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模具粉末冶金

吴伟

（合肥学院 11材料二班 1106032008）

摘要：粉末冶金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，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。

广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。本报告使用的行业定界为狭义范围

关键词：粉末冶金、基本工序、应用、发展方向、问题及机遇

Powder metallurgy technology

Abstract： Powder is made of metal powder or metal powder ( or a mixture of metal powder and nonmetal powder ) as a raw material, molding and sintering , preparation of metal materials, composite materials and various types of products, industrial technology . Currently , powder metallurgy technology has been widely used in transportation, machinery, electronics , aerospace , weapons, biology, new energy, information and the nuclear industry and other fields , to become one of the new materials science branch the most dynamic . Powder metallurgy technology has significant energy saving, saving material , high performance , high precision and good stability and a series of advantages , very suitable for mass production . In addition, some materials and complex parts using traditional casting methods and machining methods can not also be prepared by powder metallurgy technology, so much attention to the industrial sector . Powder metallurgy industry broadly covers the stone tools, carbide , magnetic materials and powder metallurgy products. Powder metallurgy industry refers only to a narrow powder metallurgy products, including powder metallurgy parts ( accounting for the vast majority ) , oil bearings and metal injection molding products. Industry delimitation used in this report is the narrow range

Key word: Powder metallurgy, basic processes, applications, development direction, problems and opportunities

一、全球粉末冶金工业基础概括

粉末冶金技术是当前新材料科学中最具发展活力的分支之一，已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域。粉末冶金制品节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金零件是粉末冶金行业的主导产品之一，应用领域广、需求量大。2006年全球粉末冶金制品市场规模约在 450 亿美元，其中粉末冶金零件约占 17﹪，为 80 亿美元左右。2009 年中国粉末冶金零件及含油轴承总产值约为 40 亿元，占全球市场比重较小，发展空间也较为广阔。根据对中国钢协粉末冶金分会27个会员厂家的数据整理统计，2009年全国铁粉总产量为294748.812吨，其中还原铁粉154973.947吨、水雾化铁粉136896.865吨、羰基铁粉495.00吨、电解铁粉1200吨。

2010年，全球粉末冶金工业正在恢复，2010年比2009年好。2010年北美轻型车产量将增加到1000万辆，2010年将恢复到1200-1400万辆。粉末冶金工业应更关注与移植汽车制造厂的技术人员合作，鼓励移植汽车采用更多粉末冶金零件。我国粉末冶金工业由于长期缺乏数量较大和附加值较高的零件需求，没有机会让粉末冶金行业发挥它特有的优势提供了良好的机遇。因此在20世纪90年代中期，用于汽车和摩托车工业的粉末冶金零件按质量计算在10年间几乎翻了一番。而用于附加值较低的农机工业粉末冶金零件则几乎减少一半。高附加值的粉末冶金零件正逐步向汽车领域转移。2006年中国粉末冶金零件及制品的产量增加了17.5％，达到约88000t。统计的产品类别包括铁铜基粉末冶金零件、含油轴承以及摩擦材料。其中汽车市场粉末冶金零件用量约为32000t，占37％，增长了28％；电动工具市场增长29％。

二、粉末冶金技术简介

粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。

粉末冶金工艺的基本工序：

1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。

2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求