粉末冶金新技术范文1
关键词：粉末冶金；发展；探究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.011
1 粉末冶金的起源c概述
1.1 粉末冶金的起源
在1930年代，螺旋磨削后还原铁粉，因此铁粉和碳粉制成的铁基粉末冶金方法的机械零件获得快速发展。 第二次世界大战后，粉末冶金技术就得到了快速发展，新的生产技术和技术设备，许多新材料和产品可以衍生出一些特殊材料的制造领域，成为现代工业的重要组成部分。
1.2 粉末冶金的概述
粉末冶金是一项能将金属粉末或金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）作为原料烧结，制造出金属材料、复合材料以及各种类型的产品技术。粉末冶金方法和生产陶瓷有相似的地方，都是粉末烧结技术的一部分，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决问题的关键性新材料，在整个工程系统领域的发展中发挥关键作用。但是从定义上说粉末冶金产品往往是远超出了材料和冶金的范围，通常跨越多个学科（材料、冶金、机械、力学等）的技术。特别是现代金属粉末3 d打印技术，集机械工程、AUTOCAD、逆向工程技术，分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术共同与粉末冶金产品技术进入一个更全面的现代技术的学科。
2 我国粉末冶金面临的技术难题
我国冶金技术目前的困难，是如何积极培育自己的核心竞争力的团队已成为国家和企业急需的解决问题。我们都知道汽车零部件核心技术的价值所在，高价值主要包括：发动机进排气阀，发动机连杆，传动齿轮同步器锥环和泵在主从动齿轮等等。在这些零部件中，主流技术，粉末冶金技术。如：连杆是发动机的重要部件之一，许多进口车型的绘图规则都有连杆疲劳试验载荷，而且载荷下的载荷疲劳循环次数每年超过500多万次。而国产汽车发动机连杆锻造钢连杆和连杆疲劳铸造用途大多数次大于500000周以上是比较困难的，因为汽车钢部件的连杆没有切割，微小缺陷对连杆的疲劳寿命影响较大。国外主流主要采用粉末锻造，如：别克汽车，德国的宝马，GNK公司制造的连杆甚至达到了1041MPa的抗拉强度。因此，要培养自己的核心竞争力，首先必须加强对粉末冶金技术的发展，加强国内零部件的竞争力，从技术薄弱为突破点。
3 粉末冶金在我国工业家族中的布局与现状
3.1 布局
根据中国粉末冶金协会的统计数据，34家企业有国内大中型粉末冶金生产（占全国64%），53家企业数量累计产量长期53家企业生产比重高达85% ，大多数都是粉末冶金部件制造商有34家公司专注于进行改革发展。 在过去十年中，我国受益于汽车生产的增长，汽车用粉末冶金零件的需求也呈现快速增长的局面。 未来，除了汽车工业本身的成长，粉末冶金部件的需求也将从双重替代进口替代和加工零件更换中受益，粉末冶金用量将得到明显改善，保护传统粉末冶金汽车备件的需求将保持稳定增长。自2008年以来，从行业发展趋势，由于价格优势，世界粉末冶金生产焦点逐渐转向中国，日本的生产，有明显的下降。根据中国粉末冶金协会在34家粉末冶金企业生产基地，2009/2010/2011粉末冶金自行车用量分别为3.1 / 3.6 / 3.76 kg / m，消费增长趋势明显，2011年略有下降，2012年并恢复到3.71 kg / m的水平。行业信息网络认为，考虑到车辆节能，产品轻便和精确的吸引力，随着中国粉末冶金生产企业的未来规模大，技术加强的成本优势仍强，进口替代粉末冶金零件在需求增长的趋势下将继续发生。
3.2 现状
根据中国研究结果，2017年我国粉末冶金产品的平均自行车用量至少为8公斤，这个差异不从国外计算粉末冶金用量（进口或部分装配件）的发动机，这部分进口替代需求构成了粉末冶金部件未来需求增长的一部分。我们保守估计，未来车辆本地化的粉末冶金的更换率约为自行车用量的7% - 9%。研究及相关原材料，辅助材料，各种粉末制备，烧结设备制造设备的生产。 产品包括轴承，齿轮，硬质合金刀具，模具，摩擦产品等。 军事企业，采用粉末冶金技术生产铠装穿刺鱼雷，制动副坦克等飞机的重型武器装备。 粉末冶金汽车零部件近年来已成为粉末冶金工业在中国最大的市场，约60%的汽车零件用于粉末冶金零件。
4 粉末冶金在我国的发展前景
4.1 发展
粉末冶金工业在中国已经有近十几年的快速发展，但与国外工业仍存在差距如：企业规模小，经济效益远，与国外企业长距离。 各种产品交叉，企业竞争激烈。况且大多数企业缺乏技术支持，研发能力，产品规模低，难以与国外竞争。加工设备及配套设施落后。产品的出口贸易渠道常被限制。
4.2 前景
随着中国加入了世界贸易组织，上述问题已显著经改善，因为加入世界贸易组织后，国际市场将逐渐使粉末冶金市场将进一步得到扩大的机会。与此同时，越来越多的企业在引入粉末冶金和相关技术水平的外国资本和技术，我国冶金项目有就是这样得到改善和发展的。依据目前的数据，我国的粉末冶金零件与各项产值超过55.1亿人民币，占全球市场份额非常的小，根据我国国粉末冶金制造业在2014年和2018年生产报告和销售记录预测出转型的升级空间等。中国粉末冶金行业中的54家企业协会统计，2013年我国粉末冶金零部件的生产总值实现了主营业务收入484.11亿元，增长40左右同比增长了2个百分点，利润为7.6亿元人民币，是去年同期的两倍左右。在生产粉末冶金零部件行业里头实现了工业产值突破了57亿多元人民币，其中新产品的产值达到了7.3亿RMB，新产品（新产品输出/工业产值）所占比例为14.4%。且行业销售产值达到57.73亿元RMB，其中出口价值8.28亿元RMB，出付价值/工业销售价值的21.62%。从生产规模和销售规模分析，根据中国粉末冶金协会的统计数据显示，2017年中国粉末冶金零部件的行业产量2.61142亿吨，增长49.31%；销售了182万吨左右，增长63.75%。先后通过引进了国外的先进技术和自主发展创新，在我国粉末冶金工业的新技术的表现和快速发展的趋势下，在各种我国的机械通用零部件行业里，粉末冶金行业是这一年增长和发展得最快的一个产业，我国家的GDP增长率是36.12%。当下全球制造业迅速转移到中国的步伐正在加速，各种汽车工业和高科技产业的快速发展都离不开粉末冶金的各项技术，因此。粉末冶金行业的发展给各种行业的发展带来了一个个有利的机会和良好的市场空间。所以，我国将粉末冶金产业列为了我国优先发展的行业，并鼓励外企和投资公司对其进行大力发展。
5 结束语
粉末冶金工业是机械工业在重要零部件制造中的基础。 近年来，中国自行发展通过不断引进国外先进技术和创新，粉末冶金工业和技术在中国的组合显示出了快速发展的趋势，是中国机械通用部件行业增长最快的行业之一。 在中国经济的快速发展中，特别是在中国汽车工业发展势头强劲的推动下，中国粉末冶金行业增长强劲。 粉末冶金汽车配件占45%以上，粉末冶金汽车配件成为中国粉末冶金行业最大的市场。
参考文献：
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粉末冶金新技术范文2
【关键词】粉末冶金历史 基本工序 粉末冶金优势与不足 趋势
1 粉末冶金的历史
粉末冶金发展经历三个阶段：
20世纪初，通过粉末冶金工艺制得电灯钨丝，被誉为现代粉末冶金技术发展的标志。随后许多难熔金属材料如钨、钽、铌等都可通过粉末冶金工艺方法制备。1923年粉末冶金硬质合金的诞生更被誉为机械加工业的一次革命；20世纪30年代，粉末冶金工艺成功制得铜基多孔含油轴承。继而发展到铁基机械零件，并且迅速在汽车、纺织、办公设备等现代制造领域广泛应用；20世纪中叶以后，粉末冶金技术与化工、材料、机械等学科互相渗透，更高性能的新材料、新工艺发展进一步促进粉末冶金发展。并使得粉末冶金技术广泛应用到汽车、航空航天、军工、节能环保等领域。
2 粉末冶金的基本工序
（1）粉末的制取。目前制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。机械法是将原材料机械地粉碎，化学成分基本不发生变化。物理化学法是借助化学或物理作用，改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末。目前工业制粉应用最为广泛的有雾化法、还原法和电解法；而沉积法（气相或液相）在特殊应用时也很重要。
（2）粉末成型。成型是使金属粉末密实成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度坯块的工艺过程。成型分普通模压成型和特殊成型两类。模压成型是将金属粉末或混合料装在钢制压模内，通过模冲对粉末加压，卸压后，压坯从阴模内压出。特殊成型是随着各工业部门和科学技术的发展，对粉末冶金材料性能及制品尺寸和形状提出更高要求而产生。目前特殊成型分等静压成型、连续成型、注射成型、高能成型等。
（3）坯块烧结。烧结是粉末或粉末压坯，在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程。烧结可分单元系烧结和多元系固相烧结。单元系烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；多元系固相烧结，烧结温度一般介于易熔成分和难熔成分的熔点之间。除普通烧结外，还有活化烧结、热压烧结等特殊的烧结方法。
（4）产品的后处理。根据产品的性能要求不同，一般会对烧结品再进行加工处理。如浸油、精整、切削攻牙、热处理、电镀等。
3 粉末冶金的优势与不足
粉末冶金的优势：粉末冶金烧结是在低于基体金属的熔点下进行，因此目前绝大多数难熔金属及其化合物都只能用粉末冶金方法制造；粉末冶金压制的不致密性，有利于通过控制产品密度和孔隙率制备多孔材料、含有轴承、减摩材料等；粉末冶金压制产品的尺寸无限接近最终成品尺寸（不需要机械加工或少量加工）。材料利用率高，故能大大节约金属，降低产品成本；粉末冶金产品是同一模具压制生产，工件之间一致性好，适用于大批量零件的生产。特别是齿轮等加工费用高的产品；粉末冶金可以通过成分的配比保证材料的正确性和均匀性，此外烧结一般在真空或还原气氛中进行，不会污染或氧化材料，可以制备高纯度材料。
粉末冶金的不足：粉末冶金零件部分性能不如锻造和一些铸造零件，如延展性和抗冲击能力等；产品的尺寸精度虽然不错，但是还不如有些精加工产品所得的尺寸精度；零件的不致密特性会对后加工处理产生影响，特别在热处理、电镀等工艺必须考虑这一特性的影响；粉末冶金模具费用高，一般不适用于小批产品生产。
4 国内粉末冶金行业的趋势
随着我国工业化快速发展，高附加值的零部件需求将加速增长。此外，随着全球化采购的产业链形成，带给国内零部件企业商机显而易见。因此，如何把握当前机遇，目前粉末冶金行业应该从以下四方面发展。
（1）进一步提高铁基粉末冶金产品的密度，扩大粉末冶金件对传统锻件的替代范围。当前，铁基粉末冶金零件的密度为7.0-7.2g/cm3，而国内某企业通过技术改进，用传统的粉末烧结和锻造工艺相结合的办法，用较低的成本把铁基粉末冶金零件密度提高至7.6g/cm3，在这种密度前提下，铁基粉末冶金已经可替代机械、汽车等行业的大多数连接件和部分功能件。考虑粉末冶金工艺本身对材料的节省和高效特征，此类铁基粉末冶金件的潜在价值空间可达至千亿元。
（2）提高粉末冶金产品的精度、开发形状更复杂的产品。为机械制造、航天汽车、生活家电等行业的产业结构升级服务。此方向主要以降低机械重量、节能减耗及将设备小型化、普及化为导向。如使用注射成型零件几乎不需要再进行机加工，减少材料的消耗，材料的利用率几乎可以达到100%。
（3）进一步合金化，目标为轻量化和功能化。在铁基粉末中，混入铝、镁及稀土元素等合金粉末，可实现其超薄、轻量化等性能，可广泛地应用电子设备及可穿戴设备等与生活密切相关的领域中。
（4）改善粉末冶金零件的电磁性，目标是对硅钢和铁氧体、磁介质等材料的取代。以取向硅钢材料为例，硅钢的导电原理是加入硅元素后，材料通过减少晶界的方式降低铁损，特别是取向硅钢，导向方向是一个单一粗大的晶粒。相比取向硅钢的一维导电方向，粉末冶金零件可以实现多维导电（各个方向）。目前此技术已被少数企业实现突破，只要不断完善，最终达到工业要求。这种技术将会广泛在电机设备、汽车及机器人智能控制系统等领域应用。
参考文献：
[1]黄培云.粉末冶金原理.[M].北京：冶金工业出版社，1997（2006.1重印）.1.
粉末冶金新技术范文3
公司的主要竞争优势
1、人才和研发优势
公司充分发挥自身在粉末冶金复合材料领域的强大技术优势，凝聚了一批国内顶尖的新材料人才队伍。其中公司的创始人黄伯云先生曾为我国“863”计划新材料领域首席科学家、中国工程院院士、2004年度国家科技发明奖一等奖获得者。公司现有享受国务院特殊津贴者3人，博士、博士后18人，硕士21人。拥有中级以上技术职称的人数占员工总数的17.39％。与博云新材保持长期合作的中南大学部级研发机构包括：粉末冶金国家重点实验室、轻质高强结构材料国防科技重点实验室、粉末冶金国家工程研究中心、国家有色金属粉末冶金产品质量监督检验中心等。
2、国家产业政策重点支持优势
博云新材研制的高科技产品涉及的行业被国家列为优先重点发展的行业，符合国家产业政策的发展要求。公司还承担了国家重点工业性实验、国家高新技术产业化示范工程等十余项国家、省、市级科研项目。公司生产的高科技粉末冶金复合材料产品打破了国外竞争对手长期垄断的格局，有利于我国新材料产业赶超世界先进水平，尤其是公司的航空产品(军用、民用飞机刹车副)和航天产品，确保了国家航空战略安全，同时在国防上具有重要战略意义。
3、细分产品市场优势
公司首获国内大型干线飞机一波音757飞机炭／炭复合材料飞机刹车副的PMA证书，公司开发生产的图一154飞机刹车副，获得俄罗斯图波列夫设计局颁发的生产许可证，公司开发的波音737-700／800飞机Goodrich机轮用粉末冶金刹车副是国内唯一取得民航产品生产许可证(PMA)的产品。博云汽车生产的环保型高性能汽车刹车片已配套多家汽车主机厂，近年来的销售额成持续上升局面。博云东方生产的高性能级进冲压模具材料占国内市场份额持续稳定增长。
4、可持续发展优势
博云新材开发的粉末冶金复合材料产品已在航空航天、汽车、高端冲压模具等应用领域得到了市场的充分认可，成功打入了原来由国外企业垄断的细分领域。公司开发的高性能粉末冶金复合材料产品通过在当前航空航天、汽车、高端冲压模具三个领域的应用，为公司产品拓展在其它领域的应用奠定了坚实的技术基础。公司产品未来将逐渐应用于高速列车、工程机械、船舶、石油、化工等领域，保证了公司的可持续性发展能力。
5、价格优势
博云新材的竞争优势尤其体现在产品的价格上。公司生产的粉末冶金复合材料产品主要与国外厂家进行竞争，飞机刹车副、环保型高性能汽车刹车片的价格为国外同类产品的60％左右，高性能模具材料价格为国外同类产品的50％左右，具有明显的价格优势，性价比高。
募集资金用途
粉末冶金新技术范文4
【关键词】粉末冶金；球磨粉末；Ti-45Al-5Nb合金
【中图分类号】TH 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2013）07-0055-1.5
TiAl金属间化合物具有低密度、高强度、优异的高温抗蠕变和抗氧化性等优点，在航空航天以及汽车工业等领域具有广泛的应用前景。高Nb含量TiAl合金保持了TiAl合金上述一系列优点，同时高含量难熔元素Nb的加入提高了合金的熔点及有序温度，降低了扩散系数，改善了高温抗氧化性能，被视为最具有开发潜力的新一代高温结构材料之一。然而，该合金存在严重的室温脆性，断裂韧性和裂纹扩展抗力也很低，且该合金属于难塑性加工材料。这些缺点阻碍着该合金的广泛应用。目前，该合金制备的工艺主要是铸锭冶金，该工艺存在成分偏析和组织粗大等缺点，且成本高，工序复杂。近年来，粉末冶金制备技术引起广泛关注。与铸态合金相比，粉末冶金合金的组织更均匀细小，而且，由于粉末冶金工艺可以实现近净成形，从而避免对合金的后续塑性加工，成为国内外学者制备TiAl基合金广泛关注的工艺。本文采用元素粉末冶金法制备高Nb-TiAl合金，对组织性能进行了研究。
一、实验
将平均颗粒尺寸小于48μm的高纯Ti、Al粉以及平均颗粒尺寸小于45μm的高纯Nb粉，按Ti-45Al-5Nb（at.%）成分配比，在行星式球磨机中进行机械球磨，球磨参数为：球料质量比为20∶1，转速为400r/min，球磨罐和磨球材料均为不锈钢，球磨时充高纯氩气保护，球磨时间为8h。随后，利用真空热压烧结系统对球磨获得的Ti/Al/Nb复合粉末进行反应烧结，烧结工艺参数为：烧结温度分别为1250℃、1300℃、1350℃，压制力为40MPa，保温保压时间为2h，整个烧结过程中真空度不低于10-2Pa，最后得到Φ60×13mm的三种烧结块体材料。
应用XRD分析材料物相组成，利用光学显微镜（OM）和配有能谱（EDS）分析系统的场发射环境扫描电子显微镜Hitachi S4700（SEM）观测粉末的颗粒形貌演变、烧结块体试样组织。为选择典型粉末形貌，球磨粉末试样首先在烧杯中用酒精分散振荡，用滴管滴到钢制载物台，风干使酒精挥发制得粉末扫描样品。
二、实验结果与分析
1.球磨粉末特性
图1为复合粉末随球磨时间增长形貌演变的扫描和背散射图像。从中可以看出，球磨时间累计至4h，Ti、Al颗粒均为明显片状形貌，部分片状颗粒已发生破碎和粘合。随时间进一步延长，片状颗粒不断破碎，8h时片状颗粒破碎基本完成，形成了大量的碎小颗粒。通过背散射图像对比可以发现，Ti和Al的粉末颗粒在变形过程中形成明显的片状结构，而Nb元素颗粒则更多以碎小颗粒存在，并粘附在其他两种粉末上。这是由于Ti和Al的塑性比Nb较好，特别是低温环境下Nb有很严重的脆性。在巨大外力的快速作用下应力集中严重，从而直接破碎成细小颗粒。
图1 不同球磨时间下Ti-45Al-5Nb粉末形貌（BSE）
（a）4h；（b）6h；（c）（d）8h
Ti-45Al-5Nb复合粉末经8h球磨得到的XRD分析结果如图2所示。从图中可以发现，复合粉末中并未产生新相，说明机械球磨过程中Ti、Al、Nb三种元素粉末仅实现机械结合，并未发生合金化反应。在球磨过程中，由于采用间隙球磨方式，粉末和罐体的温度得到很好的控制，这也限制三种元素之间的扩散速度，而且粉末的能量不足以推动Ti、Al元素之间的扩散反应，另外，Nb元素在低温环境中的扩散系数非常低，基本不考虑其反应。利用XRD结果计算复合粉末中三种元素的平均晶粒尺寸为19.7nm，三种粉末的晶粒均得到明显的细化。
2.烧结坯物相分析
利用X射线衍射仪分析三种烧结坯所得结果如图3所示。从图谱可以看出，三种烧结温度下合金中单质元素相完全消失，表明Nb元素完全固溶于TiAl合金中。同时，三种合金新生成的物相均以γ-TiAl为主，α2-Ti3Al次之，同时都有少量的B2相形成。对比发现，随着烧结温度提升，α2相含量有所减少，γ相含量增加。另外，1300℃和1350℃烧结合金的衍射峰相对于1250℃烧结合金向左有小角度偏移。这可能是由于Nb元素在更高烧结温度下扩散更加充分，其分布更加均匀，使三种物相的晶格常数变化引起的。
图2 Ti-45Al-5Nb合金烧结XRD图谱
三、结论
1.采用元素粉末+机械球磨工艺制备Ti-45Al-5Nb复合粉末，充分的细化和均匀了三种元素粉末，Ti、Al粉末发生塑性变形成细小片状，而Nb则破碎成细小颗粒。经过8h球磨可以得到较好的复合粉末。经过球磨的复合粉末未发生合金化反应。
2.采用真空热压烧结工艺制备高致密的Ti-45Al-5Nb合金材料，在1250℃和1300℃烧结得到细小的近γ组织，在1350℃烧结得到的是近片层组织，同时三种烧结坯组织中均有B2相颗粒生成。
【参考文献】
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粉末冶金新技术范文5
关键词：双联齿轮；粉末冶金；模具
双联齿轮就是两个齿轮连成一体，这种双联齿轮在轮系中（变速器）被称为滑移齿轮，它的作用就是改变输出轴的转速或速度。齿轮箱里，有滑移齿轮就可以有多种转速或速度，没有滑移齿轮就只有一种转速或速度。对于高强度铁基粉末冶金的双联齿轮应用更是广泛。下面我们就来探讨一下它的设计和开发问题。
一、产品分析
随着粉末冶金技术的迅速发展，使得制造高性能低成本的齿轮制品成为可能。可见采用高性能粉末冶金材料能满足齿轮的弯曲疲劳强度与接触疲劳强度的要求。双联齿轮产品见下图1。根据双联齿轮的使用情况分析其失效模式，其主要失效形式是轮齿折断和齿面磨损。解决此问题的主要措施是采用粉末冶金材料或合金钢热处理及表面处理技术，进行齿轮强度校核，分别计算齿轮的弯曲应力与接触应力，并确定高性能粉末冶金材料齿轮的许用弯曲应力与接触应力。
二、工艺设计
产品的开发工艺为：混料――压制――烧结――浸――机加工――热处理――机加工――油浸。根据工况分析此产品必须具有高强度与良好的耐磨性。
1）材料设计：根据产品的使用情况选用具有高强度的铁基粉末冶金材料Fe-1.3Cu-0.8C-1.7Ni-0.5Mo。因本产品要进行切削加工，考虑对加工刀具的磨损，加入质量分数为0.35%的MnS。铜与铁的湿润性很好有利于提高材料的密度和强度；镍主要提高材料的强度与硬度，并明显改善其冲击韧性，镍铜同时进行合金化以稳定烧结品尺寸；钼主要是提高材料的强度与淬透性，有效地减少回火脆性；硫化锰主要提高烧结品的切削加工性能。原料粉末混合后要具有良好的流动性和压制性能，以保证具有复杂结构的齿轮制品在成形时的密度分布均匀。
2）压制与烧结：采用60t的全自动成形压机进行产品的压制，必须保证压制品的密度分布均匀且分割密度小于0.1g/cm3。烧结工艺：在有快速脱脂装置的网带式烧结炉中1120度的温度，90%氮和10%氢的气氛下烧结25分钟，烧结时严格控制烧结气氛的碳势，以免脱碳影响齿轮的烧结性能。
3）表面热处理：网带炉进行渗碳热处理。具体工艺为：860度下在碳势0.8%的保护气体中奥氏体化30～60分钟，10#油中淬火至80度，冷却到室温后再在100～200度下回火1小时，以减小淬火应力、降低脆性并保持高强度。
4）后续机加工：一次机加工是根据产品图对双联齿轮的烧结体进行机加工，二次机加工主要是在热处理后加工其柱面外圆保证其装配精度。
三、成型模具设计
根据不等高粉末冶金制品模具以及齿轮模具的设计原理，结合所研制产品的结构特征采用“上二下三”模具成形方案，成形结构示意图如图2所示，压制成形状态图如图3所示。“上二下三”模具成形方案，采用两个上模冲与三个下模冲成形。
此成形方案有如下特点：
1）产品的成形性：此方案更有利于压制时粉末的移动送粉，从而获得密度分布较均匀的压制品，使大小齿轮部位具有很高的结合强度。
2）产品的机加工：此方案凹槽直接成形，大齿轮端面凸起部位便于机加工。
3）模具的结构：此方案模具结构复杂，三个下模冲成形加大了模具的磨损，影响其使用寿命以及压制品的精度。通过上述成形方案的分析可知，为了得到密度分布均匀且合理的产品和便于机加工并降低成本，可采用先进的全自动粉末冶金压机来保证具有复杂结构的制品压坯的成形。所研制的粉末冶金齿轮的精度主要由粉末冶金模具保证。粉末冶金模具的服役条件非常苛刻，阴模受到摩擦与交变拉应力作用，失效形式是磨损。模冲不仅受到摩擦作用，还承受冲击和传递很大的压应力，因此失效形式主要是崩裂、剧烈磨损以及断裂。复杂的模具结构决定必须选择较好的模具材料以满足其韧性和耐磨性要求。成形阴模采用硬质合金YG8，成形上下模冲采用进口的高速钢SKH9。
四、研制结果
齿轮材料的金相组织是：烧结态组织主要由片状珠光体、残余奥氏体、铁素体和孔隙组成；热处理态组织主要由回火马氏体和残余奥氏体组成。对此成形方案的烧结品、热处理品分别进行齿轮抗压强度测试和尺寸检验。齿轮强度测试在万能材料试验机上进行齿轮抗压试验，要求齿轮与压块以线接触形式在齿面上均匀接触，齿轮A与齿轮B分别跨14与2齿测试齿轮抗压强度。所研制的铁基粉末冶金双联齿轮装机进行. 万次负载耐久试验，齿轮齿部无明显的凹陷、擦伤和点蚀，满足使用要求。
五、结语
1）通过产品分析、材料成分设计、制备工艺确定以及成形模具设计，详述了高性能铁基粉末冶金汽车双联齿轮制品的研制过程，装机试验表明成功开发应用于汽车上铁基粉末冶金双联齿轮。
2）产品研制过程中采用自主开发的高性能低成本的铁基粉末冶金材料Fe-1.3Cu-0.8C-1.7Ni-0.5Mo-0.35MnS，产品性能测试、尺寸检测以及装机试验结果表明，所研制的齿轮达到使用要求，尺寸的稳定性可满足批量生产的需要。
参考文献
[1] 朱孝录主编.齿轮传动设计手册[M]. 化学工业出版社， 2005
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粉末冶金新技术范文6
北京科技大学被誉为新中国培养“钢铁人才”的摇篮，这与学校拥有一批优秀的教师队伍是分不开的，我国著名金属材料科学家、冶金教育家章守华教授就是其中一位杰出的代表。章守华是北京钢铁工业学院的建校筹备委员会委员和金相及热处理系（现为材料科学与工程系）的第一任系主任，在培养中国材料科学领域学术带头人和开拓学科新领域方面，作出了卓越贡献。一方面，章先生着力提高教学质量、加强学科建设、促进中外交流、培养学术梯队，培养了10余位以两院院士为代表的一批金属材料学科的学术带头人。另一方面，章先生在适合我国资源条件的合金钢新钢种的开发、发展快速凝固技术、新型粉末高温合金、相变和强韧化理论研究以及大型轧辊的研制等方面取得重要成果。
求学之路，锲而不舍
章守华出生于江苏苏州的一个书香门第，自幼勤奋好学。早年就读于苏州中学实验班，四年级就修习英文，高中时尤其喜好采用美国英文教材的数理学科。其父毕业于日本早稻田大学法律科，历任法官、律师、大学教授、民国官员，曾以苏州律师会会长身份为著名抗日爱国人士“七君子”进行法律辩护。其对章先生家教甚严，以言传身教使章先生幼时就早早明白了为人处世之道。
1935年，章先生考入交通大学唐山工学院的矿冶科，因日本侵华，其大学生活饱受战乱之苦。先是因卢沟桥事变致其在北平西山勘测实习时无法回校而暂避交通大学北平工学院，后又至交通大学上海工学院土木科借读一个学期。继日本攻占上海，交通大学迁至湖南湘潭办学，学校矿冶科教授空缺，章先生又到湖南大学矿冶科借读一个学期，并于湘潭煤矿实习。后日军再攻至湖南，他再随交通大学迁至贵州平越县（现福泉市）。1939年，他以优异成绩毕业于福泉，获矿冶工程学士学位。大学四年的颠沛流离，使他深切地感受到：国家当自强，否则就要挨打受辱。
章先生大学毕业后应聘到重庆大渡口钢铁厂任助理工程师，参与由汉阳拆迁来厂的矿冶设备的再设计与安装，初显其在绘图、计算方面之强项，并因此奉调新建的四川綦江电化冶炼厂辅助设计平炉等主要矿冶设备。基于工业救国的强烈愿望，他于1942年在綦江厂期间考取赴美留学生资格。因经济困顿，经众好友集资相助，方于1944年10月取道印度加尔各答和孟买，远渡重洋赴美，于1945年年初抵达美国卡内基理工学院，师从莱茵斯（F.N.Rhines）开展铝合金研究，1946年获冶金工程硕士学位。毕业后他到美国西屋电器制造公司实习，次年又受聘于卡内基理工学院金属研究室，从事金属同位素研究。虽然在美国的工作稳定、前途光明，但是章先生一直心系祖国。1948年，他毅然放弃在美国的优厚待遇和生活条件，选择回国到（国立）交通大学唐山工学院任教，先后被聘为副教授、教授。
1952年，经中央人民政府教育部报呈政务院文化教育委员会核准，北京钢铁工业学院（今北京科技大学）建校，同时章守华先生被任命为建校筹备委员会委员。章先生历任北京钢铁工业学院金相热处理系、工艺系、金属学系（后来的材料科学与工程系）的教授与系主任，1981年被聘为全国首批博士生导师，1995年光荣退休。
科研之道，求实鼎新
章先生学识渊博、德高望重，是国内外材料与热处理领域的著名学者，多次应邀赴美国、加拿大等国的大学和研究机构讲学，为中国相关领域的国内外学术交流与发展作出了重大贡献。章先生密切结合中国冶金工业实际需求和金属材料科学发展的前沿问题开展科学研究，涉及面广、开拓性强，其主要研究方向集中在钢铁材料和高温合金等材料领域。在适合中国资源条件的合金钢新钢种的开发、快速凝固技术、粉末高温合金、相变和强韧化、大型轧辊研制等方面均取得开拓性成果。其中，章先生领导下获得的钢中元素作用规律及成分设计等研究成果，为我国第一颗人造卫星“东方红一号”火箭壳体用低合金超高度钢的成功研制发挥了重要作用。由于在科研领域的突出贡献，章先生先后荣获国防科工委、国家计委、国家经委、国家科委的“先进个人”四委联合表彰、国家科委和冶金工业部“国家科技攻关中作出重要贡献”的联合表彰、国防科工委“献身国防科技事业”荣誉勋章，获得多项部级和省部级各类科技奖。其事迹先后被《中国科学技术专家传略》《20世纪我国知名科学家学术成就概览》等收录。
1956年，章先生结合中国资源条件，开展低合金超高强度钢的基础研究，首次提出淬火及低温回火的回火马氏体钢的强度极限与α相中碳含量的定量关系，再次证实硅对回火马氏体钢强韧化的有利作用，揭示了Si-Mn-Mo-V系中碳钢回火马氏体具有最佳强度―韧性综合性能，为中国“东方红一号”卫星发射火箭用超高强度壳体材料的成功研制奠定了必要的学术基础。
1962年―1966年，章先生领导其研究组参加了研究GH37合金在热处理过程中组织转变及对合金高温持久断裂性能影响和GH37合金的点状偏析提高冶金质量的攻关课题，于1981年―1994年重点研究了高温合金与金属间化合物急冷凝固、Ni3Al的韧化以及机理、GH169合金的组织稳定性、ODS型高温防护涂层，取得一批重要成果。他指导的“疲劳蠕变交互作用断裂特征图研究”于1988年获国家教委理论成果奖一等奖。
1977年，为求轧辊生产立足于国内，打破依赖进口的现状，冶金工业部成立了“武汉一米七轧机冷轧工作辊攻关组”，章先生任攻关组技术总负责人之一，带领北京钢铁学院研究团队负责实验室研究工作，为工业性生产的中间试验提供了可行的技术方案和可靠的工艺参数，并为保证产品质量提供了有效的检验方法。1980年，第一对国产冷轧工作辊在武钢试轧成功，1986年和1990年此种轧辊国产化率分别达到60%和100%，质量达到了同类进口轧辊的水平。该攻关课题获冶金工业部科学技术进步奖二等奖和国家科学技术进步奖三等奖。章先生在完成此项攻关任务中，起到了总体技术决策人的关键作用。通过这项攻关任务，培养了一批大型轧辊用钢及其热处理、冷热疲劳、接触疲劳、磨损、断裂等方面的学术带头人。
1981年，冶金工业部副部长陆达召集章守华（时任北京钢铁学院材料系主任）与钢铁研究总院三室及四室的负责人等就中国开展粉冶高温合金应用基础研究课题进行专题讨论，确定成立钢铁研究总院和北京钢铁学院粉冶高温合金联合研制组。会后，章先生立即从本系粉末冶金教研组、高温合金教研组和金相教研组抽掉了一批年富力强的优秀教师组成联合课题组，迅速形成了中国粉末高温合金“六五”“八五”和“九五”国家计划中航空发动机粉末高温合金涡件研制与研究的一支中坚力量，至此揭开了钢铁研究总院和北京钢铁学院几十年通力合作开展国产粉冶高温合金研制研究的序幕。根据章先生的研究思路，课题组从应用理论基础方面，围绕粉末质量（陶瓷夹杂物）、热压缺陷控制（PPB、残留枝晶）和晶粒尺寸组织不均匀性（γ'强化相及再结晶）等一系列关键问题，开展了深入系统的研究工作。从参加“六五”至“九五”国家项目开始，从应用基础理论出发，课题组通过大量科学实验，在急冷粉末颗粒组织和性能方面70余篇，获得突破性研究成果。
育人之心，春风化雨
1952年，章守华主持创建了我国第一个金相热处理专业。他勇于开拓又不计名利，积极吸引、团结和培养教师人才，为北京科技大学乃至我国材料领域的师资队伍建设和人才培养作出了无与伦比的突出贡献。1987年，北京科技大学金属材料及热处理学科以同类学科总分排名第一被评为全国首批国家重点学科。这为北京科技大学金属材料学科乃至材料科学与工程学科一直位于全国前列并在国际上产生重要影响，打下了坚实基础。
在20世纪50年代，章守华积极倡导工艺和科学并重、教学和科研密切结合，将科学研究成果和国际上的先进思想纳入专业教学与人才培养，建立了合金钢总论及分论的专业教材体系，在我国几代材料学人中产生了重要影响。他主编了我国第一本《合金钢》教材，其后更名修订出版的《钢铁材料学》教材更获得部级高等学校教材一等奖、“部级教学成果奖”二等奖及奖章。作为金属学分支学科的主编，章先生会同副主编师昌绪、柯俊、郭可信、徐祖耀等先生，高质量主持完成了1984年《中国大百科全书・矿冶卷》第一版中相关百科条目的撰写。另外，先生多次主编高强度低合金钢系列国际会议和材料力学行为国际会议等英文文集，并出版《快速凝固技术与新型合金》等学术专著。
章先生长期坚持在教学科研第一线，辛勤工作，为整顿教学秩序、提高教学质量、加强学科建设、培养学术梯队、开展科学研究、促进中外交流，作出了重要贡献。1981年，他被聘为全国首批博士生导师，先后培养金属材料及热处理专业研究生37名，包括博士生10名。中国科学院院士葛昌纯高度评价章先生淡泊宁静、提携后辈的一生：“他虽不是院士，但培养出了一批院士，包括中国科学院院士邹世昌、葛昌纯、陈国良，中国工程院院士殷瑞钰、周邦新、柯伟、涂铭旌等。1995年退休后，章先生仍躬耕不止，继续指导钢铁材料与粉末高温合金领域的科学研究，关心年p教师与学子的成长，是青年一代德高望重的良师益友。”
在章先生百岁华诞座谈会上，原冶金工业部副部长、中国工程院院士殷瑞钰表示：“章先生用他的一生，谱写一位教育家甘为人梯、无私奉献的瑰丽诗篇，用他严谨的治学态度、高度的社会责任感和谦和的人格魅力将‘学风严谨、崇尚实践’的优良传统言传身教，为我国材料学科的诞生与发展作出了杰出贡献，也为国家培养了数以万计的精英人才。”
“执着于理想，纯粹于当下”，对于自己的工作，章先生在座谈会上表示，“我没什么自豪的事情”“钢铁学院就像我的家一样”“工作中也是我个人的成长过程”“能够培养国家需要的创新型人才，很高兴”。章先生的工作时间长达43年，在这43年工作中，他始终坚守在教学和科研第一线，大多数时间都是和青年教师、学生一起上课、下厂、编写教材、从事科学研究。章先生以几十载的无私奉献，践行了一位教育家立德树人的朴实之言。
