粉末冶金材料的分類應用研究

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一、粉末冶金生產工藝

具體生產過程如下所示；一是粉末生產：涉及到混合粉料、制取粉末等步驟。適當加入石蠟、汽油等增塑劑，可以增強粉末的可塑性、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：通過高溫真空氣氛爐燒結，燒結中注意需存有固態元素，在燒結過程中，粉末顆粒通過一系列物理、化學過程，如結晶與化合、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，可直接使用燒結后冶金品，或是經過燒結后處理，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用于汽車行業，隨著汽車行業的不但拓展，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、結合強度，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后冶金品，具有一定的抗腐蝕性、無磁性干擾等特征，由燒結的黃銅、銅鎳合金、青銅材質構成。銅基粉末冶金所采用的材質是銅基，最好的銅基材質是銅錫合金，對催化劑、過濾器與電刷等作用明顯，適用于電工器件、機械零件制造領域。

3.難熔金屬材料難熔金屬材料包括合金復合式材料、難熔性金屬等，如鉬、鈮、鉭等，其熔點、強度與硬度相對較高，主要用于航空航天、能源與核研究、國防等領域。粉末冶金工藝是鎢、鉬等難熔金屬的主要生產工藝，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.硬質合金硬質合金主要由碳化后的難熔性金屬制成，借助金屬粘結劑、粉末冶金法制成。切削領域的硬質合金材料，熱硬性(1000℃)、硬度(80HRC)高，同時具備一定的耐磨性、抗壓強度、耐腐蝕性、抗氧化性，但導熱性、韌性差，適用于砂輪磨削、電加工的工業切削領域。根據材料含鈷量，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，以及制動器摩擦部分，以實現元件動力阻斷、傳遞。摩擦材料由基本、輔助單元組成，耐磨性、熱穩定性、承載能力主要由基本組元的結構與性能保證。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、摩擦系數低，可由金屬或非金屬材質與金屬基體、減摩潤滑劑制成。通過粉末冶金技術，可改善材料基體，調整減摩成分，以達到自潤滑性能等方面的要求，適用于塑料減摩材料、鑄造金屬等領域。

三、粉末冶金材料應用

粉末冶金材料、零件，儼然成為了新技術、新材料發展的關鍵部分，也受到了制造業的高度重視。粉末冶金系列產品，在機械、家電、化工、環保、能源、冶金等產業領域的應用越發廣泛。國防工業中的導彈、運載火箭、核工業等關鍵產品，只能用粉末冶金技術實現。對此，未來粉末冶金材料在新型醫療器械、新型信息技術、現代汽車、機床高端設備等領域的作用發揮程度，也會隨之提高。

1.生物醫學為固定細胞組織，需要利用到表面帶有孔隙的生物醫學元件，通常情況下，使用功能梯度結構材料，或是復合材料，如磷酸鈣等，鈦強度高，羥磷灰石與骨具有類似的礦物相，復合材料的生物相容性更強。氧化鋁、聚乙烯等復合材料，抗拉強度達到100MPa，骨質脆弱。

2.能源領域能源材料是指能夠滿足新能源需求，促進新能源發展的材料，以帶動新能源產業迅猛發展。新能源材料發展主要體現在太陽能、氫能、電池方面，隨著能源開發逐步深入，對能源材料的需求也逐漸增加，如新能源汽車，隨著市場占有率的不斷提高，對軟磁材料、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。粉末冶金技術是生產動力電池等新材料的重要方法，除此之外，還需加強正極、負極材料的技術創新，以帶動動力電池、電池材料技術的有效突破，滿足新能源汽車對電池安全性、能量密度等技術要求。

3.信息行業軟磁材料在信息行業的應用最為廣泛，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技術制成。軟磁材料的飽和磁性強度、導磁率可通過燒結得以改善，以滿足磁行業的應用需要。

四、總結

粉末冶金制品正不斷向著高強度、高密度與形狀繁瑣的方向發展，對粉末冶金材料的性能要求也越發嚴格。隨著國防、能源汽車、信息行業、生物醫學等領域對粉末冶金制品需求量的不斷增加，推動摩擦材料、難熔金屬材料、鐵基粉末冶金材料的應用，也成為了相關部門的重要工作之一。