粉末冶金的应用十篇

粉末冶金的应用篇1

关键词：粉末冶金技术；新能源材料；应用

前言

为了寻求长远的发展，需要重视能源问题。在全球经济以及热口增长的环境下，传统能源彰显匮乏性，无法满足社会发展的实际需求。同时，也无法进行再生。因此，面对严重的资源危机，要对新能源的开发与利用作为项目对待。粉末冶金对传统冶金技术进行了发扬过大，积极融合现代科技，推动信息化建设，实现现代工业的良性运转，也为新能源的开发提供更多的技术保障。

1 对粉末冶金技术特征的分析

粉末冶金技术具有长远的历史，其主要立足传统冶金技术，达到了对诸多学科知识的融会贯通，形成优势突出的新型冶金技术。粉末冶金主要对象是粉末状的矿石。在传统的冶金方法中，矿石的形式为整块，先进行提炼，而后进行冶炼。应用传统技术，块状矿石提炼技术受制于技术和矿石的大小，只能达到80%左右的利用率，产生大量材料的废置。但是，在粉末冶金技术的应用下，资源利用率得以大幅提升，有效降低资源浪费。另外，块状形式的矿石材料长期处于露天堆放，对环境产生不良影响，甚至破坏。由此可见，冶金技术的改善势在必行，要重视冶金技术水平的提升，使得材料各尽所用，发挥不同冶金材料的作用，切实提升使用效率，形成高性能的新材料，达到成本的降低。利用现代粉末冶金技术，能够对废矿石、旧金属材料进行再利用，有效节约资源，极大推动经济效益的获取，对可持续发展意义重大。因此，粉末冶金技术在原材料选择方面相对较为宽松，能够充分利用废旧金属、矿石等，形成不规则的粉末，满足原材料节约和回收的目标。另外，鉴于粉末冶金可塑性以及相关材料的添加，促进性能的增强和平衡。

2 对新能源技术的阐述

在科技的推动下，新能源技术逐渐被科学界重视。在传统能源开发与应用中，出现严重的资源匮乏现象，加之对环境的不良影响，使得新能源问题的出现备受关注。新能源材料需要在开发、存储以及转化方面具有突出优势。由此可见，新能源材料是发展新能源的关键因素。为了更好地实现转化和存储，其在配件、生产要素等方面都极具特色，与传统能源行业的材料截然不同。粉末冶金技术在整个新能源开发应用中占据举足轻重的地位。

3 系统介绍粉末冶金技术的类型

3.1 传统粉末冶金材料

首先，是铁基粉末冶金。这种材料是最传统，也是最为关键的冶金材料，在制造业中应用较为广泛。随着现代科技的不断发展，其应用范围不断拓展。其次，铜基粉末冶金材料。这种材料类型较多，耐腐蚀性突出，在电器领域应用较多。再次，硬质合金材料。这种材料具有较高的熔点，硬度和强度都十分高，其应用的领域主要是高端技术领域，如核武器等。最后，粉末冶金电工材料和摩擦分类，主要应用在电子领域。随着通讯技术的不断发展，粉末冶金材料的需求量增大。另外，粉末冶金材料在真空技术领域也得到推广。摩擦材料耐摩擦性较强，促使物体运动减速，抑或是停止，在摩擦制动领域应用较多。

3.2 对现代先进粉末冶金材料的介绍

首先，信息范畴内的粉末冶金材料。立足信息领域，主要是指粉末冶金软磁材料。具体讲，是指金属类和铁氧体材料。随着对磁性记录材料的研究，在很大程度上推动了粉末冶金软材料的需求。其次，能源领域内的粉末冶金材料。能源材料的研发推动能源发展，其中，主要涉及储能和新能源材料。全球经济的发展使得能源需求量增大，传统能源彰显不足，因此，新能源开发势在必行，尤其是燃料电池和太阳能的开发。再次，生物领域的粉末冶金技术。生物材料技术的发展对整个社会具有不可替代的作用。要将生物技术列入国家发展计划。在生物材料中，主要包含医用和冶金材料两大类，在维护身心健康的同时，加快金属行业的进步。第四，军事领域的粉末冶金材料。在航天领域，材料的强度和硬度是重要指标，稳定性要突出，具有极强的耐高温性。在核军事范畴，粉末冶金技术也具有发展前景，更好地推动整个社会工业技术的进步。另外，新型核反应堆的建设需要具有较高的防辐射标准，而粉末冶金技术的支持下，切实增强核反应堆的安全性与可靠性，有效降低核辐射强度。

4 对粉末冶金技术在新能源材料中的应用的介绍

4.1 粉末冶金技术在风能材料中的应用

风能对我国而言，十分丰富，不存在污染，是新能源的主要类型。在风能发电材料中，粉末冶金技术主要实现对两种材料的制作，即即风电C组的制动片以及永磁钕铁硼材料。这两种材料的制作与整个风力发电关系密切，事关发电过程的安全性与可靠性，影响发电效率的高低。风能发电机制动片在摩擦系数和磨损率方面，要求较高，同时，力学性能必须突出。目前，主要应用的是铜基粉末冶金技术，完成对压制制动片的制作。制动片需要在导热方面十分突出，同时，制动盘具有较小的摩擦。在应对恶劣温度环境的时候，也能够进行有效的使用。对于永磁钕铁硼，系统永磁材料代替了传统的永磁材料，烧结钕铁硼就是加入了稀土粉，利用粉末冶金工艺制备而成。

4.2 粉末冶金技术在太阳能中的应用

太阳能突出的特点是清洁性，是新型能源的一种，被商界所看好，开发价值巨大。当前，在太阳能领域，主要的发展方向为光电太阳能与热电太阳能，形成发展趋势。立足光电太阳能领域。其主导作用的部件为光电池，也就是半导体二极管，依靠光伏效应，促使太阳能有效转化为电能。目前，太阳能光电转化效率较低，对航天事业的发展产生阻碍。在粉末冶金技术的使用下，能够有效进行薄膜太阳能电池的制作，光电转化率得以显著提升。同时，粉末冶金技术也研发了多晶硅薄膜，代替了传统的晶体硅，光电转化率大幅提升。另外，粉末冶金技术与太阳能热电技术也实现了融合。当太阳进行地表照射之后，为了达到对光热技术的有效收集，需要发挥吸收板的功能。而吸收板的制作与粉末冶金技术息息相关，主要应用了其成型技术，发挥粉体在色素和粘结剂方的作用，而后混合，形成涂料，涂于基板之上。这也充分体现了粉末冶金技术在成型技术方面优势更加突出。

5 结束语

综上，通过对粉末冶金技术优势的分析，可以发现，其在新能源材料的开发和应用中极具发展潜力。粉末冶金在创造性方面十分突出，塑造性较强，使得其在新能源材料的发展和应用中占据核心地位。粉末冶金技术的工艺原理使得其在新能源开发中更具经济性与高效性。因此，要大力推进粉末冶金技术在新能源开发应用中的拓展，为新能源的可持续发展提供保障。

参考文献

[1]陈晓华，贾成厂，刘向兵.粉末冶金技术在银基触点材料中的应用[J].粉末冶金工业，2009，04：41-47.

[2]邱智海，曾维平.粉末冶金技术在航空发动机中的应用[J].科技创新导报，2016，07：10-12.

粉末冶金的应用篇2

【关键词】高速压制；粉末冶金；应用

粉末冶金工业可以说是一种高精尖的工业，虽然是在近几年才兴起，但是已经对很多领域都产生了非常重大的影响。而高速压制技术可以说是伴随此工业发展而来的一项技术。首先，粉末冶金工业本身就需要较高的技术和设备才能完成，硬件设备更新速度比较慢，但技术比较灵活，因此更新速度快。其次，很多的大型工程需要粉末冶金工业帮助，并且都是定制产品，这样一来就在客观上提高了难度，给高速压制技术的应用创造了平台。总的来说，由于粉末冶金工业的迅速发展，需要通过高速压制技术的应用来获得一个更大的进步。在此，本文主要对高速压制技术在粉末冶金工业中的应用进行一定的研究。

1 高速压制技术的特点

1.1 高密度、高性能

高速压制技术在现阶段的研究当中，突破了原有的瓶颈，从客观的角度来说，此种技术的高密度和高性能达到了一个理想的效果。首先，高速压制技术通过强烈的冲击波进行压制，使P/M零件达到高密度。在过去的生产工作中，虽然应用的技术并不落后，但是在高密度和高性能当中，只能选择一个。而高速压制技术却能够达到两项要求。其次，在粉末冶金工业当中应用高速压制技术，不仅可以使零件高致密化，还能够将零件的密度均匀化。这种效果是以前达不到的。零件加工是粉末冶金工业的重要考量性产品，如果能够强化零件的致密化，同时在均匀化方面达到一个较高的水准，势必能够充分促进粉末冶金工业的大幅度进步。

1.2 弹性后效低

除了上述的特点以外，高速压制技术在很多方面都能够得到一个理想的效果。比方说，这种技术的弹性后效低。在使用高速压制技术成型的压坯，其径向弹性后效要比传统的压制低。经过详细的研究以后，科研人员发现，对于水雾化普通铁基粉末ASC100.29，高速压制成形的直径为31mm的圆柱体生坯径向弹性后效比传统压制的减少 40%。但是，这种情况和粉末材料的本身有关，所以在日后应用高速压制技术的时候，必须考虑到粉末的实际情况。比方说，在对电解铜粉使用高速压制技术的时候，就会减小脱模力。

1.3 生产成本低

从现阶段的经济发展来看，粉末冶金工业之所以能够表现出较强的发展状态，主要原因在于其经济收入非常可观，并且收支平衡，对市场的掌控能力也较强。这其中的很大一部分功劳都要归功于高速压制技术，这种技术经过不断的强化和改良，其生产成本非常低，并且在很多方面都做到了同领域当中的最优。比方说，P/M零部件在小轿车当中的用量较多，并且呈现出不断增加的态势。但是，此种零部件的性价比不是很高，常常因为其性能不高导致修理次数增加。在应用高速压制技术以后，P/M零部件的性能有所提高，并且在很多的硬性指标方面，都达到了一个较高的水准。通过应用高速压制技术，在成本和性能之间找到了一个平衡点，因此降低成本、提高质量和经济效益，成为了可能。

2 高速压制技术在粉末冶金工业中的应用

2.1 Astaloy Mo+2%Ni+0.6%C

对于高速压制技术来说，在实际的应用当中，对粉末冶金工业产生了很大的积极意义。其中，Astaloy Mo+2%Ni+0.6%C具有很强的代表性。这种材料的硬度、抗拉强度和屈服强度与烧结密度是成正比关系的。因此，选取此种材料来作为对比，效果是最明显的。另一方面，此种材料的最大密度能够达到7.7g/cm3。自从应用高速压制技术以后，随着密度的不断加大，此种材料的最大疲劳极限也在增大。由此可见，通过应用高速压制技术，粉末冶金工业当中的很多材料都能够在硬性指标上有所上升，同时在很大程度上能够提高零部件的性价比。另一方面，高速压制技术的效果非常明显，在与低密度的零部件或者材料相比以后，总体的应用效果也更加理想。因此，日后的粉末冶金工业可以进一步推广此种技术。

2.2 Astaloy CrM+0.4%C和D.DH1+0.6%C

从客观的角度来说，单纯的从一种材料来证明高速压制技术的有效性，并不是最理想的。因此，本文对Astaloy CrM+0.4%C和D.DH1+0.6%C在使用高速压制技术以后的效果进行阐述。这两种材料在经过高速压制技术以后，不仅充分提高了粉末冶金齿轮的性能，同时提高了硬度和各方面的强度。总体来说，材料本身的性能和加工以后的零部件性能，都有了明显的提高。另一方面，高速压制技术在应用到Astaloy CrM+0.4%C和D.DH1+0.6%C以后，保证了加工零部件的使用寿命，进一步节省了成本。

3 总结

本文对高速压制技术在粉末冶金工业中的应用进行了一定的研究，从现有的情况来看，高速压制技术的效果是毋庸置疑的，但是我们需要从实际的情况出发。由于各个地区的经济差异较大，因此在实际的应用当中，必须结合客户的需求和当地的未来发展，只有这样才能保证在日后的发展当中，取得一个更加理想的结果。相信在日后的应用当中，高速压制技术一定能够创造更大的经济效益。

【参考文献】

[1]果世驹，迟悦，孟飞，杨霞.粉末冶金高速压制成形的压制方程[J].粉末冶金材料科学与工程，2006（01）.

粉末冶金的应用篇3

关键词：粉末冶金 核心竞争力 差距 策略

中图分类号：F270 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）12-285-02

20世纪90年代中期以来，汽车工业的快速发展，为高性能粉末冶金产品的生产和发展提供了良好的机遇。但与此同时，随着全球经济一体化的深入，国外优秀粉末冶金企业也开始进驻中国市场，瓜分这块巨大的“蛋糕”。这使得国内粉末冶金企业不仅要面临国内企业间同质化的激烈竞争，还要面对跨国企业的猛烈冲击，以及上游原料成本的挤压和下游及经销商不断提高的产品质量标准。而我国大多数粉末冶金企业的现状却是专业化水平低，产品开发能力弱，企业自身核心竞争力较低。由此，使得企业在不断上涨的成本压力下并不能有效地得到发展，迫使企业收益水平不断下降。面临当前困境，积极培养自身核心竞争力已成为目前粉末冶金企业亟需解决的问题。

一、国内粉末冶金企业与国外企业核心竞争力的差距

随着中国汽车工业的快速发展，汽车粉末冶金行业在近10年也取得了一定进步，但与发达国家相比，国内粉末冶金业仍然存在较大差距。

1.产品技术水平相对较低。主要表现在产品档次上，以中低端产品为主。综合评价，我国粉末冶金产品基本处于发达国家上世纪80年代中后期水平。当时，国外能够大批量生产的典型粉末冶金制品已经很多，包括动力转向机阀套、油泵摆线转子、同步器固定齿座、同步器齿环等。目前，我国正在开发这些产品。上世纪90年代初，国外开始开发粉末锻造连杆、双金属同步器锥环、组合烧结凸轮轴、温压无声链轮、组合烧结行星齿轮托架等，我国还涉足很少。

2.产品研发水平差距较大。目前，国内绝大多数企业仍然处于来图加工阶段，一般仅承担工艺研发，基本谈不上真正意义的产品研发；技术创新能力较差，基本处于引进消化吸收与模仿创新阶段，真正意义上的原始创新微乎其微；技术研发的软件与硬件手段正处于逐步建设与完善阶段，特别是技术分析与设计验证手段很不完善；产品研发管理水平不高。

3.过程控制与产品质量水平存在一定差距。尽管粉末冶金行业位于前10位的企业均建立了有效的质量管理体系，并得到客户的认可。但过程控制能力与产品质量水平，尚处于发达国家上世纪80年代末期至90年代初期的水平。

4.标准化水平目前仍处于初级阶段。即没有形成完整的粉末冶金制品产品标准体系、工程标准体系等，企业标准更是残缺不全。因此只能参照国外标准生产，如美国标准、日本标准等。

5.品牌建设亟待加强。尽管少数企业在国内粉末冶金行业享有一定的知名度，但在粉末冶金制品行业的品牌效应不明显，更无法谈及在世界粉末冶金制品行业的知名度了，所以品牌建设亟待加强。从应用环境看，国外汽车及零部件设计师已很清楚粉末冶金制品的特性，所以粉末冶金在汽上的应用不存在任何障碍，国内还需要做广泛的宣传、解释和推广工作。

二、粉末冶金企业核心竞争力差距形成的原因分析

粉末冶金企业不适应市场的需求，在产品质量、产品结构、生产和需求等方面的差距形成的主要原因如下：

1.行业的组织结构不合理。全国从事粉末冶金行业产品生产和制造的企业很多，目前多达400家以上。但是，这些生产制造厂家绝大多数规模较小、生产条件和制造工艺落后，造成整个粉末冶金生产制造行业结构水平偏低。行业结构的不合理容易造成低端产品的生产过剩和恶性竞争，进而严重影响整个行业的经济效益。因此，进行必要的行业结构梳理和整合，淘汰产品、技术、效益等方面落后的企业，控制向低端粉末冶金产品领域的过度投资，都是十分重要和必要的。要坚持扶优与汰劣结合，升级改造与淘汰落后结合，兼并重组与关闭破产结合。合理利用和消化一些已经形成的生产能力，进一步优化企业结构和布局。

2.产品结构不合理。总体来说，粉末冶金领域的产品需求前景还是非常广阔的，粉末冶金制品的用途也越来越广泛，发展粉末冶金高端产品是大势所趋。目前国内企业生产的粉末冶金产品，主要集中在低端领域，生产过剩造成一定的产需矛盾。而另一方面，在高端产品线上，又是一种供不应求的现象，目前产能不能满足现有市场的需要。因此，优化产品结构、提升产品档次、增强市场竞争力非常的重要和迫切。在技术领先的优势产品上应该大力促进在该领域的巩固和出口，并制定相应的品牌战略；在相对落后的弱势产品，应该走上引进、吸收、创新的良性循环道路。对于高低端产品的结构控制，应该通过相关行业和税收政策来促进产品结构的调整和优化。

3.生产设备和生产工艺影响产品质量和档次。由于我国粉末冶金工业起步于上世纪七八十年代，基础相对较为薄弱。目前国内企业拥有的先进生产设备少且不配套，严重影响了产品质量档次的提升，直接造成了竞争力的下降。同时，由于生产设备和工艺的落后，使产品的生产效率低下，生产成本提高。比如，因为不具备相应的生产设备和生产技术工艺，多年来我国一直从国外进口预合金化易切削钢粉和低合金钢粉。加大技术投资，促进生产设备和生产工艺的更新换代和不断创新，是提升粉末冶金领域整体水平的直接方法。

4.新产品开发能力低。目前我国的粉末冶金技术人才普遍比较短缺，这对于推动和促进一门新兴产业的技术进步和发展是非常不利的。科研能力的薄弱，直接导致了新产品研发能力的下降。同时，受到工艺装备、模具模架加工制造、后续处理等多种条件的限制和影响，行业内新产品的开发速度也比较慢，造成了市场响应的滞后。另外，国内粉末冶金企业与国际同行业的交流比较少，相对封闭的环境限制了国内粉末冶金企业与国际化的接轨，延迟了对领域内新技术、新动态的及时掌握和应变。

5.人员结构不合理。国内大部分的粉末冶金企业，职工素质普遍较低，中、高级技术人员和管理人才严重缺乏，不能满足生产、经营的需要。而粉末冶金行业作为一个新兴的机械制造领域成员，需要大量的专业化、层次结构合理的人才队伍。同时，人员结构配置的不合理，也是国内粉末冶金企业普遍面临的一个问题。一些企业重管理轻经营，或者重经营轻技术，或者重技术轻生产，这些都是非常不合适的。人才的知识结构、年龄结构、专业结构、性别结构需要优势互补，才能发挥出整体协同优势，才能与企业的生产经营相适应，提高人力资源的整体配置效率。人员结构的不合理配置和管理，将会导致人才队伍的流失，影响企业核心竞争力的持久性发展。

三、粉末冶金企业核心竞争力提升策略

1.通过战略调整提升企业核心竞争力。准确的市稣铰远ㄎ皇翘嵘企业核心竞争力的根本前提。我国加入WTO后，随着贸易壁垒的逐步消除，国内市场与国际市场将趋于融合，原来企业所熟悉的国内市场环境也将发生重大的变化。在这种情况下，企业不能只满足于在原来较小的且受保护的市场上占有优势，而要建立在国际国内广阔市场上打拼的战略思想，从自身状况出发，考虑企业市场战略调整和发展问题，实施恰当的市场战略定位，以保持和提升企业核心竞争力。在新的形势下进行市场战略定位，企业首先要分析所面临的市场环境，了解顾客需求，确定企业的目标顾客、应提供的产品或服务，以及如何高效率地给顾客带来更大的价值，为选择相应的市场战略提供依据。

2.强化技术创新提升企业核心竞争力。技术创新是企业适应当代科技发展，获得竞争优势的根本方法之一。在知识经济的背景下，新技术对企业发展的影响明显，技术变化速度加快，市场竞争激烈，企业要保持并增强自己的市场竞争能力，必须加快技术创新步伐，确保竞争优势。首先，企业要广纳国内外优秀科技人才，联合国内权威的研究结构，不断提高自己的研发层次和水平。其次，企业可以优化技术组合，大胆引进、消化、吸收先进技术，淘汰落后技术，争取在国外先进技术的基础上有所创新和进步。第三，不断强化已有先进技术的改进和升级，坚持不懈地对其核心技术进行创新，使其保持在世界中长期领先地位。要紧跟不断出现的新技术和新商机，及时做好企业核心技术的改造、更新、充实和提高工作。

3.加强人力资源管理提升企业核心竞争力。人力资源是企业最重要的核心竞争力。有效的人力资源管理既可以帮助企业降低成本，又有助于企业在产品差异化方面获得竞争优势。企业必须将人力资源管理与企业发展战略结合起来，实施战略性人力资源规划。企业在选拔和任用人才方面可以采取多元化和弹性化方法，建立有效的激励模式，建立起一种把员工同企业发展前景紧密联系在一起的共担风险、共享收益的新型分配机制。根据员工的不同需要，提供各种形式的福利方案，增强员工的向心力和企业的凝聚力。

4.加强企业文化建设提升企业核心竞争力。企业文化是孕育企业核心竞争力的土壤，也是企业核心竞争力的外在表现。公司加强企业文化建设应采取的措施，首先塑造企业文化个性。结合企业具体情况进行企业文化塑造，突出企业价值观念、企业精神、经营理念上的差异，充分分析内外因素，提炼核心价值观，从而进一步提升企业核心竞争力。其次，培育团队精神，加强团队协作。公司团队成员之间要建立和形成互相认可、互相负责、共同遵守的契约，为实现共同目标而努力工作，要让管理亲和于人，使管理者与员工融为一体，互相激发灵感，最大限度地激发员工的积极性，以形成积极向上的价值观和道德观。最后，充分发挥企业家在企业文化建设中的主导作用。充分发挥企业带头人的领导和表率作用，从本企业的特点出发，吸收和借鉴古今中外的优秀文化传统和经营理念，不断在实践中发展和完善。

总之，随着全球经济一体化和市场竞争国际化的步伐大大加快，如何能够在日益激烈的市场竞争中持续保持优势已成为粉末冶金企业关注的焦点。我们可以通过战略调整、强化技术创新、加强人力资源管理和企业文化建设这几方面入手来增强企业核心竞争力，从而使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考文献：

[1] 黄伯云，易建宏.粉末冶金材料和技术发展现状[J].上海金属，2007（2）

[2] 韩风麟.亚洲粉末冶金零件产业的发展与现状[J].新材料产业，2008（1）

[3] 吴元昌.粉末冶金高速钢生产工艺的发展[J].粉末冶金工业，2007（2）

粉末冶金的应用篇4

[关键词]Al；Zn；Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料；组织和性能；影响

中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0337-01

20世界40年代，我国对铁基粉末冶金摩擦材料就开始了研究，在50年代，将其应用在了航天领域。铁基材料不仅耐高温，而且承载能力强，价格低廉。但是，铁基粉末冶金摩擦材料与钢铁等金属材料混合使用时，容易发生粘结【1】。为降低铁的塑性，使其强度得到进一步增强，因此添加了其他元素来达到这一目的。在上世纪60年代，我国开始研制铁基粉末冶金制动材料，并且取得了一定成就。随着社会经济和交通运输业的发展，摩擦材料的应用更加广泛，对制动性能的要求更加严格。鉴于此，本文结合新工艺、新技术对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料展开进一步的研究和探讨。

一.粉末冶金摩擦材料新技术

实践表明，当前广泛使用的钟罩炉加压烧结法存在能耗大、原材料利用率低、成本较大等缺点。因此，新工艺、新技术的研究是为了在保证产品性能的前提下，保证生产成本最低，获得较好的经济效益和社会效益。

（一）无压烧结工艺

研究资料表明，传统的烧结工艺最突出的问题就是资源浪费【2】。因此，相对于传统的烧结工艺，无压烧结工艺不需要施加压力就能够实现材料的烧结，因此，这一项新型的工艺得到了广泛应用。现实中，无压烧结工艺主要有轧制法、电镀法以及离子喷涂法等。该项工艺制备的材料具有摩擦系数小、孔隙率较高等特点。

（二）粉末轧制工艺

此种工艺指的是压实被引入旋转轧辊之间的粉末，使之形成粘聚状态的半成品，然后对其进行活化烧结的一种工艺。通过实践表明，粉末轧制工艺所制备的材料，具有较高的使用性能。

（三）表面处理技术

表面处理技术主要包含两个方面，一是通过对材料表面进行渗氮、渗硼及硼铬共渗来达到摩擦材料烧结的目的；另一方面，通过处理材料表面，使其形成氧化膜。而提高产品的质量和改善多层烧结，是通过骨架与粉末层的粘结来实现的【3】。

二.Al、Zn对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响

（一）.试验方案

为了进一步了解Al、Zn对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响，本文进行了试验分析。本实验用纯度大于99%的Al和Zn及纯度大于99.5%的Fe-18Cu各200目。并结合试验需要，准备了最先进的试验机、混料机、显微镜等设备。本实验中，试样制备的工艺为：原料配料、混合压制加压烧结。为了保障试验的可靠性，对各项工艺参数进行了严格的设置，对各项材料性能也进行了专业的测试。

（二）. Al对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响

众所周知，Cu不仅导热性能好，而且抗氧化能力强，因此和铁质对偶件的相溶性比较小，因此铜基摩擦材料耐磨且结合平稳。但是，在高负荷条件下，铜基粉末冶金摩擦材料摩擦系数不稳定。因此，结合铁基与铜基材料的优点，研制新型的摩擦材料有非常重要的意义。

通过试验表明：

（1）Al 元素添加量对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能有一定的影响。当添加量低于3%时，材料组织有 AlCu4新相生成，其基体组织也被细化，而且晶粒分布非常均匀。当添加量不断增加时，材料的力学性能也不断提高。试验表明，当Al 元素添加量为 2%时，基体力学性能最好，硬度达到95.5HB，抗压强度达到368Mpa。

（2）试验表明，当Al含量增加时，材料摩擦系数先呈上升趋势，而后又缓慢下降；当Al含量等于2%时，材料表面形成致密的薄氧化膜；当Al含量等于3%时，材料表面生成较厚氧化膜，而且容易剥落；此外，试验表明材料的磨损主要为犁削磨损。

（3）Zn对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响

Zn具有强化基体的功能，通过试验表明，Zn对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响如下：

（1）当添加0%-2%的Zn元素时，材料在显微镜下显示有FeZn3新相生成，添加Zn的材料组织孔隙率下降，晶粒细化；当Zn含量增加时，材料的抗压强度先呈上升趋势，后逐渐下降；当Zn含量为1%时，该材料硬度和抗压强度最佳，分别达到103HB和383MPa。

（2）当加大Zn元素的添加量时，材料的摩擦系数先下降后上升。在转速500r/min、Zn含量为1%时，摩擦系数为0.268；当转速1500r/min、Zn含量为1.5%时，摩擦系数为0.260；在转速为中速时，加入Zn元素的材料的磨损形式为氧化磨损；当转速为高速时，材料磨损形式主要是疲劳磨损以及磨粒磨损。

三. 结束语

铁基粉末冶金摩擦材料和铁质对偶件有较大的相溶性，所以容易在摩擦时拉伤对偶表面，甚至产生较深的沟槽，导致制动性能降低或不稳定。而铜基摩擦材料，不仅抗氧化性能较好，而且耐磨性好，但是铜基摩擦材料的制备成本较高。因此，要满足使用性能以及考虑经济成本，研发价格经济、性能又好的摩擦材料是当前市场备受关注的问题。本文主要结合新工艺和新技术，对铁铜基粉末冶金摩擦材料进行试验和研究，并且从物理性能以及力学性能等多方面来阐述研究结果，从而揭示Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料的组织结构和性能，为Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料的进一步应用与开发提供科学的资料【4】。

参考文献：

[1] 杨明.Al、Zn对Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响[D].南京航空航天大学，2011.09（14）：117-118.

[2] 黄建龙，王建吉，党兴武，陈生圣，谢军太.铝含量对铜基粉末冶金材料性能的影响[J].与密封，2013，01（31）：156-160.

粉末冶金的应用篇5

关键词：卓越工程师；粉末冶金学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0093-03

引言：

“卓越工程师教育培养计划”是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署、贯彻落实“国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）”和“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）”而提出的高等教育重大改革计划。“卓越计划”旨在培养卓越工程师后备人才；高等学校实施“卓越计划”将为培养学生成为卓越工程师打下坚实的基础和完成卓越工程师需要的基本训练[1]。

2011年年初教育部出台了《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》（教高[2011]1号文），进一步明确了“卓越计划”的主要目标、指导思想、实施领域和基本原则[2]。“卓越计划”实施以来，各参与高校在培养观念、培养模式、学校企业联合培养等方面都取得了很大进展。

“粉末冶金学”课程是新材料科学中最具发展活力的重要分支，也是冶金和材料科学的分支学科，备受工业界重视，相关材料和制品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[3]。粉末冶金学课程与实际的生产实践紧密相关，属于工程实践性比较强的课程，在理论学习的基础上能够有效地培养学生的工程能力和创新能力，与“卓越计划”的培养目标一致，为了配合“卓越计划”的实施，对这门课程的培养目标和培养观念、教学改革与创新的思路、课程建设与新型教学模式、课程改革的质量保障等方面进行了思考和探索。

一、确立正确的培养观念和培养目标

“卓越计划”的宗旨是培养和造就一大批能够适应社会经济发展需要、创新能力强的优秀工程技术人才，为国家实施人才强国战略、走新型工业化道路和建设创新型国家服务。从“卓越工程师教育培养计划”的三个特点出发，树立课程的培养观念：一是强调课程内对学生创新以及工程能力的培养；二是注重学校和企业相结合，加大企业参与培养高级工程技术人才的深度；三是加强对国家战略需求、行业和企业的需求的认识，课程进行有目标的、主动的培养。

新形势下，面向“卓越工程师教育培养计划”的“粉末冶金学”课程从培养目标上必须对原有的课程体系与教学内容进行调整，使之更具有全面性；加大课程工程实践能力的培养，使之更具有实用性。确立理论学习与实践操作相结合、全面发展的人才培养目标，重视培养大学生的科学探索精神、工程创新意识和工程实践能力。

二、教学改革与创新的思路

1.课程特点及教学现状。“卓越工程师教育培养计划”的基本要求是学生在学习并具备课程理论基础知识的基础上，能够有效地利用学习到的课程基础知识解决实际工程问题。粉末冶金技术是一个复杂、影响因素诸多的材料成型过程，从制粉、成形、烧结到后处理每一道工序都会影响粉末冶金成品的质量。能够完全掌握并灵活运用粉末冶金技术，即要有扎实的理论知识储备和丰富的工程实践经验。笔者通过长期的粉末冶金教学发现，传统的课程教学方式有一定的局限性，主要体现在：教师以教材为中心，教学方法比较单一，以灌输式的教学方法为主，学生缺乏积极有效的参与，不利于学生工程能力的培养；教学内容陈旧、更新缓慢，在课时、学制的影响下，无法兼顾新兴的粉末冶金技术；课内实验一方面是简单的验证性基础实验，学生兴趣不浓，另一方面由于设备少人数多等条件的限制，学生参与的程度不够，难以培养学生的创新能力；课程仍以书面考试的形式评定，考试内容大多以基础知识的考察为主，这种简单的评定方式不能满足“卓越计划”对创新能力和工程能力培养的要求，不利于优秀工程人才的培养。

2.探索多元化的培养模式。面向“卓越计划”高级工程人才培养的方向为：服务于企业需求和国家发展战略，加大学校和行业、企业合作培养的力度，强调学生理论基础和工程实践能力并重的培养，重视高级工程技术人才培养的国际化。因此，面向“卓越计划”的课程改革要以教师为导向；以学生为主体；以项目为依托；以企业为载体。以教师为导向，教师做好引导作用，通过丰富多样的教学方法培养学生的兴趣，激发学生的潜能，加强师生互动，教学相长；以学生为主体，构建“专业性强、知识面宽”的课程学习体系，扎实学生理论知识的学习和实践能力、综合能力的锻炼，培养学生积极思考、大胆创新的科学作风；以项目为依托，让学生积极参与到粉末冶金类的科研项目中，实施本科生提前进入毕业设计、科研平台或课题组制度，培养学生学以致用，学中用、用中学的学习方法；以企业为载体，学校要加强同行业、企业联系与合作，让学生参与到企业中去，建设校企优质资源共享平台，建立学校与企业联合培养的长效机制。

三、课程建设与新型教学模式探讨

1.课程教学内容改革。从“卓越计划”的培养目标与要求出发，根据工程实际，“粉末冶金学”课程组进行了广泛调研，在多次讨论和修改的基础上，制订了新的课程教学大纲，明确了教学体系和教学内容。根据这门课程的特点，为了能够让学生在很好的学习粉末冶金理论基础知识的基础上，开拓思路、学以致用，按照课程体系对课程内容进行了模板化设计，把课程内容分为不同板块。比如：掌握粉末制取及其性能测定；压坯成形规律；粉末冶金材料的烧结原理；粉末冶金材料制备的质量控制；了解粉末冶金材料及其研究的新进展等等。

2.课程教学方法和教学手段改革。在教学方法上，围绕“以教师为导向，以学生为主体”的教学方针，遵循“课内与课外相结合”、“理论与实践相结合”、“课堂教育与创新思维相结合”的原则，通过实物法、启发法、课堂讨论等教学方法。如在讲粉末的成形时，可以向学生展示一套粉末成形的模具，让学生了解成形时基本概况，让学生在学习粉末成形时可以获得最大的感官认识；在讲粉末制备工艺时，根据制备粉末的特点以启发和诱导的方式让学生了解粉末制备工艺，以及为什么要选择这种制备方式；在讲压力与粉末成形样品密度之间的关系时，可以展开课堂讨论，充分调动学生学习的热情、主动性和创造性，提高教学的实效性和教学质量。

在教学手段上，要摆脱传统的板书或者照着ppt宣读等学生积极性不够强的手段，采取多元化的教学方法和手段。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量[4]。通过搜集课程知识点相关的图片和制作简单直观的动画，丰富课程的课件，提高学生的兴趣和理解。比如，在讲等静压成形时，向学生展示等静压机的原理示意图，可以让学生充分直观地了解等静压的工作原理；在讲机械合金化法制备粉末时，可以通过Flas的方式，让学生可以清晰地看到机械制备的过程和原理；在讲粉末冶金工艺时，可以结合网络上企业的现场视频，让学生能够轻易地接受粉末冶金工艺方面的知识，同时获得工程实践中的一些直观信息。

3.课内实验的改革与工程实践能力的拓展。在课内实验方面，改善了原有的简单的验证性的实验，丰富了课内实验的内容。具体的实验包括：球磨法制粉；粉末粒度和表面性质的测定；金属粉末的压制成形；粉末冶金样的烧结；烧结样抗弯强度的测试；粉末冶金样品的密度测定等等。通过这些课内实验培养学生具有合理选择使用粉末冶金材料和初步设计、制备粉末冶金材料的能力，激发学生的创新意识，提高工程能力。对课内实验的改革，可有效地激发学生的学习兴趣，提高动手和思考能力，为学生的工程实践能力的提高和创新能力的培养打下了很好的基础。

面向“卓越计划”的课程改革，重点是培养学生的工程实践能力，要围绕“以项目为依托，以企业为载体”的方针。为了强化学生的工程实践能力，应该注重从以下几个方面进行培养：一是对校内资源进行整合，建立校内课程实习、实训基地。利用学校已有的材料产业化中心、工程训练中心、新能源材料研究中心等研究实践单位，建立“粉末冶金学”课程的实践基地，让学生可以在校内尽可能地进行工程基础实践能力的锻炼。二是以企业为载体，校企合作，吸纳企业资源。培养工程师是“卓越计划”的目标，而企业环境是工程师培养的摇篮。除了进行实践教学环节改革，更重要的是让学生进入企业、融入企业，学习和了解企业的技术，感受企业的环境和文化。培养方案应该把适合在企业开展的相关教学环节和实践活动（专业课程、课程设计和毕业设计等）尽可能放到企业去。三是以项目为依托，开展大学生创新性实验计划。高校的教师在进行本科教学的同时，进行广泛的科研项目的研究。在校内的有关粉末冶金类的科研项目可以和粉末冶金课程建立联系，让本科生在进行课程学习的同时，进入科研团队，参与到科学研究中去，了解学科的发展状况和学科前沿。在科研项目的带动和熏陶下提高学生学习的积极性和工程能力。四是通过学科科技竞赛来提高学生的综合素质。开展以学科为基础的各类科技竞赛，扩大学生受益面；鼓励学生在学习课程理论基础的同时，积极参加省级、全国级别的相关科技竞赛，培养学生的学习兴趣、创新能力和综合能力；课内课外营造科技创新氛围，对于学生积极参加科技竞赛和科技竞赛获奖给予奖励或者在学科考评中加分。

4.建立全新的考核评价制度。粉末冶金学传统的考核方式是以书面闭卷的方式进行，考查的都是学生对基础理论知识的学习情况，缺乏对工程实践技能的考核。传统的学生学习效果的考核评价机制在面向“卓越计划”的课程体系中就不再适宜。在教学中应该采用全新的考核评价机制，除了对学生理论部分的考核之外，要把学生整个学习过程中的工程实践能力、创新能力和自主学习能力纳入到考核体系中。结合卓越工程师的培养工程性和全面性的特点，采用多部分考评相结合的考核方式。考核分为理论部分的笔试考核、理论与实践相结合的课内实验考核、工程实践能力考核、科技创新活动考核等几个部分，其中参与科研项目、参加科技竞赛等属于科技创新活动部分。笔试考试、实验考核、工程实践能力考核、科技活动考核等几个模块各部分的比例可根据课程开展和改革的具体情况，课程组的成员讨论协商决定。这种考核评价机制充分体现公平、合理，学生也努力争先、争取获得各类奖励使自己的努力获得承认。

四、课程改革的质量保障

1.师资保障。“卓越工程师教育培养计划”要取得成功，其标志在于培养造就出一大批卓越工程师后备人才，而关键在于建设一支胜任这一使命的工科教师队伍[5]。卓越工程师培养的质量很大程度上取决于参与到“卓越计划”的教师的整体素质。所以，面向“卓越计划”的课程改革，在师资上要进行调整和改革，以保证面向“卓越计划”的课程改革顺利进行。

根据“卓越计划”的培养目标和特点，参与“卓越计划”的教师需要具备扎实的专业基础知识、丰富的工程实践经验、优秀的教育教学水平和崇高的职业道德和敬业精神等等。同时，教师也必须具备相应工程科学研究、工程设计开发、工程技术创新和工程实践能力。

当然，不论通过何种渠道招聘的教师，在理论教育教学、工程实践、科学研究、设计开发、技术创新这五个方面都可能存在某项或几项能力的不足或缺失，都需要高校加强对教师的培养力度，将理论知识丰富的教师送进企业进行工程培养，将企业的工程师送进高校进行专业的全面和深入学习，通过这些培养方式，打造一支既具备专业基础知识又有工程实践技术能力的高水平师资队伍，适应“卓越计划”在高校的顺利开展。

2.经费保障。从上述的课程教学改革措施来看，面向“卓越工程师教育培养计划”的优秀工程技术人才的培养在经费上相较传统的培养模式要高出很多，所以高校在工程人才培养计划中应当保障有足够的经费来支撑“卓越计划”的实施，建立一套完整、长效的资金机制。高校在经费方面可以采用的办法[6]有：一是提高人均教育财政拨款标准，具体的拨款数额与学校实际实施“卓越工程师教育培养计划”的在校学生数挂勾；二是为了确保“卓越工程师教育培养计划”的培养需要，学校经费投入向卓越工程师培养方面倾斜；三是采取定向的办法，学校和企业联合培养工程技术人才，企业补贴学生的学习费用，学生毕业后到企业定向工作；四是争取社会各界包括企业及校友的资助。

五、结语

本文就面向“卓越工程师教育培养计划”的“粉末冶金学”课程改革与建设，从培养目标和培养观念、教学改革与创新的思路、课程建设与新型教学模式、课程改革的质量保障等方面进行了思考和探索。通过课程的改革和建设的措施，将有效地提高学生的理论水平，提高创新能力和工程实践能力，为卓越工程师人才的培养奠定基础。

参考文献：

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释[J].高等工程教育研究，2014，（1）：12-23.

[2]教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].教高[2011]1号文.

[3]李成栋.粉末冶金课程教学改革实践[J].中国冶金教育，2014，（6）：22-24.

[4]顾文斌，王怡，庄曙东.基于卓越工程师计划的“机械原理”课程改革与创新[J].中国电力教育，2013，（16）：100-101.

粉末冶金的应用篇6

关键词：粉末冶金，材料摩擦，主要因素

 

1.材料组织和亚结构的影响

试验表明激光淬火硬化区的组织和亚结构是影响激光淬火铁基粉末冶金材料摩擦学特性的主要因素。

铁基粉末冶金材料经表面淬火处理后表现出良好的耐磨性能与淬火组织中各相的形态、大小与分布有关。在表面处理超快速加热条件下，马氏体继承了高温状态下奥氏体碳浓度微观不均匀性，获得了极细针状马氏体与板条马氏体的混合组织，提高了淬火组织的强度和硬度。此外，马氏体还继承了奥氏体的高密度位错，造成了强烈的静畸变效应，从而提高了磨损过程中的塑性变形抗力和断裂强度，提高了裂纹萌生的应力，也改善了耐磨性能。在淬火过程中形成的下贝氏体，内应力小、裂纹少，组织均匀、热稳定性高，具有较高的韧性及形变硬化能力，粘着磨损抗力优于马氏体。

表面处理前的磨痕形貌可见严重塑性变形和粘着现象，主要为塑性变形引起的粘着磨损机制。而表面淬火处理后的磨面较平滑。其滑动摩擦体系是在氧化磨损和塑性变形导致的多种磨损机制共同作用下的材料损耗过程。

表面淬火后得到的是马氏体/下贝氏体复相组织，由于表面硬度较前一材料略低，其磨损表面可见轻微犁削磨损现象，磨损率高于孪晶马氏体/位错马氏体混合组织。但是，在较高载荷下，马氏体/下贝氏体复相组织具有较好的强韧性搭配，具有较低的裂纹和缺口敏感性，在磨痕中可以观察到裂纹尖端的钝化现象，没有发生孪晶马氏体/位错马氏体混合组织中在高载荷下常见的裂纹快速扩展的情况，因此在较高载荷下表现出较好的耐磨性。

残余奥氏体在淬火组织中是一个强韧相，一方面，残余奥氏体细化，具有一定的强度和硬度；另一方面，又具有极好的韧性，在磨损过程中优先发生塑性变形，因堆垛层错能较低，易形成扩展位错，导致位错密集，产生明显的加工硬化效果。同时在变形过程中，一部分残余奥氏体应变诱发马氏体，松弛应力集中，减慢裂纹萌生和扩展过程。因此，适量的残余奥氏体的存在也可改善淬火层的耐磨性能。

在表面相变硬化过程中，残余奥氏体的极高位错密度和马氏体晶粒的晶格缺陷会阻碍疲劳源的萌生与裂纹的扩展，从而改善了材料的抗疲劳性能。另外在相变硬化过程中，由于材料内部的温差和马氏体形成时体积大大膨胀，在表层形成很大的残余压应力，而残余压应力能松弛材料内部的应力集中，因此能有效地改善抗疲劳性能。

铁基粉末冶金材料中存在的游离态石墨在摩擦过程中不断覆盖摩擦界面，可以形成稳定的润滑工作层，可以防止摩擦副的咬合，也起到了很好的减磨作用。

铁基粉末冶金材料中存在的少量合金碳化物不仅可以强化基体，在摩擦磨损过程中，还可在磨损表面起到承受载荷、限制两对磨材料直接接触的作用，减少了两接触表面的真实接触面积，从而可以对提高材料耐磨性起到一定的作用，在本试验材料中由于合金碳化物的含量太低，所以其作用并未表现出来。

2.孔隙的影响

粉末冶金材料的多孔性为材料摩擦磨损行为的研究增加了新内容，成为区别于其它致密材料磨损的一大特点。对孔隙在磨损过程中的作用，至今还未得出一致的看法。

S.C.Lim和J.H.Brunton 用装有扫描电镜的动态销－盘型磨损台架研究了烧结铁的无润滑磨损机制和孔隙在磨损过程中的作用。发现磨损与开口孔隙的数量有关。在干摩擦情况下，孔隙是产生和留集磨屑的地方，这一作用使材料的磨耗降低。其试验结果表明，低载时孔隙度高反而磨损小，高载时影响不大。当表面产生材料流变（滑移或机械抛光）而将大多数开口孔隙覆盖时，磨损行为与非烧结铁相似。

密度对磨损率的影响是孔隙在摩擦磨损过程中微观作用的宏观表现。在本试验研究的摩擦磨损过程中，孔隙既可集留磨屑又是磨屑的产生源之一。在较低试验载荷下，孔隙的主要作用是集留磨屑，使摩擦表面变得更加光滑。在这种情况下，孔隙度高有助于磨损率的降低。在较高试验载荷下，孔隙的集留磨屑效用降低，孔隙成为裂纹源及产生磨屑的场所。孔隙是以两种形式产生磨屑的：(1)孔隙边缘物质碎裂、脱落。 (2)孔隙作为应力集中源产生裂纹，裂纹沿粉末颗粒的弱连接处而引起撕裂。当试样与对偶材料相对滑动时，由于摩擦发生粘着，使试样表面发生剪切应力，当剪切应力超过屈服强度时，表面材料发生塑性流变，并在孔隙边缘发生应力集中，当应力达到材料的剪切强度时，便出现裂纹。裂纹沿粉末颗粒、烧结颈等脆弱处或沿连通孔隙扩展，于是发生撕裂，产生磨屑，同时孔隙又是阻止裂纹进一步扩大的因素。随着密度的提高，孔隙减少，孔隙的上述作用也相对减弱，从而材料的磨损性能相对改善。因此要提高铁基粉末冶金材料在较高载荷下的耐磨性，必须提高材料的密度级别。

3.摩擦表面膜的影响

摩擦表面和亚表面材料的物理化学性能决定了材料的摩擦磨损行为。摩擦表面层理论认为：在摩擦副两个表面的相互作用下，材料表面将产生一个不同于基体材料的表面层。该层在形成过程中有物理的、力学的作用，如塑性变形、固态相变和晶粒碎化；也有化学的作用，如摩擦副之间的化合物、材料的氧化和腐蚀等。在各种因素的综合作用下，摩擦表面层的形态、成分和性能存在非常大的差异。常见的有两种情况：一种是主要由塑性变形层组成的摩擦表面层；另一种是主要由表面涂抹层组成的摩擦表面层。本试验过程中在铁基粉末冶金材料的磨损表面也观察到存在摩擦表面层，厚度约在几百纳米到几微米之间。论文大全。论文大全。

表面淬火处理后铁基粉末冶金材料表面得到了混合马氏体+残余奥氏体的混合组织，材料的表层及次表层硬度得到了显著的提高。磨痕形貌表明，铁基粉末冶金材料的磨损率主要取决于试样表面氧化膜的生成及损耗速度。因此，可以认为其占主导地位的磨损机制是氧化磨损，同时存在磨粒磨损。在摩擦滑动过程中，次表层不发生或仅发生微量塑性变形，摩擦热使表面温度升高，这有利于氧化反应的发生，在摩擦表面生成氧化膜，可起到保护表面的作用。论文大全。由于氧化膜的存在，表面淬火处理后的磨损试样表面较光滑，摩擦磨损性能得到改善。

参考文献：

[1]陈爱武.PA/Cu复合粉末激光烧结成型机理研究[J].工程塑料应用,2008,(06) .

[2]陈昕,葛琼,刘鹤.中碳硅锰钢氧化脱碳特性的研究[J].鞍钢技术, 2004,(01) .

[3]于同仁,惠卫军,张步海,苏世杯.中碳钢形变及冷却过程中的组织演变[J].安徽冶金, 2006,(01) .

粉末冶金的应用篇7

二、工作目标

——粉末冶金产业。积极构建“一基地、一展馆、三中心”，引进高等院校、科研机构共建粉末冶金先进制造研发中心、检验检测中心、孵化中心和科技展示馆，重点发展金属粉末制备、粉末压制与注射形成、粉末烧成、粉末冶金设备制造、粉末冶金模具制造、粉末冶金磁性材料和粉末冶金应用产品等，通过孵化培育小微企业、扶持壮大现有企业和引进新办大型企业，逐步形成粉末冶金先进制造特色基地。

表略

——先进装备制造产业。抓住国家振兴装备制造业的重大政策机遇，围绕消费升级和能源结构调整带来的市场需求，依托现有装备制造企业，积极发展矿山机械、环保设备、输变电设备、汽车零部件等4大门类共25家企业，大力扶持鑫通机械、明兴环境工程、华鹏实业、赣西变压器、四方汽车等骨干企业做大做强，鼓励企业自主创新，突破企业发展关键技术，增强企业市场竞争力。

表略

——光电产业。依托现有光电产业基础，发挥科研优势，紧紧围绕光电子、软件及信息服务业三大领域，重点打造光显示、激光制作加工、光电装备制造三个产业链，加快引进战略投资者，壮大产业规模，促进信息技术应用，努力把科技优势转化成产业优势，建设省级乃至部级光电产业基地，打造我县新的支柱产业。

表略

三、主要措施

（一）明确招商重点

树立宁缺毋滥的招商新理念，变招商引资为招商选资，拒绝带污染的GDP。重点围绕以休闲观光农业、农产品加工企业为主的农业产业项目，以装备制造、粉末冶金、光电产业为主的工业产业项目，以现代物流、宾招、房地产开发、观光旅游为主的三产项目进行招商，着力引进一批投资强度大、产业层次高、市场前景好、产业关联度大的高科技项目和龙头项目。瞄准上市企业、国企央企，用好国家及省、市最新出台的一系列鼓励、扶持政策，做好项目对接，争取资金支持，引进大项目落地。同时充分利用我县花炮产业的巨大影响力和产业优势，跳出传统“圈子”搞招商。对投资额5亿元以上特大型项目，按照一事一议方式，享受特殊的用地、财政税收扶持。

（二）创新招商方法

一是围绕特色园区建设，实施“产业招商”。加大对已确立的主导产业和战略性新兴产业的研究力度，带动一大批上下游企业的发展，形成供需“上下游”的产业链条关系，吸引投资谋求共同发展，达到产业集聚和配套效应；二是围绕园区龙头企业，实施“以商招商”。依托现有的龙头企业，积极引导，认真组织，把更多的企业推向招商引资主战场，借助现有企业信息渠道、人脉资源，善于发挥“活广告”作用，通过他们的亲身感受推介**，牵线搭桥，以最小的成本获取最大的成果；三是通过与高校院所合作，开展“科技招商”。

（三）强化招商责任

招商引资工作是检验干部抓项目、促发展的重要标准，各乡镇、各部门要严格按照年度目标任务要求强化责任意识，切实加大工作力度，尽快制定招商引资工作方案，要求“一把手”亲自抓、分管领导具体抓，将任务落实到具体责任人和部门。对涉及多个部门的重点项目，要明确责任主体、细化任务，按照县委县政府的统一部署，落实目标责任制，做到信息

项目尽快洽谈、在谈项目尽快签约、签约项目尽快开工、开工项目尽快投产、投产项目尽快见效。同时，严格实行招商引资工作奖惩机制。招商引资工作将作为全县干部年度考核、单位评先评优的一项重要指标。对招商引资工作任务完成较好或作出重大贡献的，县委县政府将予以公开表彰并奖励；对完不成招商引资目标任务的责任单位给予通报批评，主要领导离岗招商直至完成任务。

（四）优化招商环境

一是简化办事程序，提高办事效率。对招商引资龙头项目审批实行“一站式”服务，落实限时办结制。

四、工作要求

粉末冶金的应用篇8

【关键词】高精度模具；硬质合金；压制；多孔

1 引言

粉末冶金压制成型是利用重力将粉末原料填充于模具的刚性型腔中、冲头对压进行的成

型。在硬质合金粉末冶金应用领域，为减少金属制品在后续加工中的金属量损耗，应在成型中尽量控制产品毛坯的尺寸精度及密度均匀性，这就要求成型设备和成型模具都具有高精密性。在批量生产中，在压机吨位足够的前提下，应在模具设计上进行改进，以提高压制成型效率。

2 硬质合金粉末多孔压制工艺对模具的要求

在硬质合金粉末压制过程中，需要考虑以下几个方面对模具的要求：

2.1 模具型腔应具备高硬度、高强度

压制成型时与型腔表面及冲头成型面产生摩擦，由于硬质合金混颗粒具有高的硬度，对

模具型腔具有很大的划伤破坏，易造成模具的保废，从而使生产成本急剧增加；模具的高硬度成型面可有效的提高模具使用寿命，降低生产成本。由于在相同面积下成型型腔更多，多孔模具的模壁较一般单孔模具模壁要薄，为保证模具的使用寿命，要求模具型腔材质具有较高的强度。

2.2 模具、冲头配合高精度要求

多孔模具的多型腔决定了模具的各型腔尺寸偏差会累积从而增加整体偏差，因而在成型

中对模具和冲头的配合精度要求极高，这就要求模具基本尺寸精度、形位位公差精度高，通常需要控制在0.01mm内。

2.3 效率

对硬质合金小制品来说，由于单重小，单支成型成本高，因而在模具设计及成型方式上

需要采取措施来提高成型效率，降低成型成本。

成型效率。

2.4 光洁度好

硬质合金颗粒硬度高，如模具成型面光洁度不好，一方面易造成成型面划伤，极大地降

低了模具使用寿命，另一方面较粗糙的表面摩擦系数大，不利于混合料的流动，造成压坯致密度的不均匀，而且在成型过程中粉末内部会产生较大的剪切力，造成裂纹。

2.5 维修成本

模具成型过程中通常会出现冲头缺口现象，对单孔模具来说，拆卸下冲头进行电加工、

抛光可继续使用；对多孔模具而言，如出现一处缺口，按常规模具制备工艺，需要对冲头的所有成型面进行再加工，既增加了维修成本，又大大延长了维修周期。

3 试验方案及条件

3.1 模具材质

硬质合金混合粉末无论是掺胶料还是石蜡料，都具有较高的颗粒硬度，为保证模具的使用寿命及精度，模具成型部分都应该选用高硬度材料，本试验中采用含钴类硬质合金。对粉末冶金模具来说，冲头还必须有较高的压缩屈服强度、高的刚性及高疲劳强度[2]，而通常凹模的使用寿命应该比冲头长，因而在冲头与凹模的选材上，凹模的硬度应更高。

3.2 设备条件

本试验中模具的制作加工除了需要常规的切削加工、磨削加工外，还需要精密电加工设备、检测设备。试验中所用的主要电加工设备为Agiecharmilles慢走丝线切割机，精度达0.005mm，检测设备为Hexagon三坐标测量机，检测精度0.001mm。

4 试验数据及结果

4.1 模具设计

为降低维修成本、提高维修效率，冲头基体部分与成型部分不采用传统的焊接工艺，而

是采用定位装卸固定结构。相对于焊接工艺，采用定位装卸固定结构的冲头当某一成型部分出现缺口或崩断时，可直接拆卸下来用已备好的成型备件直接装上，可节省维修成本60%以上，且大大缩短了维修周期。

单孔模具冲头采用焊接工艺 多孔模具冲头采用定位装卸固定结构

4.2 模具合金材质的选择

多孔模具合金选材上，在保证具有需要的硬度的前提下，为避免冲头对阴模的加速磨耗，

冲头的硬度应该略小于阴模型腔硬度，且需要足够的强度，阴模选用YG6、YG11C，冲头选用YG11C、YG25C，做了两组试验。

根据以上结果分析，阴模材质采用YG11C，冲头材质采用YG25C。

4.3 冲头、阴模配合间隙对压坯的影响

一般来说，在压机重复定位精度范围内，冲头、阴模配合间隙越小，有利于提高压制质量，但冲头、阴模配合精度比压机重复定位精度更高时，极易造成崩模。对多孔模具来说，冲头与阴模的配合不仅仅指单一基本尺寸间隙，还要求对称间隙，即模孔与冲头间隙的对称性。

下表为冲头与阴模不同配合间隙下的成型状况（压机重复定位精度0.005mm）。

从上表试验数据可看出：（1）配合间隙要尽量趋于对称；（2）配合间隙略低于压机重复定位精度；（3）对粉末冶金模具而言，配合间隙不能太小，因为粉末在成型过程中需要将颗粒间的空气及时迅速排出，过小的配合间隙不利于做到这一点，从而造成压坯出现裂纹。

4.4 电加工工艺对模具精度的影响

对粉末冶金模具来说，在保证型腔硬度的前提下，型腔光洁度越高，成型质量越好，在模具加工过程中，即使前段加工不能保证很好的光洁度，通过钳工抛光也可达到光洁度要求，但对模具精度有较大影响，一般慢走丝线切割及精密火花机粗加工型腔光洁度一般可达到Ra0.8～2.5um，精修加工的型腔光洁度一般可达到Ra0.2～0.4um，精修加工增加了加工成本，但在保证尺寸精度的同时，还可节省抛光时间。下表为粗加工及精修加工条件下模具质精度。

5 实践跟踪

设计并加工了该类模具8套，模具精度达到了0.005mm，利用这8套模具已进行了500万次压制。

6 结论

（1）对多孔模具而言，精度保证是模具质量控制一大关键，因而，在加工过程中，需采用高精度规准工艺；

（2）在模具精度保证的前提下，为不影响模具使用寿命，成型压机精度应高于模具精度；

（3）相对于单孔模具来说，多孔模具不仅要求配合精度，而且，为保证冲头的互换性，需要保证冲头与阴模的对称配合精度；

（4）模具用合金阴模采用YG25C，冲头采用YG11C；

（5）模具阴模与冲头间的间隙不能过大，过大造成毛刺多，也不能过小，过小不利于空气的排出，容易产生压制裂纹。

参考文献：

粉末冶金的应用篇9

关键词：汽车；制动；稳定性；热衰退

中图分类号：TH21 文献标识码：A

1概述

制动性能是车辆最为重要的主动安全性能，其稳定性与行车安全密切相关。摩擦材料对温度的敏感性是制动稳定性的主要影响因素之一。在制动过程中，整车的运动动能通过摩擦材料与制动器间的摩擦转化为其他形式的能量，其中，约90%转化为热能，表现为制动器温度的升高。随着温度的上升，摩擦材料的表面膜、机体表层发生复杂的物理和化学变化，从而导致摩擦系数发生明显变化。

摩擦材料的摩擦系数在较低的温度区间随着温度的升高而增加；但在温度持续升高时，摩擦材料发生热衰退，摩擦系数随着温度的升高而降低；而当温度降低到低温区间后，摩擦系数又会逐渐恢复。摩擦材料的这一特性使制动器的制动性能不同温度下发生明显变化。

不同的摩擦材料对温度的敏感特性不同。目前，汽车制动器所使用的摩擦材料主要有无石棉有机摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料、新型混杂纤维摩擦材料、新型陶瓷摩擦材料等。其中，粉末冶金摩擦材料和金属陶瓷摩擦材料应用较为广泛。

粉末冶金摩擦材料是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和组元，用粉末冶金技术烧结形成的复合材料，具有较好的高温强度、耐热性、热稳定性和经济性；金属陶瓷摩擦材料是由金属基体、组元和陶瓷组分组成的复合材料，也是采用粉末冶金工艺制备而成，其具有较高的热容量、良好的热导性、耐高温、耐磨、摩擦系数高、寿命长等特点，在高温下仍能保持优良的性能。

本文选取了4种不同类型的汽车制动器，并通过制动器台架试验，对制动器制动性能随温度的变化规律开展研究。

2试验设备及方法

2.1试验设备

制动器惯性试验台能够利用制动器台架试验再现实车制动过程，并模拟实车制动的冷却条件，广泛应用于制动器总成性能测试。试验台由计算机、液压系统、控制系统、主轴及主轴驱动系统、惯量系统等构成。计算机控制试验台的启停并记录试验数据；液压系统为受试件提供制动压力；控制系统接收计算机控制指令并实施主轴驱动和制动控制；主轴由直流电机驱动，用于获得制动初速度；惯量系统由不同惯量的等比飞轮构成，可以模拟不同类型车辆的行驶惯量。

2.2安装方法

按照文献4规定，为被测样品的制动蹄片、制动衬片安装测温热电偶，并将被测样品安装在制动器惯性试验台上。

2.3试验方法

以65km/h的速度，3.5m/S2的减速度进行200次磨合制动（初始制动温度不超过120℃），然后进行第一次衰退试验：

初次制动初温：78～80℃；

制动初速度：最高设计车速不超过140km/h时，为80km/h；最高设计车速超过140km/h时，为100km/h；

制动压力：第1次制动减速度为4.41km/h，后续制动与第一次制动的压力相同；

制动次数：10次；

制动周期：45s；

冷却条件：关闭送风系统

完成上述试验后，以65km/h的速度，3.5m/S2的减速度进行20次磨合，然后按照第一次衰退试验的试验条件重复试验，记为第二次衰退试验。

3试验结果分析

记录试验过程中初始制动温度、终止制动温度、平均制动力矩、制动压力、制动减速度等试验参数，并计算单位管路压力下的平均制动力矩（下文记为单位平均制动力矩）。衰退试验中，制动力矩下降和升高的程度，用衰退率来表示，按式1和式2计算：

（1）

（2）

式中：Fa、Fa’为衰退率；MB为第一次制动时的平均制动力矩，Nm/MPa；MBmin为第二次与最后一次制动间的最小单位平均制动力矩，Nm/MPa；MBmax为第二次与最后一次制动间的最大单位平均制动力矩，Nm/MPa。

3.1样品1，鼓式制动器，采用粉末冶金摩擦材料

两次衰退试验中，随着温度的升高，制动减速度与单位平均制动力矩均呈下降趋势。低于100℃时，制动器具有最佳制动性能，而10次连续制动后，温度上升至近250℃，制动效能的衰退率也高达近40% 。

进行曲线拟和，可得单位平均制动力矩与温度的关系，曲线见图1。

MB1=f（T1）=222.646-0.421T1 （3）

MB2=f（T2）=228.419-0.411T2 （4）

式中：MB1为第一次衰退试验的单位平均制动力矩，Nm/MPa；T1为第一次衰退试验的制动器温度，℃；MB2为第二次衰退试验的单位平均制动力矩，Nm/MPa；T2为第二次衰退试验的制动器温度，℃；下文符号含义同上。

3.2样品2，鼓式制动器，采用金属陶瓷摩擦材料：

第一次衰退试验中，随着温度的升高，制动减速度与单位平均制动力矩均呈上升趋势，在近300℃的高温下，制动器获得最佳制动性能；而在第二次衰退试验中，最佳制动效能对应的温度区间为170℃～230℃，温度继续升高时，制动减速度和单位平均制动力矩虽然有所降低，但其稳定性较好。可见，采用了金属陶瓷摩擦材料的制动器在较高的温度下仍能获得较高制动效能。

进行曲线拟和，可得单位平均制动力矩与温度的关系，曲线见图2。

MB1=f（T1）=96.461+0.121T1 （5）

MB2=f（T2）=46.534+0.978T2-0.03T2

2（6）

3.3 样品3，盘式制动器，采用金属陶瓷摩擦材料

两次衰退试验中，随着温度的升高，制动减速度和单位平均制动力矩有所降低，但在200℃～400℃的温度下，制动器能够获得较为稳定的制动效能。

进行曲线拟和，可得单位平均制动力矩与温度的关系，曲线见图3。

MB1=f（T1）=260.024-1.073T1+0.004T2

1-4.151×10-6T3 1 （7）

MB2=f（T2）=251.363-0.621T2+0.002T2

2-2.886×10-6T3

2 （8）

3.4 样品4，盘式制动器，采用粉末冶金摩擦材料200℃时，制动器能够获得最佳制动性能，但在第二次衰退试验中，由于持续制动，温度急剧升高至近500℃，制动效能也有较为明显的衰退，可见其制动效能的稳定性较差。

进行曲线拟和，可得单位平均制动力矩与温度的关系，曲线见图4。

MB1=f（T1）= 59.001+0.904T1-0.02T2

1 （9）

MB2=f（T2）= 139.762-0.090T2 （10）

4总结

综合本文上述分析，可得以下结论：

制动器制动性能的热稳定性与摩擦材料密切相关；采用金属陶瓷摩擦材料的制动器较采用粉末冶金摩擦材料制动器具有更好的热稳定性；

在200℃～400℃的高温区间，采用陶瓷摩擦材料的制动器仍具有较高的制动效能或是稳定的制动性能，而采用粉末冶金摩擦材料的制动器则会出现明显的热衰退现象；我国汽车行业推荐标准QC/T 564-2008规定进行制动器制动效能测试时，参考试验的制动初温均为（80±2）℃，但新型制动材料往往在较高的温度区间上具有更为稳定的性能，因此，对应用了新型摩擦材料的制动器，上述制动初始温度的规定有待商榷。

随着新型摩擦材料研究的出现，相关标准的部分条款已不再广泛使用，只有不断细化、更新标准技术内容，开展标准研讨才能充分发挥其指导作用，推动制动技术向前发展。

参考文献

[1]马卫平，野南海. 汽车用摩擦材料国外研究进展[J]. 企业技术开发，2007，（05）：31

[2]马东辉，张永振，陈跃，官宝. 制动摩擦材料高速摩擦学性能的主要影响因素[J]. 与密封，2003，（06）：44-47.

粉末冶金的应用篇10

【关键词】型钢 喷涂 金属表面

超音速喷涂强化方法主要应用纳米级碳化物合金粉末，其中主要的材料有四种：即5-10%镍铝粉末、50-60%钴碳化钨合金粉末、5-10%铬钼锰复合粉末和10-20%硼钨复合粉末。

1 传统的轧辊孔型表面强化方法及其特点

轧辊是轧机的重要部件，也是轧制生产中的主要消耗备件之一，对型钢的质量起着关键性作用。轧辊的工作条件十分恶劣，且由于轧辊孔型径向方向上线速度不相同，型钢与轧辊之间产生相对滑动，出现搓钢现象，加剧轧辊磨损，加之成品辊孔型过渡圆弧处容易出现应力集中，轧辊局部造成破损，型钢在轧制生产过程中会出现表面划伤、积瘤、边厚差等问题，造成型钢表面质量差，难以交付使用，轧辊在线使用时间短、寿命短，因此需要提高轧辊孔型表面的硬度和减少局部应力破损，从而延长轧辊的使用寿命。[1]目前轧辊孔型表面强化方法有激光表面淬火、表面电火花强化、表面中频淬火、激光熔覆合金层和等离子熔覆合金层等。

1.1 金属轧辊表面电火花强化方法

以铸钢轧辊为沉积对象，选用陶瓷硬质合金WC-Co电极在氩气保护气氛下进行沉积处理，其工艺参数为：输出功率为500-4000W，输出电压为60-180V，放电频率为1000-2000HZ，沉积速率为1-5min/cm，保护气体氩气流量设定在5-15L/min。存在的主要问题是：（1）电火花设备投资大，维护费用高；（2）对设备的精度要求高且合金层厚薄不一，合金层的耐磨性能差，效果并不理想，且无法用在孔型过渡圆弧处，进而无法消除圆弧处的应力，加快轧辊孔型磨损，使用寿命短。

1.2 型材轧制轧辊激光表面强化工艺

该工艺的步骤顺序：轧辊车削加工，探伤检验，表面预处理，激光强化处理；用车削加工清除轧辊表面疲劳层后，将探伤检验合格的轧辊装入激光加工机床，用喷枪将吸光材料均匀地喷涂在轧辊辊身需处理部位，以致将待处理部位完全致密覆盖，待吸光材料干燥后选择激光强化参数进行强化处理。存在的主要问题是：1）所需的大型激光设备投资大，维护费用高；轧辊预处理要求较为严格，操作过程繁琐，劳动强度大；2）吸光材料的耐磨性能差，使用寿命短，且无法用在孔型过渡圆弧处，进而无法消除圆弧处的应力。[2]

2 型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化工艺特点

为了克服现有技术的缺陷，研究人员提供一种型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化方法，采用常规喷涂设备，生产投资少，消除孔型圆弧处的应力集中，提高轧辊的表面耐磨性，提高轧辊的过钢吨位，延长轧辊的有效使用寿命。型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化方法，选用纳米级碳化物合金粉末。与传统的技术相比，优点是步骤衔接有序，简便易于操作；该方法采用合金超音速喷涂强化，使得轧辊孔型表面耐高温、耐磨性提高，轧辊在线时间显著延长，过钢量提高1倍以上，轧辊磨损小，重复使用次数较之前提高2倍以上，轧辊寿命延长2倍以上，型钢质量大大提高，合格率提高10%以上。

3 型钢精轧辊孔型表面合金超音速喷涂强化方法的工序流程

3.1 表面预处理

型钢精轧辊孔型的表面要保持干净平整，这样可以有效地提高喷涂效果。预处理的主要步骤有：（1）对于表面存在疲劳层型钢精轧辊孔型，以及局部存在严重拉伤沟痕的型钢精轧辊孔型，必要时候需要进行车削处理，这是为后期的热喷涂提供足够的空间；（2）需要清除金属物品表面的油污和油漆等附着物，保持需要喷涂金属的洁净性，通常情况下，可以用溶剂清洗剂除去油污，在油污渗入金属体之后，可以用火焰加热的方法加以去除，另外，若是金属表面存在铁锈，需要利用酸浸、机械打磨的方法进行去除；（3）采用车削、磨削或配合方法去除轧辊表面磨损层，使轧辊基体表面的粗糙度控制在RA0.3至RA3.0之间，然后喷砂处理。

3.2 金属表面喷涂

（1）在一般情况下，基于成本的考虑采用常规的喷涂设备，选用经过合理数量配置的纳米级碳化物合金粉末，这类粉末中大多有镍铝粉末、铬钼锰复合粉末和硼钨复合粉末，根据需求和金属属性的不同进行配置，在喷涂的过程中，第一步是在型钢精轧辊上打底，大约需要铺镍铝0.03毫米的粉末，粉末分布均匀无死角；第二步将其他的几种粉末按照一定比例融合后，用工具均匀的喷涂到轧辊表面，其厚度约为0.1-0.2毫米，对于喷枪的高度也有一定的限制，通常情况下喷枪与轧辊的距离为10-15厘米，喷枪与喷涂表面的夹角不能过大，一般要小于89度。[3]喷涂后，轧辊孔型表面得到强化，这主要是合金粉末的原因，使得金属件更加耐磨、耐高温，另外，还起到了一定的效果，极大地提高了型钢的质量；（2）在喷涂这一环节结束后，需要置放在在空气中进行冷却，直至与室温平衡，才能进行下一个环节。

3.3 喷涂后处理

（1）为了使得轧辊处理更加完善，需要用封孔剂热喷涂涂层表面，填补其表面存在的空隙和凹处；（2）将热喷涂后的轧辊要在阴凉处凉置2小时左右，待其冷却后，在将其放入加热炉内进行固化加热，其炉中温度需要保持在130度左右，随后在进行常温冷却。

4 结语

经过实验发现：型钢精轧辊表面合金超音速喷涂强化方法处理过的型钢精轧辊与未经此方法处理的型钢精轧辊进行对比，改进后的轧辊轧制钢吨位平均提高了1.8倍，轧辊的使用寿命得到大大的延长，轧辊使用寿命提高1倍以上。

参考文献：

[1] 岳佳.铁基轧辊表面等离子喷涂涂层组织与性能的研究[D].江苏科技大学，2012.

[2] 柳祖林.为冶金零部件穿上延寿“防护服”[N].中国冶金报，2014-12-11007.