (2)中温阶段(T烧(0.4~。.55T动。开端发作再结晶、粉末颗粒表面氧化物被彻底复原，颗粒触摸界面构成烧结颈，烧结体强度明显进步，而密度增加较慢。 (3)高温阶段(T烧二0.5一。.85T熔)。这是单元系固相烧结的首要阶段。分散和活动充沛进行并挨近完结，烧结体内的很多闭孔逐渐缩小，孔隙数量削减，烧结体密度明显增加。保温必定时刻后，全部功用均到达安稳不变。 ( 2 )多元固相烧结： 组成多元系固相烧结两种组元以上的粉末系统在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。 多元系固相烧结除发作单元系固相烧结所发作的现象外，还因为组元之间的彼此影响和作用，发作一些其他现象。关于组元不彼此固溶的多元系，其烧结行为首要由混合粉末中含量较多的粉末所决议。如铜一石墨混合粉末的烧结首要是铜粉之间的烧结，石墨粉阻止铜粉间的触摸而影响缩短，对烧结体的强度、耐性等都有必定影响。关于能构成固溶体或化合物的多元系固相烧结，除发作同组元之间的烧结外，还发作异组元之间的互溶或化学反响。烧结体因组元系统不同有的发作缩短，有的呈现胀大。异分散对合金的构成和合金均匀化具有决议作用，全部有利于异分散进行的要素，都能促进多元系固相烧结进程。如选用较细的粉末，进步粉末混合均匀性、选用部分预合金化粉末、进步烧结温度、消除粉末颗粒表面的吸附气体和氧化膜等。 2. 活化烧结： 是指选用物理或化学的手法使烧结温度下降、烧结时刻缩短、烧结体活化烧结功用进步的一种粉末冶金办法.活化烧结工艺分为物理活化烧结工艺和化学活化烧结工艺两大类。 物理活化烧结： 物理活化烧结工艺有依托周期性改动烧结温度、施加机械振动、超声波和外应力等促进烧结进程。 化学活化烧结工艺： (1)预氧化烧结。 (2)改动烧结气氛的成分和含量。(3)粉末内增加微量元素。(4)运用超细粉末、高能球磨粉末进行活化烧结。活化烧结首要用于钨、钼、铼、铁、钽、钒、铝、钛和硬质化合物材料等的烧结。 活化烧结进程烧结进程是一个物理化学反响进程，其烧结反响速度常数K可用下式表明[1]:K=AexP(-Q/RT)式中A为包含反响原子磕碰的“频率要素”在内的常数;Q为烧结进程活化能;T为烧结温度。由上式能够看出，进步烧结温度T、下降烧结活化能Q和增大A值均可进步烧结速度。活化烧结是指下降烧结活化能Q的烧结办法。 完成办法活化烧结 首要是从3个方面来完成的:(1)改动粉末表面状况，进步粉末表面原子活性和原子的分散才能。(2)改动粉末颗粒触摸界面的特性，以改进原子分散途径。 (3)改进烧结时物质的搬迁办法。 [2] 活化剂的挑选原则(1).活化剂在烧结进程中构成低熔点液相(2).活化剂在基体中的溶解度应低，而基体组元在活化剂中的溶解度要大。(3).活化剂应在烧结进程中偏聚在基体颗粒之间，为基体组元间的物质搬迁供给通道。 三 . 烧结气氛 为了操控周围环境对烧结制品的影响并调整烧结制品成分，在烧结中运用以下几类不同功用的烧结气氛： 1.氧化性气氛，包含纯氧、空气、水蒸气等，用于贵金属的烧结，氧化物弥散强化材料和某些含氧化物质点电触摸材料的内氧化烧结以及预氧化活化烧结; 2.复原性气氛，包含氢、分化、煤气、转化天然气等，用于烧结时复原被氧化的金属及维护金属不被氧化，广泛用于铜、铁、钨、钼等合金制品的烧结中; 3.慵懒或中性气氛，包含氮、氩、氦及真空等; 4.渗碳气氛，即CO，CH4及其他碳氢化合物的气体，关于铁及低碳钢具有渗碳作用; 5.渗氮气氛，即NH。以及关于某些合金系而言的N2。关于不同合金，上述分类能够有改动。在烧结进程中，在不同阶段或许选用不同的气氛。 四 . 烧结防氧化 假如是气氛烧结，首要操控气氛的露点，露点太高表明气氛水分含量高，会发作氧化。假如是真空烧结，首要操控真空度，保证炉子的密封功用 五.烧结准则 烧结准则包含升温、高温烧结、冷却等几个部分。在烧结时，依据需要，能够选用快速升温，也能够选用慢速升温;能够直接升温到最高烧结温度，也能够分阶段逐渐升温，如在需预烧或脱除成形剂和润滑剂时的状况，烧结温度和保温时刻由金属特性和制品尺度决议。冷却也有慢冷、快冷和淬火等几种状况。 六 . 粉体的改动 在烧结进程中，粉末体发作以下一系列改动：表面吸附的水分或气体蒸发或分化;应力松懈;发作回复和再结晶;原子在颗粒表面、晶界或晶内分散，使颗粒间的结合由机械结合逐渐转变为冶金结合，化学组分均匀化;在有液相存在时，发作颗粒重排，固相物质的溶解和分出，液相网络供给一物质输运的快速通道。在这些进程的归纳作用下，能获得满意必定物理、化学和几许特性要求的材料或零件。 七.烧结影响要素 烧结进程受许多要素影响，它们可分为3类 第1类与材料的温度特性有关，包含自在表面能、界面能和体积自在能，以及点阵、晶界、表面分散系数等。 第2类为粉体特性，包含有用触摸面积、表面活性、体积活性、触摸面取向等。 第3类为外部要素，包含烧结气氛、烧结温度、烧结保温时刻、升温及降温速度、颗粒表面层附层状况等。 八 . 烧结设备 常用的烧结设备有箱式炉、管式炉、马弗炉、碳管炉、感应炉、推舟炉、带式炉、辊式炉、反射炉等，分接连式、半接连、接连式等几类。选用的加热办法有电阻加热，以镍铬合金、铁铬铝合金、钨、钼、碳化硅、硅化钼等作为发热元件。还能够用碳管来通电发热，有时也运用坯块自身的电阻。感应加热的运用也很遍及。除电能外，天然气、燃油、煤亦可作为加热动力。依据对温度、升降温速度、气氛、出产的接连与否等要求，挑选烧结炉及加热办法。 九.烧结时刻的断定 应该依据不同不同的原料来断定烧结的时刻和温度，温度大概在它们熔点的80%左右。 十.举例 粉末冶金高速钢，简称粉冶高速钢,或PM高速钢。选用粉末冶金办法(雾化粉末在热态下进行等静压处理)制得细密的钢坯，再经锻、轧等热变形而得到的高速钢型材,简称粉末高速钢。粉末高速钢安排均匀,晶粒细微,消除了熔铸高速钢难以避免的偏析,因而比相同成分的熔铸高速钢具有更高的耐性和耐磨性，一起还具有热处理变形小、锻轧功用和磨削功用杰出等长处。粉末高速钢中的碳化物含量大大超越熔铸高速钢的答应规模，使硬度进步到HRC67以上，然后使耐磨功用得到进一步进步。假如选用烧结细密或粉末铸造等办法直接制成外形尺度挨近制品的刀具、模具或零件的坯件，更可获得省工、省料和下降出产成本的作用。粉末高速钢的报价尽管高于相同成分的熔铸高速钢，但因为功用优越、运用寿命长，用来制作贵重的多刃刀具如拉刀、齿轮滚刀、铣刀等，仍具有明显的经济效益。 长处 粉末冶金高速工具钢因为其制作工艺的共同性, 与铸锻高速钢比较, 具有一系列优异功用： 1) 无偏析, 晶粒细微, 碳化物细微;2) 热加工性好;3) 可磨削性好;4) 热处理变形小;5) 力学功用(耐性, 硬度, 高温硬度)佳;6)扩展了高速钢合金含量, 发明了新的超硬高速钢7) 扩展了运用范畴 十一 . 粉末冶金材料和制品的往后开展方向： 1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精细制品，高质量的结构零部件开展。 2、制作具有均匀显微安排结构的、加工困难而彻底细密的高功用合金。 3、用增强细密化进程来制作一般含有混合相组成的特殊合金。 4、制作非均匀材料、非晶态、微晶或许亚稳合金。 5、加工共同的和非一般形状或成分的复合零部件。

根据致密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。 　　1 . 固相烧结 ： 按其组元的多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。 　　单元系固相烧结 纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯在熔点以下温度(一般为绝对熔点温度的2/3一4/5)进行的粉末烧结。 　　单元系固相烧结过程大致分3个阶段: 　　(1)低温阶段(T烧毛0.25T熔)。主要发生金属的回复、吸附气体和水分的挥发、压坯内成形剂的分解和排除。由于回复时消除了压制时的弹性应力，粉末颗粒间接触面积反而相对减少，加上挥发物的排除，烧结体收缩不明显，甚至略有膨胀。此阶段内烧结体密度基本保持不变。 　　(2)中温阶段(T烧(0.4~。.55T动。开始发生再结晶、粉末颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒接触界面形成烧结颈，烧结体强度明显提高，而密度增加较慢。 　　(3)高温阶段(T烧二0.5一。.85T熔)。这是单元系固相烧结的主要阶段。扩散和流动充分进行并接近完成，烧结体内的大量闭孔逐渐缩小，孔隙数量减少，烧结体密度明显增加。保温一定时间后，所有性能均达到稳定不变。 　　( 2 )多元固相烧结： 组成多元系固相烧结两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。 　　多元系固相烧结除发生单元系固相烧结所发生的现象外，还由于组元之间的相互影响和作用，发生一些其他现象。对于组元不相互固溶的多元系，其烧结行为主要由混合粉末中含量较多的粉末所决定。如铜一石墨混合粉末的烧结主要是铜粉之间的烧结，石墨粉阻碍铜粉间的接触而影响收缩，对烧结体的强度、韧性等都有一定影响。对于能形成固溶体或化合物的多元系固相烧结，除发生同组元之间的烧结外，还发生异组元之间的互溶或化学反应。烧结体因组元体系不同有的发生收缩，有的出现膨胀。异扩散对合金的形成和合金均匀化具有决定作用，一切有利于异扩散进行的因素，都能促进多元系固相烧结过程。如采用较细的粉末，提高粉末混合均匀性、采用部分预合金化粉末、提高烧结温度、消除粉末颗粒表面的吸附气体和氧化膜等。 　　2. 活化烧结： 是指采用物理或化学的手段使烧结温度降低、烧结时间缩短、烧结体活化烧结性能提高的一种粉末冶金方法.活化烧结工艺分为物理活化烧结工艺和化学活化烧结工艺两大类。 　　物理活化烧结： 物理活化烧结工艺有依靠周期性改变烧结温度、施加机械振动、超声波和外应力等促进烧结过程。 　　化学活化烧结工艺： (1)预氧化烧结。 (2)改变烧结气氛的成分和含量。(3)粉末内添加微量元素。(4)使用超细粉末、高能球磨粉末进行活化烧结。活化烧结主要用于钨、钼、铼、铁、钽、钒、铝、钛和硬质化合物材料等的烧结。 　　活化烧结过程烧结过程是一个物理化学反应过程，其烧结反应速度常数K可用下式表示[1]:K=AexP(-Q/RT)式中A为包含反应原子碰撞的“频率因素”在内的常数;Q为烧结过程活化能;T为烧结温度。由上式可以看出，提高烧结温度T、降低烧结活化能Q和增大A值均可提高烧结速度。活化烧结是指降低烧结活化能Q的烧结方法。 　　实现方式活化烧结 主要是从3个方面来实现的:(1)改变粉末表面状态，提高粉末表面原子活性和原子的扩散能力。(2)改变粉末颗粒接触界面的特性，以改善原子扩散途径。 (3)改善烧结时物质的迁移方式。 [2] 　　活化剂的选择准则(1).活化剂在烧结过程中形成低熔点液相(2).活化剂在基体中的溶解度应低，而基体组元在活化剂中的溶解度要大。(3).活化剂应在烧结过程中偏聚在基体颗粒之间，为基体组元间的物质迁移提供通道。

进入21世纪之后，粉末冶金技术得到了快速的发展，这与其他技术的发展密切相关。现阶段，粉末注射成形、温压成形和喷射成形等技术也得到了飞速的发展，随着这些技术的不断融合，粉末冶金技术不断向前发展，在未来粉末冶金技术会有更进一步的发展。从现阶段看，粉末冶金技术正向着高精度化、高性能化以及低成本化的方向发展。粉末冶金的新工艺随着时间的发展日益多样化，并有着飞速发展的势头。 1. 粉末注射成形技术 粉末注射成形的材料经过很长时间的发展历程，传统的材料主要是铁基和陶瓷为主，这类材料中极易产生杂质，总体性能不是很完美，逐渐不适应社会的发展需要。现在粉末注射成形的材料主要有钛合金和高温合金材料。成形材料的结构发生了很大变化，从单一的结构向复杂、精细的结构发展。 2. 温压成形技术 最近几年，科学家研制出流动温压工艺。这种工艺是在温压工艺基础上，通过与注射成形工艺的优点相结合后形成。这种技术在生产中的主要环节是：将粗粉和细粉按照一定的比例进行融合，之后采用普通的温压工艺，对其进行有效的加工，最后经过结就可以制得。在制造过程中最主要的技术是如何增强混合粉末的流动性，提高制成品的性能。这种技术较传统技术有很多优势，例如可以制造出复杂形状和具有高密度的金属部件，大大降低了生产成本。 3. 微波烧结技术 未来一段时期内，市场将需要综合性能更好的产品，这就需要提高材料的性能，而微波烧结制成的产品具有高密度、高强度的特点。经过微波烧结后，材料内部分布均匀，因此具有较好的韧性。微波加热的速度比较高，1min内就可以使温度达到1600℃，些材料甚至还可以在1min内达到2200℃。在烧制过程中，微波对陶瓷材料的烧制效果更好，因为可以用微波均匀地穿透陶瓷材料，制造出的部件性能更为优异，在烧制过程中，零部件受热均匀，不会产生受热不均的现象。同时，因为烧结时间的大大缩短，不仅可以降低生产成本，还提高了材料的化学性能。今后，微波烧结技术将会成为加工陶瓷材料极为有效的方法。 4. 烧结硬化技术 烧结硬化技术是一种新的粉末冶金新工艺，主要的原理是：在烧结过程中，快速的冷却，进而可以大幅度提高产品的质量，提高材料强度。这种工艺不仅可以有效地避免传统工艺导致的产品变形的缺陷，还可以省去冷却环节。经过此种工艺生产的零部件更能适应未来工业的发展需要。

粉末冶金是一项具有悠久历史的材料冶炼技术。在古代，人们就已经掌握了冶炼生铁的技术，这就是现代粉末冶金最原始的表现;18世纪的欧洲，在制造铂金过程中的冶炼技术就是粉末冶金，这标志着近代粉末冶金技术开始得到了发展;进入20世纪之后，粉末冶金技术得到了高速的发展，新型材料不断涌现，应用范围逐步扩大。目前，粉末冶金已经成为材料领域不可或缺的技术。 粉末冶金是利用金属粉末作为生产的原料，经过一系列的生产工艺后，可以制造材料以及材料制品的技术。粉末冶金技术的发展促进了社会的变革。例如，1909年科学家用粉末冶金技术制造的钨丝制成白炽灯，极大地改变了人们的生活。随着经济的迅速发展，粉末冶金技术不断发展，粉末冶金技术应用范围也不断扩大。 一、 粉末冶金技术的特点 粉末冶金制成品具有传统铸造技术不具有的化学性能，这些特性只能由粉末冶金技术实现。利用粉末冶金技术可以制造一些结构复杂或者精密的零件，如汽车上的小型零件。粉末冶金技术可以对多种材料进行复合加工，对材料的特性扬长避短，最大限度发挥各种材料具有的优良特性，生产出具备高性能的金属或者陶瓷材料，生产成本却可以大幅度降低。不仅如此，利用粉末冶金技术可以制造出具有特殊结构和特殊性能的产品(多孔分离膜材料以及功能性陶瓷材料)，这是普通的铸造冶炼技术无法实现的。利用废矿石、回收废旧金属以及冶炼残渣作为制造的原料，是一种对材料综合利用的新型冶炼技术，可以有效节约资源。如家庭用的磨刀石等，就是用粉末冶金技术制成。 二、 粉末冶金材料的分类 传统的粉末冶金材料 (1) 铁基粉末冶金材料 在诸多粉末冶金材料中，铁基粉末冶金材料是最传统的一种，同时也是最重要的一种冶金材料，这种材料广泛应用于汽车制造行业。随着现代经济技术的快速发展，汽车生产的规模不断扩大，汽车生产者对其需求不断增加，铁基粉末冶金材料的应用领域也越来越多。在一些传统的机械加工行业对其需求也较多。 (2) 铜基粉末冶金材料 铜基粉末冶金材料种类比较多，用铜及铜合金生产的零件具有较好的耐腐蚀性，青铜材料、黄铜材料以及铜合金等因其具有的优良特性，在机械、电器制造行业中铜基粉末冶金材料被大规模的应用。 (3) 难熔金属材料 难熔金属材料一般是指熔点高于1650℃并有一定储量金属的材料，这类材料的熔点比较高，因此具有较高的硬度和强度。这一类材料主要用于一些高端技术领域，主要应用在武器装备、航空航天、核能等领域。 (4) 硬质合金材料 硬质合金材料是由熔点较高的金属经过氧化后形成的一种材料。这种材料的制作过程主要有2个环节，首先利用冶炼技术对硬质材料进行粘结和融合，之后通过粉末冶金环节进行相应的加工制作。硬质合金材料具有特殊的性能，如较高的熔点、较强的硬度和强度等，此种材料大量应用在工业切削领域中。 (5) 粉末冶金电工材料 这类材料通常应用在电子领域，其中以电器元件居多。另外，一些公司在电极的制造过程中使用粉末冶金电工材料。进入21世纪之后，我国的通讯技术得到了迅速发展，这就意味着对电阻器件的需求量增多，进而增加了对粉末冶金电工材料的需求。另外，电子管在一些涉及到真空技术的领域中应用较多，因此，粉末冶金电工材料在真空领域也具有极其重要的作用。 摩擦材料顾名思义，本身具有极强的耐摩擦性，这类材料主要应用在一些易于产生摩擦的机械零部件中，例如汽车的摩擦离合器和摩擦制动器等。这些零件的制造利用了其耐摩擦、耐磨损的特点，能够使运动的物体减速甚至停止等。

用粉末冶金方法制造的、在相对运动中相互摩擦表面之间的摩擦系数较小的金属。 合金或金属复合材料,又称烧结减摩材料。烧结减摩材料广泛用于制造滑动轴承、止推轴承、端面密封、支承衬套等。其主要优点是在有限润滑油的条件下，使用寿命较长和可靠性较高。烧结减摩材料按其制造方法可分为两类。一类是在材料孔隙中浸有润滑油或在材料成分中加有(或在其表层充复)减摩剂或固体润滑剂。这类材料在干摩擦条件下依靠自身或表层含有的润滑剂润滑，即具有自润滑效果。 另一类是钢与烧结合金的复合材料，如在钢带上烧结一层铜铅合金粉末等。这类材料的承载能力比前一类大，一般用以制造重载轴承。烧结减摩材料的发展趋向是提高多孔铁基和铜基材料的承载能力，发展能在较高温度和更恶劣的摩擦条件下使用的材料，研制能在真空和惰性气体中工作的材料。

粉末冶金材料的运用与开展 粉末冶金材料(powder metallurgymaterial)是指用粉末冶金工艺制得的多孔、半细密或全细密材料(包含制品)。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法取得的共同的化学组成和物理、力学功能，如材料的孔隙度可控，材料安排均匀、无微观偏析(合金凝结后其截面上不同部位没有因液态合金微观活动而构成的化学成分不均匀现象)，可一次成型等。 一般，粉末冶金材料按用处可分为7类： ①粉末冶金减摩材料，又称烧结减摩材料。经过在材料孔隙中浸光滑油或在材料成分中加减摩剂或固体光滑剂制得。材料表面间的冲突系数小，在有限光滑油条件下，运用寿命长、可靠性高;在干冲突条件下，依托自身或表层含有的光滑剂，即具有自光滑作用。广泛用于制作轴承、支承衬套或作端面密封等。 ②粉末冶金多孔材料。又称多孔烧结材料。由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道犬牙交错、相互贯穿，一般有30%～60%的体积孔隙度，孔径1～100微米。透过功能和导热、导电功能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制作过滤器、多孔电极、救活设备、防冻设备等。 ③粉末冶金结构材料。又称烧结结构材料。能接受拉伸、紧缩、歪曲等载荷，并能在冲突磨损条件下作业。因为材料内部有剩余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，然后使其运用规模受限。 ④粉末冶金冲突材料。又称烧结冲突材料。由基体金属(铜、铁或其他合金)、光滑组元(铅、石墨、二硫化钼等)、冲突组元(二氧化硅、石棉等)3部分组成。其冲突系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小;强度高，耐高温，导热性好;抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、湿润影响小。首要用于制作离合器和制动器。 ⑤粉末冶金工模具材料。包含 硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者安排均匀，晶粒细微，没有偏析，比熔铸高速钢耐性和耐磨性好，热处理变形小，运用寿命长。可用于制作切削刀具、模具和零件的坯件。 ⑥粉末冶金电磁材料。包含电工材料和磁性材料。电工材料中，用作电能头材料的有金、银、铂等贵金属的粉末冶金材料和以银、铜为基体添加钨、镍、铁、碳化钨、石墨等制成的粉末冶金材料;用作电极的有钨铜、钨镍铜等粉末冶金材料;用作电刷的有金属-石墨粉末冶金材料;用作电热合金和热电偶的有钼、钽、钨等粉末冶金材料。磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料有磁性粉末、磁粉芯、软磁铁氧体、矩磁铁氧体、压磁铁氧体、微波铁氧体、正铁氧体和粉末硅钢等;硬磁材料有硬磁铁氧体、稀土钴硬磁、磁记录材料 、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制作各种转化、传递、贮存能量和信息的磁性器材。 ⑦粉末冶金高温材料。包含粉末冶金高温合金、难熔金属和合金、 金属陶瓷、弥散强化和纤维强化材料等。用于制作高温下运用的涡、喷嘴、叶片及其他耐高温零部件。其间，典型的弥散强化材料有:(1)烧结铝粉(SAP)：用表面氧化法制作。SAP有很高的高温强度和抗蠕变功能，运用温度达500℃，远优于一般铝合金。它首要用于：反应堆中的核燃料包套，飞机机翼和机身，压气机叶轮，高温活塞等。(2)弥散强化铜：弥散质点一般为Al2O3，常用内氧化法制作。经弥散强化后，铜的强度、硬度得到很大的进步，导电性下降不多。它常用作电阻焊的电极，白炽灯灯丝引线，电子管零件和电子工业中的其他材料。(3)弥散强化高温合金：最早的弥散强化镍基合金是ThO2(2%)强化镍(TD-Ni)。一般用共沉淀法制得。机械合金化法呈现之后，又开展了一系列镍基、铁基和钴基合金。现已运用的有10多种。MA754的性质优于ThO2-Ni-Cr，已成功地用作喷气发起机叶片。MA956E是以Fe-Cr-Al为基的材料，有优胜的抗氧化性和抗腐蚀性。MA6000E合金，1000h的开裂应力在800OC以上远优于TD-Ni和IN792。1100℃时，TD-Ni和IN792的1000h开裂应力只要20～30MPa，而MA6000E还有160MPa。因而MA6000E是一种好的叶片材料。(4)其他：弥散强化铅(DS-Pb)，是专一类似于SAP的比如，弥散相为PbO，首要用于声响衰减、化工用具、放射屏蔽和电池;含铝、锆的镁合金(铝和锆均溶于镁，但溶解后分出A1Zr4弥散相);金属间化合物FeAl3、FeNiAl9强化的Al-Fe合金等。 总的来说，飞机和发起机上的刹车片、离合器冲突片、松孔过滤器、多孔发汗材料、含油轴承、磁铁芯、电触点、高比重合金、硬质合金和超硬耐磨零件等因含有很多非金属成分或含有连通孔隙，都不能用普通铸、锻工艺制作，只能以粉末为质料经冷压、烧结等粉末冶金工艺来制作。航空航天工业中运用的粉末冶金材料比较重要的有刹车片材料、松孔材料和高强度粉末合类。刹车片材料，刹车片是飞机机轮刹车设备的中心。绝大多数军用飞机和民用机都选用粉末冶金刹车片。因为每次刹车都会发作磨损，100～500次后就需要替换刹车片，所以它是飞机上用量最大的粉末冶金材料制件。松孔材料，即多孔渗透性粉末冶金材料。涡轮发起机光滑体系和飞行器液压操作体系中运用的青铜或不锈钢过滤器，是避免微粒阻塞和卡滞的重要部件。金属纤维松孔材料的强度和塑性较好，可用于高温部位，如涡轮喷气发起机叶尖密封环用的高温合金毡带和火箭发起机喷注器面板、燃烧室内壁和喉部用的发汗冷却松孔材料。高强度粉末合金，是经粉末热成形的彻底细密的高温合金、铝合金和钛合金。一些现代飞机的发起机已运用了铸造的粉末高温合金涡和压气机盘。粉末铝合金首要用作飞行器和发起机结构材料。 轿车职业仍然是粉末冶金工业开展的最大动力和最大用户。一方面轿车的产值在不断添加，另一方面粉末冶金零件在单辆轿车上的用量也在不段添加。　　粉末冶金铁基零件在轿车上首要运用于发起机、传送体系、ABS体系、点火设备等。轿车开展的两大趋势分别为下降能耗和环保;首要技能手段则是选用先进发起机体系和轻量化。欧洲对轿车尾气过滤为粉末冶金多孔材料又供给了很大的商场。在现在的发起机作业条件下，粉末冶金金属多孔材料比陶瓷材料具有更好的功能优势和本钱优势。 东西材料是粉末冶金工业另一类重要产品，其间特别重要的是硬质合金。加作业业要求加工东西自身更尖利、刚性更好、耐性更高;加工材料的规模扩大到吕合、镁合金、钛合金以及陶瓷等;尺度精度要求更高;加工本钱要求更低;环境影响要减到最小，干式加工份额更大。这些新要求加快了粉末冶金东西材料的开展。 别的，信息职业的开展也为粉末冶金工业供给了新的关键。日本电子职业用的粉末冶金产品现已达到了每年4.3美元。 粉末冶金既是制作高新材料的重要工艺，有时仍是专一的办法，一起也是多、快、好、省地制作形状杂乱、高精度金属零件的先进金属成形技能。因而，粉末冶金工业相继开发了三大范畴，一为难熔金属与硬质合金东西材料，二为永磁材料，特别是稀土永磁材料。这两大类材料基本上都只能用粉末冶金工艺出产。第三大范畴是将材料制作与金属成形相结合，逐步构成的特种金属成形技能。以满意配备制作业对高功能钢铁粉末冶金产品的需求为要点开展粉末冶金。 粉末冶金是一种先进的金属成型技能，是金属及其它粉末经过加工限制成型、烧结和必要的后续处理制成机械零部件和金属制品的高新技能。因为其具有节能、省材、高效、环保等许多长处，已遭到广泛选用，并具有很大的商场潜力和开展前景。近年来，粉末冶金职业开展很快，特别是轿车职业、机械制作、金属职业、航空航天、仪器仪表、五金东西、工程机械、电子家电及高科技工业等迅猛开展，为粉末冶金职业带来了稀少难得的开展机会和巨大的商场空间。一起对该职业的技能水平也提出了更高的要求。纵观世界新材料研讨开展的现状，西方首要工业发达国家正会集人力、物力，寻求打破，美国、欧共体、日本和韩国等在他们的最新国家科技方案中，都把新材料及其制备技能列为国家关键技能之一加以要点支撑。而跟着我国的“入世”及经济全球一体化进程的不断加快，粉末冶金职业面临着新的应战。我国粉末冶金职业有必要加快开展，才能在剧烈的商场竞争中立于不败之地。 粉末冶金材料和制品的往后开展方向首要有：有代表性的铁基合金，将向大体积的精细制品，高质量的结构零部件开展;制作具有均匀显微安排结构的、加工困难而彻底细密的高功能合金;用增强细密化进程来制作一般含有混合相组成的特殊合金;制作非均匀材料、非晶态、微晶或许亚稳合金;加工共同的和非一般形状或成分的复合零部件。

下降本钱主要是下降工业纯钛出产本钱和钛及钛合金的制作加工本钱。为了下降钛合金的本钱，国外大力开展钛合金无切削、少切削的近净形工艺，粉末冶金技能就是这种近净形工艺之一。制作钛合金部件现在主要有3种办法：①传统的铸造材料加工;②铸造;⑧粉末冶金。用铸造进行材料加工，其材料功能优秀，但糟蹋大，加工量大，本钱高，且难取得形状杂乱的产品;铸造可取得形状杂乱的净形或近净形产品，本钱较低，但铸造过程中材料的成分偏析、疏松、缩孑L等缺陷难以避免，材料功能较低。钛合金的粉末冶金技能则战胜了这2种办法的缺陷，一起兼有它们的长处。因而国内外科研者在粉末冶金技能制备钛合金上展开了许多作业。本文就近年来国外研讨开发的几种制备高功能钛合金的粉末冶金技能及其运用情况做一扼要的介绍。 1 新粉末冶金制备技能 1.1 金属打针成形(MlM) 金属粉末打针成形(MIM)技能作为一种近净成形技能，可制备高质量、高精度的杂乱零件，被认为是现在最有优势的成形技能之一。用MIM法制作钛及钛合金近净形零件，可大幅下降加工费用。据估计，现在全世界钛的MIM 部件的出产量为每月3～5t。跟着制备钛粉工艺的改进和粉末本钱的下降-，钛合金打针成形件的出产量呈增加趋势。 日本最早选用MIM 技能出产Ti一4wt%Fe合金运动夹板。现在最大的钛粉末打针成形的出产厂是日本Injex，每月出产约2～3t。钛的MIM产品已在高尔夫球头、主动轿车、医疗器械、牙科植入体及表壳表带等方面取得运用一。日本Hitachi metalPrecision公司和Casio计算机公司制作的钛合金表壳在1999年世界粉末冶金会议上取得MIM 优胜奖，此表在水深200m仍能正常工作。1997年日本太平洋金属有限公司选用住友Sitix气雾法制得的球形钛粉，均匀粒径23.8 m，选用4O 聚+6O白腊粘结剂，经1443K烧结1.5h得到MIM钛材，材料中间隙元素含量及力学功能如表1 表1 日本太平洋金属有限公司MIM 钛件功能 空隙元素含量wt% 力学功能 O C N σ0.2Mpa σbMpaδ% 0.226 0.04 0.0017 360 504 19 日本一些大学选用住友Sitix气雾化球形钛粉，由MIM法制取了Ti一6Al一4V、Ti一12Mo、Ti一5Co合金等。材料功能均优于平等条件下用惯例粉末冶金工艺所制得的材料功能，彻底到达了相同成分的熔炼铸造材料的水平。此外，日本一家公司用打针成形法制作形状杂乱的钛铁合金零件，如田径跑鞋的鞋底钉子。该办法将钛铁合金(Ti一5wt%Fe)粉末和有机粘结剂混合，以196MPa的压力打针成形，在550。C脱脂后，再在1000-1400。C，1.33×1O Pa条件下进行真空烧结。这样制成的钛铁合金鞋钉与钼合金鞋钉比较，耐磨性和耐冲击性均进步。且分量减轻45%。轿车喷油嘴形状杂乱，尺度小，用打针成形技能(MIM)研发的Ti?Al金属间化合物和Ti一7.6A1?2.6Cr合金喷油嘴，具有耐高温、耐磨损、质量轻等优秀功能，其尺度精度也到达了运用要求。 1.2 激光成形技能 激光成形法是一种将高功率激光涂覆技能同先进的快速原型仿制法相结合以直接制作杂乱三维零部件的激光定向金属堆积加工工艺。激光成形工艺具有高精细、高质量、非触摸性、洁净无污染、无噪音、材料耗费少、参数精细操控和高度主动化等特性，能够制作充沛细密和高度完好的金属零部件而不需要像铸造、热等静压或低熔点合金的反渗透这样一些中间工艺过程，因而特别合适于金属化合物等脆性合金的成形与加工。 美国AeroMet公司开发的激光成形工艺，是把钛合金粉堆积到基体上预先成形，再加工成精细件。该公司用激光成形技能出产的F一22飞机支架、F/A一18E/F飞机机翼衔接板的翼根加强筋，以及起落连杆件3种部件可满意飞机功能的要求。他们用的材料都是Ti一6A1?4Y合金。用铸造和铸造技能制作这些飞机零部件的材料使用率低于5，交货时刻长达1～2年。使用激光成形规律能够战胜这些缺陷。现在已用该技能制作出了Ti一6A1?4V、Ti一5A1?2.5Sn、Ti一6Al一2Sn一4Zr一2Mo一0.1Si 和Ti一6A1?2Sn一2Zr一2Cr一2Mo一0 25Si等合金。 最近，美国坩埚公司使用大功率CO的激光设备，将气雾化法制备的Ti一47Al一2Cr一2Nb合金粉末喂入激光束聚焦点，经过计算机三维图形操控制备了尺度为200×150×32mm的r-TiAl合金板材。使用激光成形技能，板的成分与原始粉末的成分附近，在制作过程中不会失掉铝和吸收氧气。产品的显微安排为彻底的片状安排，片团巨细为18O～600um(均匀尺度为400um)，片间隔约为0.5u m，其力学功能如表2(略)。激光成形法制备的Ti一6A1?4V合金的力学功能如表3(略)，其疲惫功能介于铸造与铸造之间 。 选择性激光烧结技能作为激光成形技能中开展最敏捷的技能之一，现在得到了广泛的开展。它原则上合适于任何能够与激光发作相互作用的粉末材料，尤其是金属粉末。日本大阪大学选用选择性激光烧结技能制备医用钛牙冠件，取得了很好的作用。它是以Nd：YAG激光器为能量源(均匀功率为50W)，原材料为球形钛粉。粗钛粉激光烧结件的相对密度为84%，抗拉强度为70MPa。而细微的球形钛粉(粒度为25um)的激光烧结件，其相对密度到达93%.抗拉强度是150MPa。 1.3 温压成形技能 温压成形技能是近几年新开展起来的一次约束、一次烧结工艺，是制作高密度、高功能粉末冶金结构零件的一项经济可行的新技能。它是在混合物中增加新式润滑剂，然后将粉末和模具加热至15O。C左右进行约束，最终选用传统的烧结工艺进行烧结，是普通模压技能的开展与延伸，被世界粉末冶金界称为“创始铁基粉末冶金零部件运用新”和“导致粉末冶金技能”的新成形技能。 最近德国Fraunhofer研讨地点温压成形技能的根底上开发了一种被称为活动温压工艺的粉末冶金新技能一。该技能以温压工艺为根底，结合金属打针成形的长处，经过参加适量的微细粉末和加大润滑剂的含量大大进步了混合粉末的活动性、填充性和成形性。活动温压成形技能原则上可合适一切具有足够好的烧结功能的粉末系统。其主要特点是可成形几许形状杂乱的零部件;产品密度高、功能均匀;工艺简略、本钱低价。 研讨人员 选用了如图1所示的一种可拆钢模，水平孔和笔直孔的直径都是16ram。所用粉末为纯Ti粉，用150gm以下颗粒的粉末为粗粉，细粉由气雾化法制备。样品在T一型模具中约束，于1250。C真空中烧结2h后，用密度仪测得不同部位(在零件几许草图上用1～6标出)的密度(理论密度为4.5g/cm。)，得知，选用活动温压成形技能能够取得很高的密度。微细粉末的参加能够使装粉更均匀，而且具有较好的烧结功能，烧结后样品密度散布也较好，如间隔零件中心轴选用惯例粉末约束法，该处往往密度偏低。用传统模压工艺在压机上成形零件时，一般说来，其各个断面的密度是不同的，这主要是因为模壁冲突形成的，也是内压力在约束的粉末中散布不均所造成的。而选用活动温压成形技能后，因为在约束时，混合粉末变成具有杰出活动性的粘流体，因而冲突力减小，约束压力也得到了很好的传递，然后密度散布也得到了很好的改进。 2 结语 钛合金的高本钱约束了其更广泛的推行和运用，归纳上述几种粉末冶金新技能，粉末冶金技能在制备钛合金方面具有材料使用率高、能耗低、经济效益高级长处，然后下降了本钱，且是出产某些形状杂乱零件的仅有办法。一起高质量、低本钱钛粉末的使用使钛粉末冶金产品取得了较好的开展，比如钛打针成形、激光成形等粉末冶金产品已在民用工业中有了显着的增加。咱们信任打针成形、激光成形、温压成形等粉末冶金技能将会愈加广泛地推进钛粉末冶金工业的开展。

铝基复合材料是以金属铝及其合金为基体，以金属、非金属颗粒、晶须或纤维为增强体的非均质混合物，在航空航天、汽车工业等范畴得到广泛的运用。因为选用粉末冶金法可使增强体以恣意份额添加到复合材料基体中，增强体也易于在微观上构成更均匀的散布，且烧结温度低，界面反响简单操控；一起，材料的功能和稳定性显着优于其他办法制备的材料，所以粉末冶金法成为现在制备铝基复合材料最常用的一种工艺。 　　粉末冶金法制备复合材料的详细工艺包含以下几个过程。　　　　一．混粉。　　　　一般混粉的办法有普通干混、球磨及湿混。在这三种混粉办法中，普通干混及湿混简单呈现增强体散布不均匀及很多的聚会、分层等现象，一般较为常用且有用的是球磨。　　　　二．粉末预压。　　　　在混粉完毕后，即进行粉末预压处理。粉末预压成形办法主要有冷压和冷等静压。比较之下，冷压是最为经济、常用的粉末预压成坯法。在铝合金粉末预压后，一般要求预压坯密度为复合材料密度的７０％～８０％，以利于脱气阶段气体的逸出。因为铝粉和增强体简单吸附水蒸气并氧化，粉末生坯在加热过程中将开释很多的水蒸气、、二氧化碳和气体。因而，生坯在热加工前应通过除气处理，防止制品中呈现气泡和裂纹；除气温度一般应等于或许稍高于随后的热压、热加工变形和热处理温度，以防止压块中残存的水和气体形成材料中产生气泡和分层。可是假如温度过高，铝合金中其它一些元素或许呈现烧损，还会使合金中起强化效果的金属间化合物集合、粗化，下降材料的功能。　　　　三．固化。　　　　在粉末除气后，对其进行细密化处理，即烧结、热压、热等静压及热揉捏松懈的粉末或预压的粉末。在保证低本钱和高生产率的情况下，通过单轴冷揉捏成坯，通过除气后，以必定速率升至必定的温度，并依照必定的揉捏比进行热揉捏，再进行后期的热处理，得到终究的材料。这种将粉末冶金与后续细密化处理（如揉捏、轧制等）结合起来的粉末成形工艺，使粉末可以在短时高温、高压效果下发作塑性变形，进而完成粉末颗粒间的结合，这种工艺在现在粉末冶金法制备铝基复合材料的研讨中运用较多。与惯例的粉末冶金法比较，揉捏过程中粉末颗粒除遭到三向压应力外，沿揉捏方向还接受巨大的剪切力，其表面的氧化膜破碎后进一步增强了相邻粉末颗粒间的结合强度，安排结构细微均匀且成分偏析少，增强体颗粒无显着聚会，有利于其在基体中的散布，此外这种办法无需烧结，减少了制备工序，下降了本钱。比较高本钱的热等静压工艺，粉末热揉捏工艺归纳优势更为显着，可直接得到物理和力学功能优异的材料。

钨铜复合材料是由钨和铜两种互不固溶的金属组成的假合金，它分离了钨的高熔点、高硬度、低的缩短系数和铜的高导电。导热功用，是一种功用十分优异的复合材料。钨铜材料不只具有精巧的导热性和较低的热缩短系数，而且还可以通过改动其钨铜的含量来方案其热导率和缩短系数，这些特征使得钨铜复合材料在耐低温材料、高压开关用电工合金、电制作电极、微电子材料，做为零部件和元器件遍及运用于航天、航空、电子、电力、冶金、机器、体育东西等职业。等领域失掉了遍及的运用，钨铜（银）合金归纳了金属钨和铜（银）的长处，此中钨熔点高(钨熔点为3410℃，铁的熔点1534℃)，密度大(钨密度为19.34g/cm3，铁的密度为7.8g/cm3) ；铜（银）导电导热功用杰出，钨铜（银）合金(身分普通领域为CUW90~CUW50)微观结构均匀、耐低温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；导电、导热功用适中，遍及运用于钨铜化学身分产品称谓符号铜%银杂质钨密度g/cm3电导IACS%硬度HB≥抗弯强度铜钨50CuW5050±2 0.5余量11.8554115 铜钨55CuW5545±2 0.5余量12.349125 铜钨60CuW6040±2 0.5余量12.7547140 铜钨65CuW6535±2 0.5余量13.344155 铜钨70CuW7030±2 0.5余量13.842175790铜钨75CuW7525±2 0.5余量14.538195885铜钨80CuW8020±2 0.5余量15.1534220980铜钨85CuW8515±2 0.5余量15.9302401080铜钨90CuW9010±2 0.5余量16.75272601160 、钨铜规范板料规格表（现货库存）100*100 (其他尺度需预定)(单元mm)厚度 3 4 5 6 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50钨铜规范圆棒规格表长度100200mm(其他尺度需预定)(单元mm)外径Φ 3 4 5 6 8 10 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60钨铜合金运用 钨铜是使用高纯钨粉优秀的金属特征和高纯紫铜粉的可塑性、高导电性等长处,经静压成型、低温烧结、溶渗铜的技术精制而成的复合材料。断弧功用好,导电导热好,热缩短小,低温不硬化,高强度,高密度,高硬度。钨铜合金用处1.电阻焊电极 归纳了钨和铜的长处,耐低温、耐电弧烧蚀、强度高、比严峻、导电、导热性好,易于切削制作,并具有发汗泠却等特征,由于具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特性,常常用来做有必定耐磨性、抗低温的凸焊、对焊电极。2.高压放电管电极 高压真空放电管在工作时,触头材料会在零点几秒的时间内温度下降几千摄氏度,而钨铜的抗烧蚀功用、高韧性,精巧的导电、导热功用给放电管安定的工作直销需求的条件。3、航天用高功用材料 钨铜材料具有高密度、发汗冷却功用、低温强度高及耐冲刷烧蚀等功用，在航天工业顶用作、的喷管喉衬，燃气舵的组件、气氛舵、头罩及配重等。4、真空触头材料触头材料必需有十分好的机器制作功用和抗热震性，由于交兵和开断时打弧，触头材料会在零点几秒的时间内温度下降几千摄氏度。我公司出产的WCu触头材料由于其优秀的物感功用而被遍及的运用。钨铜合金长处高的抗烧蚀功用、高韧性，精巧的导电、导热功用。机制作功用好。交货形状与铜、钢等支撑件联合好的种种外形的WCu触头半废品未制作的种种熔渗、铸造材料；未制作的种种触头，焊接或铜焊在铜或钢等支撑件上；焊接或铜焊制作。我公司也出产种种焊接或铜焊的触头联接件。5、电火花制作用电极在用电火花制作硬质合金产品时，由于WC的特别功用使铜或石墨电极的耗费相称快，关于这种材料的电火花制作，我公司广毅荣专业署理的进口日本WCu电极是最合适的。

新华社济南１０月１２日电 从针鼻大小的电器零部件，到盘子大小的机械齿轮，无一不是用炼钢炼铁的下脚料经粉末冶金技术加工而成。 　　这是记者从正在此间举行的中国（莱芜）钢铁博览会上看到的一幕。业内人士认为，随着我国粉末冶金技术的发展与应用，位于钢铁产业下游的粉末冶金产业方兴未艾。 　　莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司销售部经理张安国向记者介绍说，粉末冶金属于新材料产业，国外日本、瑞典、美国有上百年的历史，而我国才刚刚开始。用粉末冶金技术制造的零部件可以广泛应用于机械、汽车、家电等领域，具有广阔的市场前景。粉末冶金技术与传统的零部件制造工艺相比，它主要通过模具压制而成，具有少切削、少耗材等十分经济的优点。从其创造的价值看，原来的钢铁废料主要用来做一些低档铁，每吨只能卖几百元，而加工成铁粉后每吨却能卖到四五千元。去年，这家粉末冶金公司共生产３．１万吨铁粉，产值１．５亿元，是目前国内最大的冶金粉末厂，占有国内３０％的市场份额。 　　作为粉末冶金的下游产品，粉末冶金制件可以最大限度地满足机械、汽车、家电等领域对复杂零部件的要求。山东金珠粉末注射制造有限公司韩善东说，利用注射技术制造粉末冶金件是当前一种比较特殊的制造技术，这种新型制造技术的出现，表明我国粉末冶金产业进入一个新的发展阶段。

原始粉猜中总是存在必定的金属氧化物，因为在复原气氛中进行烧结，这些金属氧化物在烧结进程中会被复原，然后发作气体复原物质，因而在烧结进程中存在气体分出的进程。限制压力越大，金属粉末颗粒之间关闭孔隙的数量就越多，气体物质也就越难以排出，因而呈现基体中的孔隙数随限制压力的增大而添加的现象。　　限制压力对材料密度的影响为压坯密度、烧结体密度随限制压力的改变曲线。由压坯密度改变曲线可以看出，限制压力由200MPa添加到400MPa时，压坯密度增幅较大，这是因为在较低限制压力条件下，颗粒与颗粒之间空地较多，触摸面较小，拱桥效应比较显着，压力略微添加，就可使拱桥遭到必定程度的损坏，压坯的密度随之显着添加；限制压力大于400MPa时，压坯密度增长幅度相对陡峭，这是因为当限制压力一旦大于基体铜的屈从极限（约350400MPa），金属颗粒就会发作显着的塑性变形，使颗粒之间的触摸面积显着添加，一起因为加工硬化的效果，紧缩阻力增大，细密化程度进一步添加，所需的压力大大添加。　　限制压力对烧结体抗压功能的影响为烧结体抗压强度随限制压力的改变曲线。从可知，随限制压力的添加，材料的抗压强度呈现先升高再下降，最后又升高的趋势。对铜基制动冲突材料而言，在组元不变的情况下，基体中的缺点是影响抗压强度的要害。相关于低限制压力（200MPa）而言，适中的限制压力（400MPa）能使颗粒触摸严密，并且因为基体中的开孔隙较多，既能使颗粒之间的扩散距离缩短，又能使烧结进程中因复原反响发作的气体可以顺利排出，进而取得缺点较少的烧结体，有利于抗压强度的进步。在更高限制压力（600MPa）下，虽然坯体中颗粒触摸更严密，更有利于烧结的进行，可是因为基体中的孔隙较多，使得烧结体的抗压功能有所下降。进一步进步限制压力（700MPa）金属颗粒全体发作了显着的塑性变形，时再结晶形核数目大大添加，有助于构成晶粒更细微的安排，这在很大程度上弥补了孔隙多形成的基体强度削弱的问题，因而材料的抗压强度有所提高。　　限制压力对烧结体冲突和耐磨功能的影响是烧结材料磨损曲线。由可知，各组烧结试样的冲突因数在0.220.23间改变，限制压力对冲突功能影响不大。烧结体磨损量则呈现先降再升又降的趋势。关于冲突功能而言，因为各冲突磨损调理组元的组成和安排改变不大，所以冲突因数的改变规则不是非常显着；对磨损而言，在组元、总孔隙度改变不大的情况下，首要决定因素是　　在铜基粉末冶金航空刹车材料中，限制压力首要经过压坯的功能来影响刹车材料的烧结体功能，其影响如下：限制压力由200MPa添加到400MPa，基体晶粒尺度变小，晶粒尺度趋于均匀；限制压力达700MPa时，晶粒最为细微，尺度也最均匀。一起，随限制压力添加，基体中的孔隙数量也添加。随限制压力添加，铜基粉末冶金刹车材料的抗压强度和耐磨功能均呈现先增后降再增的趋势，但冲突因数改变不是非常显着。(完)

Ti3A1基金属间化合物具有密度低、高温性能好等特点，因而在航天领域被作为能够在650℃以下替代镍基高温合金的理想材料。但Ti3A1基金属间化合物室温变形抗力大，难以加工。在合金化和热机械处理（Thermal Mechanical Process）之后，才拥有一定的塑性，从而限制了它的推广应用。       粉末冶金工艺可以用于制备传统方法难加工材料，例如Ti3A1基合金。粉末冶金工艺制备出的材料拥有细小、均匀的组织，而且还可以近净成型所需的部件。利用预合金粉末，粉末冶金工艺可以制造出形状复杂的部件，而且成本比传统的锻造工艺要低。       本文以Ti－23A1－17Nb（%，原子分数）为对象，利用其预合金粉末进行了粉末冶金Ti－23A1－17Nb材料的制备研究。       一、实验       （一）Ti－23A1－17Nb预合金粉的制备       本实验使用的Ti－23A1－17Nb预合金粉末是采用气体雾化法制备的，其化学成分如表1所示。粉末的化学成分接近材料的名义成分，0，N等杂质元素的含量控制的较好。   表1  预合金粉末的化学成分ElementsNbAlFeCONTix（%，atomfraction）0.16820.24350.00030.000050.00230.0002Base       粉末的形貌决定了粉末的松装密度和振实密度，进而影响合金材料在致密烧结过程中的变形量，因此粉末形态是粉末冶金工艺中重点控制的参数之一，国内外都曾对如何控制粉末形态做了大量的研究。利用扫描电镜对Ti－23A1－17Nb预合金粉末的形态和表面状态进行观测，结果如图1和2所示。    图1  气体雾化法制备的Ti－23Al－17Nb预合金粉末的电镜扫描照片    图2  气体雾化法制备的Ti－23Al－17Nb预合金粉末的微观组织       从Ti－23A1－17Nb合金粉末的扫描电镜照片来看，粉末的基本形状为球形，有些表面带有微小的行星球。这种粉末的流动性较好，其松装密度和振实密度较高，适于直接进行热等静压致密化成型。       （二）Ti－23Al－17Nb预合金粉末的热等静压成型       Ti－23A1－17Nb预合金粉末热等静压实验使用的包套材料为不锈钢。在包套内装Ti－23A1－17Nb预合金粉末，振动，然后在一定温度下抽真空，除气。当达到要求真空度后保持一段时间，进行锻封。锻封后的包套进行热等静压处理（图3）。Ti－23A1－17Nb预合金粉末的热等静压工艺为：保温温度900～1100℃，压力大于100 MPa，保温时间3h。图3是热等静压前后装有Ti－23A1－17Nb预合金粉末的包套试样。    图3  Ti－23A1－17Nb预合金粉末热等静压用包套试样       （三）热等静压后粉末冶金（简记为：PM）Ti－23A1－17Nb合金的热处理       为了得到为了得到不同性能的PM Ti－23A1－17Nb材料，采用不同的热处理制度处理热等静压后的合金，然后测试其性能，观察其微观组织。       二、结果与讨论       （一）Ti－23A1－17Nb预合金粉末的性能       经过检测，Ti－23A1－17Nb预合金粉末的松装密度为3.097 g·cm－3，振实密度为3.643 g·cm－3，为其理论密度的75%左右。结果表明，Ti－23A1－17Nb预合金粉末在热等静压过程中的变形量不大，易于控制，从而易于实现零部件的近净成型。       粉末粒度的分布范围对热等静压后材料的组织具有一定的影响，粉末力度分布越广，材料的组织就越不均匀。在实验中，使用标准筛对Ti－23A1－17Nb预合金粉末的粒度分布做了测试，结果如表2。Ti－23A1－17Nb预合金粉末的颗粒尺寸大部分位于25～180μm，约占粉末总量的74.5%。   表2  Ti－23A1－17Nb预合金粉末的粒度分布Powder size/μmx/（%，atom fraction）Totals/%5.00～15.00 15.00～25.00 25.00～35.00 35.00～45.00 45.00～63.00 63.00～75.00 75.00～106.00 106.00～150.00 150.00～180.00 180.00～200.00 200.00～220.00 220.00～240.00 240.00～260.00 260.00～270.000.58 3.17 6.15 6.00 18.78 18.69 13.16 7.25 4.46 0.00 6.69 3.71 4.52 6.850.58 3.75 9.90 15.89 34.67 53.36 66.52 73.77 78.23 78.23 84.92 88.63 93.15 100.00       （二）热等静压后 PM Ti－23A1－17Nb的性能及微观组织       Ti3A1基合金的热等静压处理温度一般在ɑ2＋p两相区（图4）。运用两种不同的热等静压工艺处理Ti－23A1－17Nb预合金粉末，结果表明差别不大，如表3。    图4  Ti－23A1－17Nb和Nb的伪二元相图   表3  PM－Ti－23A1－17Nb的HIP工艺及性能No.HIP treatmentσ0.2/MPaσb/MPaσ/%E/GPa1  970℃，140MPa，3h 2  1010℃，140MPa，3h735 745815 8152.0 1.6114 121       对热等静压态的PM Ti－23Al－17Nb观测其微观组织，发现其组织比较细小，O相在α2相周围析出，呈网状分布（图5）。    图5  热等静压后PM  Ti－23Al－17Nb的微观组织       （三）PM  Ti－23Al－17Nb的热处理工艺       作为一种金属间化合物，Ti3Al基合金在不同的热处理条件下可以得到不同的组织，进而得到不同的性能。       PM Ti－23A1－17Nb在热等静压后的强度和延伸率相对较低，需要在α2＋βB/＋O的两相区进行固溶＋时效处理。在实验中进行了4种工艺制度试验，得到材料的性能如表4所示。   表4  PM Ti－23A1－17Nb热处理工艺及性能No.Hot treatmentσ0.2/MPaσb/MPaσ/%E/GPa1  930℃，1h，AC 2  960℃，1h，AC 3  930℃，1h，AC＋860℃，8h，FC 4  960℃，1h，AC＋860℃，8h，FC735 810 710 705835 920 790 7904.0 2.5 4.3 3.0104 100 118 113     AC：Air Cooling；FC：Furnace Cooling       PM Ti－23A1－17Nb在固溶后其强度较高，但固溶态的PM Ti－23A1－17Nb是一种亚稳态（如表4中热处理制度1和2），因而需要进行时效处理。图6是经960℃，1h，AC＋860℃，8h，FC和930℃，1h，AC＋860℃，8h，FC的微观组织。    图6  经960℃，1h，AC＋860℃，8h，FC固溶时效后PM Ti－23A1－17Nb的微观组织（a），经930℃，1h，AC＋860℃，8h，FC固溶时效后PM Ti－23A1－17Nb的微观组织（b）       PM Ti－23A1－17Nb经固溶时效后强度有所降低，但延伸率有所提高。经分析，在固溶时效之后，PM Ti－23A1－17N6中的β相含量要比热等静压态要高。其次，在固溶时效之后，α2相分布得更为均匀，从而使合金具有良好的强度和塑性。       （四）PM 71－23A1－17Nb热等静压态试棒的断口分析       利用扫描电镜对PM Ti－23A1－17Nb热等静压态试棒的拉伸试样断口进行了分析。从图7（a）可以看出，试棒的断口比较平整，近似于脆性断裂。然后对断裂源（图7（b）和图7(d））和扩展区（图7（c））进行了观察，发现试棒的断裂是从晶粒的边界处开始的，而扩展区呈现河流状纹路，从而证明了PM Ti－23A1－17Nb拉伸试棒的断裂为解理断裂。在分析中，运用电子探针对图7（d）中的断裂源进行了简单的化学成分测试，发现此处的合金元素的含量远高于其他区域。在晶界处，PM Ti－23A1－17Nb产生了比较明显的偏析和夹杂的聚集，从而也使它成为拉伸试棒的断裂源。    图7  PM Ti－23A1－17Nb断口扫描电镜照片       三、结论       （一）通过热等静压预合金粉末的工艺可以得到组织均匀细小的PM Ti－23A1－17Nb合金，但其延伸率比较低。       （二）在固溶时效后，PM Ti－23A1－17Nb合金的延伸率有所改善。但是，固溶时效工艺的差异会给PM Ti－23A1－17Nb合金的性能带来较大的变化。

体系总结了钼及钼合金粉末冶金技能的研讨进展和工业运用现状。别离论说了钼粉末冶金理论、超细（纳米）钼粉、大粒度（和高活动性）钼粉、高纯钼粉、新式钼成型技能、新式钼烧结技能、钼粉末冶金进程数值模仿技能等7个研讨方向的技能原理、技能特色、设备结构和工业运用现状，并分析其展开远景。 钼及钼合金具有高的高温强度和高温硬度，杰出的导热性和导电性，低的热膨胀系数，优异的耐磨性和抗腐蚀性，被广泛运用于航天航空、动力电力、微电子、生物医药、机械加工、医疗器械、照明、玻纤、国防建设等范畴。本文体系总结钼及钼合金粉末冶金技能的原理、技能特色、设备结构和工业运用现状，并分析其展开远景。 一、钼粉末制备技能展开 跟着轿车、电子、航空、航天等职业的日益展开，对钼粉末冶金制品的质量要求越来越高，因而要求钼粉质料在化学成分、物理描摹、均匀粒度、粒度散布、松装密度、活动性等许多方面具有愈加优异的功能目标，钼粉朝着高纯、超细、成分可调的方向展开，然后对其制备理论和制备技能提出了更高的要求。 （一）钼粉复原理论研讨 钼粉的制取进程是一个包含钼酸铵到MoO3、MoO到MoO2、MoO2到钼粉等3个独立化学反响，阅历一系列杂乱的相变进程，触及钼酸铵质料以及MoO3、MoO2、钼蓝等中间钼氧化产品的描摹、尺度、结构、功能等许多要素的极端杂乱的物理化学进程。 现在，已根本清晰MoO3到Mo的复原进程动力学机制，即：MoO3到MoO2阶段反响进程契合核决裂模型，MoO2到Mo阶段反响契合核减缩模型；MoO2到Mo阶段反响有两种办法，低露点气氛时通过假晶改变，高露点气氛时通过化学气相搬迁。但对MoO3到MoO2阶段的反响办法没有构成共同观点，Sloczynski以为MoO3到MoO2的复原是以Mo4O11为中间产品的接连反响，Ressler等以为在复原进程中，MoO3首要吸附氢原子［H］生成HxMoO3，然后HxMoO3开释所吸附的［H］改变为MoO3和MoO22种产品，跟着温度上升MoO2不断长大，而改变成的中间态MoO3进一步复原为Mo4O11，进而复原成MoO2。国内尹周澜等、刘心宇等、潘叶金等在这一范畴也进行了必定作业，但未见到较完善的物理模型和数学模型的报道。 （二）超细（纳米）钼粉制备技能研讨 现在，制备超细钼粉的办法首要有：蒸腾态三氧化钼复原法、活化复原法和十二钼酸铵复原法。纳米钼粉的制备办法首要有：微波等离子法、电脉冲放电等。 1、蒸腾态三氧化钼复原法 蒸腾态三氧化钼复原法，是将MoO3粉末（纯度达99.9％）装在钼舟上，置于1300～1500℃的预热炉中蒸腾成气态，在流量为150mL/min的H2-N2气体和流量为400mL/min的H2的混合气流的夹载下，MoO3蒸气进入反响区，通过复原成为超细钼粉。该办法可取得粒径为40～70nm的均匀球形颗粒钼粉，但其工艺参数操控比较困难，其间，MoO3-N2和H2-N2气流的混合温度以及MoO3成分都对粉末粒度的影响很大。 2、活化复原法 活化复原法以七钼酸铵（APM）为质料，在NH4Cl的催化效果下，通过复原进程制备超细钼粉，复原进程中NH4Cl彻底蒸发。其复原进程大致分为氯化铵加热分化、APM分化成氧化钼、MoO3和HCl反响生成7MoO2Cl2、MoO2Cl2被复原为超细钼粉等4个阶段。总反响式为：NH4Cl+(NH4)6Mo7O24＋4H2O=HCl+7NH3+28H2O+7Mo。该办法比传统办法的复原温度下降约200～300℃，而且只运用一次复原进程，工艺较简略。此办法制备的钼粉均匀粒度为0.1μm，且粉末具有杰出的烧结功能。韩国岭南大学提出了类似办法，仅仅所用质料为高纯MoO3。 3、十二钼酸铵复原法 十二钼酸铵复原法 是将十二钼酸铵在镍合金舟中，并置于管式炉中，在530℃下用复原，然后再在900℃下用复原，可制出比表面积为3.0m2/g以上的钼粉，这种钼粉的粒度为900nm左右。该办法仅有工艺进程描绘，未见到进程机制的分析，其可行性没有可知。 4、羰基热分化法 羟基法是以羟基钼为质料，在常压和350～1000℃的温度及N2气氛下，对羟基钼料进行蒸气热分化处理。因为羟基化合物分化后，在气相中情况下完结形核、结晶、晶核长大，所以制备的钼粉颗粒较细，均匀粒度为1～2μm。运用羟基法制得的钼粉具有很高的化学纯度和杰出的烧结性。 5、微波等离子法 微波等离子法运用羟基热解的原理制取钼粉。微波等离子设备运用高频电磁振荡微波击穿N2等反响气体，构成高温微波等离子体，进而使Mo(CO)6在N2等离子体气氛下热解发生粒度均匀共同的纳米级钼粉，该设备能够将生成的CO当即排走，且使发生的Mo敏捷冷凝进入搜集设备，所以能制备出比羟基热解法粒度更小的纳米钼粉（均匀粒径在50nm以下），单颗粒近似球形，常温下在空气中的稳定性好，因而此种纳米钼粉可广泛运用。 6、等离子氢复原法 等离子复原法的原理是：选用混合等离子反响设备将高压直流电弧喷射在高频等离子气流上，然后构成一种混合等离子气流，运用等离子蒸气复原，开端得到超细钼粉。取得的初始超细钼粉打针在直流弧喷射器上，当即被冷却水冷却成超细粉粒。所得到粉末均匀粒径约为30～50nm，适用于热喷涂用的球形粉末。该办法也可用于制备其他难熔金属的超细粉末，如W、Ta和Nb。微波等离子法和等离子氢复原法制备的纳米钼粉纯度较高，描摹较好，但其出产本钱大大提高。 7、机械合金化法 日本的桑野寿选用碳素钢、SUS304不锈钢、硬质合金钢nm左右的钼粉。这种办引起Fe、Fe-Cr-Ni和W在钼中固溶，其固溶量到达百分数级。此外，电脉冲法和电子束辐照法、冷气流破坏、金属丝电爆破法、高强度超声波法、电脉冲放电、关闭循环氢复原法、电子束辐射法等大多只具有实验研讨的价值，尚不具有工业化制备的条件。 （三）大粒度（和高活动性）钼粉制备技能研讨--钼粉的增大改形技能研讨大粒度（和高活动性）钼粉首要用于精细器材的焊接和喷涂，其物性目标首要有：大粒度（≥10μm）、大松装密度（3.0～5.0g/cm3）、杰出的活动性（10～30s/50g）。相对费氏粒度一般为5μm以下，粒度散布根本呈正态散布，松装密度在0.9～1.3g/cm3之间，钼粉描摹为不规矩颗粒团，活动性较差（霍尔流速计无法测出）的惯例钼粉而言，这类钼粉的制备难点首要有3点：粒度大、密度大、活动性好。满意这3点要求的抱负钼粉描摹是大直径的实心球体，这与惯例钼粉非规格松懈颗粒团的描摹天壤之别。一般地，钼粉增大改形技能首要有化学法和物理法两大类。 1、化学法 制备出大粒度钼酸铵单晶块状颗粒，依照遗传性原理，通过后续焙烧、复原，制备出大粒度的钼粉真颗粒（惯例钼粉颗粒实践上是许多小颗粒的聚会体），随后进行必定的机械处理，取得描摹圆整、密度大、尺度大的钼粉颗粒。这种办法理论上可行，可是制备大单晶钼酸铵颗粒的难度较大，而且后续钼粉尺度和描摹的遗传性量化规矩不清晰，工艺流程较长。 2、机械造粒技能 将加有粘结剂的混合钼粉在模具或造粒设备中，通过机械约束得到必定尺度，然后脱除粘结剂，烧结成必定强度的规矩颗粒团。这种办法原理简略，但实验标明，这种办法增大钼粉粒度较为简略，但对活动性改善不大。 3、等离子造粒技能 等离子造粒技能在粉末改形方面运用由来已久，其原理是，在维护气氛下，通过必定途径将粉末送入等离子火焰心部，运用高达几千摄氏度的高温使粉末颗粒熔化，然后在自在下落进程中运用液滴的表面张力自行球化，球形液滴通过冷却介质激冷呈大粒度、高密度球形粉末。这种办法取得的粉末具有很好的物性目标，商场远景宽广，但其技能难度较大，特别在粉末运送和维护气氛的坚持、制品的冷却搜集等方面较为困难，设备出资大，保养比较困难。 4、流化床复原法 钼粉的流化床复原法由美国Carpenter等提出，通过2阶段流化床复原直接把粒状或粉末状的MoO3复原成金属钼粉。第1阶段选用作流态化复原气体,在400～650℃下把MoO3复原为MoO2；第2阶段选用作流态化复原气体，在700～1400℃下将MoO2复原成金属Mo。因为在流化床内，气-固之间能够取得最充沛的触摸，床内温度最均匀，因而反响速度快，能够有效地完结对钼粉粒度和形状的操控，所以该办法出产出的钼粉颗粒呈等轴状，粉末活动性好，后续烧结细密度高。这种办法没有见到详细出产运用的信息。 （四）高纯钼粉制备技能研讨 高纯钼粉用于耐高压大电流半导体器材的钼引线、声像设备、照相机零件和高密度集成电路中的门电极靶材等。要制备高纯钼粉，有必要首要取得高纯三氧化钼或高纯卤化物。取得高纯三氧化钼的工艺首要有： 1、等离子物理气相堆积法 以空气等离子处理普通的三氧化钼，运用三氧化钼沸点比大大都杂质低的特色，令其在空气等离子焰中敏捷蒸发，然后在等离子焰外引进很多冷空气使气态三氧化钼激冷，取得超纯三氧化钼粉末。 2、离子交换法 将质料粉末溶于聚四氟乙烯容器中加水拌和，然后以1L/h的速度向容器中参加浓度为30％的H2O2。所得溶液通过H型阳离子交换剂，将容器中的溶液加热至95℃，抽气压力在25Pa左右坚持5h，浓缩后构成沉积，即为高纯三氧化钼。 3、化学净化法 通过屡次重结晶，取得高纯钼酸铵，然后煅烧得到高纯三氧化钼。 取得高纯三氧化钼后，选用传统氢复原法和等离子氢复原法均可取得高纯度钼粉。这几种制备技能均有运用的报道，但详细技能思路和细节均未揭露。 取得高纯卤化物的工艺原理是：将工业三氧化钼或钼金属废料（如垂熔条的夹头、钼材边角料、废钼丝等）卤化得到卤化物（一般为），然后在550℃左右的高温条件下对卤化钼进行分馏处理，使里边的杂质蒸发，得到深度提纯的卤化钼（据称纯度可到达5N），终究通过氢氯焰或氢等离子焰复原，得到高纯钼粉。日本学者佐伯雄造报道了800～1000℃下氢复原高纯的研讨，得到的超纯钼粉中金属杂质含量比其时商场上高纯钼粉低2个数量级。氢复原法是一种产品纯度高，简略易行的办法。可是的制备、提纯和氢复原进程均运用了，对操作人员和环境危害较大。 二、新式钼成型技能展开 现在，粉末的成型技能朝着"成型件的高细密化、结构杂乱化、（近）净成型、成型快速化"的方向展开。以下几种约束成型技能具有很大的技能创新性，一旦取得打破，将对钼固结技能（包含约束和烧结）发生性的影响，但这些技能的详细技能细节没有发表。 1、动磁约束（DMC）技能 1995年美国开端研讨“动磁约束”并于2000年取得成功。动磁约束的作业原理是：将粉末装于一个导电的护套内，置于高强磁场线圈的中心腔内。电容器放电在数微秒内对线圈通入高脉冲电流，线圈腔内构成磁场，护套内发生感应电流。感应电流与施加磁场彼此效果，发生由外向内紧缩护套的磁力，因而粉末得到二维约束。整个约束进程缺乏1ms。相对传统的模压技能，动磁约束技能具有工件约束密度高（生坯密度可到达理论密度的95％以上），作业条件愈加灵敏，不运用润滑剂与粘结剂，有利于环保等长处。现在动磁约束的运用已挨近工业化阶段，第1台动磁约束体系已在试运行。 2、温压技能 温压技能由美国Hoeganaes公司于1994年提出，其工艺进程是，在140℃左右，将由质料粉末和高温聚合物润滑剂组成的粉末喂入模具型腔，然后约束取得高细密度的压坯。这种专利聚合物在约150℃具有杰出的润滑性，而在室温则成为杰出的粘结剂。温压技能是一项运用单次约束/烧结制备高细密度零件的低本钱技能，只通过一次约束便可到达复压/复烧或熔渗工艺方能到达的密度，而出产本钱却低得多，乃至可与粉末铸造相竞赛。但现在适合于钼合金的喂料配方需求实验断定。 3、活动温压（WFC）技能 活动温压技能由德国Fraunhofer研讨所提出。其根本原理是：通过在惯例粒度粉末中，参加适量的微细粉末和润滑剂，然后大大提高了混合粉末的活动性、填充才能和成形性，进而能够在80～130℃温度下，在传统压机上精细成形具有杂乱几许外形的零件，如带有与约束方向笔直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而不需求这以后的二次机加工。作为一种簇新的粉末冶金零部件近终构成形技能，活动温压技能既克服了传统粉末冶金技能在成形方面的缺乏，又防止了打针成形技能的高本钱，具有非常宽广的运用潜力。现在，该技能尚处于研讨的初始阶段，混合粉末的制备办法、适用性、成形规矩、受力情况、流变特性、烧结操控、细密化机制等方面的研讨均未见报道。 4、高速约束（HVC）技能 粉末冶金用高速约束技能是瑞典Hoganas公司与Hydrapulsor公司合作开发的，选用液压机，在比传统快500～1000倍的约束速度（压头速度高达2～30m/s）下，一起运用液压驱动发生的多重冲击波，间隔约0.3s的附加冲击波将密度不断提高。高速约束压坯的径向弹性后效很小，压坯的尺度误差小，可用于粉末的近净构成型，且出产功率极高；但其设备吨位较大，尚不具有制备大尺度工件的才能，且工艺进程环境噪音污染严峻。 三、新式钼烧结技能展开 近年来，粉末烧结技能层出不穷。电场活化烧结技能（FAST）是通过在烧结进程中施加低电压（～30V）和高电流（＞600A）的电场，完结脉冲放电与直流电一起进行，到达电场活化烧结，取得显微结构显着细化、烧结温度显着下降、烧结时刻显着缩短的意图。挑选性激光烧结（SLS）运用分层制作办法，首要在核算机上完结契合需求的三维CAD模型，再用分层软件对模型进行分层，得到每层的截面，然后选用自动操控技能，使激光有挑选地烧结出与核算机内零件截面相对应部分的粉末，完结分层烧结。 从理论上讲，这些烧结技能都具有很高的学术价值，但大多尚处于实验室研讨阶段，只能用于小尺度钼制品的小批量烧结，间隔工业运用研讨尚有很大间隔。具有必定工业化运用远景的钼烧结技能首要有以下几种： 1、微波烧结技能 微波烧结运用材料吸收微波能转化为内部分子的动能和热能，使材料全体均匀加热至必定温度而完结细密化烧结的意图。微波烧结是快速制备高质量的新材料和制备具有新功能的传统材料的重要技能手段之一。 相对电阻烧结、火焰烧结、感应烧结等传统烧结办法而言，微波烧结法不只具有节能显着，出产功率高，加热均匀（其温度梯度为传统办法的1/10），烧结制品少（无）内应力、大幅变形和烧结裂纹等缺点，烧结进程准确可控等长处。别的，微波加热技能可用于钼精矿提高除杂、钼精矿焙烧、钼酸铵焙解、钼粉复原等多种工艺环节。但因为微波穿透深度的约束，被烧结材料的直径一般不大于60mm，别的微波烧结气氛很难确保处于2，因而很难防止钼的烧结进程氧化污染。 2、热等静压技能 气压烧结（热压烧结）技能是一种约束机械能与烧结热能耦合效果下的钼固结技能，热等静压是其间运用最成功的工艺。对烧结密度、安排均匀性和空地率等烧结目标要求比较高的高端钼烧结产品，如TFT-LCD用钼溅射靶材，国外大多选用热等静压技能，其产品质量远高于传统的冷等静压-无压烧结工艺，国内尚无类似出产工艺的报道。 3、放电等离子烧结技能 放电等离子烧结技能（SPS）是一种运用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。其工艺原理是，电极通入通-断式直流脉冲电流时瞬间发生的放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场分散效果，使烧结体内部各个颗粒均匀地本身发生焦耳热并使颗粒表面活化，然后运用粉末内部的本身发热效果完结烧结细密化，取得均质、细密、细晶的烧结安排。这种比传统烧结工艺低180～500℃，且高温等离子的溅射和放电冲击可铲除粉末颗粒表面杂质(如去除表层氧化物等)和吸附的气体。德国FCT公司现已选用这种技能制备出直径为300mm的钼靶材，国内尚无类似出产工艺的报道。 4、铝热法复原-烧结一体化技能 铝热法选用铝粉末作为复原剂，在200～300℃下，对钼酸钙、硫化钼或三氧化钼进行低温复原，可用大大低于惯例氢复原工艺的本钱和较高出产功率制得低密度粗制钼产品或钼合金涂层。一起，在必定的气体压力效果下，跟着复原进程的进行，钼粉可发生开端烧结，取得质量要求较低的钼坯料。这种钼坯料可作为钢铁和高温合金的合金添加剂，也可作为电解精粹法制备高纯钼制品的质料。 四、钼粉的粉末冶金特性规矩性研讨 HCStark、Plansee等国外首要钼厂商对钼粉有严厉的分类，构成了较为完好的钼粉系列，不同加工制品选用不同目标的钼粉，不同的钼粉在约束成型前选用不同的前处理办法，不同的钼粉选用不同的约束、烧结工艺，而且不同物性目标钼粉能够彼此调配，取得最优质料组成和最佳的密度、均匀性等压坯质量，然后确保烧结件和终究产品的质量。而国内只要少量组织进行了开端探究，国内厂商没有构成体系的钼粉分级，不管哪种质料、哪种工艺、哪种设备取得的钼粉，均选用类似的工艺，制备同一类制品；钼粉在成型前的处理工艺更是无从提及。较为体系地展开钼粉的粉末冶金特性研讨，理清质料－工艺－钼粉－成型工艺－烧结工艺－制品之间的对应联系，关于取得产品的多元化、系列化、最优化具有很大的出产辅导意义。 五、钼粉末冶金进程数值模仿技能展开 长期以来，钼粉复原、成型、烧结工艺多依赖于出产经历堆集。近年来跟着钼制备加工技能的精整化，数值模仿逐步用于钼的这3个粉末冶金工艺段，为研讨微观演化进程，提醒钼制备加工进程的准确机制，进而为完结钼成型工艺的可控性供给理论支撑。就这3段工艺的本质而言，钼粉复原阶段归于典型的分散场现象，可学习流体介质模仿技能；成型、烧结进程归于典型的非接连介质体，且质料粉末组成反常杂乱，无法树立一致的几许形式、物理模型和数学模型，现在尚无完善的模仿技能和模仿软件。 1、钼粉成型进程数值模仿 钼粉约束成型时，粉末的应力变形比固态金属杂乱，可概括为2个首要阶段：约束前期为松懈粉末颗粒的聚合，约束后期为含孔隙的实体。粉末约束时因为很多不同尺度粉末颗粒间的彼此效果以及粉末与模壁间的机械效果和冲突效果，再加上制品密度、弹性功能、塑性功能间的彼此影响，粉末的力学行为是非常杂乱的，还没有一个一致的材料模型。 现在因为非接连介质力学的根本理论还不完善，国内外的研讨大多是将粉末体作为接连体假定而进行的。粉末约束模型可简化为弹性应力－应变方程。 2、钼粉烧结进程数值模仿 烧结从本质上来说也是一种热加工工艺。烧结进程中的粉末固结和热量搬迁是一起进行的，固结中的物理机制包含塑性屈从、蠕变和分散。而粉末凝结进程中的部分压力和温度决议着这些物理机制对粉末固结所起的效果。一起，粉末凝结中的热量搬迁（首要是热量传递）又深受部分相对密度的影响。因而，对烧结的分析有必要结合热力学。 因为钼粉烧结进程的基础理论展开缺乏，无法树立满足的偏微分方程组，所以烧结进程的数值模仿，只能进行单元素体系、简略尺度和描摹的钼粉情况下的简略模仿。这种模仿成果有助于分析其间的机制，但尚无法有效地辅导出产工艺。 六、结束语 通过近一个世纪的展开，"粉末多样化、制品准确化"逐步成为现代钼粉末冶金技能的展开方向，并开宣布一系列钼粉末冶金新技能、新工艺及其进程理论，这些研讨的重点是粉末和制品的结构、描摹、成分操控技能。总的趋势是钼粉向超细、超纯、粉末特性可控方向展开，钼制品的约束烧结向以彻底细密化、（近）净成型为首要目标的新式固结技能展开。 展开钼粉末复原进程动力学问题研讨和粉末冶金进程的数值模仿研讨，有助于从理论上分析质料、钼粉功能、钼制品功能、复原工艺、约束工艺、烧结工艺之间的影响规矩，为处理实践工艺问题供给理论支撑和技能思路。

粉末冶金A1 -10%Ti复合材料的力学和耐磨功能居志兰\花国然\许晓静2，戈晓岚2（1.南通工学院，江苏南通226007；2.江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013）孔陈率、抗拉》度、伸长率、硬度和耐磨行为。成果表明：与A1比较，Al- 10%Ti复合材料的孔味率较高，抗拉a度和伸长率较低，硬度和耐磨性较高；A1-10%11复合材料的磨损体积丢失分别是A1的1/22.3及QSn6.5-0.4的1/14.8，其磨损表面呈A1基体+11颖粒+孔味的耐磨安排。　　前语Al基复合材料具有质量轻、比强度高、导电导热功能好、耐磨性好等许多优秀的功能，是一类正在迅速发展的新型材料。人们已对A1-陶瓷、A1-石墨、A1-陶瓷-石墨、A1-软金属进行了较多研讨，但对A1 -硬金属的研讨很少，其间耐磨行为没有见报导?6.本文以Ti为第二相，选用粉末冶金办法制备出Al-10%Ti复合材料，研讨了粉末冶金A1- 10%Ti复合材料的孔隙率、抗拉强度、伸长率和耐磨行为，并与市售揉捏态锡青铜QSn6.5-0.4（其名义化学成分为（：11-6.5511-0.4（说％））进行了比照，为Al-10%Ti复合材料制备与功能操控及在滑动轴承、涡轮等范畴的使用远景供给科学依据。　　1为三种材料在载荷600N、时刻4h磨损后的磨损丢失。能够看出：三种材料中，Al-10%Ti复合材料的磨损低，其磨损体积丢失约是QSn6.5- 0.4的l/14.9；Al-10%Ti复合材料对偶件的磨损较篼，阐明减摩功能相对较低。　　表3磨捶丢失材料磨丢失重体积磨损对偶件失重/R为“-10%1'丨、（116.5-0.4磨损表面描摹上搬运而来的元素，这可能是”3因为其硬度SEM相片。能够看出：Al- 10%Ti复合材料具有较高高对偶件发生犁削而搬运过来的。　　的塑性变形抗力，其磨损表面呈A1基体+Ti颗粒+众所周知：在油光滑条件下，耐磨材料应具有：孔隙的耐磨安排。而QSn6.5-0.4没有显着的分界①软基体+硬质点；②硬基体+软质点。Al-10%Ti裂纹，磨损表面也没有硬质点。　　表4列出了三种材料磨损表面EDAX分析成果。能够看出：Al-10%Ti复合材料的磨损表面上存在从对偶件40Cr钢上搬运而来的Fe元素，而-0.4的磨损表面上没有从对偶件40Cr钢兼备了其两种形。Al-10%Ti复合材料导热性、耐热功能好，便于散热，也可进步材料的耐磨性。　　综上可见，关于不同系统的材料，力学功能和耐磨行为没有必定联系；粉末冶金Al-10%Ti复合材料耐磨的原因主要有二个方面：（1）磨损表面呈AI基体+Ti颗粒+孔隙的耐磨安排，在冲突磨损过程中，软的A1基体被磨损下凹，硬的Ti颗粒支承偶件，加上存在一些孔隙，形成了贮存光滑油、坚持接连油膜所需的空间；（2）复合材料耐温才能篼，抗粘着功能好，有利于材料耐磨。　　3小结复合材料的孔隙率较篼，抗拉强度和伸长率硬度较低，耐磨性较高。　　Al-10%Ti复合材料的耐磨功能分别是A1的22.3倍，是QSn6.5-0.4的14.9倍，其磨损表面呈A1基体+Ti颗粒+孔隙的耐磨安排。(完)

铁粉，尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。铁粉 纯的金属铁是银白色的，铁粉是黑色的，这是个光学问题，因为铁粉的比表面积小，没有固定的几何形状，而铁块的晶体结构呈几何形状，因而铁块吸收一部分可见光，将另一部分可见光镜面反射了出来，显出白色;铁粉没吸收完的光却被漫反射，能够进入人眼的可见光少，所以是黑色的。 铁粉的应用 粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右。铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80%。

日前，记者从辽宁北票盛隆粉末有限公司了解到，该公司用高科技把普通铁精粉加工成还原铁精粉，使普通铁精粉成为身价倍增的高附加值产品。目前，还原铁粉的国内市场价格为每吨4800元-18000元。（据2006年6月26日报道，国内部分地区铁精粉采购价格分别为承德580-590（含税）元/t、霍邱660-670（含税）元/t 、本溪510-520 (含税)元/t ）         北票盛隆粉末冶金有限公司前身是生产普通铁精粉的北票铁矿。2000年，该公司依托当地丰富的铁矿资源和自己较强的采矿、选矿生产能力，引进和采用乌克兰先进技术，并积极与国内科研院所开展技术合作，实现了初级资源型企业向高新技术企业的转型，开发出了还原铁粉、铝镍合金粉等一系列附加值较高的冶金新产品。2002年，该公司开始生产还原铁粉，目前已达到9000吨的年生产能力，产品主要供给“珠三角”和“长三角”地区的零部件制造企业，同时出口日本等国家和地区。    据了解，还原铁粉是用高科技把含铁量66%以上的普通铁精粉，经过加工成海绵铁、粉碎、磁选、两次还原、筛分等工序提纯，使其变成含铁量达到99%以上的纯铁粉，粒度可达到100-500网目。还原铁粉可用于汽车零部件制造、家电零部件制造、金刚石工具、钢结硬质合金以及高端电子产品软磁性材料等领域；用还原铁粉制成的各种零部件，能够做到无机械切削加工或极小量机械切削加工的特点，使下游各类制造业节约能源和原材料，降低生产成本。 来源:世纪金山网

流程由6道工序组成：铋矿的浸出与复原；铁粉置换沉积海绵铋；氧化再生；海绵铋熔铸粗铋；粗铋火法精练；铋浸出渣中有价金属的选矿收回。浸出进程的首要反响如下：浸出液经加铋矿复原，使溶液中残存的三价铁复原为二价。加铁粉，沉积出海绵铋，经过氧化，再生三价铁。 此法在工艺上比较老练，铋的浸出率高（渣计98%～98.5%），综合利用好，污染较小，为进步铋资源的综合利用供给了一种有用的途径。但此工艺材料耗费比较高，1t海绵铋耗用工业1.5～1.8t，氧气0.4～0.5t，铁粉0.5～0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能，铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视，废液排放量大，浸出液中因为离子浓度相对较高，黏度较大，渣的过滤和洗刷较为困难。工艺流程见图1。图1  铋锡中矿浸出－铁粉置换提铋工艺流程图

近年来，随着钢铁工业的迅速发展和生产规模的不断扩大，在钢铁冶金生产中产生的含铁粉矿也随之迅速增长。主要包括烧结粉尘、高炉粉尘及尘泥、转炉粉尘、电炉粉尘、轧钢皮及尘泥等，这些粉矿的含铁量比较高，是一种可循环再利用的宝贵资源。此外，金属矿在开采过程中也会产生粉矿，对这些含铁粉矿资源的再次利用，具有重要意义，因此有很多球团厂和钢铁企业均对如何利用含铁粉矿进行了深入的研究[1-2]。 在含铁粉矿利用过程中，还存在以下主要问题：①生产出来的球团抗压力太低，满足不了球团进入高炉冶炼的要求。②制备工艺过程中的粘结剂对原材料要求高，含铁矿粉本身来源复杂，严格要求是不可能的，甚至有的粘结剂还要求原料中要加入一定量的含铁90%以上的金属粉才能固化，这就失去了利用矿粉的意义。③球团的固化时间太长，有的需要几十个小时固化时间、或几十天的养护才能产生抗压力，没办法实现批量生产。 本研究拟开发一种简单可靠、适应性广的球团生产工艺，并具有设备简单、投资少、生产成本低、便于操作等优点；要实现这一目标，首先粘结剂的烘干温度要低，加热时间要短，能源消耗要少，不污染环境，所以首先研制了新型粘结剂。已有不少关于球团用粘结剂的研究[3-6]，在前人研究的基础上，对粘结剂进行了进一步深入研究，获得了新的无机、有机复合粘结剂，以此为基础，对加热固化制度工艺也进行了研究，并探索了粘结剂的合适加入量及粘结剂对不同矿粉原料的适应性，以获得能用于实际工业生产的含铁粉矿的球团化制备工艺。 一、试验条件与方法 （一）原材料 1、粘结剂，采用自制无机有机复合粘结剂(简称粘结剂)。 2、含铁粉矿，来自攀枝花某企业，其化学组成见表1。（二）试验过程 每次称取含铁粉矿原料500g，试验采用人工配料混合，试样加压成型是在万能压力试验机上进行。加压成型压力为30000N/个，每个球团用料30g，直径为25mm。粉矿加压成型后放在加热炉中进行烘干固结，最后测其径向抗压力。其径向抗压力与实际工业生产中对辊压块法生产的椭圆球团两端点间的力更接近，所以在试验中，都是采用的测试试样的径向抗压力。试验过程如图1所示。 （三）抗压力测试 试样为直径25mm，高20mm的圆柱体，每种条件下制作5个试样进行抗压力测试，去掉最高、最低值，取其余3个值的平均值作为该条件下的抗压力值。 （四）所用仪器与设备 加压设备为YE-30型液压式压力试验机，烘干设备为TMF-4-3型陶瓷纤维高温炉，抗压力检测设备为CMT5105型微机控制电子万能试验机。二、试验结果与分析 （一）加热固化制度对球团抗压力的影响 所用粘结剂要在加热条件下才能固化，因此加热固化制度是球团制备重要的工艺参数之一。通过查阅文献，采用自制的无机有机复合粘结剂，首先在固定12%粘结剂用量的条件下，通过改变加热固化温度，进行试验，其固化温度对球团抗压力影响的试验结果见表2。从表2可见，将试样从室温直接加热到加热固化温度并保温1h的条件下，加热固化温度从300，400，500℃，变化到800℃的过程中，试样的径向抗压力是依次增大的，在500℃时达到最大值。当温度800℃时，径向抗压力反而降低了。所以采用500℃为此工艺较合适的加热温度。通过查阅文献，当球团试样加热到500℃左右时，球团试样中的粘土失去结构水，粘土变成了死粘土，相当于常见的泥通过烧制变成了砖瓦，从而表现出球团抗压力的提高。不仅如此，粘土向死粘土的转化，可使球团在雨水作用的条件下不会散开，而保持其力，有利于球团生产后的储存和运输，这对大批量生产球团的企业非常重要。 试验过程中，发现水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以设计了在加热固化过程中的一个除水的过程，在105℃时保温0.5h，以除去试样中的水分(表3)。 从表3可见，在105℃保温0.5h后，球团试样的径向抗压力明显提高。在105℃保温0.5h，可以除去球团试样中的水分，防止了水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以抗压力就提高了。综上，加热固化温度从300，400，500℃，变化到800℃的过程中，试样的径向抗压力在500℃时均达到最大值。所以选定的最佳加热固化制度是球团在加热固化过程中先从室温升至105℃，让其在此保温0.5h后，再连续升温到500℃并保温1h。 （二）粘结剂加入量对抗压力的影响 在球团化的制备工艺中，球团抗压力的产生主要来源于粘结剂的固化作用，所以粘结剂的加入量的多少，直接影响到球团整体性能，也是进行工业化生产过程中，生产成本的主要部分。用相同的加热固化工艺，采用不同的粘结剂加入量，进行了试验，试验结果见表4。从表4可见，随着粘结剂加入量的增加，球团试样的径向抗压力会相应提高。当粘结剂用量为12%时径向抗压力过到最大值。继续增加粘结剂的用量，当增加到14%时径向抗压力反而有所降低。在球团中，径向抗压力的产生主来源于粘结剂在加热固化过程中形成的粘结膜。所以当粘结剂用量增加，形成的粘结膜球团的数量也会相应增加，球团的抗压力会提高。但当粘结剂用量达到14%时，粘结剂的量早已达到饱和状态，多的粘结剂无法再继续形成粘结膜，反而增加了球团中的水分，影响了粘结剂的加热固化效果，导致其抗压力下降。在粘结剂的加入量为12%，先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的条件下，在攀枝花某企业进行了球团中试生产试验，并用所生产的球团进行了转鼓指数测定，发现大部分转鼓指数在67%左右，最高的可达90%。 （三）不同粉矿条件下的抗压力 为了验证此球团化制备工艺的普适性，选用了3种不同的粉矿原料进行试验。①原料1。高铁粉36%，中加粉40%，转炉污泥24%，含铁量50.81%。②原料2。泥矿20%，中加粉30%，高铁粉30%，铁精矿20%，含铁量52.31%。③原料3。泥矿10%，中加粉50%，高铁粉40%，含铁量50.89%。 按粘结剂加入量为12%，烘干制度采用先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案，对以上3种不同的粉矿原料进行试验，结果见表5。从表4可见，3个不同的原料配比，按此工艺，其球团试样的径向抗压力最低为1.4153 kN，达到了使用的要求。该工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性，有很广的应用前景。 通过对加热固化制度、粘结剂的加入量对含铁粉矿球团化力的影响试验，找到了一套合适的制备工艺。此制备工艺生产的球团径向抗压力较高，能满足进入高炉冶炼的要求；此制备工艺对含铁粉矿的原料没有严格的要求，具有普适性；在此工艺中，固化时间为2h左右，生产周期短，适合企业实现批量生产；为解决目前球团生产中存在的主要问题奠定了基础。 三、结论 （一）试验研究表明，球团在加热固化过程中，先在105℃时保温0.5h，除去球团中的水分，再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案，所生产的成品球团径向抗压力可从1.5731 kN提高到1.9122kN，成品球团还能抗水，便于工厂保存和运输。 （二）当粘结剂的用量在12%时，所制备的球团径向抗压力最大达到1.9122 kN，能满足高炉冶炼的要求。 （三）通过对不同含铁粉矿的试验研究表明，此工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性。 参考文献 [1] 甘勤．攀钢含铁尘泥的利用现状及发展方向[J]．金属矿山，2003(2)：62-64． [2] 田昊，马晓春．烧结除尘灰混合炼钢污泥喷浆的工艺设计与应用[J]．烧结球团，2005(4)：34-36． [3] Eisele T C，Kawatra S K.A review of binders in iron orepelletization[J]．Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review，2003，24(1)：90-98． [4] 刘新兵，杜烨．含有机粘结剂人工钠化膨润土在球团生产中的应用[J]．烧结球团，2003，28(6)：47-50． [5] 李宏煦，姜涛，邱冠周，等．铁矿球团有机粘结剂的分子构型及选择判据[J]．中南工业大学学报，2000，31(1)：17-20． [6] 杨永斌．有机粘结剂替代膨润土制备氧化球团[J]．中南大学学报：自然科学版，2007，38(5)：851-857．

1、烧结sintering 　　粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。 2、填料packingmaterial 　　在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。 3、预烧presintering 　　在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。 4、加压烧结pressure 　　在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。 5、松装烧结loose-powdersintering,gravitysintering 　　粉末未经压制直接进行的烧结。 6、液相烧结liquid-phasesintering 　　至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。 7、过烧oversintering 　　烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。 8、欠烧undersintering 　　烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。 9、熔渗infiltration 　　用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的孔隙的工艺方法。 10、脱蜡dewaxing,burn-off 　　用加热排出压坯中的有机添加剂（粘结剂或润滑剂）。 11、网带炉meshbeltfurnace 　　一般由马弗保护的网带将零件实现炉内连续输送的烧结炉。 12、步进梁式炉walking-beamfurnace 　　通过步进梁系统将放置于烧结盘中的零件在炉内进行传送的烧结炉。 13、推杆式炉pusherfurnace 　　将零件装入烧舟中，通过推进系统将零件在炉内进行传送的烧结炉。 14、烧结颈形成neckformation 　　烧结时在颗粒间形成颈状的联结。 15、起泡blistering 　　由于气体剧烈排出，在烧结件表面形成鼓泡的现象。 16、发汗sweating 　　压坯加热处理时液相渗出的现象。 17、烧结壳sinterskin 　　烧结时，烧结件上形成的一种表面层，其性能不同于产品内部。 18、相对密度relativedensity 　　多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。 19、径向压溃密度radialcrushingstrength 　　通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。 20、孔隙度porosity 　　多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。 21、扩散孔隙diffusionporosity 　　由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。 22、孔径分布poresizedistribution 　　材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。 23、表观硬度apparenthardness 　　在规定条件下测定的烧结材料的硬度，它包括了孔隙的影响。 24、实体硬度solidhardness 　　在规定条件下测定的烧结材料的某一相或颗粒或某一区域的硬度，它排除了孔隙的影响。 25、起泡压力bubble-pointpressure 　　迫使气体通过液体浸渍的制品产生第一气泡所需的最小的压力。 26、流体透过性fluidpermeability 　　在规定条件下测定的在单位时间内液体或气体通过多孔体的数量。

萃取技能给铜的湿法冶金带来了性的改变，创建了现代湿法铜冶金工业。自20世纪70时代开端开展以来，至今已成为一个独立的工业体系，每年产铜达百余万t，在世纪之交达250万t，占铜年总产值的15%，占由矿直接出产的铜的17%。其开展速度远高于全体铜工业的开展速度，如下图所示。曲线1表明火法熔炼－电解出产的铜量逐年改变。曲线2代表用萃取－电积法出产的铜产值，从20世纪70－80时代中阅历了一个平稳的开展时期，然后开端了快速开展的阶段，特别是近年许多大矿厂相继投产，更将添加速度面向了一个新高潮。在一起期内其他炼铜办法的产值几无添加，国际上铜产值的添加大都来自湿法炼铜的开展。近期国际各种出产办法的铜产值国际各地区湿法炼铜的开展很不平衡，美国是萃取－电积技能的发源地，不管在技能水平以及冶金界对这项技能的知道和接纳程度上都处于国际领先水平，因而开展最快。2000年美国湿法铜的产值已达55.7万t，占国际湿法铜产值的22%。南美因为铜矿产极为丰厚的智利近年大力开展铜湿法冶金，后发先至，在产值上已赶上北美。并且，出产规划大，技能上也有许多新开展。到2001年，全国际大中型浸取－萃取－电积厂共有55家，出产能力的状况见下表。其间最大的厂日处理浸出液40万m3，年产铜36.5万t。 表  1970～2001年浸取－萃取－电积铜厂出产能力年度出产能力年度出产能力1970 1975 1980 19851.1 10.9 25.5 35.61990 1995 200180.0 156.3 284.4我国的铜湿法冶金的研讨，包含实验室和扩展实验都起步不晚。可是，工业界一向未能真实知道到这项技能的价值，开展一向比较慢，第一家出产厂于1983年投产。尽管近年一些当地的小矿山接纳了湿法炼铜技能，但出产规划都很小，除德兴矿湿法提铜规划较大外，其他多为年产几百吨阴极铜的水平，尚无一家能列入前述55家的队伍。已投产和在建厂的出产能力近万吨。跟着可持续开展国策的推动，人们对充分利用各种资源的认识将逐步进步，我国铜湿法冶金的开展前景是非常宽广的。