第一節(jié) 產(chǎn)品技術發(fā)展現(xiàn)狀
1、粉末制備技術
粉末霧化一直是高性能粉末的制備技術。熱氣流霧化技術能夠延長金屬液滴在液相狀態(tài)的時間，使粉末可以經(jīng)過二次破碎（霧化），因而大大提高了霧化的效率，所得到的粉末粒度更為細小。ASL公司的 研究 結果表明，若將氣體溫度提高到330℃。制備相同粒度粉末所需的氣體消耗量減少30%，其經(jīng)濟 分析 和工程化問題 研究 說明該技術是完全可行的。粉末霧化方面的技術有很大的改進。例如，采用一種新型自由裸體式氣體霧化，能夠得到更細的工具鋼粉末，顆粒中碳化物的分布更均勻、缺陷更少。
美國赫格拉斯公司將先進的煉鋼技術用于粉末生產(chǎn)中，融合了電弧煉爐（EAF）技術、氬氧脫碳技術（ADO）、高性能霧化技術和氫退火技術，大大改善了粉末質(zhì)量、粉末壓坯密度和強度得到了提高。在活性粉末霧化方面，為了減少熔煉過程熔體與坩堝的反應，德國開發(fā)了電極感應熔煉氣霧化（EIGA）技術，可制備高活性的鈦、鋯以及TiAl金屬間化合物粉末。機械合金化仍然是 研究 的熱門，但大多數(shù)是實驗室工作。值得一提的是德國Zoz公司才用自己開發(fā)的高能球磨設備研磨電弧熔煉爐的爐渣，然后經(jīng)過濕法冶金回收金屬，這一技術既改善了環(huán)境，有開拓了巨大的市場。
2、粉末燒結理論與技術
微波燒結作為一種新的快速燒結技術，已經(jīng)完全適用于金屬粉末材料，如粉末鋼、硬質(zhì)合金、有色金屬等。微波燒結的工業(yè)化也許指日可待，因為不管是設備和技術的成熟度，還是批量化生產(chǎn)能力都沒有太大問題；而主要障礙是生產(chǎn)商的接受程度和風險度。
放電等離子燒結（SPS）的 研究 也不少，材料體系也從陶瓷擴展到了金屬材料，特別是一些超細晶材料，如鋁合金、鎂合金和自潤滑鐵基材料等。但是由于其單件生產(chǎn)的特點，該方法恐怕只能用來作一些基礎 研究 。
噴射沉積在制備大型、細晶材料方面非常有優(yōu)勢。該技術最初主要生產(chǎn)鋁合金和鋁硅合金。隨著熔煉技術的提高，噴射沉積已可用來制備工具鋼和高溫合金。德國不來梅大學報導采用噴射沉積制備出了單件質(zhì)量超過100公斤，內(nèi)徑40mm，外徑500mm，寬100mm的高溫合金環(huán)。
快速成形技術近年來引起了很多學者的關注。在粉末冶金領域應用最多的是直接金屬激光燒結。目前該技術已用于鋼鐵粉末和鈦合金粉末等。另一種金屬快速成形方法是三維印刷。該方法非常方便用于各種不同成分合金按照不同結構需要進行三維微觀堆積，目前尚處于概念階段。但該技術已用來制備了一些由金屬+粘結劑組成的結構，以及梯度功能材料。
3、粉末零件后續(xù)處理技術
后續(xù)處理對粉末冶金零件的性能至關重要。燒結硬化將燒結和熱處理融為一體，合金成分和冷卻條件對材料性能的影響很大。Miba公司采用鉆孔技術對零件可加工性進行了評價。神戶鋼鐵公司在燒結鋼中添加一種復雜鈣氧化物，代替通常用的MnS，明顯改善了零件的可加工性，而不損害其力學性能。此外隨著應用的擴大，粉末鋁及復合材料的切削、多孔材料的線切割也受到了關注。
表面硬化是提高粉末冶金齒輪的重要手段。雖然鐵基零件的密度已可達到7.4g/cm3，但在齒根和接觸面仍需進一步提高密度和硬度。采用徑向軋制已成為了一種重要手段，目前，各大鐵基零件廠家對高性能粉末冶金齒輪的生產(chǎn)和應用都有表現(xiàn)出極大的關注。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
粉末冶金產(chǎn)品工藝特點：不需要或只需極少量切削加工；材料利用率可高達 97 %；零件尺寸的制造公差較小且具有再現(xiàn)性；材料成分可調(diào)；零件表面光潔度較好；可通過熱處理提高硬度和耐磨性；對于自潤滑或過濾用，可提供具有可控孔隙度的材料或制品；可制造其他金屬成形工藝不能制造的，形狀復雜或奇特的零件；適于中等至大批量零件生產(chǎn)。
粉末冶金產(chǎn)品工藝流程圖
第三節(jié) 國內(nèi)外技術未來發(fā)展趨勢 分析
目前，粉末冶金技術正向著高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向發(fā)展。近年來，一系列粉末冶金新的成形技術層出不窮，并呈現(xiàn)出加速發(fā)展態(tài)勢。機械合金化、粉末注射成形、溫壓成形、噴射成形、微波燒結、放電等離子燒結、自蔓延高溫合成、燒結硬化粉末注射成形等技術將成為日后技術發(fā)展的主流方向。
1、粉末注射成型技術
粉末注射成形仍然是當前 研究 的熱點之一。粉末注射成形的材料已經(jīng)從早期的鐵基、硬質(zhì)合金、陶瓷等對雜質(zhì)含量不敏感，性能要求不是非?？量痰捏w系，發(fā)展到了鎳基高溫合金、鈦合金和鈮材料。材料應用領域也從結構材料向功能材料發(fā)展、如熱沉材料、磁性材料和形狀記憶合金。材料結構也從單一均勻結構向復合結構發(fā)展。金屬工注射成形技術可實現(xiàn)多種不同成分的粉末同時成形，因而能夠得到具有三明治形式的復合結構。例如將316L不銹綱和17-4PH合金復合，能夠?qū)崿F(xiàn)力學性能的連續(xù)可調(diào)。粉末注射成形的一個重要發(fā)展方向與與微系統(tǒng)技術密切相關。在與微系統(tǒng)技術密切相關。
在與微系統(tǒng)相關的領域中，如電子信息、微化學、醫(yī)療器械等，器件不斷小型化，功能更加復合化。而粉末注射成形技術提供了實現(xiàn)的可能。微注射成形技術是對傳統(tǒng)注射成形技術的改進。它是針對零件尺寸結構小到1um所開發(fā)的成形技術，基本工藝與傳統(tǒng)注射成形一致，但原料粉末粒度更小。采用微注射成形技術已經(jīng)開發(fā)出了表面微結構精度10um的微流體裝置，尺寸為350um~900um的不銹鋼零件；實現(xiàn)了不同材料成分、復合結構的共燒結或共連接，獲得了磁性/非磁性、導體/非導體微型復合零件。
2、噴射成形技術
噴射成形是快速凝固技術的最新發(fā)展，它將快速凝固及金屬材料的直接成形有機的結合起來，具有如下優(yōu)點：首先，具有最短時和更直接地將熔融金屬制成最終產(chǎn)品的優(yōu)點，提供了節(jié)省大量能源的可能；第二、具有快速凝固技術的優(yōu)點，得到的材料與傳統(tǒng)材料相比晶粒組織細小，無宏觀偏析，并具有較高的機械性能；第三、同粉末冶金技術相比，工藝簡單，金屬的氧化程度小，生產(chǎn)成本降低40%，并可得到粉末冶金的益處。正是由于這些優(yōu)點，噴射成形技術在國內(nèi)外受到了廣泛的重視，被普遍認為是繼連續(xù)鑄造工藝之后金屬材料制備技術的最重要發(fā)展，顯示了巨大的潛力。此技術主要用于制備汽車軸瓦材料，修復軋輥和制備高硅電工鋼片等。
3、放電等離子燒結技術
放電等離子燒結(SPS)是新一代的快速燒結法。放電等離子燒結簡稱SPS，是利用放電等離子體進行燒結。等離子體是物質(zhì)在高溫或特定激勵下的一種物質(zhì)狀態(tài)，是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)以外，物質(zhì)的第四種狀態(tài)。等離子體是電離氣體，是由大量正負帶電粒子和中性粒子組成的并表現(xiàn)出集體行為的一種準中性氣體。等離子體是解離的、高溫導電氣體，可提供反應活性高的狀態(tài)。等離子體溫度4000～10999℃，其氣態(tài)分子和原子處在高度活化狀態(tài)，而且等離子氣體內(nèi)離子化程度很高，這些性質(zhì)使得等離子體成為一種非常重要的材料制備和加工工具。
等離子體加工技術已得到較多的應用，例如等離子體CVD、低溫等離子體PVD 以及等離子體和離子束刻蝕等。目前等離子體多用于氧化物涂層、等離子腐蝕方面，在制備高純碳化物和氮化物粉體上也有一定應用。而等離子體的另一個很有潛力的應用領域是在陶瓷等材料的燒結方面。目前等離子體多用于氧化物涂層、等離子腐蝕方面，在制備高純碳化物和氮化物粉體上也有一定應用。產(chǎn)生等離子體的方法包括加熱、放電和光激勵等。放電產(chǎn)生的等離子體包括直流放電、射頻放電和微波放電等離子體。SPS利用的是放電等離子體。
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