粉末冶金新技术精选(九篇)

第1篇：粉末冶金新技术范文

1.1粉末冶金技术特点

粉末冶金技术作为一种应用比较广泛的精密成形技术,具有少无切削加工、材料利用率高、制造过程清洁高效、生产成本低、可制造形状复杂和难以机械切削加工的特点。一般认为,粉末冶金技术工艺的特点如下:

1)不需要或者只需要极少量的切削加工;

2)材料利用率可高达97%以上;

3)零件尺寸的制造公差较小且具有再现性,从而产品可获得很高的尺寸精度和良好的一致性;

4)材料成分、微观组织及组成可以科学调整;

5)零件表面光洁度较好;

6)通过烧结后处理工艺(如烧结后热处理工艺、烧结后表面处理工艺等),可以灵活改善零件的性能(如提高强度、耐磨性等);

7)在技术设计和工艺设计上,形状自由度极高,可以设计和制造出其他金属成形工艺不能制造的形状复杂或奇特的零件;

8)对于自等粉末冶金多孔材料,可通过控制孔隙度来获得材料或产品的性能;

9)适合中等至大批量的零件生产。

1.2粉末冶金技术发展趋势

目前,粉末冶金技术的发展日新月异,随着一系列新技术、新工艺的不断涌现,如粉末冶金注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形、微波烧结、烧结硬化等,粉末冶金技术正朝着高致密化、高性能化、集成化和低成本化等方向发展。

1)粉末冶金零部件的少无缺陷的高强度化趋势:通过对材料的组织控制和制造工艺的综合研究,从粉体粒子的流动、烧结机理、断裂力学等方面找到缺陷形成的原因并提出解决方案。

2)粉末冶金成形技术的近净成形和近终成形趋势:着眼于粉体流动、充填成形、烧结过程粉末特性控制、粘结剂等角度,大力发展近净成形和近终成形的高致密化工艺技术,是降低竞争成本、减少制造工序、适应国际化市场的必然要求。

3)粉末冶金零部件的高精度化趋势:通过对粉末冶金工模具、粉末冶金设备、粉末冶金工艺过程的精确设计和控制,实现粉末冶金零部件宏观尺寸的更高精度;通过对粉体特性、粉末冶金过程显微组织、粉末冶金工艺过程的精确设计和控制,实现粉末冶金零部件微观领域的显微精度。

4)粉末冶金材料功能复合化趋势:针对国际化的高端市场,研究和开发出高附加值的新型复合材料或者复合有附加性能的新型材料,是各国粉末冶金工作者努力追求的目标。这就要求在诸如复合材料设计、成行固化、复合材料组织控制、性能评价等方面能够做出开创性的突破。

5)粉末冶金设计的微观化趋势:由宏观的尺寸———形状———性能设计层面,结合到显微组织———微观结构———性能的设计层面,粉末冶金设计也由粉体特性设计、模具设计、产品形状设计等宏观设计体系向显微组织和显微结构设计的微观体系深入和发展。

6)粉末冶金过程控制的数值模拟化趋势:利用数值优化技术、动态测试技术和计算机模拟技术,通过对粉末冶金生产过程进行动态的观测和数值化的控制,可以实现对粉末冶金产品品质的动态检测控制,可以大大提高产品的成品率和生产效率。

7)粉末冶金制造工艺流程集成化和低成本化趋势:近年来,高速压制成形、流动温压成形、微波烧结、烧结硬化等流程集成化技术的产生和应用,极大地降低了粉末冶金零部件的制造成本,提高了粉末冶金生产流程的单位时间效能,是粉末冶金技术的最新发展趋势。

8)粉末冶金制造过程清洁高效和环保的趋势:寻求资源的再生利用和减少生产过程中对环境的污染,是现代产业的发展趋势。因此,针对易再生材料的设计、有害物质的材质控制、剂的煤烟控制、烧结气氛再生方法的开发和烧结零件的轻量化等,从合金设计和工艺设计的角度,进行技术创新,使粉末冶金各项工艺流程符合环保的强制性法规,从而使粉末冶金产业更清洁、更环保。

2我国粉末冶金工业企业的发展现状

关于我国粉末冶金工业企业的发展现状,国内粉末冶金工业界的人士如韩风麟、黄伯云、邹仿棱等从不同的角度,作过多次精辟的分析和论述,大致而言,包括以下几个方面:

1)产业结构和行业布局不合理:我国现有各类粉末冶金企业近千家,分布在不同的行业和区域。由于产业发展历史特殊原因以及不同行业与区域的多头管理,出现了低水平重复建设、大中小企业并存、企业效能和效益较低的产业格局。大部分中小型企业的规模小、条件差、水平低,且存在不同行业间的条块分割,而真正能够形成产业规模的企业还不足十家。据统计,我国规模较大的主要44家硬质合金企业实现的年销售收入仅为SANDVSIK公司的21.4%,其平均利润也仅为SANDVSIK公司的44%。

2)产品结构和市场结构不合理:目前,我国粉末冶金企业的产品技术含量与附加值低、高端产品所占份额极少、中低端产品竞争无序、低端产品出现生产过剩、假冒伪劣产品充斥市场等问题严重制约着我国粉末冶金企业和市场的健康发展。

3)工艺技术和装备总体水平相对落后、自动化程度不高,先进设备少且不配套,生产效率低。我国粉末冶金企业的生产工序仍然是以手工操作或自动化操作与手工操作为主的局面,并且不能形成工程工序自身特色的竞争优势。相反,却表现出生产过程损耗大、产品精度低、合格率低和产品一致性差等较为突出的问题。部分国有大中型企业尽管引进了大量国外的先进装备,但由于耗资巨大,长期造成企业赢利包袱,或者设备使用效率低等原因,事实上并不能形成相对于国外竞争对手甚至是国内竞争对手的相对优势,无法改变市场竞争格局。

第2篇：粉末冶金新技术范文

【关键词】：粉末冶金；材料；分类；应用

0.引言

所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。

1.粉末冶金材料的主要分类

1.1传统的粉末冶金材料

第一，铁基粉末冶金材料。作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。

第二，铜基粉末冶金材料。众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。

第三，难熔金属材料。因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。

第四，硬质合金材料。所谓合金材料指的是由一种或者几种难熔性的金属经过碳化之后形成的硬质材料的总称。其主要是由金属粘结剂进行粘合之后，再用粉末冶金技术制作而成。因这类硬质合金材料具有高熔点、高硬度、高强度，所以常被用到切削领域。

第五，粉末冶金电工材料。在现代工业中，这种材料主要应用于仪表和电气领域，尤其是各类分断和接通电路重点额电接触元件和电阻焊用的电极上。近几年，随着国内无线电技术的迅速发展，电阻器件的应用范围也越来越广泛，其主要材质就是这类材料。此外，粉末冶金电动材料对真空技术领域中的电力管阴极和电加热元件也有着重要的作用。

第六，摩擦材料。顾名思义，这类材料具有很强的摩擦磨损性能，可以用于制造摩擦离合器以及制动器的摩擦部分。利用其摩擦磨损性较强的特点，有效实现各个元件之间动力的阻断性和传递性，以此实现运动物体的及时减速和停止运动等。

第七，减摩材料。与摩擦材料相反，这类材料则具有较低的摩擦系数以及较高的耐磨性，其可以是金属材质也可以是由非金属材质构成。通常情况下，建模材料主要是由教导强度的金属基体和具有减摩成分的剂构成。因粉末冶金法在一定程度上能够对金属材料的基体和减摩成分进行有效调整和控制，此外，这类减摩材料还具有较强的自性能，这就使得其在金属铸造领域和塑料减摩材料领域中发挥着重要作用。

1.2现代先进粉末冶金材料

第一，信息领域中的粉末冶金材料。在这里主要指的是软磁材料，通常情况下，其又可以分为铁氧体软磁材料和金属软磁材料两种，最大区别是前者出现较早，且只能通过粉末冶金烧结法获取。因其在烧结过程中，软磁材料有着较强的饱和磁化性能和较高的导磁率，所以被各个磁行业广泛应用。

第二，能源领域中的粉末冶金材料。顾名思义，这种能源材料指的是在不断的发展过程中，能够对促进新能源建立和发展具有重要作用的材料，其能够满足各种新能源的不同需求。能源领域中的粉末冶金材料不仅仅是当今社会新能源发展的关键组成部分，还是新能源材料发展的重要前提和基础。就目前而言，电池、氢能、太阳能等方面成为新能源材料发展的主要方向，并随着技术的不断进步，这类材料的应用范围也变得越来越广阔。

第三，生物领域中的粉末冶金材料。最近几年以来，国内的生物研究领域取得了较大的进步，生物研究逐渐对我国的经济发展及产业结构调整有着越来越重要的影响，为此国家对于生物研究领域所取得的重大突破也给予了高度关注，特别是生物材料研究方面。在医学领域中，生物材料能够有效改善人们的健康状况，大大提高了人们的生活质量。

2.粉末冶金材料的应用研究

2.1在机械合金方面的应用

机械合金主要应用的是粉末冶金技术中的高性能球磨技术。其应用原理为：在高能球磨的基础之上，有效利用了金属粉末混合物的变形和易断裂特性，逐步调整金属粉末原子之间的距离，并最终形成合金粉末。所谓机械合金指的就是在固态形式下进行的固态反应，从而科学实现了合金化，而在这种状态下形成的合金不会收到物质熔点及蒸汽压力等因素的影响，进而表现出较强的稳定性。

2.2在干燥喷雾方面的应用

所谓的烦躁喷雾指的是运用雾化器将呈现出一定浓度的原料液转变成一种具有喷射性能的雾状液滴的形式，之后再经过一系列的接触热空气程序将雾状液滴迅速转化成干燥剂，这就是粉粒状干燥喷雾的制作过程。通常情况下，制作干燥喷雾需要经过四个基本阶段，依次是料液雾化、热干燥、蒸发干燥、分离四个流程。更为重要的是，在粉末的制作过程中，还可以依据不同的需求对粉粒形状、大小进行相应的规定。

3.结语

上文系统的总结了粉末冶金材料的种类，并对其应用领域进行了分析研究。从中不难看出，相对普通材料来说粉末冶金材料无论是从性能上还是获取上，都有着无法比拟的强大优势，这也是目前这类材料应用广泛的原因之一。未来，随着经济的发展及科技的进步，粉末冶金材料将会发挥出越来越重要的作用。

【参考文献】

[1]张宪铭，张江峰.标准：粉末冶金材料的分类和牌号[J].世界有色金属，2009（05）.

第3篇：粉末冶金新技术范文

关键词：粉末冶金 组合模具 压制成形 改进

0 引言

在粉末冶金工艺中，对于模具的应用范围非常广泛。而组合模具是综合了多种结构特征而形成的综合性模具。它克服了普通模具和单一压制方式的缺陷，解决了以往在粉末冶金工业中存在的难题，是粉末冶金工艺的一项突破。但是，随着技术水平的不断发展，组合模具存在的问题也随着暴露出来，成为我们当下需要解决的难题。

1 粉末冶金概述

1.1 粉末冶金工艺 粉末冶金，是通过制取金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为生产原材料，通过过压制成形、烧结等工艺过程，制造出各种粉末冶金制品的工艺技术。现在，这种工艺已经成为我们在新材料研制领域内的重要工艺技术。

1.2 粉末冶金组合模具 在粉末冶金过程中，在压制成形、烧结以及后处理等制作工序中都会用到模具。在复杂零件的压制成形工序中，常会将模具设计成多种形状的组合模具，这样便可以在压制过程中综合运用多种压制方式，以保障压坯的质量。

2 粉末冶金压制成形过程中存在的问题

在粉末冶金整个制造工艺中，模具的使用在很多工序中都常常会看到。例如，在粉末冶金的压制成形阶段、烧结阶段、复压阶段、精整阶段都会用到粉末冶金模具。而其中最常用且应用最广泛的还是压制成形阶段。在粉末冶金的压制成形阶段，组合模具是形式最多且应用最广泛的模具。目前，组合模具还存在着一些不足之处，其对于粉末冶金工业具有较大的危害。

2.1 压坯密度分布不均匀 在粉末冶金压制成形过程中，常会出现压坯密度分布不均匀的现象。在压制过程中，在垂直方向上，上层粉末的密度比下层粉末密度大；在水平面上，接近上模冲的断面密度分布是两边大，中间小；远离上模冲的段面密度分别是中间大，两边小。造成这一问题主要是由于组合模具的内壁摩擦力较大、组合模具设计的高径比较大、以及压制方式不当等原因造成的。

2.2 粉末粘结组合模具盖板内壁 在粉末冶金压制成形过程中，会出现粉末粘结组合模具盖板内壁的现象。这主要是由于模具内压制密度较低和盖板内壁摩擦力较大等原因造成的。粉末粘结于盖板内壁，一方面，会造成原料的浪费，并对组合模具形成污染；另一方面，会对粉末冶金制品的质量造成严重影响。另外，由于组合模具设计上存在的一些不足之处，还会使粉末冶金制品出现制品的形状偏斜、产品对角开裂等问题，这些问题严重影响了粉末冶金工业的生产效率和产品质量，同时也造成了严重的经济损失。

3 粉末冶金中组合模具的改进办法

3.1 增强组合模具内壁的光洁度 在组合模具制造过程中，提高与粉末存在直接接触的压板内壁、盖板内壁等的光洁度，降低其与粉末之间的摩擦力，将在一定程度上有效的避免模具内壁对粉末压制造成不良影响。其具体改进办法如下：①在模具内壁打磨过程中要提高内壁的光洁度；②对于某些与粉末接触处，可酌情采取局部打磨的方式增加其光洁程度，以提高模具的性能；③在使用过程中，为了提高模具内壁的光洁度，还可以采用向模具内壁涂抹油的方法达到所需的效果。

3.2 在组合模具的设计上加设脱模弹簧 在组合模具的侧板与盖板的连接面上，以及模具侧板和压机的侧缸之间增加一个脱模弹簧。这样的设计改进看似简单，但会解决粉末冶金压制成形过程中存在的很多问题。由于脱模弹簧的存在，在压制和脱模时便会存在一定的缓冲力，这样压制成形的制品外表形状就会比较规则，而且也会有效避免制品对角开裂的问题发生。另外，这一设计上的改进对于减少压制成形过程中的加粉量、加工量也具有明显的效果。

3.3 在外模冲上安装保护套 在粉末冶金压制成形过程中，组合模具的外模冲由于受到的压力复杂，再加之对于热处理硬度难以把握，因此，外模冲易于受损、开裂，使用寿命较短，同时也增加了粉末冶金的压制成本。经过设计实验后发现，在外模冲上安装一个保护套将有效改善外模冲的使用环境，克服其受到直接磨损等威胁，这样就可有效的延长外模冲的使用寿命，降低压制成本。另外，由于保护套易于安装、替换，且生产成本低，因此，增加保护套是解决外模冲受损最为合适的办法。

4 结语

在粉末冶金工艺中，组合模具的应用非常广泛，对于粉末冶金制品的质量也起到一定的决定作用，于是，对于组合模具的设计、制造具有较高的要求。目前，对于组合模具的设计、制造仍然具有很大的发展空间，有时对于组合模具一点小小的改进，就可能为粉末冶金工业带来巨大的收获。因此，我们仍需不断对组合模具乃至整个粉末冶金工艺进行发展、改进，逐渐缩小我国粉末冶金工业与发达国家的差距。

参考文献：

[1]孙国勋.粉末冶金多台面零件压制组合模具探讨[J].粉末冶金工业，1998（2）.

[2]耿锁俊.粉末冶金中组合模具的改进[J].内蒙古石油化工，2006（2）.

第4篇：粉末冶金新技术范文

2013年3月7日，怀柔区区委书记齐静从北京市副市长苟仲文手中接过中关村国家自主创新示范区怀柔园的牌子，不到一年的时间，怀柔园已在加速产业升级方面取得了显著的成绩。

“我们将以三大特色园区建设和龙头项目带动为抓手，大力引进科技资源，积极发展战略性新兴产业集群，使怀柔园在‘十二五’期间迅速成长。”

怀柔园负责人所说的三大特色园区即纳米科技产业园、科技服务产业园和数字信息产业园。纳米科技产业园不仅是怀柔园的一张金名片，也是北京市的一个符号。2013年6月18日，怀柔纳米科技产业园被科技部高新司评定为北京国家纳米高新技术产业化基地。这是中国第二个纳米领域部级高技术产业基地。

“我们对怀柔纳米科技产业园定下的目标是，到2015年实现总产值200亿，到2020年达到500亿。未来我们要把纳米科技产业园做成全国的纳米科技创新源头，聚集纳米产业链的各大要素。”怀柔园负责人告诉记者，仅2013年上半年就吸纳了13个项目，到现在为止，建成时间才2年的纳米科技产业园一共有29个项目入驻。这些项目分布在环保、能源、传统工业、生物医疗四大领域。比如在水处理领域，吸引了行业龙头企业碧水源公司；在能源领域，吸引了有研粉末公司；在生物医疗领域，吸引了欧亚瑞康等龙头企业。

除了纳米科技产业园，怀柔园引以为豪的还有科技服务产业园。科技服务产业园脱胎于中科院怀柔科教产业园，始于2009年6月12日，它由教育基地即中科院大学、科研与转化基地、北京综合研究中心三部分组成。

中科院大学占地1300亩，计划2014年全部竣工；科研与转化基地占地1334亩，有12个研究所的24个项目入驻；北京综合研究中心一期工程总投资预计75.7亿元，计划2014年启动建设，2019年全部建成，包括北京先进光源、物质科学综合极端条件设施、地球系统数值模拟装置等三大科学装置和依托于科学装置的若干研究中心。

“科技服务产业园引进世界先进的服务资源和模式，探索科技服务业快速发展道路，力争率先形成带动北京、辐射全国、链接全球的世界级科技创新专业化服务基地。到2020年，科技服务业将实现总收入120亿元，培育大型龙头企业10家，集聚10家市场化运行孵化平台。”

与此同时，怀柔园抓住新一代信息技术产业发展和产业价值链中数据、信息等服务业态专业化布局的机遇，在园区布局建设数字信息产业园，总面积800亩。重点发展云计算关键技术研发与应用、物联网关键技术研发与应用、大型数据中心建设、芯片研发设计、数字内容领域。其中北京超级云计算中心，其计算速度达到了千万亿次/秒，2013年已投入运营。

“怀柔园要打破传统的规模外延、技术外生、市场外向的发展路径依赖，在‘绿色生态，创新驱动、内生发展’的道路上更进一步，探索一条全面转型升级的发展路径，打造成为符合首都经济转型升级和中关村建设要求的新型科技园区。”怀柔园负责人说。

玛氏食品：

创新铸成品牌多元化

集玛氏在华的行政管理中心、结算中心、人才发展中心以及科技研发中心等总部职能于一身的玛氏（食品）中国有限公司总部基地于2010年9月落户怀柔雁栖经济开发区，总投资达1.3亿人民币。当时玛氏中国总裁易瀚博在致辞中表示，作为全球前三甲的食品企业，玛氏将其中国总部基地项目选址在北京市怀柔区雁栖经济开发区，不仅充分表明了玛氏对北京投资环境的看好，同时也显示了对中国市场未来发展的巨大信心。

时任怀柔区区长池维生在奠基仪式上的致辞中也特别指出，玛氏中国总部基地项目不仅符合北京市“人文北京、科技北京、绿色北京”的城市发展战略，更是与其建设“世界城市”和怀柔区经济发展的战略构想相契合，玛氏中国总部基地项目所呈现出的经济与环境和谐发展这一“绿色”双赢的特点，正是对可持续发展理念的集中诠释。

这个全球最大的家族企业在中国有三大生产基地，其中有两大生产基地就在怀柔园，2013年产值25.9亿，税收5.0亿。玛氏中国以其众多的国际知名品牌，如德芙（DOVE）、M&M's、士力架（SNICKERS）、彩虹糖（SKITTLES）、宝路PEDIGREE）、伟嘉（WHISKAS），在市场上树立起自己的形象。作为玛氏公司在中国的业务，玛氏中国代表全球领先的食品生产商，由宠物护理、巧克力、箭牌业务组成，是全球超过300亿美元销售额的重要组成部分。

创立于1911年的玛氏公司是全球最大的食品生产商之一，是全球巧克力、宠物护理、糖果等行业的领导者，拥有众多世界知名的品牌。在这些品牌中，价值超过十亿美元的品牌就包括德芙、玛氏、M&M’S、士力架、UNCLE BEN’S、傲白、宝路、皇家、伟嘉和特趣。其中，糖果巧克力类产品和宠物类产品销量分别位居全球同类产品首位。目前全球有三分之一的宠物每天都在食用玛氏公司的宝路狗粮和伟嘉猫粮。2008年10月，玛氏联手股神巴菲特，斥资230亿美元收购口香糖制造商箭牌，迅速得到一个充分全球化的网络，以及与主业巧克力相比更具有健康形象的业务。

1983年，玛氏公司开始通过分销商在中国市场上销售糖果产品。1990年，作为最大的赞助商之一，玛氏公司以M&M's品牌赞助了第十一届亚运会。这次赞助活动使玛氏与中国消费者建立了深厚的关系和友谊，使M&M's成为中国最受欢迎的糖果品牌之一。1993年， 玛氏食品（中国）有限公司在北京正式成立，是最早的外商独资企业之一。巧克力生产工厂在同年建成投产。1995年又投资建立了宠物食品工厂，生产宝路狗粮和伟嘉猫粮。1996年将中国的公司总部和巧克力糖果生产厂落户怀柔。2008年，玛氏中国以士力架巧克力作为奥运会官方巧克力，赞助了北京奥林匹克运动会。 2010年，玛氏巧克力总部落户怀柔。

碧水源：创新引领跨越式发展

2013年12月16日，万众瞩目的2014年碧水源新品会在北京召开，全球首发了国际领先的超低压纳滤膜净水机，全面塑造“碧水源，净水行业第一专业品牌”形象。

碧水源进入净水民用市场并非拍脑门战略，而是在进行了充分的市场调研之后，并结合自身的研发、技术、产能及资金优势做出的前瞻。成立于2001年的碧水源，视科技创新为企业持续发展的生命，先后与清华、浙大等高校强强联合，吸纳国际一流的行业专家学者，形成强大的研发团队，取得多达170项专利技术成果，掌控国际核心膜技术，堪称世界前三甲。

十多年的积淀，碧水源在工程净水领域业绩遥遥领先，膜过滤技术久经考验，也为民用净水应用打下了基石。如奥运水环境工程、国家大剧院景观水工程、滇池流域、太湖流域、海河流域治理等国家水环境治理重点工程，每年为我国提供高品质再生水达30亿吨，是解决我国“水污染、水资源匮乏、饮水安全”问题的强力技术支撑。“在这样的背景下，开拓进入民用净水市场，完全是专业的技术和团队做专业的事情。很多民用净水企业，都是从其他行业转行的，不具备对核心技术的掌握，膜滤芯只能依靠外购，受制于人，碧水源具备完全拥有自主知识产权的世界顶级膜过滤技术。”碧水源净水科技有限公司总经理梁辉自豪地说，“民用净水与工程净水不同，不仅需要技术，还需要资金。2010年4月碧水源成功上市，资金优势凸显，足够的资金投入为拓展民用净水领域新业务解除了后顾之忧，也加快了生产线的建设投产，成为规模化生产膜滤芯和净水产品的少数企业之一。”

截止目前，碧水源有世界最大、工艺水平一流的膜研发与生产基地，年产高品质增强型PVDF中空纤维微滤膜400万㎡、超滤膜200万㎡、反渗透膜100万㎡和超低压反渗透膜100万㎡，建成了现代化的民用净水设备生产线，年产100万台，并配备国际领先的产品检验和水质检测系统。“如此庞大的生产能力属国内唯一，在世界也属领先水平。”

本次首发的新产品超低压纳滤膜净水机堪称国际领先。超低压纳滤膜是碧水源耗费巨资，从美国引进反渗透膜生产线，历时2年，近100名国内外专家参与研发，专为民用净水市场开发的重量级膜产品，是目前世界上技术最先进、独一无二的净水膜材料。超低压纳滤（NF）是介于超滤与反渗透之间的一种压力驱动膜分离技术，其截留分子量在200～1000的范围内，孔径为几纳米。相比反渗透膜，纳滤膜具有操作压力低（一般在0.5-2.0MPa，故有“低压反渗透”之称）、水通量大的特点。低压纳滤膜多为复合膜及荷电膜，因而其耐压密性和抗污染能力强。此外，还保留了部分对人体有益的营养元素，克服了超滤膜不能去除重金属和水垢、反渗透膜出水过于纯净的缺点，更适于民用净水领域。

“超低压纳滤膜制水时仅需要2-3公斤压力，低压节能，废水率仅为普通RO膜的1/10，是一项最具发展前景的节能节水产品。”梁辉介绍，碧水源第二代产品WaterPad便携式净水机因时尚超薄、精致小巧、安装和滤芯更换便捷等显著特点而著称于业界，仅一年时间即突破了4万台的销量大关；WaterPlant迷你水厂采用微滤、超滤、超低压反渗透三膜组合，做到大通量、无压力桶、无废水，在业界独秀一枝。另外，碧水源还了首款智能化高端全屋净水机。

有研粉末：创新实现“开药方”式飞跃

与外企玛氏食品和民企碧水源的性质不同，有研粉末新材料（北京）有限公司（简称有研粉末）是北京有色金属研究总院科研院所转型的国企，但这并没阻碍它在技术创新上的作为。

自2004年3月4日成立以来，通过技术创新，有研粉末已发展成为国内排名第一，亚洲规模最大，世界第三的高新技术企业。其金属粉末及粉末冶金制品的年产能达到1.7万吨，国内市场占有率约35%，国际市场占有率约10%，是主要竞争对手金川公司和重庆冶炼公司市场占有率之和。尤其是近两年来，经过并购重组，有研粉末拥有3家控股公司：北京恒源天桥粉末冶金有限公司、北京康普锡威焊料有限公司和Makin Metal Powders（UK） Limited（英国）。2013年年销售收入超过10亿元，净利润近6000万元。

问渠那得清如许，为有源头活水来。提起金属粉末，制粉技术是一大关键，用通俗的话讲，就是将金属原材料研制成粉末，然后压制烧结成各种部件，比如汽车、飞机零部件。在这个过程中，涉及诸多环节，首先要根据制品的使用环境来做材料设计，比如在航天环境下使用的制品跟汽车上使用的制品，其材料在耐磨性、耐蚀性、强度等方面的要求是完全不一样的，这就要求设计材料的时候考虑各种金属材料以及添加材料的配比。比如铁基粉，有时候需要在一吨铁基粉里添加500克碳元素，以增强它的韧性，怎样把它均匀混合？这就需要综合技术的提升。再比如切割大理石的金刚石工具，就是用合金粉末制成的。最初的金刚石工具有切割不平整的问题，后来有研粉末的研发人员发现是因为工具的平衡性达不到要求。经过反复试验，研发人员最后在合金材料中添加了另外一种材料才解决了工具的平衡性问题。“材料设计就像开药方的医生，要深入研究病人的病情才能做到对症下药。这方面正是有研粉末的核心竞争优势。”有研粉末总经理汪礼敏说。

材料设计完后，另一大关键技术就是制粉技术。制粉技术工艺不同，研制成的金属粉末质量就有很大差别。经过多年的实验，有研粉末已经具有电解法、雾化法、化学法、扩散烧结法、氧化还原法、机械法等多种制粉技术。生产的电解铜粉、雾化铜粉、铜合金粉等产品，广泛应用于粉末冶金零部件、含有轴承、摩擦材料、金刚石工具、电碳、导热、触点、催化剂、射孔弹等行业。例如，“改进型雾化工艺生产高品质（无铅）铜合金粉技术改造”实现节电13%，节水18%，铅含量能控制在100ppm以下。这个过程就如同药厂根据医生开出的配方制作出各种药剂。此外，有研粉末已建成国内第一条粉末冶金中空凸轮轴生产线，年产300万件的具有自主知识的复合凸轮片生产线，高端粉末冶金零部件制造技术处于国内领先水平。

随着我国工业特别是汽车工业的快速发展，粉末冶金产品的应用越来越广，其中以高密度、高强度、高尺寸精度、结构特殊为特点的“三高类”粉末冶金零部件需求量越来越大，例如大型客机、高速列车、船舶制动用高性能粉末冶金摩擦材料及刹车片。然而，目前我国平均每辆汽车的粉末冶金零部件用量约5kg，仅为美国的1/4，每年需进口相关金属粉末及制品近100亿元。为此，国家工信部的《新材料产业“十二五”重点产品目录》已经将用于金刚石、粉末冶金等领域用的金属粉末和制品列入“新材料产业‘十二五’重点产品”。

第5篇：粉末冶金新技术范文

1高速压制成形技术最新研究进展

1．1成形装备

成形设备是实现粉末冶金高速压制成形的硬件基础，是发挥高速压制成形技术优势的前提条件，因此成形设备的研究进展也是高速压制技术研究人员关注的重点。为使冲击锤头获得高速度和高能量脉冲，目前可以采用的技术包括压缩空气、燃烧汽油－空气混合气、爆炸、电容器放电、叠并磁场、磁力驱动和机械弹簧等［2］。目前，基于液压驱动、重力势能驱动、机械弹簧蓄能驱动的高速压制成形设备进展较快。Hydropulsor公司以专利技术液压动力单位控制油路系统实现锤头的高速下降和提升，可实现高速的冲击压制和在极短时间间隔内多次高速压制，该公司已经成功开发出第四代HVC压机，可供应2　000t、900t、350t、100t等不同规格的机型，并销往多个国家和地区，对高速压制成形技术的研究起到积极的推动作用。但该类HVC成形设备成本较高、售价高昂，且压制速度通常在10m／s以下，无加热等辅助装置，在一定程度上限制了它的普及。重力势能驱动的HVC成形装置具有成本低廉，压制速度调节范围大等优势引起了研究人员的高度重视，华南理工大学肖志瑜教授等人［3］自行设计制造了一种重锤式温粉末高速压制成形试验装置。该装置采用独特的冲击结构，直接利用重力势能获得压制能量，通过调节重锤下落高度获得不同的冲击速度，最大理论速度可达18．78m／s，与Ku－mar［4］等人采用的重锤式试验装置冲击速度只能达到10m／s相比，具有明显的优势。该装置通过加热圈直接对模具进行加热，替代了热油加热，简化了加热元件的安装，加热温度可以精确控制，通过测温仪可以读出模具温度。同时，拿掉加热圈，就可以进行传统的高速压制，从而进行高速压制和温高速压制的对比实验，为研究提供了极大的方便。华南理工大学邵明教授等人［5］，自行设计和制造了一种基于机械弹簧蓄能的粉末冶金高速压制压力机，并用于基础探索研究。该设备可以将气动、液压或其他动力机构能量储蓄在机械弹簧中，通过一个锤柄锁紧释放机构将压缩弹簧的机械势能瞬间释放，驱动冲击锤头达到10m／s以上的高速度，使压制瞬间的重锤冲击速度达到HVC技术的要求，并将冲击波通过上模冲传递给金属粉末颗粒，使其在极短时间内致密成形。

1．2模具结构优化

模具的稳定性和寿命影响着高速压制技术的工业化应用，而改善高速压制模具寿命的手段不外乎于合理选材和优化模具结构设计。在高速压制过程中，上模冲要承受剧烈的冲击，因此宜选用韧性好的材料；而模具结构优化方面，一般认为冲锤与模冲直径相等且均为等截面杆时，对模冲寿命和撞击效率来说 都 是 最 佳 选 择，但 这 势 必 会 缩 小 高 速 压 制（HVC）技术的应用范围，因此需要对模具进行进一步的结构优化，目前利用高速压制技术除已成功制备了圆柱体、环形、棒体和凸轮等单层零件外，还可以成功制备轴承盖、牙齿冒等复杂多级产品。如Hinzmann［6］等人即成功设计出可用于多级零部件高速压制成形的模具，他指出模具设计时采用单个上模冲和每级一个下模冲的结构更有利于模具寿命和冲击能量的传递；Le［7］等人用高速压制的方法将WC－Fe等材质成功压制成多级试样，并对界面的凝聚力和界面几何尺寸进行了分析；法国机械工程技术中心（CETIM）采用HVC技术成功制备了多阶零件和有内齿或沿高度方向有外齿的复杂形状部件［8］；Eriksson等人［9］采用HVC和弹性模相结合的方法，使冲击能量通过弹性模以准等静压方式转移至零件的不同部位进行压制，成功制备了形状复杂的3D齿帽零件。

1．3成形过程数值模拟

数值模拟能大幅度降低设计成本、缩短设计周期，因此对高速压制致密化过程的数值模拟也是近几年的研究热点。对于粉末压制成形的数值模拟，目前主要是基于金属塑性力学和广义塑性力学两种方法，但在低密度情况下，其假设条件与实际情况有出入，因此在实际应用中，粉末压制模型是以完全致密化材料的基本模型为基础，加上给定的一系列引起塑性流动的条件而建立的。Haggblad［10，11］等利用Hopkinson实验装置对硅胶和钛粉进行高速压制，根据所得数据分别建立了相应的数学模型，用有限元法模拟了硅胶模中压制钛粉的情况得出密度分布和最佳尺寸设计，其结果与实验结果一致。中南大学的郑洲顺教授［12］等对高速压制成形过程中应力波的传播特征和粉末流动过程进行了数学建模和数值模拟，其研究结果表明，高速压制过程中，应力波的传播会使粉末应力突跃到峰值，每层的应力峰值随时间以指数衰减，从上层到下层应力峰值呈指数下降；应力波作用后，铁粉压坯垂直方向的线密度值从上层到底层递减，中间各层的线密度均匀；压制过程开始后，密度最先变化的是底层的单元，它们之间的空隙迅速缩小（对应颗粒重排），顶层的单元继续往下运动（对应颗粒塑性变形），顶层颗粒受压继续往下运动而底层颗粒运动基本达到平衡，粉末的密度分布开始趋于均匀，这一过程与高速压制成形的试验结果相符［13］。Jerier等［14］建立了一种高密度粉体接触模型，并在YADE开源软件系统上进行了离散元（DEM）数值模拟，其结果与多粒子有限元数值模拟及试验结果吻合程度均较高，在一定程度上克服了离散元法（DEM）数值模拟不能正确推演高密度粉末压制过程应力演变的缺点，为金属粉末高密度压制的数值模拟拓展了新理论和新方法。秦宣云［15］等通过等效热阻法建立了粉末散体空间导热的并联模型，并考虑了热辐射的贡献，推导的有效导热率的计算公式表达了分形维数、温度对有效导热率的影响。

1．4致密化机理

高速压制技术已经成功用于生产实际，但高速压制的致密化机理目前尚无定论，HVC致密化机理的分 析 也 一 直 是 研 究 热 点 之 一。果 世 驹 教 授 等人［16］提出了“热软化剪切致密化机制”，据此给出了相应的压制方程，该方程可合理地定性与定量解释高速压制下粉末压坯的致密化行为与特性；Sethi等人［2］认为HVC过程中并无冲击波产生，粉末体受冲击时，应力波形是一种逐渐上升的波形，在冲击速度不是非常高的情况下，很难在粉末内产生真正的冲击波；北京科技大学曲选辉教授等人［17］对铁粉、铜粉、钛粉等多种粉末进行的压制中证明了HVC过程中温升现象的存在，但并未发现绝热剪切现象；易明军等［18］初步研究了HVC过程中应力波波形的基本特征和对压坯质量的影响，结果表明，应力波为锯齿波形，每一个加载波形上都有数个极值点，其持续时间受加载速率的影响，且应力波在自由端面反射后会造成拉应力，从而导致压坯表面分层和剥落。陈进［19］对高速压制致密化机理进行了初步探讨，他认为粉末剧烈的塑性变形和颗粒间的摩擦产生较大温升，对粉末致密化起到主导作用。此外在成形过程中，气体绝热压缩对致密化也起到了重要的作用，即在高速压制时，瞬间内气体难以逸出而产生绝热压缩，使温度升高，从而使孔隙中气体分子的热运动加速，使粉末散体的传热增强，能量沉积在颗粒界面而使其软化，有利于进一步致密化。此外，高速压制的压坯密度不仅取决于冲击能量，还与压坯质量有很大关系，因此应该采用既能体现冲击能量又能反映压坯质量的质量能量密度的概念，即单位质量的压坯在压制过程中所受到的冲击能量，单位为J／g。闫志巧等［20］通过钛粉高速压制试验得知，对外径60mm内径30mm圆环形压坯，质量能量密度为40．1J／g时相对密度达到76．2％；而对直径20mm的圆柱形压坯，质量能量密度为121．7J／g时相对密度达到96．0％；不同压坯形状的致密化机理有所不同，圆环形压坯主要以颗粒滑动和颗粒重排为主，而圆柱形压坯主要以塑性变形为主。目前HVC研究的压制速度一般在10m／s左右，其机理无法套用爆炸成形的致密化机理，需要进一步进行研究与探索，尤其是重点研究粉末颗粒的微观行为，如粉末塑性变形、粉末碎裂等，以及粉末颗粒界面的显微组织形成与演变，粉末颗粒边界的扩散、焊合过程，孔隙形状的演变等现象。

1．5　HVC的成分体系适应性

近几年，国内外研究人员已经对铁粉、铜粉、钛粉、合金钢粉末、软磁材料以及聚合物等成分体系的高速压制致密化行为进行了初步探索，如Bos［21］等人所在的SKF公司用HVC技术大规模制备高密度、高强度的铁基和316L不锈钢零件，所生产的铁基齿轮件密度可达7．7g／cm3；王建忠［22，23］等人对铁粉和铜粉的高速压制试验表明：单次压制铁粉时，当冲击能量增加到6　510J时生坯密度达到7．336g／cm3，相对密度约为97％；单次压制铜粉时，当冲击能量为6　076J时，试样的生坯密度达到最大，为8．42g／cm3，相对密度约为95％；Eriksson［24］等人采用HVC技术制备了致密度为98．5％的钛／羟基磷灰石复合压坯，在500℃的低温即可实现材料的烧结；闫志巧［25］等人的研究表明，高速压制可制备高密度的钛粉压坯，当冲击能量为1　217J时，直径为20 mm圆柱试 样的压坯密度 最 大，达 到4．38g／cm3，相对密度为97．4％；中南大学的王志法［26，27］教授等人在950℃高速压制获得了相对密度大于80．65％的W骨 架，从 而 为 高 温 熔 渗 制 备90W－10Cu复合材料奠定了基础；Andersson［28］等人指出，由于高速压制（HVC）技术能显著提高磁粉的压制密度，从而能大幅提高其磁性能，使软磁材料具有更强的竞争力和更广泛的应用范围；Poitou［29］等人对聚四氟乙烯进行高速压制，发现其密度、晶体质量分数、抗磨损性能等物理和力学性能相对常规压制有所提高；Jauffres［30，31］等人采用高速压制技术对超大分子量聚乙烯进行成形，研究发现其杨氏模量、延伸率、屈服强度、蠕变强度和耐磨性等各项性能指标均优于传统压制成形方法。在上述研究的基础上，应进一步拓展合金钢粉末、复合材料粉末、铜合金粉末、钨合金粉末、铝合金粉末、磁性材料及非晶合金材料等成分体系的高速压制技术，从而为制备高密度高性能粉末冶金制品提供新途径。

2高速压制成形技术的发展方向

高速压制是在传统模压中输入高速度机械能产生的新型压制技术，作为近十年才发展起来的一种新技术，其相关基础研究还不够系统和深入。此外，为了进行技术创新，可以考虑将高速压制技术与温压、模壁、复压复烧等工艺有机地结合起来，更深入、更全面地进行探索。尤其要深化以下几个方面的研究：

2．1温高速压制

华南理工大学肖志瑜教授等人［3］提出了一种高速压制和温压相结合的温高速压制（warm　high　ve－locity　compaction，简称WHVC）技术的思路，并设计制造出了实验装备，开展了相关基础研究，并取得一系列研究成果。其实验结果表明，温高速压制能否获得更高的压坯密度，取决于粉末的种类和特性。对于316L不锈钢粉末、混合铁粉、电解铜粉等粉末来说，温高速压制压坯密度高于传统高速压制，这是因为：（1）在温度场条件下，粉末中潮气得到充分挥发，同时粉末中气体也得到较好地排出；（2）在一定的加热温度下能够降低粉末的屈服强度，延缓其加工硬化程度并提高其塑性变形能力，塑性变形能力的改善为颗粒重排过程提供协调性变形，克服粉末颗粒之间的相互牵制，从而降低颗粒重排阻力，有利于颗粒重排的充分进行。而对于铝粉来说，温高速压制和传统高速压制致密化程度相差不大，这是因为铝是面心立方结构的金属，且具有12个滑移系，发生滑移的临界分切应力很小，塑性变形能力非常高，传统高速压制已经能够达到理想的压坯密度。在实验基础上，还对温高速压制的致密化机理和应力波特点进行了分析，认为在致密化过程中温升效应起了很大作用，致密化过程主要以剧烈塑性变形和颗粒冷焊为主。截止目前，温粉末高速压制成形技术的研究只有华南理工大学开展，其研究具有前瞻性和新颖性，有望在高密度成形中获得新的突破。

2．2条件对HVC结果的影响

由于高速压制自身的特点，HVC成形粉末时可在少量剂甚至无剂的条件下成形［32］，减少了脱脂和间隙元素引起的污染。如何在剂最少的前提下获得最理想的致密化程度是一个重要的研究目标。对于铁基、铜基等成形性较好的粉末通常采用模壁（即外），如邓三才等［33］研究了模壁对Fe－2Cu－1C粉末高速压制成形效果的影响，研究结果表明，模壁能有效降低粉末与模壁之间的摩擦，减少粉末颗粒与模壁冷焊的机会，相对提高有效压制压力，从而获得较高的生坯密度和生坯强度，以及较弱的弹性后效；此外，在相同压制速度时，有模壁时的最大冲击力要高于无模壁时的最大冲击力，且脱模力要小5～20kN。对于钛粉、钼粉等高硬化速率粉末的高速压制，通常采用内部添加剂的方式（即内），如闫志巧等人［34］研究了剂含量对钛粉高速压制性能的影响，结果表明，加入适量的剂，可以提高钛粉成形时的质量能量密度，从而获得更高密度的压坯。当剂加入量为0．3％（质量分数）时，钛粉成形的最大质量能 量 密 度 为0．192kJ／g，压 坯 密 度 为4．38g／cm3，相对密度为97．4％。此外，适量的剂能提高钛粉压制过程中的最大冲击力降低脱模力，但却会显著降低压坯的强度，密度较低的纯钛压坯的强度显著高于致密度较高的含剂压坯。对于不同剂含量的压坯，当密度接近时，其强度相差不大。在更广泛的成分体系内，研究方式、剂种类、剂添加量对高速压制成形效果的影响，开发适合高速压制条件下的新型剂，如高分子极性剂、大分子极性剂、无机层间化合物剂等都是今后较有价值的研究方向。

2．3复压复烧对HVC效果的影响

一般认为，与传统压制压坯密度只取决于压制压力而不随压制次数的增加而显著提高不同，高速压制的能量是可以累加的，即可以通过多次小冲击能量的压制得到与一次大冲击能量压制相同的效果，但王建忠等［35］对铁粉进行高速压制时发现，在总冲击能量相同的情况下，分两次压制制备的压坯密度最大，分三次压制的最小，一次压制的居中。Metec粉末冶金公司采用高速复压技术（HVR）制造出密度为7．7g／cm3的铁基粉末冶金制品，此外还通过高速压制316L不锈钢金属粉和1　385℃烧结工艺生产出高密度不锈钢零件，此类不锈钢制品在抗拉强度、冲击韧性和延展性等方面性能均较为突出。陈进等［36］在多次压制的基础上对铁粉进行了复压试验，即在两次高速压制之间引入预烧结工序，其研究结果表明，在冲击能量相同的条件下，复压比二次高速压制得到的生坯的密度更高，且随着复压冲击能量的增加生坯密度逐渐增大，在相同复压冲击能量下，预烧结温度为780℃时生坯密度最高，径向弹性后效最小。复压能大幅度提高生坯密度，主要是因为压坯经过预烧结阶段的回复与再结晶，粉末颗粒的强度和硬度下降，弹性储能得到一定的释放，再进行复压后，剂的去除促进更多的粉末颗粒发生塑性变形、微观焊接和熔合，颗粒界面得以消失，这有利于致密度的提高。此外，复压能量更多用于预压坯的塑性变形，弹性能量释放的少，一定程度上减轻了压坯尺寸的弹性膨胀，使得压坯与模具模壁的摩擦减小，从而导致复压时的脱模力较单次高速压制时显著降低。Fe－C粉末复压压坯经过复烧之后，密度高，孔隙少，珠光体较多且分布均匀，裂纹可能在晶粒内部沿着珠光体相或颗粒“烧结”界面展开，诱发了沿晶断裂，使得抗弯强度明显增强。复压复烧工艺是进一步发挥高速压制优越性的重要方向之一，需要进行更广泛、更细致、更深入的研究。

第6篇：粉末冶金新技术范文

关键词：新型；铸造工艺；航空发动机；成本；应用；

中图分类号：O434文献标识码： A

1 前言

航空发动机被认为是迄今为止最为精密和复杂的机械系统（图1，英国罗.罗公司的遄达900涡扇发动机），它也是一个国家的科技和工业水平标志之一，航空发动机的恶劣工况对在中低温条件下工作的低压涡轮叶片、整体叶盘和涡轮机匣等高温铸件的低周疲劳寿命提出了更高要求，目前它的关键热端部位如机匣、燃烧室、涡、叶片等都采用高温合金制作，占到航空发动机重量的40-60%。由于机匣、涡、叶片等零件主体结构大多为薄壁回转体，且内型、外型复杂，因此零件的设计难度大、周期长【1】。

在制作工艺上，普通精铸形成的等轴晶铸件已经很少用于航空发动机的零部件，源于于机匣等部件的形状结构复杂化、大型化和高精度要求、壁厚差大，这些要求均对铸造过程构成巨大挑战，传统铸造易于形成晶粒粗大、偏析严重、缩孔、疏松等缺陷。其次，涡等复杂铸件在普通熔铸生产工艺条件下，一般为粗大的树枝晶或柱状晶,由于晶粒粗大及组织、性能上的各项异性，很容易导致铸件在使用过程中疲劳裂纹的产生和发展[2]。因此，为保证发动机零部件的使用寿命，采用常规的“铸造+锻造+机加工”工艺制作的零部件才能满足使用寿命，但此工艺的原材料浪费多，不利于节约资源。

2 航空发动机零部件铸造工艺的形成及意义

2.1工艺形成基础

随着国防科技的发展，由于航空发动机工作温度提高，对叶片等合金的热强性能提出了进一步要求，使发动机零部件高温合金化程度不断提高，这就给压力加工过程带来很大的困难。因此针对复杂、高合金化航空发动机零部件的铸造工艺应运而生。本工艺利用国内现有生产设备优势，采用“真空感应+真空自耗+粉末冶金（PM）+热等静压（HIP）+热处理”的铸造工艺，有效地克服了零件大型化关、复杂关、质量关、资源浪费关。该工艺生产的制品性能与“冶炼+精密铸造”和“冶炼+铸造+机加工”等常规工艺的制品相比具有一系列优点：（1）材料无偏析，均匀性、稳定性、力学性能、抗腐蚀性能均好；（2）材料的晶粒比常规加工的细，因此可以方便地使用超声波无损探伤或100%的红外线探伤检测，故产品的可靠性高；（3）可直接做成最终尺寸的产品，因此比常规工艺可少用料50%以上，有效地节约了稀缺战略资源；（4）目前“PM+HIP”工艺中使用的模具可以用焊接组成，形状任意变化，部件的设计自由度较大，可制作各种异形体及整体部件，提高了制品整体的可靠性和成品铸件的力学性能和表面质量；（5）L.S.Ng等人用热等静压处理工艺处理M200高温合金粉末，结果表明：热等静压提高烧结试样的密度达到一个很好的值，这个值为99.6%。热等静压提高屈服强度，其平均数达到1123MPa，比真空烧结试样提高7.8%[3]。因此，用“真空感应+真空自耗+PM+HIP+热处理”工艺生产的发动机零部件，可使其力学性能、晶粒度、表面及内部质量均达到要求。

2.2工艺形成的战略意义

因此该铸造工艺的发展，将同时解决发动机生产周期长、产品质量不满足使用寿命、战略资源短缺等问题；目前我国新型战机对动力系统的需求主要依赖从俄罗斯、乌克兰进口，这样必将受制于人。该铸造工艺生产的发动机零部件将有效填补我国完全依赖进口的空白。同时，受到国内制造工艺水平以及理论基础等的限制，在某些关键材料使用寿命问题上与国外有较大程度的差距。因此开展航空发动机用关键铸造工艺开发，对解决我国重要型号研制的物资需求，对于推动我国新型航空飞机的研制乃至对国防建设具有重要意义。

3 新型铸造工艺路线具体方案

近十几年，国内外高温合金研究者经过大量的技术、工艺改进，使高温合金铸件的晶粒组织得到了明显改善，铸件整体趋于均匀、细化。然而，因为细晶工艺的凝固过程有很强的形成显微疏松的倾向，其内部一般都存在不同程度的疏松等缺陷，使其力学性能和使用可靠性降低。本工艺采用“真空感应+真空自耗+PM+HIP +热处理”能同时解决航空发动机零部件的力学性能、尺寸精度、异型尺寸、表面和内部质量问题。

3.1 新型铸造工艺路线

3.2工艺技术关键点

航空发动机零部件大部分采用高温合金钢制作而成，因其使用环境的特殊性，本工艺的关键技术是突破点：

3.2.1 航空发动机零部件质量的特殊要求

（1）公差等级：因发动机铸件为大型、复杂、异型零部件，同一截面尺不均匀、精度要求高；

（2）力学性能：航空发动机的零部件承受多种载荷如轴向力、扭矩、弯矩以及内压等，因此对于发动机零部件的力学性能要求极高；

（3）表面质量：航空发动机零部件具有精密的外形尺寸，因此铸件表面及内部质量不允许有裂纹、冷隔、欠铸、缩孔及高密度夹渣对应和穿透性的缺陷；表面粗糙度、尺寸公差等也有严格要求；

3.2.2工艺技术关键点

（1）母合金成分设计与试样力学性能的匹配，试样力学性能合格与否关系着成分设计的成熟性；

（2）粉末冶金制备技术的优化，根据零部件性能大小要求选择粉末制剂方法；

（3） 热等静压制备技术的理论和实际生产的结合成熟性；

（4） 铸件热处理：对于复杂形状铸件的热处理工艺将是一种新的探索；

（5）粉末冶金和热等静压成型模具材料的选择与尺寸公差的设计；

3.3具体实施方案

（1）、根据各钢中各元素的不同作用，缩小化学成分范围，设计出理论上能达到铸态组织下的性能要求；

（2）、制定初步冶炼技术条件，采用小真空炉（约25Kg）冶炼，浇铸成小试样，试样热处理后，分析力学性能；

（3）、试样性能如不符合标准要求，则重新调整化学成分和热处理工艺；

（4）、试样性能测试达到标准值，则将该工艺固化进行大生产；

（5）、氩气雾化法制造粉末（AA粉）【4】，采用粉粒度相对细小、夹杂物尺寸小的AA粉，可有效提高发动机零部件的低周疲劳寿命、可靠性和使用寿命；其次，对粉末进行双真空脱气和双韧化处理，可提高铸件的致密度和改善材料的强度和韧性；

（6）、用3D打印技术设计制造接近成品尺寸的钢模；

（7）、将制作好的高温合金粉末按照设计好机匣尺寸的模具包套，制造成与机匣尺寸接近的毛坯件；

（8）、将粉末铸件包套，装入HIP装备中，在1000-2000℃和≤200MPa压力下进行4小时热等静压工艺处理；

（9）、铸件热处理：因铸件结构复杂、尺寸不均匀等，毛坯热处理制度参照小试样的制度执行;

（10）、铸件毛坯表面局部处理后用红外线探伤，合格品交付；

4 应用与发展趋势

近几年来，随着国际技术交流合作不断加强，航空领域材料生产工艺制备也逐渐进入更深层次的合作研制，粉末冶金和热等静压技术在应用开发和设备改进方面的技术也得到了大幅度提高，产品质量走向高端成熟阶段。在未来几年，PM和HIP技术将向更高层次发展：

4.1 PM发展方向主要有：（1）纯净度冶炼和粉末粒度细小、非金属夹杂含量低；（2）先进的热处理技术和合金致密化程度；（3）开发新型高温、超高温难熔金属技术。

4.2 HIP发展方向：（1）成熟的计算机软件开发在HIP技术方面的研究；（2）开发大尺寸HIP设备以适用于更多领域；（3）提高我国HIP设备的设计制造水平、自动化水平。

5 仍需要解决的问题

在当前技术条件下，尽管“PM+HIP”技术能用于工业生产的各个领域，但随着产品质量的要求越来越高、稀缺金属锐减、航空发动机等产品产业化趋势增强等一系列问题，给现阶段的PM、HIP和装备带来严峻的考验，新型铸造工艺的开发和大型精密装备的研制将是科技工作者下一步需要解决的工作重点。

6结语

21世纪，科技进步已进入稳定增长轨道，但国内航空发动机的研究水平和国外相差约10年，性能与国外航空强国相比还存在一定的差距，还难以满足我国第四、第五代新型战机研制及产业化需要。而作为航空高端装备制造产业中的项目之一，突破航空发动机关键工艺技术、加快推进航空发动机产业化，自主研制新型发动机，对提升我国的国际影响力和军事威慑力具有重要战略意义。因此PM和HIP技术以其先进的技术特点、低成本优势和高质量的生产制品应用于航天航空等制作复杂备件的各个领域，将是国内外关注和研发的热点。

参考文献

【1】刘林，高温合金精密铸造技术研究进展 . 铸造杂志2012,11:1273-1274.

【2】刘林，高温合金精密铸造技术研究进展 . 铸造杂志2012,11:1274-1275.

第7篇：粉末冶金新技术范文

飞机刹车副潜力无限

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博云新材是国内领先的先进复合材料制品生产企业，公司军用、民用飞机刹车副（粉末冶金飞机刹车副、炭/炭复合材料飞机刹车副）、航天用炭/炭复合材料、环保型高性能汽车刹车片、高性能模具材料等四大产品类具有自主知识产权，技术领先。公司在先进复合材料领域“基础研究-应用研究-产业化”链条较为完善、竞争力强，自主开发的炭/炭复合材料性能达到甚至超过国际先进水平。

主营收入。公司营业收入和营业毛利主要来自四大类产品。2009年前三季度，公司实现主营业务收入和归属于母公司的净利润分别为15753.97万元、1971.46万元，分别比2009年同期增长27.22%、13.83%。

经营情况：国外企业在先进复合材料领域具有绝对的优势，国内市场份额主要由外资把持。公司产品的价格仅仅约为国外同类产品价格的60%，具有较高的性价比优势和巨大的进口替代需求。随着国内军用、民用航空的快速发展和汽车工业（尤其是国产品牌）的高速增长，市场对公司产品需求旺盛，公司主要的产品供不应求。从盈利能力来看，公司销售毛利率和销售净利率比较稳定，即使在金融危机期间也没有明显的下滑趋势。公司稳定的期间费用率展示了良好的三费控制能力，近年来销售费用率、管理费用率比较稳定，财务费用率在公司募集资金到位后大幅下降。

核心竞争力：博云新材核心竞争力来自在粉末冶金复合材料领域强大的研发实力，其炭/炭复合材料是具有全球竞争力的产品。公司成功开发的飞机刹车副、航天用炭/炭复合材料等产品技术含量高，打破了国外竞争对手长期垄断的格局，确保了国家航空战略安全，在国防上具有重要的战略意义。由于航空航天产品对材料的安全和性能有极高的要求，各国政府均实施许可证（PMA）式生产方式，公司拥有俄罗斯图波列夫设计局颁发的生产许可证，还是国内企业取得波音系列飞机刹车副PMA证书数量最多的企业，而且空客部分机型飞机刹车副PMA项目已批准立项且取得部分PMA证书，这些资源也是公司的核心竞争力。

产品技术先进 潜在市场巨大

粉末冶金复合材料是以传统的粉末冶金技术为基础，结合先进复合材料技术制备的材料，产品广泛应用于航空、航天、交通运输、工程机械和能源等领域，在国际上仅有少量的国家拥有核心生产技术。博云新材的产品包括军用、民用飞机刹车副（粉末冶金飞机刹车副、炭/炭复合材料飞机刹车副）、航天用炭/炭复合材料、环保型高性能汽车刹车片、高性能模具材料四大类。

飞机刹车副：飞机刹车副在重要性上是和发动机媲美的A类消耗性部件，是飞机安全运行的重要保证。博云新材是南方航空、厦门航空、上海航空、海南航空等公司和军用刹车副合格供应商，其中，图-154飞机刹车副全面出口前苏联各国，空客320系列飞机刹车副已成功试飞并取得PMA证书。在国内民用飞机刹车副市场上，国外厂商在粉末冶金刹车副和炭/炭复合材料刹车副的市场份额都超过80%。公司生产的炭/炭复合材料刹车副的部分性能已经超过国外同类产品，又具有绝对的价格优势，已经发展成为最大的国产供应商，目前在两个领域的市场份额分别为10%和6%。国内民用航空的快速发展，公司产品性价比优势将使公司产品有更多的进口替代需求。我们预计未来随着我国航空业高速增长，公司产品的市场空间逐渐扩大、市场份额将不断上升。目前，公司拥有2500套粉末冶金材料飞机刹车副和2000套炭/炭复合材料飞机刹车副产能，募投项目产能为4000套炭/炭复合材料飞机刹车副，增长200%，我们预计该项目2011年将开始贡献业绩。

航天用炭/炭复合材料：在航空航天领域，炭/炭复合材料广泛应用于航天飞机的机翼前缘、火箭发动机尾喷管等超高温部位，是火箭发动机的关键技术之一。国内航天火箭发动机喷管均采用炭/炭复合材料，公司已有多个型号的产品定型批产。我国将大力发展航空航天技术，公司将是我国航天产品做大做强的最大受益者之一。目前公司拥有2000公斤的产能，募投项目2000公斤产能将于2011年达产，产能增长幅度为100%。

环保型高性能汽车刹车片：汽车刹车片是汽车安全行驶的可靠保证，在汽车零部件名录上被列为A类关键性安全部件，具有易损耗、更换快的特点。目前，无石棉环保型刹车片是市场的主体，其中陶瓷基摩擦材料和非金属（无钢纤维）摩擦材料占据了高端汽车刹车片市场。公司的汽车刹车片技术已经达到国际顶尖水平，完全掌握陶瓷基刹车片的关键技术和生产工艺、具有非金属刹车片的技术和生产能力、全陶瓷刹车片、炭/陶刹车片和炭/炭刹车片也已进入开发验证阶段。公司产品已成为中国一汽集团、东风汽车、上汽通用五菱、长丰捷报等汽车主机厂的主要配套厂家，公司还积极介入国外汽车主机企业采购链，为美国通用汽车（GM）、德国博世（BOSCH）、美国德尔福（DELPHI）、澳大利亚泛太集团（PBR）和全俄汽车制造股份有限公司等国外汽车主机厂开发的汽车刹车片项目进展顺利，与美国H.M.公司合作开发的高性能刹车片已批量供货。

高性能模具材料：模具材料是模具工业生产的基础工艺材料，高性能模具材料产品主要应用于级进冲压模等高端模具领域。我国在高性能模具材料制备技术和模具加工技术等方面与发达国家存在较大的差距，国内市场主要由外国品牌控制。公司的高性能模具材料制备技术达到了国际先进水平，而产品价格仅为国外产品的55%左右。凭借卓越的性价比优势，公司目前已经打入国内高性能模具材料市场，向国内电机定转子级进冲模模具前两位企业宁波震欲和慈溪鸿达批量供货，产品销量逐渐扩大。公司目前拥有80吨高性能模具材料产能，募投的120吨已基本建设完毕，产能增长幅度为150%，预计今年开始贡献业绩。

公司正在大力开发纳米晶粒高性能模具材料、风电机组用刹车片、高铁刹车材料、磁悬浮列车磨耗材料和工程机械摩擦材料等。公司产品在航空航天、汽车、高端冲压模具三个领域的成功应用，为公司拓展高性能粉末冶金复合材料其他应用领域提供了良好的示范效应。未来公司产品将有潜力应用于高铁、风电、工程机械等领域，这些项目是我国“十二五”规划重点建设的领域，产品的潜在市场空间广阔。

第8篇：粉末冶金新技术范文

【关键词】型钢 喷涂 金属表面

超音速喷涂强化方法主要应用纳米级碳化物合金粉末，其中主要的材料有四种：即5-10%镍铝粉末、50-60%钴碳化钨合金粉末、5-10%铬钼锰复合粉末和10-20%硼钨复合粉末。

1 传统的轧辊孔型表面强化方法及其特点

轧辊是轧机的重要部件，也是轧制生产中的主要消耗备件之一，对型钢的质量起着关键性作用。轧辊的工作条件十分恶劣，且由于轧辊孔型径向方向上线速度不相同，型钢与轧辊之间产生相对滑动，出现搓钢现象，加剧轧辊磨损，加之成品辊孔型过渡圆弧处容易出现应力集中，轧辊局部造成破损，型钢在轧制生产过程中会出现表面划伤、积瘤、边厚差等问题，造成型钢表面质量差，难以交付使用，轧辊在线使用时间短、寿命短，因此需要提高轧辊孔型表面的硬度和减少局部应力破损，从而延长轧辊的使用寿命。[1]目前轧辊孔型表面强化方法有激光表面淬火、表面电火花强化、表面中频淬火、激光熔覆合金层和等离子熔覆合金层等。

1.1 金属轧辊表面电火花强化方法

以铸钢轧辊为沉积对象，选用陶瓷硬质合金WC-Co电极在氩气保护气氛下进行沉积处理，其工艺参数为：输出功率为500-4000W，输出电压为60-180V，放电频率为1000-2000HZ，沉积速率为1-5min/cm，保护气体氩气流量设定在5-15L/min。存在的主要问题是：（1）电火花设备投资大，维护费用高；（2）对设备的精度要求高且合金层厚薄不一，合金层的耐磨性能差，效果并不理想，且无法用在孔型过渡圆弧处，进而无法消除圆弧处的应力，加快轧辊孔型磨损，使用寿命短。

1.2 型材轧制轧辊激光表面强化工艺

该工艺的步骤顺序：轧辊车削加工，探伤检验，表面预处理，激光强化处理；用车削加工清除轧辊表面疲劳层后，将探伤检验合格的轧辊装入激光加工机床，用喷枪将吸光材料均匀地喷涂在轧辊辊身需处理部位，以致将待处理部位完全致密覆盖，待吸光材料干燥后选择激光强化参数进行强化处理。存在的主要问题是：1）所需的大型激光设备投资大，维护费用高；轧辊预处理要求较为严格，操作过程繁琐，劳动强度大；2）吸光材料的耐磨性能差，使用寿命短，且无法用在孔型过渡圆弧处，进而无法消除圆弧处的应力。[2]

2 型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化工艺特点

为了克服现有技术的缺陷，研究人员提供一种型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化方法，采用常规喷涂设备，生产投资少，消除孔型圆弧处的应力集中，提高轧辊的表面耐磨性，提高轧辊的过钢吨位，延长轧辊的有效使用寿命。型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化方法，选用纳米级碳化物合金粉末。与传统的技术相比，优点是步骤衔接有序，简便易于操作；该方法采用合金超音速喷涂强化，使得轧辊孔型表面耐高温、耐磨性提高，轧辊在线时间显著延长，过钢量提高1倍以上，轧辊磨损小，重复使用次数较之前提高2倍以上，轧辊寿命延长2倍以上，型钢质量大大提高，合格率提高10%以上。

3 型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化方法的工序流程

3.1 表面预处理

型钢精轧辊孔型的表面要保持干净平整，这样可以有效地提高喷涂效果。预处理的主要步骤有：（1）对于表面存在疲劳层型钢精轧辊孔型，以及局部存在严重拉伤沟痕的型钢精轧辊孔型，必要时候需要进行车削处理，这是为后期的热喷涂提供足够的空间；（2）需要清除金属物品表面的油污和油漆等附着物，保持需要喷涂金属的洁净性，通常情况下，可以用溶剂清洗剂除去油污，在油污渗入金属体之后，可以用火焰加热的方法加以去除，另外，若是金属表面存在铁锈，需要利用酸浸、机械打磨的方法进行去除；（3）采用车削、磨削或配合方法去除轧辊表面磨损层，使轧辊基体表面的粗糙度控制在RA0.3至RA3.0之间，然后喷砂处理。

3.2 金属表面喷涂

（1）在一般情况下，基于成本的考虑采用常规的喷涂设备，选用经过合理数量配置的纳米级碳化物合金粉末，这类粉末中大多有镍铝粉末、铬钼锰复合粉末和硼钨复合粉末，根据需求和金属属性的不同进行配置，在喷涂的过程中，第一步是在型钢精轧辊上打底，大约需要铺镍铝0.03毫米的粉末，粉末分布均匀无死角；第二步将其他的几种粉末按照一定比例融合后，用工具均匀的喷涂到轧辊表面，其厚度约为0.1-0.2毫米，对于喷枪的高度也有一定的限制，通常情况下喷枪与轧辊的距离为10-15厘米，喷枪与喷涂表面的夹角不能过大，一般要小于89度。[3]喷涂后，轧辊孔型表面得到强化，这主要是合金粉末的原因，使得金属件更加耐磨、耐高温，另外，还起到了一定的效果，极大地提高了型钢的质量；（2）在喷涂这一环节结束后，需要置放在在空气中进行冷却，直至与室温平衡，才能进行下一个环节。

3.3 喷涂后处理

（1）为了使得轧辊处理更加完善，需要用封孔剂热喷涂涂层表面，填补其表面存在的空隙和凹处；（2）将热喷涂后的轧辊要在阴凉处凉置2小时左右，待其冷却后，在将其放入加热炉内进行固化加热，其炉中温度需要保持在130度左右，随后在进行常温冷却。

4 结语

经过实验发现：型钢精轧辊表面合金超音速喷涂强化方法处理过的型钢精轧辊与未经此方法处理的型钢精轧辊进行对比，改进后的轧辊轧制钢吨位平均提高了1.8倍，轧辊的使用寿命得到大大的延长，轧辊使用寿命提高1倍以上。

参考文献：

[1] 岳佳.铁基轧辊表面等离子喷涂涂层组织与性能的研究[D].江苏科技大学，2012.

[2] 柳祖林.为冶金零部件穿上延寿“防护服”[N].中国冶金报，2014-12-11007.

第9篇：粉末冶金新技术范文

摘要：本文首先介绍了机械合金化技术的概念和技术原理，并讲述了机械合金化技术在材料科学与工程中的应用。并结合材料科学与工程专业课程的教学内容，探讨了机械合金化技术在材料科学与工程专业的教学实践中的研究和应用，并为合理利用机械合金化技术在材料科学与工程专业教学实践中发挥更大的作用提出了建议和意见。

关键词：机械合金化技术 材料科学与工程 教学实践

对于材料科学与工程专业的本科生来说，到了大三和大四就要学习许多专业课程和专业选修课程。其中有些课程属于材料合成与制备方法方面的内容。在材料合成与制备方法的课程教学中就需要涉及到材料的某些制备工艺，例如某些金属合金的制备工艺方法。对于金属合金的制备方法，很多教科书都详细地讲述铸造技术、焊接技术、粉末冶金技术、金属熔炼技术等，但也会涉及到机械合金化技术。机械合金化技术是近年来发展起来的一种制备高性能合金的新技术。这种技术主要是利用机械球磨工艺把不同种金属粉末通过机械球磨方式通过一定时间的球磨，最终使这些金属元素粉末通过机械球磨工艺形成金属合金，所以最终能够得到需要的新型金属合金材料。由于机械合金化工艺可以在常温下进行，不像金属熔炼技术那样需要较高的温度才能熔化金属，因此机械合金化技术更为实用，成本较低，而且材料的制备工艺简单。所以机械合金化技术近些年来发展较快，机械合金化技术所能够制备的金属合金材料的范围和种类也在不断地扩大，所制备的材料的性能也逐渐得到提高。由于机械合金化技术制备金属合金粉末的制备工艺简单，成本较低，使用的金属元素种类较多，而且可以用于实验室进行教学实验，所以机械合金化技术也逐渐应用到了材料科学与工程专业的课程教学与实践教学中。采用机械合金化技术制备金属合金粉末可以作为本科生实验课程的教学实验，也可以作为本科生的课程设计和毕业设计的教学内容。所以机械合金化技术将在材料科学与工程专业的教学实验中具有非常广泛的用途。

一、机械合金化技术的原理和应用

在机械合金化过程中，粉末受到磨球强烈的碰撞和挤压。极平的、纯净的金属表面在常温下加压可焊接在一起，这就是冷焊，也称为压力焊。塑性较好的金属粉末，在磨球的碾压、冲击下发生形变并以十分纯净的表面彼此接近到原子作用力的距离，同样可以冷焊在一起，形成相互交叠的层片组织，而脆性粉末或塑性粉末加工硬化变脆后，在冲击下直接破碎，所以球磨过程因体系不同而不同。在延性的金属-金属混合粉末中，粉末的变化分为三个阶段：颗粒粗化-破碎-粉末粒度的稳态分布，相应的称为初期、中期和后期。在机械合金化过程的初期，主要是冷焊过程，塑性粉末含量越多，粗化越明显，颗粒直径可到数毫米，同时颗粒表面也相当平滑；在机械合金化中期，冷焊和破碎交替进行，层片状较大颗粒与细小颗粒共存，细小颗粒是从大颗粒上脱落下来的，这一阶段各层内积蓄了能使原子充分扩散所需的空位、位错等缺陷，不同组元的扩散距离也接近原子级水平，合金化过程开始。在机械合金化过程的后期，基本上只有粉末颗粒破碎的过程，颗粒粒度趋向于最小值，因此也比较均匀。延性的金属与脆性的非金属或化合物组成的体系，脆性组元首先发生破碎，延性组元则首先发生变形，细小的脆性粒子处于延性颗粒之间。随后延性组元逐渐加工硬化，发生断裂和脆性组元一样尺寸不断减小。

机械合金化（MA）方法（塑性-塑性混合粉末）原理是：将金属粉末在磨球的碾压和冲击下发生形变，并以十分纯净的表面彼此之间接近到原子作用力的距离，实现冷焊，最终形成相互交叠的层片状组织。这个过程一般要经历颗粒粗化、破碎、粉末粒度的稳态分布三个阶段，其中初期以冷焊过程为主，粉末明显粗化，中间过程冷焊与破碎交替进行，层片大颗粒与细小颗粒共存，各层内积蓄了能使原子充分扩散所需要的空位和位错等的缺陷，使不同组元的扩散距离接近于原子级水平，合金化过程开始；在后期只有破碎过程，颗粒趋向于最小。机械合金化工艺可获得纳米颗粒，能使固溶、沉淀、弥散三种强化结合于一体，从而制备出性能优异的高温合金。

二、机械合金化技术在材料科学专业的课程教学与实践教学中的应用

在材料科学与工程专业的一些专业课程，例如材料合成与制备方法、纳米材料、功能材料等课程都讲述了机械合金化技术。例如在材料合成与制备方法这门课程中，有讲述金属合金材料的制备方法，除了传统的铸造工艺、焊接工艺、粉末冶金工艺以及金属熔炼技术之外，重点讲述机械合金化技术，因为机械合金化技术可以制备很多种金属合金材料，而且制备工艺简单，可以在常温下进行。由于机械合金化技术可以在实验室中进行，所以可以很方便开设实验课程。在纳米材料这门课程中讲述了纳米粉末的制备工艺，其中主要讲述了机械合金化工艺。因为机械合金化工艺制备纳米粉末的种类最多，涉及到很多种金属材料以及金属基复合材料的制备与合成等。还可以利用机械合金化技术制备复合材料，例如用机械合金化工艺球磨不同种元素粉末，使不同种金属元素通过机械球磨工艺形成金属合金粉末，所以通过机械球磨工艺原位合成金属基复合材料。在功能材料这门课程中，讲述利用机械合金化工艺制备纳米粉末颗粒和功能材料，例如制备贮氢合金Mg-Ni合金等。或者利用机械合金化技术制备铁磁合金材料、非晶态材料、纳米功能材料等各种先进功能材料。

利用机械合金化技术可以制备具有纳米尺寸量级的金属合金粉末。采用机械合金化技术制备的金属合金有很多种，例如采用机械合金化技术可以制备Fe-Al金属间化合物粉末、Ni-Al金属间化合物粉末，Ti-Al金属间化合物粉末，以及Ni-Fe合金、Fe-Si合金、Cu-Al合金等多种金属合金材料。以上讲述的都是利用机械合金化工艺制备二元合金材料。也可以利用机械合金化技术制备三元合金、四元合金以及多种成分的金属合金材料。例如利用机械合金化工艺制备Fe-Ni-Cr合金、Fe-Al-Ni合金，以及利用机械合金化技术制备具有多种成分的非晶态合金等。还可以利用机械合金技术制备贮氢材料，例如采用机械合金化工艺制备Mg-Ni合金等。采用机械合金化工艺制备的金属合金材料有很多种，有些金属合金材料的机械合金化制备工艺可以作为材料专业的教学实验，可以为学生演示如何利用机械合金化工艺制备高性能金属合金材料。例如采用机械合金化工艺制备Fe-Al金属间化合物粉末材料。采用机械合金化工艺可将固溶、沉淀和弥散三种强化方式结合与一体，制备一系列具有优异性能的高温合金。对Fc-Al合金的机械球磨或Fe-Al元素混合粉末的机械合金化已开展了一定的研究。Fe，Al纯元素混合粉末在球磨过程中，粉末受到强烈的碰撞、挤压，冷焊和破碎的相互作用使粉末细化，并在一定阶段形成金属合金。经过机械合金化工艺后就得到了粉末粒度极细的Fe-Al金属间化合物粉末。同时还可以采用机械合金化技术制备Ni-Al合金粉末、Ti-Al合金粉末等。

通过机械合金化工艺可以制备多种新型的金属合金粉末，而且成本较低，实验过程简单，可以作为本科生的实验教学课程内容。例如可以开设纳米材料的制备工艺的实验课程，使本科学生通过机械合金化工艺制备多种具有纳米结构的金属合金粉末，并对所制备的金属合金粉末进行性能表征，使学生通过实验课程认识和了解纳米材料的整个制备工艺以及表征方法。还有使学生通过机械合金化工艺制备先进的金属功能材料，如贮氢材料、纳米材料、铁磁性材料等，通过制备工艺结合性能表征使得学生对新型功能材料有了一定的认识和了解。

通过实验教学使学生认识和了解到机械合金化技术在材料科学与工程中的研究发展与应用，使学生加深课程教学知识内容的认识和掌握，使学生在课程学习的过程中既增加课本知识又锻炼了实践能力。所以在材料专业的实验教学中应该增加一些材料制备技术的教学实验，例如使学生利用机械合金化工艺球磨得到新型金属合金粉末材料，并研究机械合金化工艺球磨过程对金属合金粉末的物相组成和显微结构的变化，使学生通过实验课程对材料的制备和检测方法有了较深的认识，从而为材料科学与工程专业课程的学习打下了坚实的基础。

三、机械合金化技术在材料科学中的发展趋势与应用

机械合金化技术由于制备工艺简单，成本较低，材料合成温度较低，所以被广泛地应用到材料的合成与制备中。利用机械合金化技术可以开发新型的金属合金材料以及复合材料等。采用机械合金化技术可以开发出很多种类型的金属合金粉末，也可以开发金属基复合材料等，而且现在有越来越多的研究者从事机械合金化工艺制备金属合金材料和金属基复合材料以及功能材料的研究和开发，所研究和开发的材料种类也逐渐增多，应用范围也越来越广泛。机械合金化技术在材料科学与工程教学与实践中也得到广泛的推广和应用，已经成为材料科学与工程专业实践教学课程必须进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学专业的教学实践中增加机械合金化技术的实验课程，使得学生通过课程学习和实践学习来加深材料科学与工程专业课程知识和内容的认识和掌握。

综上所述，本文首先介绍机械合金化技术的概念和技术原理，讲述机械合金化技术在材料科学与工程中的应用，并结合材料科学与工程专业课程教学研究和探讨了机械合金化技术在材料科学与工程专业的教学实践中的研究和应用。采用机械合金化技术可以制备多种材料，这为材料科学与工程专业实验课程的教学实践提供了丰富的教学内容，可以在材料科学与工程专业的实验课程中开设一些关于机械合金化工艺制备新型金属合金材料的实验课程。

参考文献

[1]李青虹，晋芳伟，机械专业实验课程教学改革的研究[J].机电技术，2011（1）：149—151

[2]刘宏达，马忠丽.高校实验课程教学质量评价体系的构建[J].中国现代教育装备，2009（3）：60-63

[3]罗乐，张春早，黄英等.加强实验课程教学质量管理的探索[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2005，19（1）：16-18

[4]谢秀红，贾天钰.大学实验课程教学改革新探[J].航海教育研究，2007（2）：74-76