粉末冶金是一种重要的材料制备技术,它通过将金属或金属与非金属粉末混合,经过成形和烧结过程,制造出各种金属材料、复合材料以及特定制品。这一工艺的优势在于可以直接生产出形状和尺寸接近最终产品的零件,减少了对切削加工的依赖,降低了资源和能源消耗。同时,粉末冶金还能实现不同材料间的复合,生产出具有独特性能的金属基和瓷基复合材料。
粉末冶金技术的发展不断突破,引入了多种新技术和新工艺,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等。这些新技术不仅提升了原有工艺的效果,还结合了几种工艺步骤,创造了全新的制粉方法。例如,快速冷凝雾化技术能有效减少合金成分偏析,制得成分均匀的粉末,且可以通过控制冷却速度得到非晶、准晶、微晶等非平衡组织的粉末,这对设计高性能粉末冶金材料具有重大意义。
粉末冶金的新工艺还包括粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、场活化烧结、微波烧结等。这些工艺的广泛应用极大地扩展了粉末冶金的领域,并推动了新材料的研发,如高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、粉末高速钢等。粉末冶金技术在新材料领域发挥着关键作用,包括新型电池材料、复合核燃料、超硬材料、高性能永磁材料等,它们大多依赖粉末冶金作为主要制造手段。
近年来,粉末冶金的雾化制粉技术取得了显著进步,不仅能够制备低熔点金属粉末,如锡、铅、锌、铝,也能生产高熔点材料的粉末,如铁粉、铜粉、合金钢、不锈钢等。随着对快速冷凝特性的理解加深,雾化法被广泛应用于制备高温合金、Al-Li 合金、耐热铝合金、非晶软磁合金等高性能材料。
粉末冶金新技术新工艺的不断发展,为制造具有优异性能和特殊功能的新一代材料提供了可能,同时也促进了资源的有效利用和材料再生,对于环保和可持续发展具有积极意义。