分析粉末冶金材料及冶金技術(shù)的發(fā)展

楊 鍵

（山西太鋼哈斯科科技有限公司， 山西 陽(yáng)曲 030100）

冶金技術(shù)在我國(guó)具有著十分悠久的應(yīng)用歷史，冶金技術(shù)在我國(guó)最早應(yīng)用于生鐵冶金。生鐵冶金可以說是冶金技術(shù)的初級(jí)運(yùn)用。隨著冶金技術(shù)的不斷優(yōu)化與改良，粉末冶金技術(shù)成為冶金技術(shù)運(yùn)用的一大方式。分析與研究粉末冶金材料與冶金技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用能夠極大的促進(jìn)粉末冶金的推廣，有助于判斷冶金技術(shù)的未來發(fā)展走向，對(duì)我國(guó)冶金行業(yè)的發(fā)展具有著十分重大的意義和作用。

1 粉末冶金技術(shù)的主要特點(diǎn)

粉末冶金技術(shù)與傳統(tǒng)的冶金技術(shù)相比，粉末冶金具備著傳統(tǒng)冶金技術(shù)所不具備的物理性能，通過粉末冶金技術(shù)的運(yùn)用能夠制造更為精細(xì)的零件或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工具。例如：建筑機(jī)械設(shè)備中的微小部件。通過粉末冶金技術(shù)的運(yùn)用能夠直接對(duì)多種冶金材料進(jìn)行復(fù)合式加工，進(jìn)而能夠生產(chǎn)出傳統(tǒng)冶金技術(shù)不能生產(chǎn)的材料或用具，并且通過粉末冶金技術(shù)的運(yùn)用還能夠極大的縮減冶金的冶煉成本。例如：通過粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)出的多空分離膜、功能性陶瓷等材料。與此同時(shí)，粉末冶金技術(shù)還能夠提升工業(yè)廢料的二次利用效率，如廢棄的鐵屑、冶煉殘余等均可作用粉末冶金的基礎(chǔ)材料。

當(dāng)前我國(guó)冶金行業(yè)中粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，粉末冶金技術(shù)的運(yùn)用主要集中于我國(guó)的華東與華南地區(qū)，圖1為我國(guó)在2016年粉末冶金行業(yè)所占據(jù)在我國(guó)各大地區(qū)的主要分布狀況柱狀圖，其中華東地區(qū)與華南地區(qū)占據(jù)著總比例的百分之九十以上。我國(guó)在2016年通過運(yùn)用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)的零件質(zhì)量高達(dá)210萬t，并且依舊呈現(xiàn)著逐漸上升趨勢(shì)。

圖1 2016年我各大地區(qū)粉末冶金行業(yè)所占有的比例圖

2 傳統(tǒng)冶金材料分類

傳統(tǒng)的冶金材料主要可以分成以下幾種：鐵基粉末冶金材料、鋼基粉末冶金材料、難溶性金屬冶金材料、電子冶金材料、摩擦冶金材料等等。鐵基粉末冶金材料是最為常見的冶金材料之一，鐵基粉末冶金材料大多應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。鋼基粉末冶金材料由于其自身構(gòu)成材料的配比度不同其性能有著較大的差異和區(qū)別，如：銅合金具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，黃銅材料具有較強(qiáng)的耐磨性。鋼基粉末冶金材料在我國(guó)電器制造行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛[1]。難溶性金屬冶金材料主要是指熔點(diǎn)大于1700℃的金屬材料，由于該種材料的熔點(diǎn)較高，通常具有較高的硬度與強(qiáng)度，大多應(yīng)用于軍機(jī)設(shè)備制造、航空行業(yè)。電子冶金材料主要引用于電器元件之中，隨著我國(guó)通信行業(yè)的發(fā)展，電子冶金材料的應(yīng)用逐漸滲透至我國(guó)各行各業(yè)。摩擦冶金材料具有著極強(qiáng)的抗磨損能力，當(dāng)前摩擦冶金材料大多應(yīng)用于抗磨元件的制造之中，如：汽車行業(yè)中的制動(dòng)裝置、離合器等。

3 現(xiàn)代冶金材料分類

當(dāng)前現(xiàn)代化的冶金材料主要應(yīng)用于信息行業(yè)、能源研究應(yīng)用行業(yè)、生物材料制造行業(yè)、軍用設(shè)備制造行業(yè)等高端行業(yè)。在信息行業(yè)中現(xiàn)代冶金材料的應(yīng)用主要可以分成金屬類材料以及鐵氧材料，當(dāng)前鐵氧體磁性材料只能通過現(xiàn)代化的粉末冶金技術(shù)制造出來，并且其整體的生產(chǎn)成本較高，如：磷鐵、硅鋼等[2]。對(duì)于能源研究應(yīng)用行業(yè)而言，現(xiàn)代冶金材料的研究與應(yīng)用主要是為了滿足節(jié)能需求，在能源研究中的應(yīng)用主要可以分成儲(chǔ)能式材料與新能源材料兩種。如：儲(chǔ)氫合金材料中的、鎂鎳類以及鈦鐵類等。在生物材料制造行業(yè)中現(xiàn)代冶金材料主要應(yīng)用于人造機(jī)械骨骼等生物類醫(yī)學(xué)研究，其主要研究的目的在于降低人體排斥能力、延長(zhǎng)人類生存壽命、降低醫(yī)療成本?，F(xiàn)代冶金材料在軍事應(yīng)用中主要體現(xiàn)才武器性能提升、航空航天新型材料研發(fā)之中，現(xiàn)代粉末冶金材料在航空航天中主要是減摩材料與抗輻射材料研究。

4 粉末冶金材料以及冶金技術(shù)的主要發(fā)展

4.1 粉末注射成型技術(shù)

由于歷史性原因，我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的起點(diǎn)較低，發(fā)展的時(shí)間較短。相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)還處于發(fā)展中階段。我國(guó)在進(jìn)入到21世紀(jì)以來，我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入到了發(fā)展的蓬勃時(shí)期，粉末冶金技術(shù)中的粉末注射成型技術(shù)、溫壓成形技術(shù)、燒結(jié)硬化技術(shù)得到了穩(wěn)步的提升與拓展。當(dāng)前粉末注射成型技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)開始初步運(yùn)用，粉末注射成型技術(shù)成型的材料所需要花費(fèi)的時(shí)間周期較長(zhǎng)，因此粉末注射成型技術(shù)大多應(yīng)用于陶瓷、鐵基，但是隨著我國(guó)國(guó)民對(duì)于冶金行業(yè)要求的逐漸提升，傳統(tǒng)的粉末注射成型技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的需求，通過粉末注射冶金技術(shù)制造的陶瓷其中含有的在較多，優(yōu)化與改良后的粉末注射材料主要為鈦合金以及高溫合金材料，鈦合金材料以及高溫合金材料由于其自身結(jié)構(gòu)的差異，粉末注射成型技術(shù)逐漸軸向復(fù)雜化與精細(xì)化，粉末注射成型技術(shù)在未來必將成為粉末冶金技術(shù)的一大重要分支技術(shù)。

4.2 溫壓成形技術(shù)

溫壓成形技術(shù)是近年來新型的粉末冶金技術(shù)的一種，溫壓成形技術(shù)主要基于流動(dòng)溫壓工藝，我國(guó)相關(guān)科研人員通過流動(dòng)溫壓技術(shù)與注射成形技術(shù)的結(jié)合，將溫壓技術(shù)與注射成型的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)充分的發(fā)揮了出來。溫壓成形技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用過程中主要應(yīng)用的步驟為：將冶金材料粗粉與細(xì)分按照工業(yè)生產(chǎn)材料的實(shí)際需求比例進(jìn)行配比混合，之后再運(yùn)用溫壓工藝進(jìn)行進(jìn)一步的加工，進(jìn)而生產(chǎn)出更為高質(zhì)量的冶金材料。溫壓成形技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用過程中其中最應(yīng)當(dāng)注重的即為粗粉與細(xì)粉的流動(dòng)性，在溫壓成形階段，要配比好粗粉與細(xì)粉的實(shí)際比例，進(jìn)而才能保障冶金成品的生產(chǎn)質(zhì)量，溫壓成形技術(shù)具有著其他技術(shù)形式所不具備的很多優(yōu)點(diǎn)，并且溫壓成形技術(shù)在我國(guó)當(dāng)前冶金行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，例如：我國(guó)汽車制造行業(yè)中復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高密度汽車零件在生產(chǎn)的過程中主要應(yīng)用的就是溫壓成形技術(shù)，通過粗粉與細(xì)粉的高精度配比，極大的降低了原材料不良損耗，縮減了冶金材料的生產(chǎn)成本，提升了制造企業(yè)的成本收益。

4.3 微波燒結(jié)技術(shù)

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的改革以及我國(guó)市場(chǎng)未來的發(fā)展需求，我國(guó)冶金行業(yè)對(duì)于綜合性能更高的冶金材料的需求量逐漸上漲，因此我國(guó)冶金企業(yè)要想在當(dāng)前激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，就應(yīng)當(dāng)注重材料制造技術(shù)的革新與換代。通過微波燒結(jié)技術(shù)的運(yùn)用，冶金企業(yè)所生產(chǎn)的冶金材料內(nèi)部材料構(gòu)成更為均勻，并且生產(chǎn)的材料任性更強(qiáng)。微波加熱方法由于微波的特性，使得其加工的效率與速度極高，通常在60s的時(shí)間內(nèi)其溫度即可上升值1700℃，部分冶金材料的溫度在該段時(shí)間內(nèi)甚至能夠上升至2200℃[3]。因此微波燒結(jié)技術(shù)在陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用效果更為優(yōu)異。通過微波燒結(jié)技術(shù)生產(chǎn)的陶瓷器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，在實(shí)際的燒制過程中陶瓷內(nèi)部的受熱更為均勻，陶瓷不易發(fā)生裂痕。因此通過微波燒結(jié)生產(chǎn)的陶瓷破損率更低，生產(chǎn)的成本更為低廉，微波燒結(jié)技術(shù)將成為陶瓷材料加工的未來主要應(yīng)用走向。

5 結(jié)語

隨著我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)水平的不斷提升，我國(guó)對(duì)于冶金制品的綜合性能要求越來越高，我國(guó)冶金企業(yè)要想提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)重視冶金技術(shù)的升級(jí)與優(yōu)化，重視企業(yè)相關(guān)技術(shù)人才培養(yǎng)，并制定更為科學(xué)合理的管制體系，這樣才能在未來激烈的競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟。

[1]王靖鵬，顧煜臻，劉文生.探究粉末冶金的發(fā)展及現(xiàn)狀[J].世界有色金屬，2017（13）：8；10.

[2]安鵬，彭明軍，史方杰.粉末冶金技術(shù)的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（10）：18.

[3]姚晨光.粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016，6（4）：9-10.