粉末冶金材料的分類及應用分析

【摘要】 隨著我國社會主義經濟的不斷發展，冶金行業也有了很大程度的進步。冶金材料的種類也變得越來越多樣化。就目前來說，粉末冶金材料最為普遍，粉末冶金材料主要由硬質合金、粉末冶金結構材料等等一系列的材料構成。本文主要針對粉末冶金材料的具體分類進行深入的研究和分析，并且對其應用進行分析和探究。

【關鍵詞】粉末冶金材料；材料分類；應用

粉末冶金材料是指用粉末冶金工藝制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有傳統熔鑄工藝所無法獲得的獨特的化學組成和物理、力學性能，如材料的孔隙度可控，材料組織均勻、無宏觀偏析（合金凝固后其截面上不同部位沒有因液態合金宏觀流動而造成的化學成分不均勻現象），可一次成型等。

1、粉末冶金材料的主要分類

①粉末冶金減摩材料，又稱燒結減摩材料。通過在材料孔隙中浸潤滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤滑劑制得。材料表面間的摩擦系數小，在有限潤滑油條件下，使用壽命長、可靠性高；在干摩擦條件下，依靠自身或表層含有的潤滑劑，具有自潤滑效果。廣泛用于制造軸承、支承襯套或作端面密封等。

②粉末冶金多孔材料。又稱多孔燒結材料。由球狀或不規則形狀的金屬或合金粉末經成型、燒結制成。材料內部孔道縱橫交錯、互相貫通，一般有30%～60%的體積孔隙度，孔徑1～100微米。透過性能和導熱、導電性能好，耐高溫、低溫，抗熱震，抗介質腐蝕。用于制造過濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等。

③粉末冶金結構材料。又稱燒結結構材料。能承受拉伸、壓縮、扭曲等載荷，并能在摩擦磨損條件下工作。由于材料內部有殘余孔隙存在，其延展性和沖擊值比化學成分相同的鑄鍛件低，從而使其應用范圍受限。

④粉末冶金摩擦材料。又稱燒結摩擦材料。由基體金屬（銅、鐵或其他合金）、潤滑組元（鉛、石墨、二硫化鉬等）、摩擦組元（二氧化硅、石棉等）3部分組成。其摩擦系數高，能很快吸收動能，制動、傳動速度快、磨損小；強度高，耐高溫，導熱性好；抗咬合性好，耐腐蝕，受油脂、潮濕影響小。主要用于制造離合器和制動器。

⑤粉末冶金工模具材料。包括硬質合金、粉末冶金高速鋼等。后者組織均勻，晶粒細小，沒有偏析，比熔鑄高速鋼韌性和耐磨性好，熱處理變形小，使用壽命長。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。

⑥粉末冶金電磁材料。包括電工材料和磁性材料。電工材料中，用作電能頭材料的有金、銀、鉑等貴金屬的粉末冶金材料和以銀、銅為基體添加鎢、鎳、鐵、碳化鎢、石墨等制成的粉末冶金材料；用作電極的有鎢銅、鎢鎳銅等粉末冶金材料；用作電刷的有金屬-石墨粉末冶金材料；用作電熱合金和熱電偶的有鉬、鉭、鎢等粉末冶金材料。磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料。軟磁材料有磁性粉末、磁粉芯、軟磁鐵氧體、矩磁鐵氧體、壓磁鐵氧體、微波鐵氧體、正鐵氧體和粉末硅鋼等；硬磁材料有硬磁鐵氧體、稀土鈷硬磁、磁記錄材料、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各種轉換、傳遞、儲存能量和信息的磁性器件。

⑦粉末冶金高溫材料。包括粉末冶金高溫合金、難熔金屬和合金、金屬陶瓷 、彌散強化和纖維強化材料等。用于制造高溫下使用的渦輪盤、噴嘴、葉片及其他耐高溫零部件。其中，典型的彌散強化材料有：（1）燒結鋁粉（SAP）：用表面氧化法制造。SAP有很高的高溫強度和抗蠕變性能，使用溫度達500℃，遠優于一般鋁合金。它主要用于：反應堆中的核燃料包套，飛機機翼和機身，壓氣機葉輪，高溫活塞等。（2）彌散強化銅：常用內氧化法制造。經彌散強化后，銅的強度、硬度得到很大的提高，導電性降低不多。它常用作電阻焊的電極，白熾燈燈絲引線，電子管零件和電子工業中的其他材料。（3）彌散強化高溫合金：最早的彌散強化鎳基合金是ThO2（2%）強化鎳（TD-Ni）。一般用共沉淀法制得。機械合金化法出現之后，又發展了一系列鎳基、鐵基和鈷基合金。

2、粉末冶金材料的應用研究

2.1在機械合金方面的應用

機械合金主要應用的是粉末冶金技術中的高性能球磨技術。其應用原理為：在高能球磨的基礎之上，有效利用了金屬粉末混合物的變形和易斷裂特性，逐步調整金屬粉末原子之間的距離，并最終形成合金粉末。所謂機械合金指的就是在固態形式下進行的固態反應，從而科學實現了合金化，而在這種狀態下形成的合金不會收到物質熔點及蒸汽壓力等因素的影響，進而表現出較強的穩定性。

2.2在干燥噴霧方面的應用

所謂的煩躁噴霧指的是運用霧化器將呈現出一定濃度的原料液轉變成一種具有噴射性能的霧狀液滴的形式，之后再經過一系列的接觸熱空氣程序將霧狀液滴迅速轉化成干燥劑，這就是粉粒狀干燥噴霧的制作過程。通常情況下，制作干燥噴霧需要經過四個基本階段，依次是料液霧化、熱干燥、蒸發干燥、分離四個流程。更為重要的是，在粉末的制作過程中，還可以依據不同的需求對粉粒形狀、大小進行相應的規定。

結語：

粉末冶金是一種先進的金屬成型技術，是金屬及其它粉末通過加工壓制成型、燒結和必要的后續處理制成機械零部件和金屬制品的高新技術。由于其具有節能、省材、高效、環保等諸多優點，已受到廣泛采用，并具有很大的市場潛力和發展前景。上文系統的總結了粉末冶金材料的種類，并對其應用領域進行了分析研究。從中不難看出，相對普通材料來說粉末冶金材料無論是從性能上還是獲取上，都有著無法比擬的強大優勢，這也是目前這類材料應用廣泛的原因之一。未來，隨著經濟的發展及科技的進步，粉末冶金材料將會發揮出越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]張憲銘，張江峰.標準：粉末冶金材料的分類和牌號[J].世界有色金屬，2015（05）.

[2]韓鳳麟，陳大俠.粉末冶金汽車零件最新進展（下篇：其他零件部分）[J].現代零部件，2016（05）.

[3]曹勇家，鐘海林，郝權，李小明，況春江，方玉誠.粉末冶金生產工藝的兩大發展[J].粉末冶金工業，2011（01）.

[4]張建國，馮湘.粉末冶金成形新技術綜述[J].濟源職業技術學院學報，2016（01）.

作者簡介：

蔣福海（1988） ，男，助理工程師，長期從事粉末冶金生產管理。