摘要：粉末冶金技术具有节能、高效、环保等诸多优点，已广泛应用到各个领域。粉末冶金可用于制备传统方法无法制备的材料和难以加工的零件，因此，研究粉末冶金的发展越来越具有重要的意义。本文主要介绍了粉末冶金的概念、发展历史和工艺特点，简述了国内外粉末冶金产业发展状况，并分析了粉末冶金技术的应用领域和发展现状。
关键词：粉末冶金；技术；粉末冶金；材料；发展状况
引言
粉末冶金技术是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过压制成形、烧结和后处理等工艺，制备金属材料、复合材料以及各种类型制品的近净成形工艺技术。由于粉末冶金技术具有可充分实现各组元优异性能的叠加，可生产特殊结构和性能的材料或制品，容易实现智能制造、节能减排和资源化利用，可极大地减少成分偏聚、消除粗大组织、消除不优异的物理、化学和力学性能，生产效率高、成本低等优势，因此，近30年来一直是国际科研院所、高校和企业研究的热点。目前，粉末冶金材料和制品已广泛应用于交通、机械、电子、航天航空等领域，市场需求量极大。粉末冶金压机作为粉末冶金生产工艺中压制成形的关键设备，具有广阔的市场空间，关于粉末冶金压机的研究受到国内外研究人员的普遍重视。
1 粉末冶金简介
1． 1 粉末冶金工艺
粉末冶金学就是研究金属粉末的加工过程，包括粉末的制备，粉末的特性以及金属粉末转变为有用工程部件的过程。这个过程改变了粉末的性质、性能以及它的组织结构而成为最终的产品。粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，粉末冶金材料和制品的工艺流程如图 1 所示。粉末冶金的基本工艺是：
1）原料粉末的制取和准备，粉末可以是纯金属或其他合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物；
2）将粉末制成所需形状的生坯；
3）将生坯在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使最终材料或制品具有所需的性能。
图 1 粉末冶金基本工艺
1．2 粉末冶金的发展历史
在远古时期，埃及人在一种风箱中用碳还原氧化铁得到海绵铁，经高温锻造成致密块，再捶打成铁的器件，此炼铁技术是人类最初制取铁器的唯一手段，其作为粉末冶金的雏形，拉开了人类社会铁器时代的序幕。1909 年制造电灯钨丝（钨粉成形、烧结、再锻打拉丝）的方法为粉末冶金工业迈出了第一步，奠定了现代粉末冶金的基础。1923年又成功地制造了硬质合金，20 世纪初，人们用粉末冶金方法制造了钨钼制品、硬质合金、青铜含油轴承、多孔过滤器、集电刷等，至此，整套粉末冶金技术初步形成。20 世纪 50 年代以后，粉末冶金技术逐渐运用到各类学科行业，经过各行业之间的渗透融合，开发出一系列以粉末冶金技术为基础的新材料，如：粉末冶金高速钢、特种陶瓷、纤维增强材料等。由于各行业的借鉴融合，一系列新工艺被研发出来，比如：注射成形、温压成形、等静压制等。随着现代经济的高速发展，各类新材料的需求越来越大，粉末冶金技术必将向更深更广阔的领域发展。
1.3 粉末冶金的特点
粉末冶金在技术上和经济上具有一系列优点：
1) 生产普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料，如难熔金属、硬质合金、多孔材料、假合金等；
2）粉末冶金方法生产的某些材料比普通熔炼法生产的材料性能优越，如粉末高速钢和粉末高温合金等；
3）材料利用率高、生产效率高，粉末冶金制造机械零件是一种无切削或少切削的工艺，可大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率；
4）在进行粉末冶金的过程中，还能够保证材料的比例正确均匀，并且适合生产不同形状的多数量产品，这样能够大大的降低生产成本。
2 粉末冶金材料
粉末冶金技术的优点有节约能源、节省材料、材料性能优异、有着极高的产品精度和良好的稳定性，同时大批量生产也没有问题。除此之外，在材料制作里部分用机械加工方法和传统铸造方法没有办法制备的材料和很难加工出的零件也可用粉末冶金技术进行制作预备，所以受到了工业界的广泛重视。
3 粉末冶金压机的国内研究现状
中国粉末冶金技术研究起步较晚，目前，国内许多粉末冶金制品生产企业还采用冲床进行简单零件生产，生产效率低，生产环境较差。近 10 余年来，随着中国汽摩工业的飞速发展，对粉末冶金汽摩零部件的需求日益增大，部分压机生产企业通过引进国外模架生产技术，对原有设备进行了改造，基本满足中低档粉末冶金制品的生产要求。部分科研院所、高校和企业通过自主创新，在压机机械结构设计、自动化和智能化方面进行了研究和实践，成果显著。
4 粉末冶金技术的发展
近年里，伴随着部分新技术的发展，例如机械合金化、喷射成形、温压成形、粉末注射成形、微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等技术的发展，使得粉末冶金材料和技术受到了世界各个国家的普遍重视，与此同时粉末冶金材料和技术的应用也越来越广泛。
4.1 粉末自备冶金技术的发展
机械合金化是由 Benjamin 等科学家提出的一种制作合金粉末的高能球磨技术。机械合金化是在高能球磨条件作用下，利用金属粉末混合物的特质，使其反复变形、断裂、焊合、原子间的互相扩散或产生固态反应来形成合金粉末。喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。是于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，得到干燥产品。从而获得粉粒状产品的一种粉末制备过程。
4.2 粉末成形冶金技术的发展
粉末注射成形是传统粉末冶金技术和先进塑料注射成形互相结合而形成的一门新式粉末冶金近净成形技术。粉末注射成形的材料从较早时期的铁基、硬质合金等对杂质不敏感、在性能要求上并不苛刻的系统，发展成了目前镍基高温合金、钛合金和铌材料。在材料应用领域方面上也从结构材料向着功能材料发展。温压成形技术是在 20 世纪 90 年代迅速发展的一项新式技术。温压成形技术是利用特别制成的粉末进行加热、粉末输送以及模具系统，然后将带有特殊润滑剂的混合粉末和模具加热一起至130 ～ 150℃使其刚性模压，最后使用烧结工艺进行致密化的新技术。
从 20 世纪 80 年代开始世界工业发达国家在快速凝固粉末冶金（RS PM）工艺的基础上发展出一种新式的材料制备与成形技术。喷射成 形（Spray Forming）技 术，或 喷 射 沉 积（Spray Deposition）及 喷 射 铸 造（Spray Casting）技术，。，喷射成形技术与传统在与 RS PM 工艺相比的最为显著的特点就是从一开始的合金熔炼到最后的形成特殊制定形状的块体材料可以使用仅需一步的操作就能完成，去除了 RS PM 工艺制作过程中的粉末贮存、运输、压实、烧结等工序，最大可能的减少了材料在多环节制备过程中被氧化的几率，减少了材料制备的成本消耗。
4.3 粉末烧结冶金技术的发展
粉末冶金烧结冶金技术是指利用粉末或者粉末压坯在合适的物理环境条件下对其升温所发生的现象。众所周知，决定着粉末冶金制品性能的重要环节之一就是烧结工艺，这一直是长久以来是人们研究的重点；目前各式促进烧结的方法不断出现，如微波烧结、放电、离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等。
5总结语
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。
参考文献：
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论文作者:陈焕森
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/4
标签：粉末冶金论文; 粉末论文; 材料论文; 技术论文; 合金论文; 工艺论文; 性能论文; 《基层建设》2019年第11期论文;