前言：想要寫(xiě)出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)范文，相信會(huì)為您的寫(xiě)作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫(xiě)作思路和靈感。

粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)范文第1篇

關(guān)鍵詞：粉末冶金；發(fā)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，螺旋磨削后還原鐵粉，因此鐵粉和碳粉制成的鐵基粉末冶金方法的機(jī)械零件獲得快速發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)后，粉末冶金技術(shù)就得到了快速發(fā)展，新的生產(chǎn)技術(shù)和技術(shù)設(shè)備，許多新材料和產(chǎn)品可以衍生出一些特殊材料的制造領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分。

1.2 粉末冶金的概述

粉末冶金是一項(xiàng)能將金屬粉末或金屬粉末（或金屬粉末和非金屬粉末的混合物）作為原料燒結(jié)，制造出金屬材料、復(fù)合材料以及各種類(lèi)型的產(chǎn)品技術(shù)。粉末冶金方法和生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，都是粉末燒結(jié)技術(shù)的一部分，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵性新材料，在整個(gè)工程系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。但是從定義上說(shuō)粉末冶金產(chǎn)品往往是遠(yuǎn)超出了材料和冶金的范圍，通?？缭蕉鄠€(gè)學(xué)科（材料、冶金、機(jī)械、力學(xué)等）的技術(shù)。特別是現(xiàn)代金屬粉末3 d打印技術(shù)，集機(jī)械工程、AUTOCAD、逆向工程技術(shù)，分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)共同與粉末冶金產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)入一個(gè)更全面的現(xiàn)代技術(shù)的學(xué)科。

2 我國(guó)粉末冶金面臨的技術(shù)難題

我國(guó)冶金技術(shù)目前的困難，是如何積極培育自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力的團(tuán)隊(duì)已成為國(guó)家和企業(yè)急需的解決問(wèn)題。我們都知道汽車(chē)零部件核心技術(shù)的價(jià)值所在，高價(jià)值主要包括：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣閥，發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，傳動(dòng)齒輪同步器錐環(huán)和泵在主從動(dòng)齒輪等等。在這些零部件中，主流技術(shù)，粉末冶金技術(shù)。如：連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一，許多進(jìn)口車(chē)型的繪圖規(guī)則都有連桿疲勞試驗(yàn)載荷，而且載荷下的載荷疲勞循環(huán)次數(shù)每年超過(guò)500多萬(wàn)次。而國(guó)產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿鍛造鋼連桿和連桿疲勞鑄造用途大多數(shù)次大于500000周以上是比較困難的，因?yàn)槠?chē)鋼部件的連桿沒(méi)有切割，微小缺陷對(duì)連桿的疲勞壽命影響較大。國(guó)外主流主要采用粉末鍛造，如：別克汽車(chē)，德國(guó)的寶馬，GNK公司制造的連桿甚至達(dá)到了1041MPa的抗拉強(qiáng)度。因此，要培養(yǎng)自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，首先必須加強(qiáng)對(duì)粉末冶金技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)零部件的競(jìng)爭(zhēng)力，從技術(shù)薄弱為突破點(diǎn)。

3 粉末冶金在我國(guó)工業(yè)家族中的布局與現(xiàn)狀

3.1 布局

根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，34家企業(yè)有國(guó)內(nèi)大中型粉末冶金生產(chǎn)（占全國(guó)64%），53家企業(yè)數(shù)量累計(jì)產(chǎn)量長(zhǎng)期53家企業(yè)生產(chǎn)比重高達(dá)85% ，大多數(shù)都是粉末冶金部件制造商有34家公司專(zhuān)注于進(jìn)行改革發(fā)展。 在過(guò)去十年中，我國(guó)受益于汽車(chē)生產(chǎn)的增長(zhǎng)，汽車(chē)用粉末冶金零件的需求也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面。 未來(lái)，除了汽車(chē)工業(yè)本身的成長(zhǎng)，粉末冶金部件的需求也將從雙重替代進(jìn)口替代和加工零件更換中受益，粉末冶金用量將得到明顯改善，保護(hù)傳統(tǒng)粉末冶金汽車(chē)備件的需求將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。自2008年以來(lái)，從行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)，世界粉末冶金生產(chǎn)焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向中國(guó)，日本的生產(chǎn)，有明顯的下降。根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)在34家粉末冶金企業(yè)生產(chǎn)基地，2009/2010/2011粉末冶金自行車(chē)用量分別為3.1 / 3.6 / 3.76 kg / m，消費(fèi)增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，2011年略有下降，2012年并恢復(fù)到3.71 kg / m的水平。行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為，考慮到車(chē)輛節(jié)能，產(chǎn)品輕便和精確的吸引力，隨著中國(guó)粉末冶金生產(chǎn)企業(yè)的未來(lái)規(guī)模大，技術(shù)加強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)仍強(qiáng)，進(jìn)口替代粉末冶金零件在需求增長(zhǎng)的趨勢(shì)下將繼續(xù)發(fā)生。

3.2 現(xiàn)狀

根據(jù)中國(guó)研究結(jié)果，2017年我國(guó)粉末冶金產(chǎn)品的平均自行車(chē)用量至少為8公斤，這個(gè)差異不從國(guó)外計(jì)算粉末冶金用量（進(jìn)口或部分裝配件）的發(fā)動(dòng)機(jī)，這部分進(jìn)口替代需求構(gòu)成了粉末冶金部件未來(lái)需求增長(zhǎng)的一部分。我們保守估計(jì)，未來(lái)車(chē)輛本地化的粉末冶金的更換率約為自行車(chē)用量的7% - 9%。研究及相關(guān)原材料，輔助材料，各種粉末制備，燒結(jié)設(shè)備制造設(shè)備的生產(chǎn)。 產(chǎn)品包括軸承，齒輪，硬質(zhì)合金刀具，模具，摩擦產(chǎn)品等。 軍事企業(yè)，采用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)鎧裝穿刺魚(yú)雷，制動(dòng)副坦克等飛機(jī)的重型武器裝備。 粉末冶金汽車(chē)零部件近年來(lái)已成為粉末冶金工業(yè)在中國(guó)最大的市場(chǎng)，約60%的汽車(chē)零件用于粉末冶金零件。

4 粉末冶金在我國(guó)的發(fā)展前景

4.1 發(fā)展

粉末冶金工業(yè)在中國(guó)已經(jīng)有近十幾年的快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)仍存在差距如：企業(yè)規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)，與國(guó)外企業(yè)長(zhǎng)距離。 各種產(chǎn)品交叉，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。況且大多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持，研發(fā)能力，產(chǎn)品規(guī)模低，難以與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)。加工設(shè)備及配套設(shè)施落后。產(chǎn)品的出口貿(mào)易渠道常被限制。

4.2 前景

隨著中國(guó)加入了世界貿(mào)易組織，上述問(wèn)題已顯著經(jīng)改善，因?yàn)榧尤胧澜缳Q(mào)易組織后，國(guó)際市場(chǎng)將逐漸使粉末冶金市場(chǎng)將進(jìn)一步得到擴(kuò)大的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，越來(lái)越多的企業(yè)在引入粉末冶金和相關(guān)技術(shù)水平的外國(guó)資本和技術(shù)，我國(guó)冶金項(xiàng)目有就是這樣得到改善和發(fā)展的。依據(jù)目前的數(shù)據(jù)，我國(guó)的粉末冶金零件與各項(xiàng)產(chǎn)值超過(guò)55.1億人民幣，占全球市場(chǎng)份額非常的小，根據(jù)我國(guó)國(guó)粉末冶金制造業(yè)在2014年和2018年生產(chǎn)報(bào)告和銷(xiāo)售記錄預(yù)測(cè)出轉(zhuǎn)型的升級(jí)空間等。中國(guó)粉末冶金行業(yè)中的54家企業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)粉末冶金零部件的生產(chǎn)總值實(shí)現(xiàn)了主營(yíng)業(yè)務(wù)收入484.11億元，增長(zhǎng)40左右同比增長(zhǎng)了2個(gè)百分點(diǎn)，利潤(rùn)為7.6億元人民幣，是去年同期的兩倍左右。在生產(chǎn)粉末冶金零部件行業(yè)里頭實(shí)現(xiàn)了工業(yè)產(chǎn)值突破了57億多元人民幣，其中新產(chǎn)品的產(chǎn)值達(dá)到了7.3億RMB，新產(chǎn)品（新產(chǎn)品輸出/工業(yè)產(chǎn)值）所占比例為14.4%。且行業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值達(dá)到57.73億元RMB，其中出口價(jià)值8.28億元RMB，出付價(jià)值/工業(yè)銷(xiāo)售價(jià)值的21.62%。從生產(chǎn)規(guī)模和銷(xiāo)售規(guī)模分析，根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)粉末冶金零部件的行業(yè)產(chǎn)量2.61142億噸，增長(zhǎng)49.31%；銷(xiāo)售了182萬(wàn)噸左右，增長(zhǎng)63.75%。先后通過(guò)引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和自主發(fā)展創(chuàng)新，在我國(guó)粉末冶金工業(yè)的新技術(shù)的表現(xiàn)和快速發(fā)展的趨勢(shì)下，在各種我國(guó)的機(jī)械通用零部件行業(yè)里，粉末冶金行業(yè)是這一年增長(zhǎng)和發(fā)展得最快的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)家的GDP增長(zhǎng)率是36.12%。當(dāng)下全球制造業(yè)迅速轉(zhuǎn)移到中國(guó)的步伐正在加速，各種汽車(chē)工業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展都離不開(kāi)粉末冶金的各項(xiàng)技術(shù)，因此。粉末冶金行業(yè)的發(fā)展給各種行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了一個(gè)個(gè)有利的機(jī)會(huì)和良好的市場(chǎng)空間。所以，我國(guó)將粉末冶金產(chǎn)業(yè)列為了我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的行業(yè)，并鼓勵(lì)外企和投資公司對(duì)其進(jìn)行大力發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

粉末冶金工業(yè)是機(jī)械工業(yè)在重要零部件制造中的基礎(chǔ)。 近年來(lái)，中國(guó)自行發(fā)展通過(guò)不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新，粉末冶金工業(yè)和技術(shù)在中國(guó)的組合顯示出了快速發(fā)展的趨勢(shì)，是中國(guó)機(jī)械通用部件行業(yè)增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一。 在中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，特別是在中國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁的推動(dòng)下，中國(guó)粉末冶金行業(yè)增長(zhǎng)強(qiáng)勁。 粉末冶金汽車(chē)配件占45%以上，粉末冶金汽車(chē)配件成為中國(guó)粉末冶金行業(yè)最大的市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張福明，錢(qián)世崇，殷瑞鈺.鋼鐵廠流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化與高爐大型化[J].鋼鐵，2012（07）.

[2]張福明，崔幸超，張德國(guó)，羅伯鋼，魏鋼，韓麗敏.首鋼京唐煉鋼廠新一代工藝流程與應(yīng)用實(shí)踐[J].煉鋼，2012（02）.

[3]殷瑞鈺.高效率、低成本潔凈鋼“制造平臺(tái)”集成技術(shù)及其動(dòng)態(tài)運(yùn)行[J].鋼鐵，2012（01）.

[4]顧里云.首鋼京唐鋼鐵公司能源管控系統(tǒng)建設(shè)的理論與實(shí)踐[J].冶金自動(dòng)化，2011（03）.

粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)范文第2篇

[關(guān)鍵詞]鐵基粉末冶金齒輪件 熱處理 感應(yīng)熱處理 頻率 感應(yīng)器 回火 參數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG162.73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）21-0093-01

為了能夠更有利的保證鐵劑粉末冶金零件生產(chǎn)出來(lái)后的硬度、強(qiáng)度及耐磨度，需要在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。而選擇的熱處理方法是否合理將關(guān)系到零件的最終質(zhì)量。為了能夠提升鐵基粉末冶金齒輪件的承載能力及使用壽命，確保7級(jí)左右齒輪的精度，那么選擇感應(yīng)熱處理最為合適。感應(yīng)熱處理因其變形小、效率高、成本低、不易氧化與脫碳、淬硬層易于控制、表面硬度高、內(nèi)部柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了很大的發(fā)展。尤其在國(guó)防與汽車(chē)工業(yè)中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，感應(yīng)熱處理件占到總熱處理件的60%左右。由于我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，目前有不少粉末冶金件需要進(jìn)行感應(yīng)熱處理。

在進(jìn)行感應(yīng)熱處理過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自多個(gè)方面因素的影響，所以在實(shí)施過(guò)程中需要著重關(guān)注以下幾方面問(wèn)題：其一，需要結(jié)合齒輪模數(shù)進(jìn)行淬火設(shè)備頻率的選擇；其二，要根據(jù)齒輪模數(shù)選擇適用性強(qiáng)的比功率；其三，根據(jù)所設(shè)計(jì)的圖紙要求選擇合理的感應(yīng)器；其四，確保所選擇的淬火及淬火液適用于零件本身；其五，選擇合理的淬火參數(shù)；最后，選擇合理的回火參數(shù)。本文所選擇的是高頻淬火熱處理的汽車(chē)與摩托車(chē)用粉末冶金零件作為研究對(duì)象。

1. 感應(yīng)熱處理設(shè)備的選擇

1.1 頻率的選擇。目前，我國(guó)有不少生產(chǎn)廠家依然沿用傳統(tǒng)的處理方式對(duì)鋼鐵材質(zhì)齒輪零件進(jìn)行感應(yīng)熱處理，在這個(gè)過(guò)程中需要根據(jù)有關(guān)熱處理資料推薦的形式進(jìn)行頻率的選擇，如公式（1），隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，當(dāng)前有多數(shù)人認(rèn)為中小模數(shù)的齒輪在同時(shí)進(jìn)行淬火加熱或全齒連續(xù)淬火加熱時(shí)，應(yīng)根據(jù)公式（2）更為合適。

式中：f為齒輪淬火的最佳頻率，kHz；k為系數(shù)，鋼鐵齒輪一般取0.6～2.0；m為齒輪的模數(shù)，mm。

1.2 比功率的選擇。在感應(yīng)熱處理過(guò)程中有一個(gè)非常重要的組成部分，同時(shí)也是感應(yīng)加熱淬火中一個(gè)重要的參數(shù)，那就是比功率，其大小對(duì)產(chǎn)品的淬火質(zhì)量及硬化層深度有非常大的影響，一旦選擇過(guò)程中存在誤差將帶去很?chē)?yán)重的后果。GP200大功率感應(yīng)熱處理機(jī)床用來(lái)生產(chǎn)其他大表面積從動(dòng)齒輪是比較理想的設(shè)備。

1.3 感應(yīng)器的選擇。產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中如果不能確保感應(yīng)器設(shè)計(jì)的合理性，那么產(chǎn)品的淬硬層深度及硬度分布都會(huì)受到一定的影響，而且還會(huì)增加生產(chǎn)工程中的能量消耗量，阻礙生產(chǎn)整體效率。通常選擇感應(yīng)器時(shí)應(yīng)采用截面為矩形的方紫銅管最為合適。

2、淬火參數(shù)對(duì)粉末冶金齒輪件產(chǎn)品的質(zhì)量影響

2.1 淬火方式與淬火液的選擇

通常，鐵基粉末冶金零件在生產(chǎn)過(guò)程中基本上是在淬火的同時(shí)加熱，不會(huì)使用連續(xù)淬火，這是由于該零件的厚度比較大，采取同時(shí)加熱淬火的方法不僅在操作上有一定的便捷度，操控起來(lái)十分方便，還能夠?qū)崿F(xiàn)自回火，有很大的優(yōu)勢(shì)。粉末冶金件淬火液一般不能直接選用自來(lái)水，因?yàn)樗睦鋮s速率太快，導(dǎo)致齒裂的比例太大；而使用油淬污染較重，費(fèi)用也較高。選用聚乙烯醇水溶液作為淬火液，冬季采用5.0%～6.0%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液，夏季采用2.5%～3.5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液。

2.2 淬火參數(shù)的選擇

在進(jìn)行零件參數(shù)選擇過(guò)程中需要實(shí)時(shí)掌握感應(yīng)加熱及冷卻需要的時(shí)間，只有將時(shí)間控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)才能夠?qū)訜釡囟群侠淼目刂?，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品存在缺陷，易出現(xiàn)產(chǎn)品硬度不達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)較粗大馬氏體組織，導(dǎo)致齒輪強(qiáng)度降低。根據(jù)比功率決定淬火時(shí)間，比功率大，淬火時(shí)間縮短；反之，比功率小就要延長(zhǎng)淬火時(shí)間。

對(duì)生產(chǎn)所需設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)過(guò)程中，值得注意的問(wèn)題是要將反饋首輪放置于中間位置處。之后再對(duì)樣機(jī)電壓進(jìn)行調(diào)升，記住要從半壓逐步上升隨著陽(yáng)極電壓的升高，促進(jìn)陽(yáng)流與柵流的上升；此外，在反饋加大時(shí)，柵流上升變大，相對(duì)的陽(yáng)流上升變小，區(qū)只不過(guò)陽(yáng)極電流與柵極電流的比值是最重要的選擇。

3、回火參數(shù)對(duì)粉末冶金齒輪件產(chǎn)品質(zhì)量的影響

3.1 低溫自回火

通常在加熱淬火后需要很短的時(shí)間進(jìn)行自回火，這一過(guò)程中自回火的溫度肯定要高于爐中回火的溫度，溫差大概在100度左右。而機(jī)械自動(dòng)上下料操縱自回火的溫度需要控制在200-300度之間；如果采取手動(dòng)操作，控制溫度上就有一定的難度，一般情況是淬火冷卻到100～150 oC時(shí)，將料取下來(lái)放置在一起，最后再統(tǒng)一放入電爐中進(jìn)行再次回火。將同一批料中有低溫自回火料與沒(méi)有低溫自回火料做強(qiáng)度試驗(yàn)，可以看出，有低溫自回火料明顯比沒(méi)有低溫自回火料的斷齒力要高2.100 kN以上。經(jīng)金相檢測(cè)證明，有低溫自回火料中的碳化物能更均勻地分布在馬氏體條上。

3.2 電爐回火

一般處于正常狀態(tài)下的粉末冶金齒輪零件的回火溫度需要控制在170-180攝氏度之間，可是由于所使用的原料粉末存在差異，回火后的性能也存在不同，即便是同一個(gè)生產(chǎn)商在運(yùn)用不同類(lèi)型分模式，在生產(chǎn)條件完全相同的情況下，齒輪的性能也不完全相同。這主要是粉末中的一些極微量的強(qiáng)碳化物形成元素，在回火時(shí)阻礙碳的擴(kuò)散，從而使馬氏體分解速度減慢，使過(guò)飽和碳完全脫溶的溫度提高所致，而提高回火溫度是解決這一問(wèn)題的最有效的方法。隨著回火溫度的提高，斷齒力也隨之提高；在200℃進(jìn)行回火，即保證了齒輪的硬度與強(qiáng)度，外觀也比較美觀。斷齒力隨著回火時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，當(dāng)應(yīng)力釋放完后再延長(zhǎng)回火時(shí)間，強(qiáng)度不會(huì)繼續(xù)提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，想要保證感應(yīng)熱處理能夠在正常的狀態(tài)下完成，且能夠確保生產(chǎn)零件的質(zhì)量，值得注意的問(wèn)題有很多，具體總結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）確保了所選擇的淬火頻率合理性，才能夠保證鐵基粉末冶金齒輪件的淬火效果理想；（2）鐵基粉末冶金齒輪要保證感應(yīng)熱處理質(zhì)量，必須選擇合適的比功率。（3）淬火感應(yīng)器的高度及與工件間的間隙要根據(jù)齒輪的模數(shù)與齒向、硬度分布圖進(jìn)行選擇。（4）鐵基粉末冶金齒輪高頻淬火設(shè)備中的陽(yáng)流與柵流之比選在4.5～5.5比較理想。（5）經(jīng)感應(yīng)熱處理后的粉末冶金齒輪件采用低溫自回火+電爐回火能保證產(chǎn)品的綜合力學(xué)性能，其中電爐回火溫度以200℃最佳。

參考文獻(xiàn)：

粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)范文第3篇

本文闡述的是一款自動(dòng)離合器的原理及選材工藝特點(diǎn)；自動(dòng)離合器可在駕駛室內(nèi)完成前橋分離和結(jié)合操作，具有手動(dòng)離合器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。我們利用了汽車(chē)廠豐富的供應(yīng)商資源，在材料和工藝結(jié)構(gòu)上面和相關(guān)合作廠家合作開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)半年努力，這款離合器先后通過(guò)了臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)實(shí)驗(yàn)室的十萬(wàn)次不間斷嚙合分離疲勞試驗(yàn)以及7500公里的不同路況的測(cè)試，在達(dá)到良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)具備批量生產(chǎn)的條件。

關(guān)鍵詞 氣動(dòng)離合器；負(fù)壓；兩驅(qū)四驅(qū)的轉(zhuǎn)換；不銹鋼粉末多孔燒結(jié)材料

中圖分類(lèi)號(hào)U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）119-0110-02

1 簡(jiǎn)介

這款自動(dòng)離合器裝在前輪與半軸之間（圖2），它通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣負(fù)壓抽真空，使離合器內(nèi)部齒輪元件動(dòng)作，從而使車(chē)輪與半軸結(jié)合或分離。實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)和兩輪驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；它的直徑為105mm，高度僅為55mm，結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)原車(chē)不需要做太大的改動(dòng)（換裝一個(gè)內(nèi)孔不帶花鍵的轉(zhuǎn)向節(jié)，圖2），因?yàn)樗陌惭b孔位置相同，將原車(chē)的前輪突緣取下，裝上氣動(dòng)離合器，用螺栓固定好便可以了。

2 自動(dòng)離合器的原理、特點(diǎn)

離合器殼體1的底部開(kāi)有三個(gè)孔洞，作為外界空氣的進(jìn)入通道；外界空氣由此進(jìn)入，通過(guò)透氣板的過(guò)濾進(jìn)入殼體內(nèi)部；透氣板的作用是將外界帶有粉塵的空氣過(guò)濾干凈，以免進(jìn)入內(nèi)部加劇磨損；彈性囊8通過(guò)塑料壓緊擋圈11壓緊在殼體上將殼體內(nèi)部與外界大氣隔離，它的作用是以空氣負(fù)壓作為動(dòng)力推動(dòng)外嚙合齒輪5部件動(dòng)作。

外嚙合齒輪5可以沿離合器殼體1內(nèi)部的鍵槽滑動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)，為從動(dòng)件；內(nèi)嚙合齒輪6內(nèi)花鍵與汽車(chē)半軸外花鍵嚙合，與汽車(chē)半軸保持靜止?fàn)顟B(tài)，為動(dòng)力輸入件。

轉(zhuǎn)向節(jié)上加工出孔道（通向轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部），利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管負(fù)壓抽真空，這樣轉(zhuǎn)向節(jié)的內(nèi)部（轉(zhuǎn)向節(jié)與半軸之間的空隙）便也產(chǎn)生了負(fù)壓；因?yàn)檗D(zhuǎn)向節(jié)、氣動(dòng)離合器總成、半軸、剎車(chē)盤(pán)通過(guò)油封、端面密封、彈性囊8（通過(guò)塑料壓緊擋圈11壓緊在殼體上將殼體內(nèi)部與外界大氣隔離）等措施形成密閉空間，與外界大氣保持隔絕，同時(shí)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部、氣動(dòng)離合器內(nèi)部便保持了一定的負(fù)壓。

由于內(nèi)外界空氣存在壓力差，外界空氣便通過(guò)透氣板7進(jìn)入殼體內(nèi)部使彈性囊8膨脹，推動(dòng)尼龍墊9移動(dòng)，尼龍墊9移動(dòng)進(jìn)一步推動(dòng)外嚙合齒輪5，外嚙合齒輪5壓縮波形簧4向前移動(dòng)，從而與內(nèi)嚙合齒輪6嚙合；在沒(méi)有負(fù)壓時(shí)，波形彈簧4釋放彈力使外嚙合齒輪6復(fù)位；通過(guò)以上的動(dòng)作，使半軸與車(chē)輪嚙合或分離，使車(chē)輛在兩驅(qū)與四驅(qū)之間自由轉(zhuǎn)換。

3 材料分析

由于篇幅所限，只對(duì)氣動(dòng)離合器幾個(gè)重要部件的材料作簡(jiǎn)要的概括分析。

3粉末冶金在氣動(dòng)離合器中的應(yīng)用

3.1 自作用的銅基粉末冶金軸承

在兩驅(qū)狀態(tài)時(shí)，內(nèi)嚙合齒輪與殼體之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在這個(gè)位置需要一款軸承來(lái)滿足要求；

具有自作用的銅基粉末冶金軸承經(jīng)過(guò)對(duì)比選擇，作為最終的方案被采用； 銅基粉末冶金系粉末冶金多孔材料之一，這種制品是在零件壓制成型過(guò)程中，粉末顆粒之間形成均勻分布的孔隙，并利用其孔隙浸漬油及其它性材料，組成良好的自減磨材料；當(dāng)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生熱量，油受熱膨脹便會(huì)從中滲出，起到減磨作用，當(dāng)滑動(dòng)停止，由于粉末冶金內(nèi)部微小孔洞的毛細(xì)現(xiàn)象，將油會(huì)吸入內(nèi)部，從而不需要加油。

使用時(shí)，不可用汽油或煤油等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗，以防洗去軸襯內(nèi)部浸漬的劑；另外此種零件不可進(jìn)行磨削加工，以免使軸襯孔隙被磨屑微粒所堵塞 ，以至造成磨屑損傷對(duì)偶件的表面。建議在使用時(shí)，最好用機(jī)油浸漬一天，或在120℃機(jī)油內(nèi)煮2小時(shí)，冷卻后裝機(jī)。

經(jīng)過(guò)7500km路試后拆解，情況良好，沒(méi)有出現(xiàn)燒蝕或劃傷對(duì)偶件的現(xiàn)象出現(xiàn)；同時(shí)經(jīng)過(guò)三座標(biāo)測(cè)量?jī)x精確測(cè)定，其最大磨損量?jī)H為0.008mm，滿足使用要求。

3.2 不銹鋼粉末多孔燒結(jié)材料的透氣板

透氣板安裝于離合器總成的最外處，離合器殼體外側(cè)裝有輪轂罩，輪轂罩起到一定的防護(hù)作用，透氣板雖然不直接接觸外界，但在越野等某些情況下污水、小的石子都有可能通過(guò)三個(gè)環(huán)形孔接觸到透氣板；而透氣板的作用就是保證離合器總成內(nèi)部環(huán)境的干凈，將粉塵、砂石、油污等隔絕在外，保證彈性囊8的正常工作，可以允許有少量的水滲入。

所以經(jīng)過(guò)研究我們對(duì)透氣板的技術(shù)要求如下

1）具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，能承受車(chē)輪飛濺起的石子的沖擊；

2）具有防銹功能，能耐酸堿的腐蝕；

3）透氣性能可以根據(jù)負(fù)壓大小調(diào)整，同時(shí)能有效地隔絕外界粉塵的侵入；

4）由于透氣板直接和彈性囊接觸，要求其外觀光滑平整，以免劃傷彈性囊；

5）價(jià)格低廉。

我們?cè)陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)透氣板的材質(zhì)經(jīng)過(guò)層層的篩選，最終選擇了一種叫做不銹鋼粉末多孔燒結(jié)材料，這種材料具有透氣性好、強(qiáng)度高、成本低、易于清洗的特點(diǎn)。它的原理是將一定直徑的不銹鋼顆粒通過(guò)模具壓緊，再通過(guò)真空燒結(jié)（以防止氧化），使不銹鋼的顆粒之間粘連，達(dá)到一定的強(qiáng)度，它的優(yōu)點(diǎn)是間隙可以根據(jù)顆粒的大小、燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)溫度等調(diào)整；它的形狀也可以利用模具來(lái)保證，以適用離合器殼體的大小。

通過(guò)計(jì)算分析及試驗(yàn)，將不銹鋼粉末燒結(jié)后形成的孔隙大小設(shè)在一定的范圍，即能保證透氣性，又能有效隔絕粉塵的進(jìn)入，并且在外表面有污物時(shí)，可以用水或毛刷進(jìn)行清潔，而不用擔(dān)心生銹的問(wèn)題，維護(hù)方式方便高效。

3.3 硅膠材質(zhì)的彈性囊

彈性囊的材質(zhì)原來(lái)選用氯丁橡膠，這種材質(zhì)的特點(diǎn)是彈性、曲撓性比較好，同時(shí)耐油性，耐臭氧性，那服飾及耐老化性較好，但最主要的是其低溫特性較差，在達(dá)到零下-40℃時(shí)，氯丁橡膠材質(zhì)已經(jīng)變硬，不能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張、收縮的功能；

我們與廠家經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，選用了添加了某種成分硅膠材質(zhì)作為彈性囊的材料，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)它最大可以耐受-50℃的低溫，在這種低溫下仍可以保證很好的伸張動(dòng)作，所以使用硅膠作為彈性囊的材料是較為合適的。

4 結(jié)論

最后，經(jīng)過(guò)7500公里砂石、涉水、爬坡、越野等各種路況的路試，通過(guò)模擬實(shí)際情況進(jìn)行兩驅(qū)、四驅(qū)以及兩驅(qū)四驅(qū)的轉(zhuǎn)換；路試結(jié)果相關(guān)使用要求。

本離合器同時(shí)順利通過(guò)了吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)實(shí)驗(yàn)室的驗(yàn)證，驗(yàn)證的規(guī)范按照國(guó)家相關(guān)的要求并參照產(chǎn)品的具體特性來(lái)制定，從另一方面說(shuō)明了該產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻(xiàn)

粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)范文第4篇

關(guān)鍵詞：VC鐵基復(fù)合材料 粉末冶金法 原位內(nèi)生相法

隨著機(jī)械制造業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)于耐磨性材料提出了更高的要求：首先要求耐磨性材料具有一定的韌性和較大的強(qiáng)度；其次要求在常溫情況下具有較強(qiáng)的抗磨性和在高溫工作條件下仍能保持較高的抗磨性。使用一種材質(zhì)已經(jīng)無(wú)法滿足要求，急需一種介于硬質(zhì)合金和高速鋼的新型材料出現(xiàn)，兼有硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和鋼的強(qiáng)度、韌性。硬質(zhì)合金雖然技術(shù)上比較成熟，但其價(jià)格較貴，限制了它在大眾民用工業(yè)中的應(yīng)用。此外，由于W，Co的資源缺乏，價(jià)格不要影響TiC顆粒的尺寸大??；微量的Cu、Ni合金有利于TiC顆粒的形成；在合金熔體中，Ti和C原子合成TiC顆粒，形核并長(zhǎng)大直到TiC與熔體達(dá)到平衡。

目前，在研究鐵基復(fù)合材料方面，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家研究的主要是WC/Fe、TiC/Fe復(fù)合材料，另外也有以氮化物、硼化物及金屬間化合物增強(qiáng)體來(lái)增強(qiáng)鐵基材料，并不常見(jiàn)。目前應(yīng)用最成熟最廣的鐵基復(fù)合材料是碳化鎢鋼結(jié)硬質(zhì)合金、TiC鋼結(jié)硬質(zhì)合金，這兩種合金各有優(yōu)缺點(diǎn)。TiC和VC均具有高硬度、高模量、高熔點(diǎn)、熱力學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，因而被廣泛用作復(fù)合材料的增強(qiáng)相。此外，釩在鋼中常被用來(lái)細(xì)化鋼的組織，提高晶粒粗化溫度，降低鋼的過(guò)熱敏感性，增強(qiáng)鋼的韌性、強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)應(yīng)用最早，最廣泛的碳化鈦合金是GT35，在光學(xué)顯微鏡下，TiC粒子多是圓形的并且邊緣整齊，而在電子顯微鏡下TiC的粒子的邊緣不整齊，有很多細(xì)小的凸起，每個(gè)小的凸起的形狀均呈現(xiàn)針尖。WC是金屬碳化物間隙相，是具有簡(jiǎn)單六方點(diǎn)陣的過(guò)渡族，大晶粒棱邊在電子顯微鏡下呈現(xiàn)形狀比較鋒銳，而小晶粒棱形狀角比較鈍。WC的尖角形態(tài)從鋼基硬質(zhì)相的粒子形態(tài)上看容易降低合金的摩擦系數(shù)，但克服冷焊現(xiàn)象不如TiC有利。但WC與TiC相比有較強(qiáng)的塑性，因此對(duì)與鋼結(jié)硬質(zhì)合金來(lái)說(shuō)，WC型的韌性要比TiC型的韌性要強(qiáng)。根據(jù)硬質(zhì)相在合金中的分布圖來(lái)看，在TiC鋼結(jié)硬質(zhì)合金中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)使合金變脆的碳化鈦環(huán)形結(jié)構(gòu)，有時(shí)候會(huì)占據(jù)合金結(jié)構(gòu)的大部分面積。該結(jié)構(gòu)是由于碳化鈦燒結(jié)溫度高，使得小的碳化鈦晶粒在鋼基體中溶解，然后在較大的碳化鈦上析出，長(zhǎng)大，最后在鋼的基體周?chē)纬梢粋€(gè)環(huán)行結(jié)構(gòu)。與碳化鈦鋼結(jié)硬質(zhì)合金相比，WC鋼結(jié)硬質(zhì)合金的組織中有著較嚴(yán)重的碳化鎢晶?！皹蚪印爆F(xiàn)象，即把碳化物晶粒橋接起來(lái)的非鋼基體組織，它會(huì)導(dǎo)致合金機(jī)械性能、加工性能變差。上面兩種組織的缺陷都可以通過(guò)對(duì)合金鍛打使其增強(qiáng)。從碳化鎢的潤(rùn)濕性來(lái)看能完全被鐵族金屬潤(rùn)濕，在鐵中的溶解程度遠(yuǎn)比TiC高，故而WC鋼結(jié)硬質(zhì)合金可以在真空的條件下或在氫氣條件下燒結(jié)，降低生產(chǎn)成本、提高成品率、提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、斷口的致密性，而碳化鈦合金燒結(jié)僅能在真空條件下燒結(jié)。鐵基復(fù)合材料現(xiàn)階段的制備工藝主要用的方法有兩種：粉末冶金法和鑄造原位合成法。鑄造原位合成法局限性：熔體的流動(dòng)性隨著增強(qiáng)體量的增加會(huì)降低，從而使增強(qiáng)相所占的體積比例增加；由于熔體的密度和增強(qiáng)相差距較大使增強(qiáng)相在鑄造原位合成的過(guò)程中，造成不均勻的增強(qiáng)相分布，易偏析；而碳化物顆粒容易長(zhǎng)大在高溫熔體中；碳化物的形態(tài)容易惡化在鑄造過(guò)程中，如生成些碳化物共晶等。

采用粉末冶金和原位內(nèi)生相結(jié)合的方法，優(yōu)點(diǎn)是：使其增強(qiáng)體分布更加均勻；增加了增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)。而缺點(diǎn)是：在產(chǎn)生過(guò)程中存在著界面污染，從而使得鐵基體與增強(qiáng)體的潤(rùn)濕性變差；燒結(jié)致密化較差，形成較差碳化物的形態(tài)，并且存在長(zhǎng)大現(xiàn)象或者橋接現(xiàn)象。

相對(duì)于其他材料VC與鐵的潤(rùn)濕性較好，燒結(jié)溫度低，同時(shí)對(duì)于V、Ti資源十分豐富的攀西地區(qū)。因而以鐵為基體、VC顆粒為增強(qiáng)相的復(fù)合材料的研制和開(kāi)發(fā)有著廣闊的的前景。由于屬于同一周期的過(guò)渡金屬V和Ti，且其原子序數(shù)相差1，它們能產(chǎn)生的碳化物都具有熔點(diǎn)高、硬度高和穩(wěn)定的化學(xué)性，因此VC可作為鐵基復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體，目前國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)VC鐵基復(fù)合材料的研究相對(duì)較少。世界上共生于釩鈦磁鐵礦的釩資源占己探明釩資源儲(chǔ)量的98%，釩鈦磁鐵礦資源儲(chǔ)量最多的在我國(guó)攀西地區(qū)，探明儲(chǔ)量大約100億噸，占我國(guó)儲(chǔ)量90.54%的攀鋼公司自投產(chǎn)以來(lái)，已累積了高鈦型爐渣大約5000多萬(wàn)噸，釩鈦資源如何合理利用是攀鋼公司面臨的一個(gè)非常重要的課題，因而開(kāi)展利用粉末冶金原位合成法制備Fe—VC復(fù)合材料研究對(duì)我國(guó)攀西地區(qū)釩鈦資源的合理發(fā)展，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的騰飛發(fā)展具有重大意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]尤顯卿，鋼結(jié)硬質(zhì)合金硬質(zhì)相種類(lèi)與含量選擇[J]，硬質(zhì)合金

[2]石建國(guó)，粉末冶金反應(yīng)合成碳化釩顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料制備工藝基礎(chǔ)研究

[3]游興河，WC在WC/鋼基復(fù)合材料中的溶解行為[J]，復(fù)合材料學(xué)報(bào)

粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)范文第5篇

關(guān)鍵詞：特種陶瓷；成形；燒結(jié)；粉末冶金；陶瓷材料

1 引 言

陶瓷分為普通陶瓷和特種陶瓷兩大類(lèi)，特種陶瓷是以人工化合物為原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。它主要用于高溫環(huán)境、機(jī)械、電子、宇航、醫(yī)學(xué)工程等方面，成為近代尖端科學(xué)技術(shù)的重要組成部分。特種陶瓷作為一種重要的結(jié)構(gòu)材料，具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，還是在新興的高技術(shù)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。因此研究特種陶瓷制備技術(shù)至關(guān)重要。

2 陶瓷原料的制備方法

粉料的制備工藝(是機(jī)械研磨方法，還是化學(xué)方法)、粉料的性質(zhì)(粒度大小、形態(tài)、尺寸分布、相結(jié)構(gòu))和成形工藝對(duì)燒結(jié)時(shí)微觀結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展有著巨大的影響，即陶瓷的最終微觀組織結(jié)構(gòu)不僅與燒結(jié)工藝有關(guān)，而且還受粉料性質(zhì)的影響。由于陶瓷的材料零件制造工藝一體化的特點(diǎn)，使得顯微組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣不單單影響材料本身的性能，而且還直接影響著制品的性能。陶瓷材料本身具有硬、脆、難變形等特點(diǎn)。因此，陶瓷材料的制備工藝顯得更加重要。

由于陶瓷材料是采用粉末燒結(jié)的方法制造的，而燒結(jié)過(guò)程主要是沿粉料表面或晶界的固相擴(kuò)散物質(zhì)的遷移過(guò)程。因此界面和表面的大小起著至關(guān)重要的作用。就是說(shuō)，粉末的粒徑是描述粉末品質(zhì)的最重要的參數(shù)。因?yàn)榉勰┝皆叫?，表面積越大，單位質(zhì)量粉末的表面積(比表面積)越大，燒結(jié)時(shí)進(jìn)行固相擴(kuò)散物質(zhì)遷移的界面就越多，即越容易致密化。制備現(xiàn)代陶瓷材料所用粉末都是亞微米(＜lμm)級(jí)超細(xì)粉末，且現(xiàn)在已發(fā)展到納米級(jí)超細(xì)粉。粉末顆粒形狀、尺寸分布及相結(jié)構(gòu)對(duì)陶瓷的性能也有著顯著的影響。

粉末制備方法很多，但大體上可以歸結(jié)為機(jī)械研磨法和化學(xué)法兩個(gè)方面。傳統(tǒng)陶瓷粉料的合成方法是固相反應(yīng)加機(jī)械粉碎(球磨)。其過(guò)程一般為：將所需要的組分或它們的先驅(qū)物用機(jī)械球磨方法進(jìn)行粉碎并混合。然后在一定的溫度下煅燒，使組分之間發(fā)生固相反應(yīng)，得到所需的物相。同時(shí)，機(jī)械球磨混合無(wú)法使組分分布達(dá)到微觀均勻，而且粉末的細(xì)度有限，通常很難小于lμm而達(dá)到亞微米級(jí)。機(jī)械球磨法有干磨和濕磨兩種方法。

為了克服機(jī)械研磨法的缺點(diǎn)，人們普遍采用化學(xué)法得到各種粉末原料。根據(jù)起始組分的形態(tài)和反應(yīng)的不同，化學(xué)法可分為以下三種類(lèi)型：

（1） 液相合成法

液相有熔液和溶液兩種。將陶瓷的熔液制成液滴，以等離子流使之形成霧狀，固化后便可獲得粉末。雖然這種方法作為合成金屬而廣泛使用，但陶瓷的液化必須在高溫下進(jìn)行，因?yàn)橐幻娣纸?，另一面易于引起相分離。所以廣泛采用溶液合成法。

（2） 氣相合成法

氣相合成法有蒸發(fā)凝聚法（物理氣相沉積、PVD）和化學(xué)氣相沉積（CVD）法。由氣相合成析出的固體形態(tài)有晶須、薄膜、晶粒和微細(xì)粉末等。蒸發(fā)凝聚法與液相合成法中的溶液噴霧法一樣，將原料在高溫下氣化，用電弧、等離子體進(jìn)行急冷而使其凝縮為微細(xì)粉料。

（3） 氣相反應(yīng)法

氣相反應(yīng)法是通過(guò)金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)而合成的方法。一般在SiC、Si3N4等的合成中使用該方法。

3 特種陶瓷的成形工藝

粉末成形是陶瓷材料或制品制備過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。粉料成形技術(shù)的目的是為了使坯體內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、致密，它是提高陶瓷產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵步驟。成形過(guò)程就是將分散體系（粉料、塑性物料、漿料）轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◣缀涡螤詈蛷?qiáng)度的塊體，也稱(chēng)素坯。粉末的成形方法很多，如膠態(tài)成形工藝、固體無(wú)模成形工藝、陶瓷膠態(tài)注射成形等。其選擇主要取決于制品的形狀和性能要求及粉末自身的性質(zhì)(粒徑、分布等)。不同形態(tài)的物料應(yīng)用不同的成形方法。究竟選擇哪一種成形方法取決于對(duì)制品各方面的要求和粉料的自身性質(zhì)（如顆粒尺寸、分布、表面積）。

陶瓷材料的成形除將粉末壓成一定形狀外，還可以外加壓力，使粉末顆粒之間相互作用，并減少孔隙度，使顆粒之間接觸點(diǎn)產(chǎn)生殘余應(yīng)力(外加能量的儲(chǔ)存)。這種殘余應(yīng)力在燒結(jié)過(guò)程中，是固相擴(kuò)散物質(zhì)遷移致密化的驅(qū)動(dòng)力。沒(méi)有經(jīng)過(guò)冷成形壓實(shí)的粉末，即使在很高的溫度下燒結(jié)，也不會(huì)產(chǎn)生致密化的制品。經(jīng)燒結(jié)后即可得到致密無(wú)孔的陶瓷，可見(jiàn)成形在陶瓷燒結(jié)致密化中的重要作用。坯體成形的方法種類(lèi)很多，如：

（1） 熱壓鑄成形

熱壓鑄成形也是注漿成形的一種，但不同之處在于它是在坯料中混入石蠟，利用石蠟的熱流特性，使用金屬模具在壓力下進(jìn)行成形，冷凝后獲得坯體的方法。熱壓鑄成形的工作原理如下：先將定量石蠟熔化為蠟液再與烘干的陶瓷粉混合，凝固后制成蠟板，再將蠟板置于熱壓鑄機(jī)筒內(nèi)，加熱熔化成漿料，通過(guò)吸鑄口壓入模腔，保壓、去壓、冷卻成形，然后脫模取出坯體，熱壓鑄形成的坯體在燒結(jié)之前須經(jīng)排蠟處理。該工藝適合形狀復(fù)雜、精度要求高的中小型產(chǎn)品的生產(chǎn)，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度小、生產(chǎn)效率高。在特種陶瓷生產(chǎn)中經(jīng)常被采用。但該工藝工序比較復(fù)雜、耗能大、工期長(zhǎng)，對(duì)于大而長(zhǎng)的薄壁制品，由于其不易充滿模具型腔而不太適宜。

（2） 擠壓成形

將粉料、粘結(jié)劑、劑等與水均勻混合，然后將塑性物料擠壓出剛性模具即可得到管狀、柱狀、板狀以及多孔柱狀成形體。其缺點(diǎn)主要是物料強(qiáng)度低容易變形，并可能產(chǎn)生表面凹坑和起泡、開(kāi)裂以及內(nèi)部裂紋等缺陷。擠壓成形用的物料以粘結(jié)劑和水做塑性載體，尤其需用粘土以提高物料相容性，故其廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)耐火材料，如爐管以及一些電子材料的成形生產(chǎn)。

（3） 流延成形

流延成形是將粉料與塑化劑混合得到流動(dòng)的粘稠漿料，然后將漿料均勻地涂到轉(zhuǎn)動(dòng)著的基帶上，或用刀片均勻地刷到支撐面上，形成漿膜，干燥后得到一層薄膜，薄膜厚度一般為0.01～1mm。流延法用于鐵電材料的澆注成形。此外，它還被廣泛用于多層陶瓷、電子電路基板、壓電陶瓷等器件的生產(chǎn)中。

（4） 凝膠注模成形

凝膠注模成形是一種膠態(tài)成形工藝，它將傳統(tǒng)陶瓷工藝和化學(xué)理論有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將高分子化學(xué)單體聚合的方法靈活地引入到陶瓷的成形工藝中，通過(guò)將有機(jī)聚合物單體及陶瓷粉末顆粒分散在介質(zhì)中制成低粘度，高固相體積分?jǐn)?shù)的濃懸浮體，并加入引發(fā)劑和催化劑，然后將濃懸浮體（漿料）注入非多孔模具中，通過(guò)引發(fā)劑和催化劑的作用使有機(jī)物聚合物單體交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀聚合物凝膠，并將陶瓷顆粒原位粘結(jié)而固化成坯體。凝膠注模成形作為一種新型的膠態(tài)成形方法，可凈尺寸成形形狀復(fù)雜、強(qiáng)度高、微觀結(jié)構(gòu)均勻、密度高的坯體，燒結(jié)成瓷的部件較干壓成形的陶瓷部件有更好的電性能。目前已廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)、汽車(chē)等領(lǐng)域。

（5） 氣相成形

利用氣相反應(yīng)生成納米顆粒，如能使顆粒有效而且致密地沉積到模具表面，累積到一定厚度即成為制品，或者先使用其它方法制成一個(gè)具有開(kāi)口氣孔的坯體，再通過(guò)氣相沉積工藝將氣孔填充致密，用這種方法可以制造各種復(fù)合材料。由于固相顆粒的生成與成形過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，因此可以避免一般超細(xì)粉料中的團(tuán)聚問(wèn)題。在成形過(guò)程中不存在排除液相的問(wèn)題，從而避免了濕法工藝帶來(lái)的種種弊端。

（6） 軋模成形

將準(zhǔn)備好的坯料伴以一定量的有機(jī)粘結(jié)劑置于兩輥之間進(jìn)行輥軋，然后將軋好的坯片經(jīng)沖切工序制成所需的坯件。軋輥成形時(shí)坯料只是在厚度和前進(jìn)方向上受到碾壓，寬度方向受力較小。因此，坯料和粘結(jié)劑會(huì)出現(xiàn)定向排列。干燥燒結(jié)時(shí)橫向收縮大易出現(xiàn)變形和開(kāi)裂，坯體性能會(huì)出現(xiàn)各向異性。另外，對(duì)厚度小于0.08mm的超薄片，軋模成形是難以軋制的，質(zhì)量也不易控制。

（7） 注漿成形

根據(jù)所需陶瓷的組成進(jìn)行配料計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ苽涮沾煞垠w進(jìn)行混合、塑化、造粒等，才能應(yīng)用于成形。注漿成形適用于制造大型的、形狀復(fù)雜的、薄壁的陶瓷產(chǎn)品。對(duì)料漿性能也有一定的要求，如：流動(dòng)性好、粘度小，利于料漿充型，穩(wěn)定性好。料漿能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，不易沉淀和分層，含水量和含氣量盡可能小等。注漿成形的方法有：空心注漿和實(shí)心注漿。為提高注漿速度和坯體質(zhì)量，可采用壓力注漿、離心注漿和真空注漿等新方法。注漿成形工藝成本低、過(guò)程簡(jiǎn)單、易于操作和控制，但成形形狀粗糙，注漿時(shí)間較長(zhǎng)、坯體密度、強(qiáng)度也不高。在傳統(tǒng)注漿成形的基礎(chǔ)上，相繼發(fā)展產(chǎn)生了新的壓濾成形和離心注漿成形工藝，借助于外加壓力和離心力的作用，來(lái)提高素坯的密度和強(qiáng)度，避免了注射成形中復(fù)雜的脫脂過(guò)程，但由于坯體均勻性差，因而不能滿足制備高性能、高可靠性陶瓷材料的要求。

（8） 注射成形

陶瓷注射成形是借助高分子聚合物在高溫下熔融、低溫下凝固的特性來(lái)進(jìn)行成形的，成形之后再把高聚物脫除。注射成形的優(yōu)點(diǎn)是可成形形狀復(fù)雜的部件，并且具有高尺寸精度和均勻的顯微結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是模具設(shè)計(jì)加工和有機(jī)物排除過(guò)程中的成本較高。在克服傳統(tǒng)注射成形缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，水溶液注射成形和氣相輔助注射成形工藝便發(fā)展起來(lái)。水溶液注射成形采用水溶性的聚合物作為有機(jī)載體，較好地解決了脫脂問(wèn)題。水溶液注射成形技術(shù)可以很容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，比起傳統(tǒng)的注射成形成本低。氣體輔助注射成形是把氣體引入聚合物熔體中而使成形更容易進(jìn)行。陶瓷膠態(tài)注射成形是將低粘度、高固相體積分?jǐn)?shù)的水基陶瓷濃懸浮體注射到非孔模具中，并使之原位快速固化，再經(jīng)燒結(jié)，制得顯微結(jié)構(gòu)均勻、無(wú)缺陷和凈尺寸的高性能、高可靠性的陶瓷部件，并大大降低陶瓷制造成本。陶瓷膠態(tài)注射成形解決了兩個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)：陶瓷濃懸浮體的快速原位固化和注射過(guò)程的可控性。通過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)壓力可以快速誘導(dǎo)陶瓷濃懸浮體的原位固化，從而開(kāi)發(fā)出壓力誘導(dǎo)陶瓷成形技術(shù)。通過(guò)膠態(tài)注射成形技術(shù)可以獲得高密度、高均勻性和高強(qiáng)度的陶瓷坯體。這種成形技術(shù)可以消除陶瓷粉體顆粒的團(tuán)聚體，減少燒結(jié)過(guò)程中復(fù)雜形狀部件的變形、開(kāi)裂，從而減少最終部件的機(jī)加工量，獲得高可靠性的陶瓷材料與部件。避免了傳統(tǒng)陶瓷注射成形使用大量有機(jī)物所導(dǎo)致的排膠困難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了膠態(tài)成形的注射過(guò)程，適合于規(guī)?；纳a(chǎn)，是高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)。

（9） 粉末注射成形

金屬、陶瓷粉末注射成形（PIM）是一種新的金屬、陶瓷零部件制備技術(shù)。它是將聚合物注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而生成的一種全新零部件加工技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用塑料工業(yè)中注射成形的原理，將金屬、陶瓷粉末和聚合物粘結(jié)劑混煉成均勻的具有粘塑性的流體，經(jīng)注射機(jī)注入模具成形，再脫除粘結(jié)劑后燒結(jié)全致密化而制得各種零部件。PIM作為一種制造高質(zhì)量精密零件的近凈成形技術(shù)，具有比常規(guī)粉末冶金和機(jī)加工方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。PIM能制造許多具有復(fù)雜形狀特征的零件：如各種外部切槽、外螺紋、錐形外表面、交叉通孔、盲孔、凹臺(tái)與鍵銷(xiāo)、加強(qiáng)筋板、表面滾花等，這些零件都是無(wú)法用常規(guī)粉末冶金方法制得。由于通過(guò)PIM制造的零件幾乎不需要再進(jìn)行機(jī)加工，所以減少了材料的消耗，因此在所要求生產(chǎn)的復(fù)雜形狀零件數(shù)量高于一定值時(shí)，PIM比機(jī)加工方法更經(jīng)濟(jì)。PIM工藝的優(yōu)勢(shì)為：能一次成形生產(chǎn)形狀復(fù)雜的金屬、陶瓷等零部件。產(chǎn)品成本低、光潔度好、精度高（0.3%～0.1%），一般無(wú)需后續(xù)加工。產(chǎn)品強(qiáng)度、硬度、延伸率等力學(xué)性能高、耐磨性好、耐疲勞、組織均勻。原材料利用率高，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，工序簡(jiǎn)單，可連續(xù)大批量生產(chǎn)。無(wú)污染，生產(chǎn)過(guò)程為清潔工藝生產(chǎn)。

坯體除以上成形方法之外，還有模壓成形、等靜壓成形等方法，當(dāng)配方、混合、成形等工序完成后，還必須進(jìn)行燒結(jié)才能使材料獲得預(yù)期的顯微結(jié)構(gòu)，賦予材料各種性能。

4 特種陶瓷的燒結(jié)方法

燒結(jié)是將成形后的坯體加熱到高溫并保持一定時(shí)間，通過(guò)固相或部分液相擴(kuò)散物質(zhì)遷移，而消除孔隙。將顆粒狀陶瓷坯體置于高溫爐中，使其致密化形成強(qiáng)固體材料過(guò)程。燒結(jié)開(kāi)始于坯料顆粒間空隙排除，使相鄰粒子結(jié)合成緊密體。但燒結(jié)過(guò)程必須具備兩個(gè)基本條件：應(yīng)該存在物質(zhì)遷移機(jī)理；必須有一種能量（熱能）促進(jìn)和維持物質(zhì)遷移?，F(xiàn)在精細(xì)陶瓷燒結(jié)機(jī)理已出現(xiàn)了氣相燒結(jié)、固相燒結(jié)、液相燒結(jié)及反應(yīng)液體燒結(jié)等四種燒結(jié)模式。它們材料結(jié)構(gòu)機(jī)理與燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力方式各不相同，尤其傳統(tǒng)陶瓷和大部分電子陶瓷燒結(jié)依賴(lài)于液相形成、粘滯流動(dòng)和溶解再沉淀過(guò)程，而對(duì)于高純、高強(qiáng)結(jié)構(gòu)陶瓷燒結(jié)，則以固相燒結(jié)為主，它們通過(guò)晶界擴(kuò)散或點(diǎn)陣擴(kuò)散來(lái)達(dá)到物質(zhì)遷移。燒結(jié)是陶瓷材料制備工藝過(guò)程中的一個(gè)十分重要的最終環(huán)節(jié)。近年來(lái)也開(kāi)始對(duì)陶瓷材料進(jìn)行熱處理，以改善其性能。

（1） 常壓燒結(jié)（或稱(chēng)無(wú)壓燒結(jié)）

常壓燒結(jié)是使用最廣泛的一種方法。它在大氣中燒結(jié)，即不抽真空，也不加任何保護(hù)氣體在電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。這種方法適用于燒結(jié)氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷有時(shí)也采用常壓燒結(jié)。陶瓷器、耐火材料最先采用這種方法。后來(lái)，氧化鋁、鐵氧體等許多新的陶瓷也采用了這一方法。與其它方法相比經(jīng)濟(jì)有效，但也有不利之處。為了使物質(zhì)所具的功能充分發(fā)揮出來(lái)，也有采用其它方法進(jìn)行燒結(jié)的情況。常壓燒結(jié)用電阻爐的關(guān)鍵部件是發(fā)熱體元件。通常生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)不同材料的燒結(jié)溫度，而選擇不同加熱體的電阻爐。

（2） 熱壓燒結(jié)(HP)

熱壓燒結(jié)即是將粉末填充于模型內(nèi)，在高溫下一邊加壓一邊進(jìn)行燒結(jié)的方法，同時(shí)進(jìn)行加溫、加壓(機(jī)械壓力而不是氣壓)的燒結(jié)。加壓方式一般都是單向加壓，熱壓時(shí)的壓力不能太高，一般為50MPa。而冷壓成形的壓力可達(dá)200 MPa，甚至更高。熱壓燒結(jié)的加熱方式仍為電阻加熱，加壓方式為液壓傳動(dòng)加載。熱壓燒結(jié)使用的模具多為石墨模具。它制造簡(jiǎn)單、成本低。熱壓燒結(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)是加快致密化進(jìn)程，減少氣孔隙，提高致密度，同時(shí)，可降低燒結(jié)溫度。Si3N4、SiC、Al2O3陶瓷等使用該法燒結(jié)，然而因成本較高，故其應(yīng)用受到限制。

（3） 熱等靜壓(HIP)

熱等靜壓一般是沿單軸方向進(jìn)行加壓燒結(jié)，相對(duì)而言，這種方法是借助于氣體壓力而施加等靜壓的方法。除SiC、Si3N4使用該法外，Al2O3、超硬合金等也使用該法。盡管熱壓燒結(jié)有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于是單軸向加壓，故只能制得形狀簡(jiǎn)單如片狀或環(huán)狀的樣品。另外，對(duì)非等軸晶系的樣品熱壓后片狀或柱狀晶粒嚴(yán)重?fù)駜?yōu)取向而產(chǎn)生各向異性。熱等靜壓與熱壓和無(wú)壓燒結(jié)一樣，已成功地用于多種結(jié)構(gòu)陶瓷的燒結(jié)或后處理。此外，熱等靜壓還可以用于金屬鑄件、金屬基復(fù)合材料、噴射沉積成形材料、機(jī)械合金化與粉末冶金材料和產(chǎn)品零部件的致密化等。

（4） 氣氛燒結(jié)

氣氛燒結(jié)是采用各種氣氛作保護(hù)或反應(yīng)參與物，進(jìn)行燒結(jié)。常用的有真空、氫、氧、氮和惰性氣體（如氬）等各種氣氛。例如透明氧化鋁陶瓷可用氫氣氛燒結(jié)，透明鐵電陶瓷宜用氧氣氛燒結(jié)，氮化物陶瓷如氮化鋁等宜用氮?dú)夥諢Y(jié)。

5 特種陶瓷技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

特種陶瓷成形技術(shù)未來(lái)的發(fā)展將集中于以下幾個(gè)發(fā)面：進(jìn)一步開(kāi)發(fā)已提出的各種無(wú)模成形技術(shù)在制備不同陶瓷材料中的應(yīng)用；性能更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)層以及在層內(nèi)的穿插、交織、連接結(jié)構(gòu)和成分三維變化的設(shè)計(jì)；大型異形件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造；陶瓷微結(jié)構(gòu)的制造及實(shí)際應(yīng)用；進(jìn)一步開(kāi)發(fā)無(wú)污染和環(huán)境協(xié)調(diào)的新技術(shù)。

在燒結(jié)方面，特種陶瓷制品因其特殊的性能要求，需要用不同于傳統(tǒng)陶瓷制品的燒成工藝與燒結(jié)技術(shù)。隨著特種陶瓷工業(yè)的發(fā)展，其燒成機(jī)理、燒結(jié)技術(shù)及特殊的窯爐設(shè)施的研究均取得突破性的進(jìn)展。在特種陶瓷的精密加工方面：特種陶瓷屬于脆性材料，硬度高、脆性大，其物理機(jī)械性能(尤其是韌性和強(qiáng)度)與金屬材料有較大差異，加工性能差、加工難度大。因此，研究特種陶瓷材料的磨削機(jī)理，選擇最佳的磨削方法是當(dāng)前要解決的主要問(wèn)題。

6 結(jié) 語(yǔ)

特種陶瓷由于擁有眾多優(yōu)異性能，因而用途廣泛?，F(xiàn)按材料的性能及種類(lèi)簡(jiǎn)要說(shuō)明。耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等；隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐、熱處理爐、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等；導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷可用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片；耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛，目前的工作主要集中在軸承、切削刀具方面；高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片、渦輪、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身、軸承、燃燒噴嘴等。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉軍,佘正國(guó).粉末冶金與陶瓷成形技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版

社,2005.

[2] 王樹(shù)海,李安明,樂(lè)紅志,崔文亮.先進(jìn)陶瓷的現(xiàn)代制備技術(shù)[M].

北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[3] 于思遠(yuǎn).工程陶瓷材料的加工技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)

出版社,2008.

Preparation and Trends of Special Ceramics

XIAO Yan

（Jiangmen Chemical Materials， Jiangmen 529100)