11 粉末冶金新技术新工艺11.1 概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末,第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图 11-1 所示。粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化,已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。 粉末冶金技术有如下特点: (1)可以直接制备出具有最终形状和尺寸的零件,是一种无切削、少切削的新工艺,从而可以有效地降低零部件生产的资源和能源消耗; (2)可以容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术; (3)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如多孔含油轴承 、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属与合金、高性能陶瓷材料等; (4)可以最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织,在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如 Al-Li 合金、耐热 Al 合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用; (5)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能; (6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。 近些年来,粉末冶金有了突破性进展,一系列新技术、新工艺大量涌现,例如:快速冷凝雾化制粉技术、机械合金化制粉技术、超微粉或纳米粉制备技术、溶胶-凝胶技术、粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、烧结/热等静压、场活化烧结、微波烧结、粉末轧制、流延成形、爆炸成形、粉末热锻、超塑性等温锻造、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、自蔓延高温合成、喷射沉积、计算机辅助激光快速成形技术等。这些新技术有的赋予原传统工艺步骤以新的内容和意义,有的把几个工艺步骤合为一步而成为一种崭新的工艺。因此,使整个粉末冶金领域大大拓宽,并向着纵深方向发展。粉末冶金新技术、新工艺的应用,不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善,而且使得一批高性能和具有特殊性能...