淺析粉末冶金技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

馮蘭師

【摘要】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(shuō)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(lái)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。

【關(guān)鍵詞】粉末冶金；技術(shù)；發(fā)展；現(xiàn)狀

一、高強(qiáng)度制造工藝

（一）材料的選擇

（1）原料配方選用。粉末冶金鐵基原料中會(huì)添加相應(yīng)的合金元素來(lái)改良錐齒輪的強(qiáng)度?；瘜W(xué)成分一欄中合金元素NI的含量在一定范圍內(nèi)增加，產(chǎn)品的機(jī)械性能可以相應(yīng)得到提升。元素C的含量變化對(duì)產(chǎn)品硬度影響非常顯著，粉末冶金錐齒輪需要在高抗沖擊（高韌性）和劇烈摩擦（高耐磨性）環(huán)境下工作，因此可采用低C含量原料。（2）原料制作工藝。由于粉末冶金原料制作工藝有很多種，不同的工藝制作出來(lái)的原料成分均勻性有差異。

（二）熱處理工藝

熱處理目的是提高錐齒輪硬度、耐磨性和強(qiáng)度等力學(xué)性能，因此根據(jù)粉末冶金錐齒輪使用要求，需要選擇合理的熱處理工藝。錐齒輪不但需要承載高響度沖擊，而且表面需很好的耐磨性，還要保證錐齒輪高精度。因此采用表面滲碳熱處理工藝最為合適。為了使錐齒輪心部能保持一定的強(qiáng)度和較高的韌性和塑性，表面滲碳熱處理的滲層必須要有嚴(yán)格規(guī)定，可根據(jù)錐齒輪模數(shù)的0.25～0.4系數(shù)來(lái)制定；防止錐齒輪磨損疲勞失效，表面硬度合理范圍在650HV0.1～820HV0.1比較合理；為解決大小錐齒輪壽命匹配問(wèn)題，大輪表面硬度應(yīng)較小輪硬度低50HV0.1左右。

二、粉末冶金技術(shù)分類(lèi)

（一）粉末注射成型技術(shù)

我國(guó)在進(jìn)入到21世紀(jì)以來(lái)，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(kāi)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(guò)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(lái)必將成為粉末冶金技術(shù)的一大重要分支技術(shù)。

（二）微波燒結(jié)技術(shù)

通過(guò)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℃。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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)主要應(yīng)用走向。

三、發(fā)展措施

（一）難熔冶煉自動(dòng)加料改造

難熔冶煉工序中的粉軋機(jī)為人工加料，容易出現(xiàn)加料不均勻的情況，造成產(chǎn)品的合格率下降，廢品增多，生產(chǎn)效率較低。通過(guò)加裝自動(dòng)加料裝置，可以使加料的過(guò)程更加均勻，從而提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。企業(yè)更換后經(jīng)測(cè)定約可使合格率提高8%，減少原料浪費(fèi)約1.6t，年節(jié)約成本30萬(wàn)元。

（二）難熔冶煉冷卻水水質(zhì)除雜

難熔金屬冶煉過(guò)程中燒結(jié)爐電氣循環(huán)水易堵塞管道，引起爐體過(guò)熱事故，冶煉產(chǎn)品報(bào)廢。在進(jìn)水端加裝三通過(guò)濾器可減少水中的雜質(zhì)，減少堵塞和電氣故障導(dǎo)致的重?zé)Ｊ鹿蕯嚯姾笠粋€(gè)批次的產(chǎn)品重新回爐，約消耗電量15萬(wàn)kW·h，因此減少一次事故斷電可節(jié)約電量15萬(wàn)kWh。另外，循環(huán)水除雜處理后，可提高冷卻效率，減少循環(huán)水的補(bǔ)水量，同時(shí)減少?gòu)U水排放量。

（三）供暖用鍋爐低氮燃燒改造

企業(yè)的6臺(tái)燃?xì)忮仩t（3臺(tái)GE615，3臺(tái)WNS1.4—0.7/95/70—Q），2014年消耗天然氣942 571m³，廢氣直排，未采取低氮燃燒、脫硝處理，氮氧化物排放濃度平均值約為102 mg/m³，排放總量1.764 t。隨著北京市《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/139—2015）頒布實(shí)施，在用鍋爐于2017年4月1日之后，氮氧化物排放限值降至80mg/m³，但仍難以滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)所有燃?xì)忮仩t的燃燒器進(jìn)行改造，采用低氮燃燒器，從源頭減少氮氧化物的產(chǎn)生，降低污染物排放。

四、結(jié)語(yǔ)

時(shí)至今日，粉末冶金技術(shù)是材料性能提高和開(kāi)發(fā)新材料的重要手段之一，粉末冶金技術(shù)已成為當(dāng)代材料科學(xué)發(fā)展的先進(jìn)領(lǐng)域。粉末冶金材料、技術(shù)、工藝的不斷創(chuàng)新，將會(huì)加快高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和國(guó)防工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，也一定會(huì)帶給材料工程和制造技術(shù)令人滿意的未來(lái)。這些年來(lái)，中國(guó)的粉末冶金行業(yè)飛速發(fā)展，在工藝裝備和技術(shù)上都比以前有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但同世界先進(jìn)技術(shù)相比還存在較遠(yuǎn)的距離。所以，推進(jìn)粉末冶金材料、技術(shù)工藝的創(chuàng)新，提高我國(guó)粉末冶金產(chǎn)品的層次和水平，減少與世界先進(jìn)水平的差距，是當(dāng)前我國(guó)材料技術(shù)的重中之重。