分析粉末冶金材料及冶金技術的發展

楊 鍵

（山西太鋼哈斯科科技有限公司， 山西 陽曲 030100）

冶金技術在我國具有著十分悠久的應用歷史，冶金技術在我國最早應用于生鐵冶金。生鐵冶金可以說是冶金技術的初級運用。隨著冶金技術的不斷優化與改良，粉末冶金技術成為冶金技術運用的一大方式。分析與研究粉末冶金材料與冶金技術的發展與運用能夠極大的促進粉末冶金的推廣，有助于判斷冶金技術的未來發展走向，對我國冶金行業的發展具有著十分重大的意義和作用。

1 粉末冶金技術的主要特點

粉末冶金技術與傳統的冶金技術相比，粉末冶金具備著傳統冶金技術所不具備的物理性能，通過粉末冶金技術的運用能夠制造更為精細的零件或結構復雜的工具。例如：建筑機械設備中的微小部件。通過粉末冶金技術的運用能夠直接對多種冶金材料進行復合式加工，進而能夠生產出傳統冶金技術不能生產的材料或用具，并且通過粉末冶金技術的運用還能夠極大的縮減冶金的冶煉成本。例如：通過粉末冶金技術生產出的多空分離膜、功能性陶瓷等材料。與此同時，粉末冶金技術還能夠提升工業廢料的二次利用效率，如廢棄的鐵屑、冶煉殘余等均可作用粉末冶金的基礎材料。

當前我國冶金行業中粉末冶金技術的應用十分廣泛，粉末冶金技術的運用主要集中于我國的華東與華南地區，圖1為我國在2016年粉末冶金行業所占據在我國各大地區的主要分布狀況柱狀圖，其中華東地區與華南地區占據著總比例的百分之九十以上。我國在2016年通過運用粉末冶金技術生產的零件質量高達210萬t，并且依舊呈現著逐漸上升趨勢。

圖1 2016年我各大地區粉末冶金行業所占有的比例圖

2 傳統冶金材料分類

傳統的冶金材料主要可以分成以下幾種：鐵基粉末冶金材料、鋼基粉末冶金材料、難溶性金屬冶金材料、電子冶金材料、摩擦冶金材料等等。鐵基粉末冶金材料是最為常見的冶金材料之一，鐵基粉末冶金材料大多應用于機械制造行業。鋼基粉末冶金材料由于其自身構成材料的配比度不同其性能有著較大的差異和區別，如：銅合金具有較強的抗腐蝕能力，黃銅材料具有較強的耐磨性。鋼基粉末冶金材料在我國電器制造行業中應用十分廣泛[1]。難溶性金屬冶金材料主要是指熔點大于1700℃的金屬材料，由于該種材料的熔點較高，通常具有較高的硬度與強度，大多應用于軍機設備制造、航空行業。電子冶金材料主要引用于電器元件之中，隨著我國通信行業的發展，電子冶金材料的應用逐漸滲透至我國各行各業。摩擦冶金材料具有著極強的抗磨損能力，當前摩擦冶金材料大多應用于抗磨元件的制造之中，如：汽車行業中的制動裝置、離合器等。

3 現代冶金材料分類

當前現代化的冶金材料主要應用于信息行業、能源研究應用行業、生物材料制造行業、軍用設備制造行業等高端行業。在信息行業中現代冶金材料的應用主要可以分成金屬類材料以及鐵氧材料，當前鐵氧體磁性材料只能通過現代化的粉末冶金技術制造出來，并且其整體的生產成本較高，如：磷鐵、硅鋼等[2]。對于能源研究應用行業而言，現代冶金材料的研究與應用主要是為了滿足節能需求，在能源研究中的應用主要可以分成儲能式材料與新能源材料兩種。如：儲氫合金材料中的、鎂鎳類以及鈦鐵類等。在生物材料制造行業中現代冶金材料主要應用于人造機械骨骼等生物類醫學研究，其主要研究的目的在于降低人體排斥能力、延長人類生存壽命、降低醫療成本。現代冶金材料在軍事應用中主要體現才武器性能提升、航空航天新型材料研發之中，現代粉末冶金材料在航空航天中主要是減摩材料與抗輻射材料研究。

4 粉末冶金材料以及冶金技術的主要發展

4.1 粉末注射成型技術

由于歷史性原因，我國各項科學技術發展的起點較低，發展的時間較短。相比于西方發達國家而言，我國還處于發展中階段。我國在進入到21世紀以來，我國各項科學技術進入到了發展的蓬勃時期，粉末冶金技術中的粉末注射成型技術、溫壓成形技術、燒結硬化技術得到了穩步的提升與拓展。當前粉末注射成型技術在我國已經開始初步運用，粉末注射成型技術成型的材料所需要花費的時間周期較長，因此粉末注射成型技術大多應用于陶瓷、鐵基，但是隨著我國國民對于冶金行業要求的逐漸提升，傳統的粉末注射成型技術已經不能滿足人們的需求，通過粉末注射冶金技術制造的陶瓷其中含有的在較多，優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構的差異，粉末注射成型技術逐漸軸向復雜化與精細化，粉末注射成型技術在未來必將成為粉末冶金技術的一大重要分支技術。

4.2 溫壓成形技術

溫壓成形技術是近年來新型的粉末冶金技術的一種，溫壓成形技術主要基于流動溫壓工藝，我國相關科研人員通過流動溫壓技術與注射成形技術的結合，將溫壓技術與注射成型的技術優點充分的發揮了出來。溫壓成形技術在實際的運用過程中主要應用的步驟為：將冶金材料粗粉與細分按照工業生產材料的實際需求比例進行配比混合，之后再運用溫壓工藝進行進一步的加工，進而生產出更為高質量的冶金材料。溫壓成形技術在實際的運用過程中其中最應當注重的即為粗粉與細粉的流動性，在溫壓成形階段，要配比好粗粉與細粉的實際比例，進而才能保障冶金成品的生產質量，溫壓成形技術具有著其他技術形式所不具備的很多優點，并且溫壓成形技術在我國當前冶金行業中應用十分廣泛，例如：我國汽車制造行業中復雜結構、高密度汽車零件在生產的過程中主要應用的就是溫壓成形技術，通過粗粉與細粉的高精度配比，極大的降低了原材料不良損耗，縮減了冶金材料的生產成本，提升了制造企業的成本收益。

4.3 微波燒結技術

隨著我國市場經濟體制的改革以及我國市場未來的發展需求，我國冶金行業對于綜合性能更高的冶金材料的需求量逐漸上漲，因此我國冶金企業要想在當前激烈的行業競爭中站穩腳跟，就應當注重材料制造技術的革新與換代。通過微波燒結技術的運用，冶金企業所生產的冶金材料內部材料構成更為均勻，并且生產的材料任性更強。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的時間內其溫度即可上升值1700℃，部分冶金材料的溫度在該段時間內甚至能夠上升至2200℃[3]。因此微波燒結技術在陶瓷行業中的應用效果更為優異。通過微波燒結技術生產的陶瓷器內部的結構更為穩定，在實際的燒制過程中陶瓷內部的受熱更為均勻，陶瓷不易發生裂痕。因此通過微波燒結生產的陶瓷破損率更低，生產的成本更為低廉，微波燒結技術將成為陶瓷材料加工的未來主要應用走向。

5 結語

隨著我國國民生產水平的不斷提升，我國對于冶金制品的綜合性能要求越來越高，我國冶金企業要想提升企業的核心競爭力，實現企業可持續發展的目標，就應當重視冶金技術的升級與優化，重視企業相關技術人才培養，并制定更為科學合理的管制體系，這樣才能在未來激烈的競爭中站穩腳跟。

[1]王靖鵬，顧煜臻，劉文生.探究粉末冶金的發展及現狀[J].世界有色金屬，2017（13）：8；10.

[2]安鵬，彭明軍，史方杰.粉末冶金技術的應用[J].化工設計通訊，2016，42（10）：18.

[3]姚晨光.粉末冶金技術在新能源材料中的應用[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（4）：9-10.