粉末冶金材料的分類及應(yīng)用分析

【摘要】 隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，冶金行業(yè)也有了很大程度的進(jìn)步。冶金材料的種類也變得越來(lái)越多樣化。就目前來(lái)說(shuō)，粉末冶金材料最為普遍，粉末冶金材料主要由硬質(zhì)合金、粉末冶金結(jié)構(gòu)材料等等一系列的材料構(gòu)成。本文主要針對(duì)粉末冶金材料的具體分類進(jìn)行深入的研究和分析，并且對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行分析和探究。

【關(guān)鍵詞】粉末冶金材料；材料分類；應(yīng)用

粉末冶金材料是指用粉末冶金工藝制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有傳統(tǒng)熔鑄工藝所無(wú)法獲得的獨(dú)特的化學(xué)組成和物理、力學(xué)性能，如材料的孔隙度可控，材料組織均勻、無(wú)宏觀偏析（合金凝固后其截面上不同部位沒(méi)有因液態(tài)合金宏觀流動(dòng)而造成的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象），可一次成型等。

1、粉末冶金材料的主要分類

①粉末冶金減摩材料，又稱燒結(jié)減摩材料。通過(guò)在材料孔隙中浸潤(rùn)滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤(rùn)滑劑制得。材料表面間的摩擦系數(shù)小，在有限潤(rùn)滑油條件下，使用壽命長(zhǎng)、可靠性高；在干摩擦條件下，依靠自身或表層含有的潤(rùn)滑劑，具有自潤(rùn)滑效果。廣泛用于制造軸承、支承襯套或作端面密封等。

②粉末冶金多孔材料。又稱多孔燒結(jié)材料。由球狀或不規(guī)則形狀的金屬或合金粉末經(jīng)成型、燒結(jié)制成。材料內(nèi)部孔道縱橫交錯(cuò)、互相貫通，一般有30%～60%的體積孔隙度，孔徑1～100微米。透過(guò)性能和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，耐高溫、低溫，抗熱震，抗介質(zhì)腐蝕。用于制造過(guò)濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等。

③粉末冶金結(jié)構(gòu)材料。又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料。能承受拉伸、壓縮、扭曲等載荷，并能在摩擦磨損條件下工作。由于材料內(nèi)部有殘余孔隙存在，其延展性和沖擊值比化學(xué)成分相同的鑄鍛件低，從而使其應(yīng)用范圍受限。

④粉末冶金摩擦材料。又稱燒結(jié)摩擦材料。由基體金屬（銅、鐵或其他合金）、潤(rùn)滑組元（鉛、石墨、二硫化鉬等）、摩擦組元（二氧化硅、石棉等）3部分組成。其摩擦系數(shù)高，能很快吸收動(dòng)能，制動(dòng)、傳動(dòng)速度快、磨損?。粡?qiáng)度高，耐高溫，導(dǎo)熱性好；抗咬合性好，耐腐蝕，受油脂、潮濕影響小。主要用于制造離合器和制動(dòng)器。

⑤粉末冶金工模具材料。包括硬質(zhì)合金、粉末冶金高速鋼等。后者組織均勻，晶粒細(xì)小，沒(méi)有偏析，比熔鑄高速鋼韌性和耐磨性好，熱處理變形小，使用壽命長(zhǎng)?？捎糜谥圃烨邢鞯毒?、模具和零件的坯件。

⑥粉末冶金電磁材料。包括電工材料和磁性材料。電工材料中，用作電能頭材料的有金、銀、鉑等貴金屬的粉末冶金材料和以銀、銅為基體添加鎢、鎳、鐵、碳化鎢、石墨等制成的粉末冶金材料；用作電極的有鎢銅、鎢鎳銅等粉末冶金材料；用作電刷的有金屬-石墨粉末冶金材料；用作電熱合金和熱電偶的有鉬、鉭、鎢等粉末冶金材料。磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料。軟磁材料有磁性粉末、磁粉芯、軟磁鐵氧體、矩磁鐵氧體、壓磁鐵氧體、微波鐵氧體、正鐵氧體和粉末硅鋼等；硬磁材料有硬磁鐵氧體、稀土鈷硬磁、磁記錄材料、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各種轉(zhuǎn)換、傳遞、儲(chǔ)存能量和信息的磁性器件。

⑦粉末冶金高溫材料。包括粉末冶金高溫合金、難熔金屬和合金、金屬陶瓷 、彌散強(qiáng)化和纖維強(qiáng)化材料等。用于制造高溫下使用的渦輪盤、噴嘴、葉片及其他耐高溫零部件。其中，典型的彌散強(qiáng)化材料有：（1）燒結(jié)鋁粉（SAP）：用表面氧化法制造。SAP有很高的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，使用溫度達(dá)500℃，遠(yuǎn)優(yōu)于一般鋁合金。它主要用于：反應(yīng)堆中的核燃料包套，飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)身，壓氣機(jī)葉輪，高溫活塞等。（2）彌散強(qiáng)化銅：常用內(nèi)氧化法制造。經(jīng)彌散強(qiáng)化后，銅的強(qiáng)度、硬度得到很大的提高，導(dǎo)電性降低不多。它常用作電阻焊的電極，白熾燈燈絲引線，電子管零件和電子工業(yè)中的其他材料。（3）彌散強(qiáng)化高溫合金：最早的彌散強(qiáng)化鎳基合金是ThO2（2%）強(qiáng)化鎳（TD-Ni）。一般用共沉淀法制得。機(jī)械合金化法出現(xiàn)之后，又發(fā)展了一系列鎳基、鐵基和鈷基合金。

2、粉末冶金材料的應(yīng)用研究

2.1在機(jī)械合金方面的應(yīng)用

機(jī)械合金主要應(yīng)用的是粉末冶金技術(shù)中的高性能球磨技術(shù)。其應(yīng)用原理為：在高能球磨的基礎(chǔ)之上，有效利用了金屬粉末混合物的變形和易斷裂特性，逐步調(diào)整金屬粉末原子之間的距離，并最終形成合金粉末。所謂機(jī)械合金指的就是在固態(tài)形式下進(jìn)行的固態(tài)反應(yīng)，從而科學(xué)實(shí)現(xiàn)了合金化，而在這種狀態(tài)下形成的合金不會(huì)收到物質(zhì)熔點(diǎn)及蒸汽壓力等因素的影響，進(jìn)而表現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

2.2在干燥噴霧方面的應(yīng)用

所謂的煩躁噴霧指的是運(yùn)用霧化器將呈現(xiàn)出一定濃度的原料液轉(zhuǎn)變成一種具有噴射性能的霧狀液滴的形式，之后再經(jīng)過(guò)一系列的接觸熱空氣程序?qū)㈧F狀液滴迅速轉(zhuǎn)化成干燥劑，這就是粉粒狀干燥噴霧的制作過(guò)程。通常情況下，制作干燥噴霧需要經(jīng)過(guò)四個(gè)基本階段，依次是料液霧化、熱干燥、蒸發(fā)干燥、分離四個(gè)流程。更為重要的是，在粉末的制作過(guò)程中，還可以依據(jù)不同的需求對(duì)粉粒形狀、大小進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定。

結(jié)語(yǔ)：

粉末冶金是一種先進(jìn)的金屬成型技術(shù)，是金屬及其它粉末通過(guò)加工壓制成型、燒結(jié)和必要的后續(xù)處理制成機(jī)械零部件和金屬制品的高新技術(shù)。由于其具有節(jié)能、省材、高效、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，已受到廣泛采用，并具有很大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景。上文系統(tǒng)的總結(jié)了粉末冶金材料的種類，并對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了分析研究。從中不難看出，相對(duì)普通材料來(lái)說(shuō)粉末冶金材料無(wú)論是從性能上還是獲取上，都有著無(wú)法比擬的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，這也是目前這類材料應(yīng)用廣泛的原因之一。未來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，粉末冶金材料將會(huì)發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。

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作者簡(jiǎn)介：

蔣福海（1988） ，男，助理工程師，長(zhǎng)期從事粉末冶金生產(chǎn)管理。