導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇粉末冶金的應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】：粉末冶金；材料；分類；應(yīng)用

0.引言

所謂的粉末冶金材料指的是用幾種金屬粉末或者金屬與非金屬粉末為原料，通過(guò)配比、壓制成型以及燒結(jié)等特殊工藝制成的各類材料的總稱，而這種與熔煉和鑄造明顯不同的工藝也被統(tǒng)稱為粉末冶金法。因其生產(chǎn)流程與陶瓷制品比較類似，所以又被稱為金屬陶瓷法。就目前而言，粉末冶金法不單是用來(lái)制取某些特殊材料的方法，也是一種優(yōu)質(zhì)的少切屑或者無(wú)切屑方法，且其具有材料利用率高、生產(chǎn)效率高，節(jié)省占地面積及機(jī)床等優(yōu)點(diǎn)。然而粉末冶金法也并非萬(wàn)能之法，其無(wú)論是金屬粉末還是模具都有著較高的成本，且制品的形狀和大小都受到一定的限制。

1.粉末冶金材料的主要分類

1.1傳統(tǒng)的粉末冶金材料

第一，鐵基粉末冶金材料。作為最傳統(tǒng)也是最基本的粉末冶金材料，其在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用最為普遍，并隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，汽車工業(yè)的不斷擴(kuò)大，鐵基粉末冶金材料的應(yīng)用范圍也就變得越來(lái)越廣闊，因此其需求量也越來(lái)越大。與此同時(shí)，鐵基粉末冶金材料對(duì)其他行業(yè)來(lái)說(shuō)也非常重要。

第二，銅基粉末冶金材料。眾所周知，經(jīng)過(guò)燒結(jié)銅基制作的零件抗腐蝕性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好，且其表面光滑沒(méi)有磁性干擾。用來(lái)做銅基粉末冶金材料的主要材料有：燒結(jié)的青銅材質(zhì)、黃銅材質(zhì)以及銅鎳合金材料等，此外還有少量的具有彌散性的強(qiáng)化銅等材質(zhì)。在現(xiàn)代，銅基粉末冶金材料主要備用到電工器件、機(jī)械設(shè)備零件等各個(gè)制造類領(lǐng)域中，同時(shí)也對(duì)過(guò)濾器、催化劑以及電刷等有一定的作用。

第三，難熔金屬材料。因這類材料的熔點(diǎn)、硬度、強(qiáng)度都比較高，因此其主要成分為難熔性的金屬及金屬合金復(fù)合材料，主要被應(yīng)用國(guó)防、航空航天以及和研究領(lǐng)域等。

第四，硬質(zhì)合金材料。所謂合金材料指的是由一種或者幾種難熔性的金屬經(jīng)過(guò)碳化之后形成的硬質(zhì)材料的總稱。其主要是由金屬粘結(jié)劑進(jìn)行粘合之后，再用粉末冶金技術(shù)制作而成。因這類硬質(zhì)合金材料具有高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度，所以常被用到切削領(lǐng)域。

第五，粉末冶金電工材料。在現(xiàn)代工業(yè)中，這種材料主要應(yīng)用于儀表和電氣領(lǐng)域，尤其是各類分?jǐn)嗪徒油娐分攸c(diǎn)額電接觸元件和電阻焊用的電極上。近幾年，隨著國(guó)內(nèi)無(wú)線電技術(shù)的迅速發(fā)展，電阻器件的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，其主要材質(zhì)就是這類材料。此外，粉末冶金電動(dòng)材料對(duì)真空技術(shù)領(lǐng)域中的電力管陰極和電加熱元件也有著重要的作用。

第六，摩擦材料。顧名思義，這類材料具有很強(qiáng)的摩擦磨損性能，可以用于制造摩擦離合器以及制動(dòng)器的摩擦部分。利用其摩擦磨損性較強(qiáng)的特點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)各個(gè)元件之間動(dòng)力的阻斷性和傳遞性，以此實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的及時(shí)減速和停止運(yùn)動(dòng)等。

第七，減摩材料。與摩擦材料相反，這類材料則具有較低的摩擦系數(shù)以及較高的耐磨性，其可以是金屬材質(zhì)也可以是由非金屬材質(zhì)構(gòu)成。通常情況下，建模材料主要是由教導(dǎo)強(qiáng)度的金屬基體和具有減摩成分的劑構(gòu)成。因粉末冶金法在一定程度上能夠?qū)饘俨牧系幕w和減摩成分進(jìn)行有效調(diào)整和控制，此外，這類減摩材料還具有較強(qiáng)的自性能，這就使得其在金屬鑄造領(lǐng)域和塑料減摩材料領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。

1.2現(xiàn)代先進(jìn)粉末冶金材料

第一，信息領(lǐng)域中的粉末冶金材料。在這里主要指的是軟磁材料，通常情況下，其又可以分為鐵氧體軟磁材料和金屬軟磁材料兩種，最大區(qū)別是前者出現(xiàn)較早，且只能通過(guò)粉末冶金燒結(jié)法獲取。因其在燒結(jié)過(guò)程中，軟磁材料有著較強(qiáng)的飽和磁化性能和較高的導(dǎo)磁率，所以被各個(gè)磁行業(yè)廣泛應(yīng)用。

第二，能源領(lǐng)域中的粉末冶金材料。顧名思義，這種能源材料指的是在不斷的發(fā)展過(guò)程中，能夠?qū)Υ龠M(jìn)新能源建立和發(fā)展具有重要作用的材料，其能夠滿足各種新能源的不同需求。能源領(lǐng)域中的粉末冶金材料不僅僅是當(dāng)今社會(huì)新能源發(fā)展的關(guān)鍵組成部分，還是新能源材料發(fā)展的重要前提和基礎(chǔ)。就目前而言，電池、氫能、太陽(yáng)能等方面成為新能源材料發(fā)展的主要方向，并隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這類材料的應(yīng)用范圍也變得越來(lái)越廣闊。

第三，生物領(lǐng)域中的粉末冶金材料。最近幾年以來(lái)，國(guó)內(nèi)的生物研究領(lǐng)域取得了較大的進(jìn)步，生物研究逐漸對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有著越來(lái)越重要的影響，為此國(guó)家對(duì)于生物研究領(lǐng)域所取得的重大突破也給予了高度關(guān)注，特別是生物材料研究方面。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，生物材料能夠有效改善人們的健康狀況，大大提高了人們的生活質(zhì)量。

2.粉末冶金材料的應(yīng)用研究

2.1在機(jī)械合金方面的應(yīng)用

機(jī)械合金主要應(yīng)用的是粉末冶金技術(shù)中的高性能球磨技術(shù)。其應(yīng)用原理為：在高能球磨的基礎(chǔ)之上，有效利用了金屬粉末混合物的變形和易斷裂特性，逐步調(diào)整金屬粉末原子之間的距離，并最終形成合金粉末。所謂機(jī)械合金指的就是在固態(tài)形式下進(jìn)行的固態(tài)反應(yīng)，從而科學(xué)實(shí)現(xiàn)了合金化，而在這種狀態(tài)下形成的合金不會(huì)收到物質(zhì)熔點(diǎn)及蒸汽壓力等因素的影響，進(jìn)而表現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

2.2在干燥噴霧方面的應(yīng)用

所謂的煩躁噴霧指的是運(yùn)用霧化器將呈現(xiàn)出一定濃度的原料液轉(zhuǎn)變成一種具有噴射性能的霧狀液滴的形式，之后再經(jīng)過(guò)一系列的接觸熱空氣程序?qū)㈧F狀液滴迅速轉(zhuǎn)化成干燥劑，這就是粉粒狀干燥噴霧的制作過(guò)程。通常情況下，制作干燥噴霧需要經(jīng)過(guò)四個(gè)基本階段，依次是料液霧化、熱干燥、蒸發(fā)干燥、分離四個(gè)流程。更為重要的是，在粉末的制作過(guò)程中，還可以依據(jù)不同的需求對(duì)粉粒形狀、大小進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定。

3.結(jié)語(yǔ)

上文系統(tǒng)的總結(jié)了粉末冶金材料的種類，并對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了分析研究。從中不難看出，相對(duì)普通材料來(lái)說(shuō)粉末冶金材料無(wú)論是從性能上還是獲取上，都有著無(wú)法比擬的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，這也是目前這類材料應(yīng)用廣泛的原因之一。未來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，粉末冶金材料將會(huì)發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張憲銘，張江峰.標(biāo)準(zhǔn)：粉末冶金材料的分類和牌號(hào)[J].世界有色金屬，2009（05）.

篇2

由于企業(yè)與政府實(shí)施“收支兩條線”的目的不同,企業(yè)“收支兩條線”與政府財(cái)政“政支兩條線”相比,存在以下特點(diǎn):

1.企業(yè)實(shí)施收支兩條線,要在考慮投入產(chǎn)出比、實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的前提下統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各單位的收入與支出。而行政事業(yè)單位的收入和支出并沒(méi)有必然的聯(lián)系。

2.企業(yè)“收支兩條線”管理具有較強(qiáng)的“發(fā)散性”;在收入環(huán)節(jié)除了對(duì)已到帳的現(xiàn)金進(jìn)行管理,還要對(duì)企業(yè)的應(yīng)收帳款進(jìn)行管理;在支出環(huán)節(jié)則要與企業(yè)的支出體系相關(guān),要“量力而行”,合理控制企業(yè)的費(fèi)用支出;收支又都要與企業(yè)的資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和資本運(yùn)營(yíng)相結(jié)合。對(duì)于行政事業(yè)單位而言,其收支相對(duì)比較固定和簡(jiǎn)單,兩條線管理的“發(fā)散性”較弱。

3.由于企業(yè)“收支兩條線”“發(fā)散性”較強(qiáng),加之現(xiàn)金流量管理在企業(yè)財(cái)務(wù)管理中處于核心地位,企業(yè)有可能以“收支兩條線”資金管理模式為平臺(tái)和切入點(diǎn)構(gòu)建企業(yè)的財(cái)務(wù)管理體系和內(nèi)部控制系統(tǒng)。而行政事業(yè)單位,只要“收支兩條線”相關(guān)工作實(shí)施到位,就可以有效地達(dá)到嚴(yán)肅財(cái)經(jīng)紀(jì)律和規(guī)范財(cái)政秩序的目的。

二、“收去兩條線”資金管理模式的構(gòu)建

收支兩條線資金管理模式比較適合于有多個(gè)獨(dú)立的現(xiàn)賣收支部門或分支機(jī)構(gòu)的大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)。企業(yè)構(gòu)建“收支兩條線”資金管理模式的基本原則主要有:

(1)明確劃分收入資金和支出資金的流動(dòng),嚴(yán)禁現(xiàn)金坐支;

(2)確保收入的資金能夠及時(shí)、安全、足額地回籠,并能實(shí)行有效的集中管理,減少現(xiàn)金持有成本,加速資金周轉(zhuǎn);

(3)圍繞企業(yè)利潤(rùn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)預(yù)算合理安排支出,并保持企業(yè)持續(xù)經(jīng)營(yíng)所必需的最佳現(xiàn)金余額。

(4)建立“收支兩條線”資金管理內(nèi)部控制體系。在上述原則指導(dǎo)下,企業(yè)“收支兩條線”資金管理模式的構(gòu)建可從規(guī)范資金的流向、流量和流程三個(gè)方面入手:

1.資金的流向方面:企業(yè)“收支兩條線”要求各部門或分支機(jī)構(gòu)在內(nèi)部銀行或當(dāng)?shù)劂y行設(shè)立兩個(gè)帳戶(收入戶和支出戶),并規(guī)定所有收入的現(xiàn)金都必須進(jìn)入收入戶(外地分支機(jī)構(gòu)的收入戶資金還必須及時(shí)、足額地回籠到總部),收入戶資金由企業(yè)資金管理部門(內(nèi)部銀行或財(cái)務(wù)結(jié)算中心)統(tǒng)一管理,而所有的貨幣性支出都必須從支出戶里支付,支出戶里的資金只能根據(jù)一定的程序由收入戶劃撥而來(lái),嚴(yán)禁現(xiàn)金坐支。

2.資金的流量方面:在收入環(huán)節(jié)上要確保所有收入的資金都進(jìn)入收入戶,不允許有私設(shè)的帳外小金庫(kù)。另外,還要加快資金的結(jié)算速度,盡量壓縮資金在結(jié)算環(huán)節(jié)的沉淀量;在調(diào)度環(huán)節(jié)上通過(guò)動(dòng)態(tài)的現(xiàn)金流量預(yù)算和資金收支計(jì)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)資金的精確調(diào)度;在支出環(huán)節(jié)上、根據(jù)“以收定支”和“最低限額資金占用”的原則從收入戶按照支出預(yù)算安排將資金定期劃撥到支出產(chǎn),支出戶平均資金占用額應(yīng)壓縮到最低限度。有效的資金流量管理將有助于確保收入資金及時(shí)、足額地回籠,各項(xiàng)費(fèi)用支出受到合理的控制和內(nèi)部資金的有效調(diào)劑。

3.資金的流程方面:資金流程是指與資金流動(dòng)有關(guān)的程序和規(guī)定。它是收支兩條線內(nèi)部控制體系的重要組成部分,主要包括以下幾個(gè)部分。

(1)關(guān)于帳戶管理、貨幣資金安全性等規(guī)定;

(2)收入資金管理與控制;

(3)支出資金管理與控制;

(4)資金內(nèi)部結(jié)算與信貸管理與控制;

(5)收支兩條線的組織保障等。

需要說(shuō)明的是,收支兩條線是一種企業(yè)的內(nèi)部資金管理模式,它與企業(yè)的性質(zhì)、發(fā)展戰(zhàn)略、管理文化和組織架構(gòu)都有很大的關(guān)系。因此,企業(yè)在構(gòu)建收支兩條線管理模式時(shí),一定要注意與自己的實(shí)際相結(jié)合,以管理有效性為導(dǎo)向。比如、把資金從收入戶向支出戶劃撥就有三種方式可以選擇:一是總公司統(tǒng)一劃撥,便于集中控制;二是經(jīng)營(yíng)單位就地劃撥,便于靈活控制;三是經(jīng)營(yíng)單位的上一級(jí)單位劃撥、便于平衡控制。選擇哪一種劃撥方式必須結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況而定。

三、落實(shí)“收支兩條線”資金管理模式過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題企業(yè)在落實(shí)收支兩條線資金管理模式過(guò)程中,應(yīng)該注意以下問(wèn)題:

1.加強(qiáng)銀行帳戶的管理、在實(shí)行收支兩條線過(guò)程中,應(yīng)對(duì)現(xiàn)金收支部門或分支機(jī)構(gòu)銀行帳戶的開(kāi)設(shè)、使用和清理實(shí)行嚴(yán)格的集中管理。單位應(yīng)就收入戶和支出戶的使用同銀行簽定協(xié)議,利用銀行資源來(lái)維持收支兩條線管理。設(shè)有內(nèi)部銀行或財(cái)務(wù)結(jié)算中心的單位。下屬單位可不在銀行開(kāi)戶而在內(nèi)部銀行或財(cái)務(wù)結(jié)算中心開(kāi)戶。

2.強(qiáng)調(diào)結(jié)算紀(jì)律。嚴(yán)禁現(xiàn)金坐支。在收支兩條線資金管理模式中,不僅收入的現(xiàn)金不得直接用于開(kāi)支,銀行收入戶的資金也不能直接用于開(kāi)支,所有支出的資金來(lái)源只能是支出戶。為了杜絕現(xiàn)金坐支。企業(yè)還應(yīng)采取措施進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)結(jié)算紀(jì)律,如當(dāng)回收入的現(xiàn)金應(yīng)及時(shí)繳存收入戶,超過(guò)規(guī)定限額的現(xiàn)金必須通過(guò)銀行支付,以及不難白條抵庫(kù)等。

3.以現(xiàn)金流轉(zhuǎn)為核心來(lái)進(jìn)行財(cái)務(wù)管理這一觀點(diǎn)正在被理論界和實(shí)務(wù)界越來(lái)越多的人士所認(rèn)同。只有控制現(xiàn)金流量才能確保收入項(xiàng)目資金的及時(shí)回籠及各項(xiàng)費(fèi)用支出的受控,才能加速資金的周轉(zhuǎn),提高資金的使用效益;在預(yù)算管理中,各項(xiàng)預(yù)算項(xiàng)目應(yīng)以現(xiàn)金流為控制源頭。因此,企業(yè)應(yīng)有意識(shí)地圍繞現(xiàn)金流轉(zhuǎn)這一核心,借助于收支兩條線這一平臺(tái),結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況來(lái)構(gòu)建適合于自身的財(cái)務(wù)管理體系和內(nèi)部控制系統(tǒng)。

篇3

英文名稱：Powder Metallurgy Industry

主管單位：中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)

主辦單位：鋼鐵研究總院;中國(guó)鋼協(xié)粉末冶金專業(yè)協(xié)會(huì);中國(guó)機(jī)協(xié)粉末冶金專業(yè)協(xié)會(huì)

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1006-6543

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-3371/TF

郵發(fā)代號(hào)：82-79

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1991

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

篇4

1粉末冶金技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)的意義

1.1提升資源利用率

粉末冶金是制取金屬粉末或用含有金屬的混合粉末作為原料，通過(guò)化學(xué)方法、物理方式進(jìn)行加工，制造金屬材料、復(fù)合材料以及其他各種類型制品的一種生產(chǎn)、加工技術(shù)。在鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，會(huì)產(chǎn)生許多金屬粉末和混合粉末，對(duì)其進(jìn)行二次加工可以有效提升鐵資源的利用率[1]。

1.2提升經(jīng)濟(jì)效益

鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要追求之一即是對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的提升，而粉末冶金技術(shù)則是鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其可以通過(guò)對(duì)金屬粉末的二次利用達(dá)到提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的[2]。

2粉末冶金技術(shù)在鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用

2.1含鐵粉末產(chǎn)生的環(huán)節(jié)

一般來(lái)說(shuō)，鋼鐵企業(yè)的含鐵粉末主要是來(lái)自于兩個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，即煉鐵原料系統(tǒng)和出鐵口系統(tǒng)，以武漢鋼鐵集團(tuán)為例，其部分產(chǎn)生含鐵二次資源的統(tǒng)計(jì)如表1所示。

2.2制取鐵粉的方式和要求

2.2.1利用固體碳制取鐵粉

固體碳還原法是目前使用較為廣泛的鐵粉制取方法，其具有操作簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)勢(shì)，其基本原理是將還原劑、脫硫劑加入含鐵粉末中，再進(jìn)行粉碎篩選，直到所獲鐵粉達(dá)到合格要求，具體流程是，在各生產(chǎn)車間放置收集設(shè)備，對(duì)含鐵粉末進(jìn)行收集，之后對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單加熱，使粉末中的水分蒸發(fā)，放入反應(yīng)容器中，加入固體碳還原劑，初步將鐵粉和其他雜質(zhì)脫離，再加入脫硫劑，去除鐵粉中的硫化物，之后通過(guò)磁化設(shè)備進(jìn)行精選，得到質(zhì)量較高的鐵粉后，通過(guò)專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，如果其質(zhì)量達(dá)標(biāo)，則屬于合格產(chǎn)品，可以用于正常使用，如果質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則需進(jìn)行二次制取，重新篩選，直到合格為止，利用固體碳回收的鐵粉，其品質(zhì)較高，利用粉末冶金技術(shù)，可以將其加工成復(fù)合材料和金屬材料，用于相關(guān)領(lǐng)域[3]。

2.2.2固體碳回收法對(duì)含鐵粉末的要求

一般來(lái)說(shuō)，含鐵粉末是在加工過(guò)程或者出鐵時(shí)產(chǎn)生，由于加工技術(shù)、鋼鐵用途的差異，含鐵粉末往往也不盡相同，比如含硫量、其他雜質(zhì)含量的不同等。主要標(biāo)準(zhǔn)為粉末的鐵含量，鐵含量在70％以上的混合粉末回收價(jià)值較大，由于我國(guó)目前對(duì)含鐵粉末二次加工的技術(shù)并不是特別先進(jìn)，如果混合粉末中鐵含量較低，那么加工所需花費(fèi)和消耗將大于回收的鐵粉的價(jià)值，二次利用就沒(méi)有意義了，通常來(lái)說(shuō)，如果混合粉末中鐵粉含量低于20％，就不適合通過(guò)固體碳方式進(jìn)行回收，同時(shí)，如果混合粉末中鹽酸等不溶物的含量大于1％、硫含量大于0.5％，也要考慮更合適的回收方式，比如磁化裝置回收法。

2.2.3磁化裝置回收法

磁化裝置回收法是最簡(jiǎn)單的鐵粉回收法，其基本原理是利用鐵元素同極相斥、異極相吸的原理，通過(guò)對(duì)較大型的裝置進(jìn)行磁化，使其將鐵粉從混合粉末中分離出來(lái)。磁化裝置回收法的基本流程是，在車間、出鐵口周圍安置混合粉末回收裝置，大量收集混合粉末，之后提取部分粉末送檢，研究其鐵含量，如果鐵含量較高，則可以通過(guò)固體碳等方式回收，如果其鐵含量在30％以下，則表明這部分混合粉末適合通過(guò)磁化裝置回收法進(jìn)行回收[4]。

2.3鐵粉的壓制

通過(guò)固體碳、磁化裝置等方式完成鐵粉收集工作后，需要對(duì)鐵粉進(jìn)行壓制處理，將其加工成具有一定規(guī)格和形狀的鐵坯，壓制處理的方式通常為加壓式，即通過(guò)物理方法向鐵粉增加壓力，將顆粒之間的空氣擠壓出去，使其最終成型[5]。

2.4鐵坯的燒結(jié)

燒結(jié)是壓制過(guò)后的進(jìn)行粉末冶金的關(guān)鍵技術(shù)。壓制成型后的鐵坯，往往依然含有較多的雜質(zhì)、碳化物、硫化物等，通過(guò)燒結(jié)，可以使鐵坯在高溫中發(fā)生變化，最終將雜質(zhì)去除。通常來(lái)說(shuō)，燒結(jié)分為元燒結(jié)和多元燒結(jié)，一些特殊的領(lǐng)域也會(huì)采用熔浸、熱壓等燒結(jié)方法。燒結(jié)環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)注意的是溫度，其基本流程是，將鐵坯輸入燒結(jié)設(shè)備中，如果采取的是固相燒結(jié)，需保持燒結(jié)溫度低于鐵坯的熔點(diǎn)，鐵坯只發(fā)生純金屬的組織變化，同時(shí)鐵粉顆粒間黏結(jié)、致密化，金屬組織間的不會(huì)出現(xiàn)溶解，也不出現(xiàn)合金等新型金屬。燒結(jié)過(guò)后的鐵坯，基本上可以滿足各行業(yè)所需，其雜質(zhì)等經(jīng)過(guò)鐵粉制取、燒結(jié)已經(jīng)基本被清除，此時(shí)可以根據(jù)所要加工的工件對(duì)鐵坯進(jìn)行熱處理、電鍍、軋制等，將其制成工件或者使其符合下一步加工的要求[6]。

2.5回收鐵粉的應(yīng)用

調(diào)查顯示，利用回收的鐵粉進(jìn)行機(jī)械加工，材料利用率往往在90％以上，而直接使用金屬材料進(jìn)行加工，利用率只有50％左右，一個(gè)值得注意的現(xiàn)象是，大部分的回收鐵粉都被應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，日本80％的回收鐵粉應(yīng)用于汽車零部件制造，其行業(yè)利潤(rùn)也遠(yuǎn)大于我國(guó)，如何將回收鐵粉應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域或者其他領(lǐng)域，是目前我國(guó)相關(guān)行業(yè)需要考慮的問(wèn)題。

3總結(jié)

對(duì)資源進(jìn)行二次利用，是社會(huì)進(jìn)步的體現(xiàn)，也是時(shí)展的要求，在鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用粉末冶金技術(shù)，充分了解鐵粉回收、鐵坯壓制、鐵坯燒結(jié)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)并對(duì)其進(jìn)行有效把控，有利于粉末冶金技術(shù)的發(fā)展、進(jìn)步，也有利于其在鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的進(jìn)一步應(yīng)用。

作者:胡沙 潘友發(fā) 單位:商丘陽(yáng)光鋁材有限公司

參考文獻(xiàn)

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[2]江濤，呂巧飛，張維娜，等.粉末冶金技術(shù)在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中的研究和討論[J].人力資源管理，2014，（4）：182-183.

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篇5

金剛石可切削性指標(biāo)主要選擇刀具磨損和工件表面質(zhì)量。由圖5和圖6可以看出，深層滲氮純鐵的金剛石可切削性較好，其中滲氮純鐵試樣的表面粗糙度值在6nm以下，刀具磨損主要以微崩刃為主，崩刃長(zhǎng)度約35μm，原因可能是主軸轉(zhuǎn)速較高而且ε-Fe2-3N相脆性較強(qiáng)，切削時(shí)易引起高速?zèng)_擊，可以通過(guò)控制工藝參數(shù)使刀具磨損進(jìn)一步減小。傳統(tǒng)認(rèn)為金屬材料可被加工出鏡面質(zhì)量與其中某些重要微量元素及其分布有關(guān)。此次純鐵滲氮層成分主要為Fe2-3N，幾乎無(wú)其他元素，說(shuō)明Fe2-3N物質(zhì)本身具有被金剛石加工出鏡面質(zhì)量的潛質(zhì)。由此得到一個(gè)啟示：氮化鐵材料適合金剛石超精密切削。表面改性的實(shí)質(zhì)是在被加工件表面制造了一種新材料，然后對(duì)此化合物層進(jìn)行切削。如果有針對(duì)性地將表面改性方法中幾個(gè)缺陷加以克服，直接制備出整體單相可控、雜質(zhì)很少的氮化鐵(或加入微量有益于減少刀具磨損和提高表面質(zhì)量的合金元素)工件材料，將非常有可能解決黑色金屬的金剛石超精密切削問(wèn)題。

2氮化鐵粉末冶金鋼的金剛石可切削性實(shí)驗(yàn)研究

2.1氮化鐵粉末冶金鋼的制備

氮化鐵材料的制備研究可以追溯到20世紀(jì)50年代初，Jack最早確定了Fe-N相圖，并從結(jié)構(gòu)上分析和確定了相、相、相和相及其他氮化鐵。這些氮化鐵在強(qiáng)度、硬度和韌性等方面有著各自不同的特點(diǎn)。由于氮化技術(shù)在表面強(qiáng)化方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛用于動(dòng)力機(jī)器制造工業(yè)。近年來(lái)，由于氮化鐵具有優(yōu)異的軟磁性能和良好的耐腐蝕和抗氧化性，被應(yīng)用在了制作磁記錄介質(zhì)、磁感元件和吸波材料等方面，受到了廣泛的關(guān)注[9]。國(guó)內(nèi)東北大學(xué)佟偉平教授[10,11]]以及西南交通大學(xué)楊川教授的課題組[12,13]等在單相氮化鐵納米粉體制備以及鐵氮粉末冶金方面做了大量研究。粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)[14]，已成為新材料科學(xué)和技術(shù)中最具有發(fā)展活力的領(lǐng)域之一[15]，而鐵基粉末冶金材料是最重要的粉末冶金材料之一。西南交通大學(xué)楊川教授的課題組采用將一般純鐵粉進(jìn)行模壓成形方式加工成生坯，在燒結(jié)過(guò)程中進(jìn)行滲氮處理的方法制備鐵氮粉末冶金零件取得了一定效果，其燒結(jié)后的主要成分由Fe和Fe4N兩相組成（部分原因是燒結(jié)溫度高，導(dǎo)致脫氮），孔隙度為8.73~11.14，密度為6.2035~6.591g/cm3，硬度為128.3~307.1HV。本研究采用此材料進(jìn)行初步切削實(shí)驗(yàn)。

2.2切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)裝置同圖4，金剛石切削氮化鐵粉末冶金鋼所產(chǎn)生的刀具磨損和工件表面質(zhì)量分別如圖7、圖8所示。金剛石刀具在直接切削相同面積的模具鋼時(shí)，VB值達(dá)16μm，而金剛石刀具切削氮化鐵粉末冶金鋼后的VB值僅為1.16μm。與直接切削模具鋼相比后刀面磨損明顯減小。工件端面靠近圓心處的表面粗糙度為64.34nm（實(shí)驗(yàn)最大切削距離處）。在靠近端面外側(cè)附近還觀察到了如圖9所示的孔隙。盡管氮化鐵粉末冶金鋼的各項(xiàng)指標(biāo)（孔隙度、密度、硬度以及成分等）與光學(xué)級(jí)模具型芯材料的要求還有一定距離，但此結(jié)果已經(jīng)說(shuō)明了氮化鐵材料的金剛石可切削性較好。還需要進(jìn)一步提高各項(xiàng)指標(biāo)以達(dá)到模具鋼的性能要求，以及嚴(yán)格控制其成分，如果能進(jìn)一步控制氮化鐵為某一單相，從而還可以驗(yàn)證是哪種相對(duì)減少金剛石刀具磨損起著關(guān)鍵作用，進(jìn)而可以揭示工件表面改性方法的內(nèi)在機(jī)理。

3結(jié)論

篇6

【關(guān)鍵詞】激光焊接技術(shù)；原理；應(yīng)用

一、激光焊接技術(shù)的基本原理

激光焊接就是以激光為熱源進(jìn)行的焊接。激光是一束平行的光，用拋物面鏡或凸透鏡聚光，可以得到高的功率密度。與電弧焊接的功率密度102～104kw/cm比較，聚集的激光束可以得到105～108kw左InZ的功率密度。用功率密度高的熱源進(jìn)行焊接，可以得到熔深較大的焊縫。激光焊接可以得到與電子束焊接同樣熔深的焊縫。激光焊接可使表面溫度迅速上升，激光照射完后迅速冷卻，可以進(jìn)行熔融或非熔融的表面處理。當(dāng)功率密度大于103kw/c耐時(shí)，可進(jìn)行熔深較大的焊接。這時(shí)，在大氣中熔融金屬容易被氧化。因此，要用Ar、He、CO，等氣體密封焊接部位。尤其是提高功率密度時(shí)，瞬間從光束中熔融金屬被排出，這時(shí)若輔以高壓氣體吹掃，可促進(jìn)熔融金屬排出，適宜進(jìn)行開(kāi)孔或切斷。激光焊接最大的特點(diǎn)是選擇適合的焊接材料和功率密度，可以得到穩(wěn)定的焊接形態(tài)。激光焊接有兩種基本方式：傳導(dǎo)焊與深熔焊。這兩種方式最根本的區(qū)別在于：前者熔池表面保持封閉，而后者熔池則被激光束穿透成孔。傳導(dǎo)焊對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)較小，因?yàn)榧す馐妮椛錄](méi)有穿透被焊材料，所以，在傳導(dǎo)焊過(guò)程中焊縫不易被氣體侵人；而深熔焊時(shí)，小孔的不斷關(guān)閉能導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。傳導(dǎo)焊和深熔焊方式也可以在同一焊接過(guò)程中相互轉(zhuǎn)換，由傳導(dǎo)方式向小孔方式的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脈沖持續(xù)時(shí)間。激光脈沖能量密度的時(shí)間依賴性能夠使激光焊接在激光與材料相互作用期間由一種焊接方式向另一種方式轉(zhuǎn)變，即在相互作用過(guò)程中焊縫可以先在傳導(dǎo)方式下形成，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)樾】追绞?。可以調(diào)節(jié)激光焊接過(guò)程中各因素相互作用的程度，使得小孔建立以后能夠在脈沖間歇階段收縮，從而減小氣體侵入的可能性，降低氣孔產(chǎn)生的傾向。

二、激光焊接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）制造業(yè)領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代后期，千瓦級(jí)激光器成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車制造業(yè)，成為汽車制造業(yè)突出的成就之一。90年代美國(guó)通用、福特和克萊斯特公司竟相將激光焊接引入汽車制造，盡管起步較晚，但發(fā)展很快。日本的本田和豐田汽車公司在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝，高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用的越來(lái)越多。（2）粉末冶金領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多技術(shù)對(duì)材料有特殊要求，應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域如汽車、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統(tǒng)的冶鑄材料，隨著粉末冶金材料的日益發(fā)展，它與其它零件的連接問(wèn)題顯得日益突出，使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。在20世紀(jì)80年代初期，激光焊以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域，為粉末冶金材料的應(yīng)用開(kāi)辟了新的前景，如采用粉末冶金材料連接中常用的釬焊方法焊接金剛石，由于結(jié)合強(qiáng)度低，熱影響區(qū)寬特別是不能適應(yīng)高溫及強(qiáng)度要求高而引起釬料熔化脫落，采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能。（3）電子工業(yè)領(lǐng)域。激光焊接在電子工業(yè)中，特別是微電子工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于激光焊接熱影響區(qū)小，加熱集中迅速、熱應(yīng)力低，因而正在集成電路和半導(dǎo)體器件殼體的封裝中，顯示了獨(dú)特的優(yōu)越性，在真空器件研制中，激光焊接也得到了應(yīng)用，。傳感器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05～0.1mm，采用傳統(tǒng)焊接方法難以解決，電弧焊容易焊穿，等離子焊穩(wěn)定性差，影響因素多，而采用激光焊接效果很好。（4）生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。生物組織的激光焊接始于20世紀(jì)70年代，Klink等及Jain用激光焊接輸卵管和血管的成功及顯示出來(lái)的優(yōu)越性，使更多研究者嘗試焊接各種生物組織，并推廣到其它組織的焊接。有關(guān)激光焊接神經(jīng)方面，目前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在激光波長(zhǎng)、劑量及對(duì)功能恢復(fù)及激光焊料選擇等方面，劉銅軍在激光焊接小血管及皮膚等基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上又對(duì)大白鼠膽總管進(jìn)行了焊接研究。激光焊接方法與與傳統(tǒng)的縫合方法比較，激光焊接具有吻合速度快，愈合過(guò)程中沒(méi)有異物反應(yīng)，保持焊接部位的機(jī)械性質(zhì)，被修復(fù)組織按其原生物力學(xué)性狀生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，將在以后的生物醫(yī)學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用。（5）其他領(lǐng)域。在其他行業(yè)中，激光焊接也逐漸增加，特別是在特種材料焊接方面，我國(guó)進(jìn)行了許多研究，如對(duì)BT20鈦合金、HE130合金、Li-ion電池等激光焊接。德國(guó)玻璃機(jī)械制造商Glamaco Coswig公司與IFW接合技術(shù)與材料實(shí)驗(yàn)研究院合作開(kāi)發(fā)出了一種用于平板玻璃的激光焊接新技術(shù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]游德勇，高向東．激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]．焊接技術(shù)．2008（4）

[2]楊春燕．激光焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]．西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)．2008（5）

篇7

【關(guān)鍵詞】金屬基復(fù)合材料 性能 關(guān)鍵技術(shù)

一、背景

20世紀(jì)60年代，美國(guó)航天飛機(jī)主艙體的主龍骨的支柱就采用了硼纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料；20世紀(jì)80年代初期，逐漸強(qiáng)化對(duì)碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備工藝技術(shù)研究力度，如壓鑄、半固態(tài)復(fù)合鑄造以及噴射沉積和原位金屬直接氧化法、反應(yīng)生成法。80年中期開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)金屬基復(fù)合材料界面穩(wěn)定性研究。

二、金屬基復(fù)合材料特征性能內(nèi)容

高強(qiáng)度、高模量、低密度的增強(qiáng)纖維的加入，使MMC的比強(qiáng)度和比模量成倍地提高；良好的高溫穩(wěn)定性和熱沖擊性。金屬基體的高溫性能比聚合物高很多，加上增強(qiáng)材料主要為無(wú)機(jī)物，在高溫下具有很高的強(qiáng)度和模量，因此MMC比基體金屬具有更高的高溫性能；熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好；良好的導(dǎo)熱性；不吸潮、不老化、氣密性好。

三、MMC的制備工藝和制備方法研究

金屬基復(fù)合材料的制備工藝研究主要包含以下幾個(gè)方面：金屬基體和增強(qiáng)物的結(jié)合方式和結(jié)合性；增強(qiáng)物在金屬基體中的混合分布情況；降低成本，復(fù)合材料硬度、穩(wěn)定性的提升；避免連續(xù)性纖維在制作中的出現(xiàn)傷損狀況。

目前制備方法有固態(tài)法，液態(tài)法，噴涂噴射沉積，原位復(fù)合等。

（一）固態(tài)法。固態(tài)法指在制備過(guò)程中把纖維、顆粒等與金屬基體按照原始設(shè)計(jì)要求，通過(guò)低溫、高壓條件將二者復(fù)合粘結(jié)，最終形成金屬基復(fù)合材料。該制備方法整個(gè)工藝保持在低溫環(huán)境下、且金屬材料和纖維、顆粒等增強(qiáng)物狀態(tài)呈現(xiàn)為固態(tài)、界面反應(yīng)不嚴(yán)重。固態(tài)法制備工藝包含以下兩個(gè)方面：

1.擴(kuò)散結(jié)合。擴(kuò)散結(jié)合是指金屬材料在一定溫度和壓強(qiáng)下，把新鮮清潔表面的金屬和增強(qiáng)材料，通過(guò)表面原子的互相擴(kuò)散而連接在一起的固態(tài)化焊接技術(shù)。如圖

2.粉末冶金。粉末冶金（Powder Metallurgy）適應(yīng)范圍廣，對(duì)于長(zhǎng)纖維、短纖維、顆粒性金屬基增強(qiáng)材料的制備都適合，粉末冶金制作工藝是將金屬材料和增強(qiáng)物（顆粒、纖維等）按照一定要求混合，并經(jīng)過(guò)壓制、燒結(jié)及后期一系列處理工藝制成金屬基復(fù)合材料。在制備過(guò)程中，為提升該方法產(chǎn)品的壓制性和燒制收縮率，可根據(jù)實(shí)際需要加入液相燒結(jié)組元，通過(guò)這種工藝制備的金屬基復(fù)合材料可有效增強(qiáng)其室、常溫條件下材料的硬度、耐磨度的部分。[1]粉末冶金法工藝過(guò)程如下圖

（二）液態(tài)法。液態(tài)法包含壓鑄、半固態(tài)的符合鑄造、攪拌法和無(wú)壓滲透法等，根據(jù)其內(nèi)容劃分又稱之為“熔鑄法”。這些方法的共同持點(diǎn)是金屬基體在制備復(fù)合材料時(shí)均處于液態(tài)。這種方法優(yōu)點(diǎn)顯著，成本低、基礎(chǔ)設(shè)施要求不高，且只需要一次性即可完成，它的這些優(yōu)勢(shì)決定其可批量大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)。其中日本松下潤(rùn)二 采用離心鑄造法制造出AlSi 基石墨增強(qiáng)復(fù)合材料[2]。

（三）噴涂與噴射沉積。噴涂沉積主要應(yīng)用于纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的預(yù)制層的制備，亦可以作為獲取層狀復(fù)合材料坯料的方法。該工藝主要用作顆粒型金屬?gòu)?fù)合材料的制作，其最大的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)增強(qiáng)材料、金屬潤(rùn)濕要求不高，接觸時(shí)間較短且界面反應(yīng)量少。

（四）原位復(fù)合。解決了增強(qiáng)材料與金屬基體之間的相容性問(wèn)題、即增強(qiáng)材料與金屬基體的潤(rùn)濕性要求。解決了高溫下的界面反應(yīng)等。例如：

四、技術(shù)關(guān)鍵以及難點(diǎn)

主要是加工溫度高，性能波動(dòng)，成本高以及制造工藝中的金屬基復(fù)合材料中的金屬與增強(qiáng)物的相容性。

五、應(yīng)用前景

金屬基復(fù)合材料獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，決定其必然在將來(lái)得到廣泛利用，并得到規(guī)模生產(chǎn)，且伴隨著科技發(fā)展，其成本亦會(huì)變得越來(lái)越低。當(dāng)前就工藝技術(shù)而言，鑄造法和原位復(fù)合法得到廣泛應(yīng)用，前者工藝流程簡(jiǎn)易、且成本廉價(jià)，而后者具備優(yōu)良工藝特征，具備極強(qiáng)發(fā)展前景。若將來(lái)可綜合二者，金屬基復(fù)合材料將會(huì)取得更為顯著的成果。

參考文獻(xiàn)：

篇8

2013年3月7日，懷柔區(qū)區(qū)委書(shū)記齊靜從北京市副市長(zhǎng)茍仲文手中接過(guò)中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)懷柔園的牌子，不到一年的時(shí)間，懷柔園已在加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)方面取得了顯著的成績(jī)。

“我們將以三大特色園區(qū)建設(shè)和龍頭項(xiàng)目帶動(dòng)為抓手，大力引進(jìn)科技資源，積極發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群，使懷柔園在‘十二五’期間迅速成長(zhǎng)?！?/p>

懷柔園負(fù)責(zé)人所說(shuō)的三大特色園區(qū)即納米科技產(chǎn)業(yè)園、科技服務(wù)產(chǎn)業(yè)園和數(shù)字信息產(chǎn)業(yè)園。納米科技產(chǎn)業(yè)園不僅是懷柔園的一張金名片，也是北京市的一個(gè)符號(hào)。2013年6月18日，懷柔納米科技產(chǎn)業(yè)園被科技部高新司評(píng)定為北京國(guó)家納米高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地。這是中國(guó)第二個(gè)納米領(lǐng)域國(guó)家級(jí)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地。

“我們對(duì)懷柔納米科技產(chǎn)業(yè)園定下的目標(biāo)是，到2015年實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值200億，到2020年達(dá)到500億。未來(lái)我們要把納米科技產(chǎn)業(yè)園做成全國(guó)的納米科技創(chuàng)新源頭，聚集納米產(chǎn)業(yè)鏈的各大要素。”懷柔園負(fù)責(zé)人告訴記者，僅2013年上半年就吸納了13個(gè)項(xiàng)目，到現(xiàn)在為止，建成時(shí)間才2年的納米科技產(chǎn)業(yè)園一共有29個(gè)項(xiàng)目入駐。這些項(xiàng)目分布在環(huán)保、能源、傳統(tǒng)工業(yè)、生物醫(yī)療四大領(lǐng)域。比如在水處理領(lǐng)域，吸引了行業(yè)龍頭企業(yè)碧水源公司；在能源領(lǐng)域，吸引了有研粉末公司；在生物醫(yī)療領(lǐng)域，吸引了歐亞瑞康等龍頭企業(yè)。

除了納米科技產(chǎn)業(yè)園，懷柔園引以為豪的還有科技服務(wù)產(chǎn)業(yè)園。科技服務(wù)產(chǎn)業(yè)園脫胎于中科院懷柔科教產(chǎn)業(yè)園，始于2009年6月12日，它由教育基地即中科院大學(xué)、科研與轉(zhuǎn)化基地、北京綜合研究中心三部分組成。

中科院大學(xué)占地1300畝，計(jì)劃2014年全部竣工；科研與轉(zhuǎn)化基地占地1334畝，有12個(gè)研究所的24個(gè)項(xiàng)目入駐；北京綜合研究中心一期工程總投資預(yù)計(jì)75.7億元，計(jì)劃2014年啟動(dòng)建設(shè)，2019年全部建成，包括北京先進(jìn)光源、物質(zhì)科學(xué)綜合極端條件設(shè)施、地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置等三大科學(xué)裝置和依托于科學(xué)裝置的若干研究中心。

“科技服務(wù)產(chǎn)業(yè)園引進(jìn)世界先進(jìn)的服務(wù)資源和模式，探索科技服務(wù)業(yè)快速發(fā)展道路，力爭(zhēng)率先形成帶動(dòng)北京、輻射全國(guó)、鏈接全球的世界級(jí)科技創(chuàng)新專業(yè)化服務(wù)基地。到2020年，科技服務(wù)業(yè)將實(shí)現(xiàn)總收入120億元，培育大型龍頭企業(yè)10家，集聚10家市場(chǎng)化運(yùn)行孵化平臺(tái)?！?/p>

與此同時(shí)，懷柔園抓住新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中數(shù)據(jù)、信息等服務(wù)業(yè)態(tài)專業(yè)化布局的機(jī)遇，在園區(qū)布局建設(shè)數(shù)字信息產(chǎn)業(yè)園，總面積800畝。重點(diǎn)發(fā)展云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用、大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)、芯片研發(fā)設(shè)計(jì)、數(shù)字內(nèi)容領(lǐng)域。其中北京超級(jí)云計(jì)算中心，其計(jì)算速度達(dá)到了千萬(wàn)億次/秒，2013年已投入運(yùn)營(yíng)。

“懷柔園要打破傳統(tǒng)的規(guī)模外延、技術(shù)外生、市場(chǎng)外向的發(fā)展路徑依賴，在‘綠色生態(tài)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、內(nèi)生發(fā)展’的道路上更進(jìn)一步，探索一條全面轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展路徑，打造成為符合首都經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)和中關(guān)村建設(shè)要求的新型科技園區(qū)?！睉讶釄@負(fù)責(zé)人說(shuō)。

瑪氏食品：

創(chuàng)新鑄成品牌多元化

集瑪氏在華的行政管理中心、結(jié)算中心、人才發(fā)展中心以及科技研發(fā)中心等總部職能于一身的瑪氏（食品）中國(guó)有限公司總部基地于2010年9月落戶懷柔雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，總投資達(dá)1.3億人民幣。當(dāng)時(shí)瑪氏中國(guó)總裁易瀚博在致辭中表示，作為全球前三甲的食品企業(yè)，瑪氏將其中國(guó)總部基地項(xiàng)目選址在北京市懷柔區(qū)雁棲經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，不僅充分表明了瑪氏對(duì)北京投資環(huán)境的看好，同時(shí)也顯示了對(duì)中國(guó)市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的巨大信心。

時(shí)任懷柔區(qū)區(qū)長(zhǎng)池維生在奠基儀式上的致辭中也特別指出，瑪氏中國(guó)總部基地項(xiàng)目不僅符合北京市“人文北京、科技北京、綠色北京”的城市發(fā)展戰(zhàn)略，更是與其建設(shè)“世界城市”和懷柔區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略構(gòu)想相契合，瑪氏中國(guó)總部基地項(xiàng)目所呈現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境和諧發(fā)展這一“綠色”雙贏的特點(diǎn)，正是對(duì)可持續(xù)發(fā)展理念的集中詮釋。

這個(gè)全球最大的家族企業(yè)在中國(guó)有三大生產(chǎn)基地，其中有兩大生產(chǎn)基地就在懷柔園，2013年產(chǎn)值25.9億，稅收5.0億?，斒现袊?guó)以其眾多的國(guó)際知名品牌，如德芙（DOVE）、M&M's、士力架（SNICKERS）、彩虹糖（SKITTLES）、寶路PEDIGREE）、偉嘉（WHISKAS），在市場(chǎng)上樹(shù)立起自己的形象。作為瑪氏公司在中國(guó)的業(yè)務(wù)，瑪氏中國(guó)代表全球領(lǐng)先的食品生產(chǎn)商，由寵物護(hù)理、巧克力、箭牌業(yè)務(wù)組成，是全球超過(guò)300億美元銷售額的重要組成部分。

創(chuàng)立于1911年的瑪氏公司是全球最大的食品生產(chǎn)商之一，是全球巧克力、寵物護(hù)理、糖果等行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有眾多世界知名的品牌。在這些品牌中，價(jià)值超過(guò)十億美元的品牌就包括德芙、瑪氏、M&M’S、士力架、UNCLE BEN’S、傲白、寶路、皇家、偉嘉和特趣。其中，糖果巧克力類產(chǎn)品和寵物類產(chǎn)品銷量分別位居全球同類產(chǎn)品首位。目前全球有三分之一的寵物每天都在食用瑪氏公司的寶路狗糧和偉嘉貓糧。2008年10月，瑪氏聯(lián)手股神巴菲特，斥資230億美元收購(gòu)口香糖制造商箭牌，迅速得到一個(gè)充分全球化的網(wǎng)絡(luò)，以及與主業(yè)巧克力相比更具有健康形象的業(yè)務(wù)。

1983年，瑪氏公司開(kāi)始通過(guò)分銷商在中國(guó)市場(chǎng)上銷售糖果產(chǎn)品。1990年，作為最大的贊助商之一，瑪氏公司以M&M's品牌贊助了第十一屆亞運(yùn)會(huì)。這次贊助活動(dòng)使瑪氏與中國(guó)消費(fèi)者建立了深厚的關(guān)系和友誼，使M&M's成為中國(guó)最受歡迎的糖果品牌之一。1993年， 瑪氏食品（中國(guó)）有限公司在北京正式成立，是最早的外商獨(dú)資企業(yè)之一。巧克力生產(chǎn)工廠在同年建成投產(chǎn)。1995年又投資建立了寵物食品工廠，生產(chǎn)寶路狗糧和偉嘉貓糧。1996年將中國(guó)的公司總部和巧克力糖果生產(chǎn)廠落戶懷柔。2008年，瑪氏中國(guó)以士力架巧克力作為奧運(yùn)會(huì)官方巧克力，贊助了北京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)。 2010年，瑪氏巧克力總部落戶懷柔。

碧水源：創(chuàng)新引領(lǐng)跨越式發(fā)展

2013年12月16日，萬(wàn)眾矚目的2014年碧水源新品會(huì)在北京召開(kāi)，全球首發(fā)了國(guó)際領(lǐng)先的超低壓納濾膜凈水機(jī)，全面塑造“碧水源，凈水行業(yè)第一專業(yè)品牌”形象。

碧水源進(jìn)入凈水民用市場(chǎng)并非拍腦門戰(zhàn)略，而是在進(jìn)行了充分的市場(chǎng)調(diào)研之后，并結(jié)合自身的研發(fā)、技術(shù)、產(chǎn)能及資金優(yōu)勢(shì)做出的前瞻。成立于2001年的碧水源，視科技創(chuàng)新為企業(yè)持續(xù)發(fā)展的生命，先后與清華、浙大等高校強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，吸納國(guó)際一流的行業(yè)專家學(xué)者，形成強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，取得多達(dá)170項(xiàng)專利技術(shù)成果，掌控國(guó)際核心膜技術(shù)，堪稱世界前三甲。

十多年的積淀，碧水源在工程凈水領(lǐng)域業(yè)績(jī)遙遙領(lǐng)先，膜過(guò)濾技術(shù)久經(jīng)考驗(yàn)，也為民用凈水應(yīng)用打下了基石。如奧運(yùn)水環(huán)境工程、國(guó)家大劇院景觀水工程、滇池流域、太湖流域、海河流域治理等國(guó)家水環(huán)境治理重點(diǎn)工程，每年為我國(guó)提供高品質(zhì)再生水達(dá)30億噸，是解決我國(guó)“水污染、水資源匱乏、飲水安全”問(wèn)題的強(qiáng)力技術(shù)支撐。“在這樣的背景下，開(kāi)拓進(jìn)入民用凈水市場(chǎng)，完全是專業(yè)的技術(shù)和團(tuán)隊(duì)做專業(yè)的事情。很多民用凈水企業(yè)，都是從其他行業(yè)轉(zhuǎn)行的，不具備對(duì)核心技術(shù)的掌握，膜濾芯只能依靠外購(gòu)，受制于人，碧水源具備完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界頂級(jí)膜過(guò)濾技術(shù)。”碧水源凈水科技有限公司總經(jīng)理梁輝自豪地說(shuō)，“民用凈水與工程凈水不同，不僅需要技術(shù)，還需要資金。2010年4月碧水源成功上市，資金優(yōu)勢(shì)凸顯，足夠的資金投入為拓展民用凈水領(lǐng)域新業(yè)務(wù)解除了后顧之憂，也加快了生產(chǎn)線的建設(shè)投產(chǎn)，成為規(guī)?；a(chǎn)膜濾芯和凈水產(chǎn)品的少數(shù)企業(yè)之一?！?/p>

截止目前，碧水源有世界最大、工藝水平一流的膜研發(fā)與生產(chǎn)基地，年產(chǎn)高品質(zhì)增強(qiáng)型PVDF中空纖維微濾膜400萬(wàn)㎡、超濾膜200萬(wàn)㎡、反滲透膜100萬(wàn)㎡和超低壓反滲透膜100萬(wàn)㎡，建成了現(xiàn)代化的民用凈水設(shè)備生產(chǎn)線，年產(chǎn)100萬(wàn)臺(tái)，并配備國(guó)際領(lǐng)先的產(chǎn)品檢驗(yàn)和水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。“如此龐大的生產(chǎn)能力屬國(guó)內(nèi)唯一，在世界也屬領(lǐng)先水平?！?/p>

本次首發(fā)的新產(chǎn)品超低壓納濾膜凈水機(jī)堪稱國(guó)際領(lǐng)先。超低壓納濾膜是碧水源耗費(fèi)巨資，從美國(guó)引進(jìn)反滲透膜生產(chǎn)線，歷時(shí)2年，近100名國(guó)內(nèi)外專家參與研發(fā)，專為民用凈水市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的重量級(jí)膜產(chǎn)品，是目前世界上技術(shù)最先進(jìn)、獨(dú)一無(wú)二的凈水膜材料。超低壓納濾（NF）是介于超濾與反滲透之間的一種壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù)，其截留分子量在200～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米。相比反滲透膜，納濾膜具有操作壓力低（一般在0.5-2.0MPa，故有“低壓反滲透”之稱）、水通量大的特點(diǎn)。低壓納濾膜多為復(fù)合膜及荷電膜，因而其耐壓密性和抗污染能力強(qiáng)。此外，還保留了部分對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)元素，克服了超濾膜不能去除重金屬和水垢、反滲透膜出水過(guò)于純凈的缺點(diǎn)，更適于民用凈水領(lǐng)域。

“超低壓納濾膜制水時(shí)僅需要2-3公斤壓力，低壓節(jié)能，廢水率僅為普通RO膜的1/10，是一項(xiàng)最具發(fā)展前景的節(jié)能節(jié)水產(chǎn)品?！绷狠x介紹，碧水源第二代產(chǎn)品WaterPad便攜式凈水機(jī)因時(shí)尚超薄、精致小巧、安裝和濾芯更換便捷等顯著特點(diǎn)而著稱于業(yè)界，僅一年時(shí)間即突破了4萬(wàn)臺(tái)的銷量大關(guān)；WaterPlant迷你水廠采用微濾、超濾、超低壓反滲透三膜組合，做到大通量、無(wú)壓力桶、無(wú)廢水，在業(yè)界獨(dú)秀一枝。另外，碧水源還了首款智能化高端全屋凈水機(jī)。

有研粉末：創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)“開(kāi)藥方”式飛躍

與外企瑪氏食品和民企碧水源的性質(zhì)不同，有研粉末新材料（北京）有限公司（簡(jiǎn)稱有研粉末）是北京有色金屬研究總院科研院所轉(zhuǎn)型的國(guó)企，但這并沒(méi)阻礙它在技術(shù)創(chuàng)新上的作為。

自2004年3月4日成立以來(lái)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，有研粉末已發(fā)展成為國(guó)內(nèi)排名第一，亞洲規(guī)模最大，世界第三的高新技術(shù)企業(yè)。其金屬粉末及粉末冶金制品的年產(chǎn)能達(dá)到1.7萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約35%，國(guó)際市場(chǎng)占有率約10%，是主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手金川公司和重慶冶煉公司市場(chǎng)占有率之和。尤其是近兩年來(lái)，經(jīng)過(guò)并購(gòu)重組，有研粉末擁有3家控股公司：北京恒源天橋粉末冶金有限公司、北京康普錫威焊料有限公司和Makin Metal Powders（UK） Limited（英國(guó)）。2013年年銷售收入超過(guò)10億元，凈利潤(rùn)近6000萬(wàn)元。

問(wèn)渠那得清如許，為有源頭活水來(lái)。提起金屬粉末，制粉技術(shù)是一大關(guān)鍵，用通俗的話講，就是將金屬原材料研制成粉末，然后壓制燒結(jié)成各種部件，比如汽車、飛機(jī)零部件。在這個(gè)過(guò)程中，涉及諸多環(huán)節(jié)，首先要根據(jù)制品的使用環(huán)境來(lái)做材料設(shè)計(jì)，比如在航天環(huán)境下使用的制品跟汽車上使用的制品，其材料在耐磨性、耐蝕性、強(qiáng)度等方面的要求是完全不一樣的，這就要求設(shè)計(jì)材料的時(shí)候考慮各種金屬材料以及添加材料的配比。比如鐵基粉，有時(shí)候需要在一噸鐵基粉里添加500克碳元素，以增強(qiáng)它的韌性，怎樣把它均勻混合？這就需要綜合技術(shù)的提升。再比如切割大理石的金剛石工具，就是用合金粉末制成的。最初的金剛石工具有切割不平整的問(wèn)題，后來(lái)有研粉末的研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)是因?yàn)楣ぞ叩钠胶庑赃_(dá)不到要求。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，研發(fā)人員最后在合金材料中添加了另外一種材料才解決了工具的平衡性問(wèn)題。“材料設(shè)計(jì)就像開(kāi)藥方的醫(yī)生，要深入研究病人的病情才能做到對(duì)癥下藥。這方面正是有研粉末的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！庇醒蟹勰┛偨?jīng)理汪禮敏說(shuō)。

材料設(shè)計(jì)完后，另一大關(guān)鍵技術(shù)就是制粉技術(shù)。制粉技術(shù)工藝不同，研制成的金屬粉末質(zhì)量就有很大差別。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)，有研粉末已經(jīng)具有電解法、霧化法、化學(xué)法、擴(kuò)散燒結(jié)法、氧化還原法、機(jī)械法等多種制粉技術(shù)。生產(chǎn)的電解銅粉、霧化銅粉、銅合金粉等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于粉末冶金零部件、含有軸承、摩擦材料、金剛石工具、電碳、導(dǎo)熱、觸點(diǎn)、催化劑、射孔彈等行業(yè)。例如，“改進(jìn)型霧化工藝生產(chǎn)高品質(zhì)（無(wú)鉛）銅合金粉技術(shù)改造”實(shí)現(xiàn)節(jié)電13%，節(jié)水18%，鉛含量能控制在100ppm以下。這個(gè)過(guò)程就如同藥廠根據(jù)醫(yī)生開(kāi)出的配方制作出各種藥劑。此外，有研粉末已建成國(guó)內(nèi)第一條粉末冶金中空凸輪軸生產(chǎn)線，年產(chǎn)300萬(wàn)件的具有自主知識(shí)的復(fù)合凸輪片生產(chǎn)線，高端粉末冶金零部件制造技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

隨著我國(guó)工業(yè)特別是汽車工業(yè)的快速發(fā)展，粉末冶金產(chǎn)品的應(yīng)用越來(lái)越廣，其中以高密度、高強(qiáng)度、高尺寸精度、結(jié)構(gòu)特殊為特點(diǎn)的“三高類”粉末冶金零部件需求量越來(lái)越大，例如大型客機(jī)、高速列車、船舶制動(dòng)用高性能粉末冶金摩擦材料及剎車片。然而，目前我國(guó)平均每輛汽車的粉末冶金零部件用量約5kg，僅為美國(guó)的1/4，每年需進(jìn)口相關(guān)金屬粉末及制品近100億元。為此，國(guó)家工信部的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》已經(jīng)將用于金剛石、粉末冶金等領(lǐng)域用的金屬粉末和制品列入“新材料產(chǎn)業(yè)‘十二五’重點(diǎn)產(chǎn)品”。

篇9

1高速壓制成形技術(shù)最新研究進(jìn)展

1．1成形裝備

成形設(shè)備是實(shí)現(xiàn)粉末冶金高速壓制成形的硬件基礎(chǔ)，是發(fā)揮高速壓制成形技術(shù)優(yōu)勢(shì)的前提條件，因此成形設(shè)備的研究進(jìn)展也是高速壓制技術(shù)研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。為使沖擊錘頭獲得高速度和高能量脈沖，目前可以采用的技術(shù)包括壓縮空氣、燃燒汽油－空氣混合氣、爆炸、電容器放電、疊并磁場(chǎng)、磁力驅(qū)動(dòng)和機(jī)械彈簧等［2］。目前，基于液壓驅(qū)動(dòng)、重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)、機(jī)械彈簧蓄能驅(qū)動(dòng)的高速壓制成形設(shè)備進(jìn)展較快。Hydropulsor公司以專利技術(shù)液壓動(dòng)力單位控制油路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)錘頭的高速下降和提升，可實(shí)現(xiàn)高速的沖擊壓制和在極短時(shí)間間隔內(nèi)多次高速壓制，該公司已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出第四代HVC壓機(jī)，可供應(yīng)2　000t、900t、350t、100t等不同規(guī)格的機(jī)型，并銷往多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，對(duì)高速壓制成形技術(shù)的研究起到積極的推動(dòng)作用。但該類HVC成形設(shè)備成本較高、售價(jià)高昂，且壓制速度通常在10m／s以下，無(wú)加熱等輔助裝置，在一定程度上限制了它的普及。重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的HVC成形裝置具有成本低廉，壓制速度調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)勢(shì)引起了研究人員的高度重視，華南理工大學(xué)肖志瑜教授等人［3］自行設(shè)計(jì)制造了一種重錘式溫粉末高速壓制成形試驗(yàn)裝置。該裝置采用獨(dú)特的沖擊結(jié)構(gòu)，直接利用重力勢(shì)能獲得壓制能量，通過(guò)調(diào)節(jié)重錘下落高度獲得不同的沖擊速度，最大理論速度可達(dá)18．78m／s，與Ku－mar［4］等人采用的重錘式試驗(yàn)裝置沖擊速度只能達(dá)到10m／s相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。該裝置通過(guò)加熱圈直接對(duì)模具進(jìn)行加熱，替代了熱油加熱，簡(jiǎn)化了加熱元件的安裝，加熱溫度可以精確控制，通過(guò)測(cè)溫儀可以讀出模具溫度。同時(shí)，拿掉加熱圈，就可以進(jìn)行傳統(tǒng)的高速壓制，從而進(jìn)行高速壓制和溫高速壓制的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，為研究提供了極大的方便。華南理工大學(xué)邵明教授等人［5］，自行設(shè)計(jì)和制造了一種基于機(jī)械彈簧蓄能的粉末冶金高速壓制壓力機(jī)，并用于基礎(chǔ)探索研究。該設(shè)備可以將氣動(dòng)、液壓或其他動(dòng)力機(jī)構(gòu)能量?jī)?chǔ)蓄在機(jī)械彈簧中，通過(guò)一個(gè)錘柄鎖緊釋放機(jī)構(gòu)將壓縮彈簧的機(jī)械勢(shì)能瞬間釋放，驅(qū)動(dòng)沖擊錘頭達(dá)到10m／s以上的高速度，使壓制瞬間的重錘沖擊速度達(dá)到HVC技術(shù)的要求，并將沖擊波通過(guò)上模沖傳遞給金屬粉末顆粒，使其在極短時(shí)間內(nèi)致密成形。

1．2模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

模具的穩(wěn)定性和壽命影響著高速壓制技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，而改善高速壓制模具壽命的手段不外乎于合理選材和優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在高速壓制過(guò)程中，上模沖要承受劇烈的沖擊，因此宜選用韌性好的材料；而模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，一般認(rèn)為沖錘與模沖直徑相等且均為等截面桿時(shí)，對(duì)模沖壽命和撞擊效率來(lái)說(shuō) 都 是 最 佳 選 擇，但 這 勢(shì) 必 會(huì) 縮 小 高 速 壓 制（HVC）技術(shù)的應(yīng)用范圍，因此需要對(duì)模具進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，目前利用高速壓制技術(shù)除已成功制備了圓柱體、環(huán)形、棒體和凸輪等單層零件外，還可以成功制備軸承蓋、牙齒冒等復(fù)雜多級(jí)產(chǎn)品。如Hinzmann［6］等人即成功設(shè)計(jì)出可用于多級(jí)零部件高速壓制成形的模具，他指出模具設(shè)計(jì)時(shí)采用單個(gè)上模沖和每級(jí)一個(gè)下模沖的結(jié)構(gòu)更有利于模具壽命和沖擊能量的傳遞；Le［7］等人用高速壓制的方法將WC－Fe等材質(zhì)成功壓制成多級(jí)試樣，并對(duì)界面的凝聚力和界面幾何尺寸進(jìn)行了分析；法國(guó)機(jī)械工程技術(shù)中心（CETIM）采用HVC技術(shù)成功制備了多階零件和有內(nèi)齒或沿高度方向有外齒的復(fù)雜形狀部件［8］；Eriksson等人［9］采用HVC和彈性模相結(jié)合的方法，使沖擊能量通過(guò)彈性模以準(zhǔn)等靜壓方式轉(zhuǎn)移至零件的不同部位進(jìn)行壓制，成功制備了形狀復(fù)雜的3D齒帽零件。

1．3成形過(guò)程數(shù)值模擬

數(shù)值模擬能大幅度降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期，因此對(duì)高速壓制致密化過(guò)程的數(shù)值模擬也是近幾年的研究熱點(diǎn)。對(duì)于粉末壓制成形的數(shù)值模擬，目前主要是基于金屬塑性力學(xué)和廣義塑性力學(xué)兩種方法，但在低密度情況下，其假設(shè)條件與實(shí)際情況有出入，因此在實(shí)際應(yīng)用中，粉末壓制模型是以完全致密化材料的基本模型為基礎(chǔ)，加上給定的一系列引起塑性流動(dòng)的條件而建立的。Haggblad［10，11］等利用Hopkinson實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)硅膠和鈦粉進(jìn)行高速壓制，根據(jù)所得數(shù)據(jù)分別建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，用有限元法模擬了硅膠模中壓制鈦粉的情況得出密度分布和最佳尺寸設(shè)計(jì)，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。中南大學(xué)的鄭洲順教授［12］等對(duì)高速壓制成形過(guò)程中應(yīng)力波的傳播特征和粉末流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模和數(shù)值模擬，其研究結(jié)果表明，高速壓制過(guò)程中，應(yīng)力波的傳播會(huì)使粉末應(yīng)力突躍到峰值，每層的應(yīng)力峰值隨時(shí)間以指數(shù)衰減，從上層到下層應(yīng)力峰值呈指數(shù)下降；應(yīng)力波作用后，鐵粉壓坯垂直方向的線密度值從上層到底層遞減，中間各層的線密度均勻；壓制過(guò)程開(kāi)始后，密度最先變化的是底層的單元，它們之間的空隙迅速縮?。▽?duì)應(yīng)顆粒重排），頂層的單元繼續(xù)往下運(yùn)動(dòng)（對(duì)應(yīng)顆粒塑性變形），頂層顆粒受壓繼續(xù)往下運(yùn)動(dòng)而底層顆粒運(yùn)動(dòng)基本達(dá)到平衡，粉末的密度分布開(kāi)始趨于均勻，這一過(guò)程與高速壓制成形的試驗(yàn)結(jié)果相符［13］。Jerier等［14］建立了一種高密度粉體接觸模型，并在YADE開(kāi)源軟件系統(tǒng)上進(jìn)行了離散元（DEM）數(shù)值模擬，其結(jié)果與多粒子有限元數(shù)值模擬及試驗(yàn)結(jié)果吻合程度均較高，在一定程度上克服了離散元法（DEM）數(shù)值模擬不能正確推演高密度粉末壓制過(guò)程應(yīng)力演變的缺點(diǎn)，為金屬粉末高密度壓制的數(shù)值模擬拓展了新理論和新方法。秦宣云［15］等通過(guò)等效熱阻法建立了粉末散體空間導(dǎo)熱的并聯(lián)模型，并考慮了熱輻射的貢獻(xiàn)，推導(dǎo)的有效導(dǎo)熱率的計(jì)算公式表達(dá)了分形維數(shù)、溫度對(duì)有效導(dǎo)熱率的影響。

1．4致密化機(jī)理

高速壓制技術(shù)已經(jīng)成功用于生產(chǎn)實(shí)際，但高速壓制的致密化機(jī)理目前尚無(wú)定論，HVC致密化機(jī)理的分 析 也 一 直 是 研 究 熱 點(diǎn) 之 一。果 世 駒 教 授 等人［16］提出了“熱軟化剪切致密化機(jī)制”，據(jù)此給出了相應(yīng)的壓制方程，該方程可合理地定性與定量解釋高速壓制下粉末壓坯的致密化行為與特性；Sethi等人［2］認(rèn)為HVC過(guò)程中并無(wú)沖擊波產(chǎn)生，粉末體受沖擊時(shí)，應(yīng)力波形是一種逐漸上升的波形，在沖擊速度不是非常高的情況下，很難在粉末內(nèi)產(chǎn)生真正的沖擊波；北京科技大學(xué)曲選輝教授等人［17］對(duì)鐵粉、銅粉、鈦粉等多種粉末進(jìn)行的壓制中證明了HVC過(guò)程中溫升現(xiàn)象的存在，但并未發(fā)現(xiàn)絕熱剪切現(xiàn)象；易明軍等［18］初步研究了HVC過(guò)程中應(yīng)力波波形的基本特征和對(duì)壓坯質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，應(yīng)力波為鋸齒波形，每一個(gè)加載波形上都有數(shù)個(gè)極值點(diǎn)，其持續(xù)時(shí)間受加載速率的影響，且應(yīng)力波在自由端面反射后會(huì)造成拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致壓坯表面分層和剝落。陳進(jìn)［19］對(duì)高速壓制致密化機(jī)理進(jìn)行了初步探討，他認(rèn)為粉末劇烈的塑性變形和顆粒間的摩擦產(chǎn)生較大溫升，對(duì)粉末致密化起到主導(dǎo)作用。此外在成形過(guò)程中，氣體絕熱壓縮對(duì)致密化也起到了重要的作用，即在高速壓制時(shí)，瞬間內(nèi)氣體難以逸出而產(chǎn)生絕熱壓縮，使溫度升高，從而使孔隙中氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)加速，使粉末散體的傳熱增強(qiáng)，能量沉積在顆粒界面而使其軟化，有利于進(jìn)一步致密化。此外，高速壓制的壓坯密度不僅取決于沖擊能量，還與壓坯質(zhì)量有很大關(guān)系，因此應(yīng)該采用既能體現(xiàn)沖擊能量又能反映壓坯質(zhì)量的質(zhì)量能量密度的概念，即單位質(zhì)量的壓坯在壓制過(guò)程中所受到的沖擊能量，單位為J／g。閆志巧等［20］通過(guò)鈦粉高速壓制試驗(yàn)得知，對(duì)外徑60mm內(nèi)徑30mm圓環(huán)形壓坯，質(zhì)量能量密度為40．1J／g時(shí)相對(duì)密度達(dá)到76．2％；而對(duì)直徑20mm的圓柱形壓坯，質(zhì)量能量密度為121．7J／g時(shí)相對(duì)密度達(dá)到96．0％；不同壓坯形狀的致密化機(jī)理有所不同，圓環(huán)形壓坯主要以顆?；瑒?dòng)和顆粒重排為主，而圓柱形壓坯主要以塑性變形為主。目前HVC研究的壓制速度一般在10m／s左右，其機(jī)理無(wú)法套用爆炸成形的致密化機(jī)理，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究與探索，尤其是重點(diǎn)研究粉末顆粒的微觀行為，如粉末塑性變形、粉末碎裂等，以及粉末顆粒界面的顯微組織形成與演變，粉末顆粒邊界的擴(kuò)散、焊合過(guò)程，孔隙形狀的演變等現(xiàn)象。

1．5　HVC的成分體系適應(yīng)性

近幾年，國(guó)內(nèi)外研究人員已經(jīng)對(duì)鐵粉、銅粉、鈦粉、合金鋼粉末、軟磁材料以及聚合物等成分體系的高速壓制致密化行為進(jìn)行了初步探索，如Bos［21］等人所在的SKF公司用HVC技術(shù)大規(guī)模制備高密度、高強(qiáng)度的鐵基和316L不銹鋼零件，所生產(chǎn)的鐵基齒輪件密度可達(dá)7．7g／cm3；王建忠［22，23］等人對(duì)鐵粉和銅粉的高速壓制試驗(yàn)表明：?jiǎn)未螇褐畦F粉時(shí)，當(dāng)沖擊能量增加到6　510J時(shí)生坯密度達(dá)到7．336g／cm3，相對(duì)密度約為97％；單次壓制銅粉時(shí)，當(dāng)沖擊能量為6　076J時(shí)，試樣的生坯密度達(dá)到最大，為8．42g／cm3，相對(duì)密度約為95％；Eriksson［24］等人采用HVC技術(shù)制備了致密度為98．5％的鈦／羥基磷灰石復(fù)合壓坯，在500℃的低溫即可實(shí)現(xiàn)材料的燒結(jié)；閆志巧［25］等人的研究表明，高速壓制可制備高密度的鈦粉壓坯，當(dāng)沖擊能量為1　217J時(shí)，直徑為20 mm圓柱試 樣的壓坯密度 最 大，達(dá) 到4．38g／cm3，相對(duì)密度為97．4％；中南大學(xué)的王志法［26，27］教授等人在950℃高速壓制獲得了相對(duì)密度大于80．65％的W骨 架，從 而 為 高 溫 熔 滲 制 備90W－10Cu復(fù)合材料奠定了基礎(chǔ)；Andersson［28］等人指出，由于高速壓制（HVC）技術(shù)能顯著提高磁粉的壓制密度，從而能大幅提高其磁性能，使軟磁材料具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和更廣泛的應(yīng)用范圍；Poitou［29］等人對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行高速壓制，發(fā)現(xiàn)其密度、晶體質(zhì)量分?jǐn)?shù)、抗磨損性能等物理和力學(xué)性能相對(duì)常規(guī)壓制有所提高；Jauffres［30，31］等人采用高速壓制技術(shù)對(duì)超大分子量聚乙烯進(jìn)行成形，研究發(fā)現(xiàn)其楊氏模量、延伸率、屈服強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和耐磨性等各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)壓制成形方法。在上述研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步拓展合金鋼粉末、復(fù)合材料粉末、銅合金粉末、鎢合金粉末、鋁合金粉末、磁性材料及非晶合金材料等成分體系的高速壓制技術(shù)，從而為制備高密度高性能粉末冶金制品提供新途徑。

2高速壓制成形技術(shù)的發(fā)展方向

高速壓制是在傳統(tǒng)模壓中輸入高速度機(jī)械能產(chǎn)生的新型壓制技術(shù)，作為近十年才發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)，其相關(guān)基礎(chǔ)研究還不夠系統(tǒng)和深入。此外，為了進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，可以考慮將高速壓制技術(shù)與溫壓、模壁、復(fù)壓復(fù)燒等工藝有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，更深入、更全面地進(jìn)行探索。尤其要深化以下幾個(gè)方面的研究：

2．1溫高速壓制

華南理工大學(xué)肖志瑜教授等人［3］提出了一種高速壓制和溫壓相結(jié)合的溫高速壓制（warm　high　ve－locity　compaction，簡(jiǎn)稱WHVC）技術(shù)的思路，并設(shè)計(jì)制造出了實(shí)驗(yàn)裝備，開(kāi)展了相關(guān)基礎(chǔ)研究，并取得一系列研究成果。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫高速壓制能否獲得更高的壓坯密度，取決于粉末的種類和特性。對(duì)于316L不銹鋼粉末、混合鐵粉、電解銅粉等粉末來(lái)說(shuō)，溫高速壓制壓坯密度高于傳統(tǒng)高速壓制，這是因?yàn)椋海?）在溫度場(chǎng)條件下，粉末中潮氣得到充分揮發(fā)，同時(shí)粉末中氣體也得到較好地排出；（2）在一定的加熱溫度下能夠降低粉末的屈服強(qiáng)度，延緩其加工硬化程度并提高其塑性變形能力，塑性變形能力的改善為顆粒重排過(guò)程提供協(xié)調(diào)性變形，克服粉末顆粒之間的相互牽制，從而降低顆粒重排阻力，有利于顆粒重排的充分進(jìn)行。而對(duì)于鋁粉來(lái)說(shuō)，溫高速壓制和傳統(tǒng)高速壓制致密化程度相差不大，這是因?yàn)殇X是面心立方結(jié)構(gòu)的金屬，且具有12個(gè)滑移系，發(fā)生滑移的臨界分切應(yīng)力很小，塑性變形能力非常高，傳統(tǒng)高速壓制已經(jīng)能夠達(dá)到理想的壓坯密度。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還對(duì)溫高速壓制的致密化機(jī)理和應(yīng)力波特點(diǎn)進(jìn)行了分析，認(rèn)為在致密化過(guò)程中溫升效應(yīng)起了很大作用，致密化過(guò)程主要以劇烈塑性變形和顆粒冷焊為主。截止目前，溫粉末高速壓制成形技術(shù)的研究只有華南理工大學(xué)開(kāi)展，其研究具有前瞻性和新穎性，有望在高密度成形中獲得新的突破。

2．2條件對(duì)HVC結(jié)果的影響

由于高速壓制自身的特點(diǎn)，HVC成形粉末時(shí)可在少量劑甚至無(wú)劑的條件下成形［32］，減少了脫脂和間隙元素引起的污染。如何在劑最少的前提下獲得最理想的致密化程度是一個(gè)重要的研究目標(biāo)。對(duì)于鐵基、銅基等成形性較好的粉末通常采用模壁（即外），如鄧三才等［33］研究了模壁對(duì)Fe－2Cu－1C粉末高速壓制成形效果的影響，研究結(jié)果表明，模壁能有效降低粉末與模壁之間的摩擦，減少粉末顆粒與模壁冷焊的機(jī)會(huì)，相對(duì)提高有效壓制壓力，從而獲得較高的生坯密度和生坯強(qiáng)度，以及較弱的彈性后效；此外，在相同壓制速度時(shí)，有模壁時(shí)的最大沖擊力要高于無(wú)模壁時(shí)的最大沖擊力，且脫模力要小5～20kN。對(duì)于鈦粉、鉬粉等高硬化速率粉末的高速壓制，通常采用內(nèi)部添加劑的方式（即內(nèi)），如閆志巧等人［34］研究了劑含量對(duì)鈦粉高速壓制性能的影響，結(jié)果表明，加入適量的劑，可以提高鈦粉成形時(shí)的質(zhì)量能量密度，從而獲得更高密度的壓坯。當(dāng)劑加入量為0．3％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，鈦粉成形的最大質(zhì)量能 量 密 度 為0．192kJ／g，壓 坯 密 度 為4．38g／cm3，相對(duì)密度為97．4％。此外，適量的劑能提高鈦粉壓制過(guò)程中的最大沖擊力降低脫模力，但卻會(huì)顯著降低壓坯的強(qiáng)度，密度較低的純鈦壓坯的強(qiáng)度顯著高于致密度較高的含劑壓坯。對(duì)于不同劑含量的壓坯，當(dāng)密度接近時(shí)，其強(qiáng)度相差不大。在更廣泛的成分體系內(nèi)，研究方式、劑種類、劑添加量對(duì)高速壓制成形效果的影響，開(kāi)發(fā)適合高速壓制條件下的新型劑，如高分子極性劑、大分子極性劑、無(wú)機(jī)層間化合物劑等都是今后較有價(jià)值的研究方向。

2．3復(fù)壓復(fù)燒對(duì)HVC效果的影響

一般認(rèn)為，與傳統(tǒng)壓制壓坯密度只取決于壓制壓力而不隨壓制次數(shù)的增加而顯著提高不同，高速壓制的能量是可以累加的，即可以通過(guò)多次小沖擊能量的壓制得到與一次大沖擊能量壓制相同的效果，但王建忠等［35］對(duì)鐵粉進(jìn)行高速壓制時(shí)發(fā)現(xiàn)，在總沖擊能量相同的情況下，分兩次壓制制備的壓坯密度最大，分三次壓制的最小，一次壓制的居中。Metec粉末冶金公司采用高速?gòu)?fù)壓技術(shù)（HVR）制造出密度為7．7g／cm3的鐵基粉末冶金制品，此外還通過(guò)高速壓制316L不銹鋼金屬粉和1　385℃燒結(jié)工藝生產(chǎn)出高密度不銹鋼零件，此類不銹鋼制品在抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性和延展性等方面性能均較為突出。陳進(jìn)等［36］在多次壓制的基礎(chǔ)上對(duì)鐵粉進(jìn)行了復(fù)壓試驗(yàn)，即在兩次高速壓制之間引入預(yù)燒結(jié)工序，其研究結(jié)果表明，在沖擊能量相同的條件下，復(fù)壓比二次高速壓制得到的生坯的密度更高，且隨著復(fù)壓沖擊能量的增加生坯密度逐漸增大，在相同復(fù)壓沖擊能量下，預(yù)燒結(jié)溫度為780℃時(shí)生坯密度最高，徑向彈性后效最小。復(fù)壓能大幅度提高生坯密度，主要是因?yàn)閴号鹘?jīng)過(guò)預(yù)燒結(jié)階段的回復(fù)與再結(jié)晶，粉末顆粒的強(qiáng)度和硬度下降，彈性儲(chǔ)能得到一定的釋放，再進(jìn)行復(fù)壓后，劑的去除促進(jìn)更多的粉末顆粒發(fā)生塑性變形、微觀焊接和熔合，顆粒界面得以消失，這有利于致密度的提高。此外，復(fù)壓能量更多用于預(yù)壓坯的塑性變形，彈性能量釋放的少，一定程度上減輕了壓坯尺寸的彈性膨脹，使得壓坯與模具模壁的摩擦減小，從而導(dǎo)致復(fù)壓時(shí)的脫模力較單次高速壓制時(shí)顯著降低。Fe－C粉末復(fù)壓壓坯經(jīng)過(guò)復(fù)燒之后，密度高，孔隙少，珠光體較多且分布均勻，裂紋可能在晶粒內(nèi)部沿著珠光體相或顆?！盁Y(jié)”界面展開(kāi)，誘發(fā)了沿晶斷裂，使得抗彎強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。復(fù)壓復(fù)燒工藝是進(jìn)一步發(fā)揮高速壓制優(yōu)越性的重要方向之一，需要進(jìn)行更廣泛、更細(xì)致、更深入的研究。

篇10

著重論述鎢銅復(fù)合材料的制備方法，并探討鎢銅復(fù)合材料制備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞： 鎢銅復(fù)合材料；制備技術(shù)；制備方法

中圖分類號(hào)：TB331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2012）0210146－02

所謂鎢銅復(fù)合材料，是指以高熔點(diǎn)與高硬度的鎢，結(jié)合以高塑性、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性的銅粉作為原料，運(yùn)用粉末冶金技術(shù)而制備出來(lái)的一種復(fù)合型材料。這種材料具有較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，良好的耐電弧侵蝕性與抗熔焊性，較高的強(qiáng)度與硬度等眾多優(yōu)勢(shì)，被廣泛地應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電器、電加工電極、電子封裝及高密度合金等產(chǎn)品之中。由于鎢銅復(fù)合材料的運(yùn)用范圍正在變得越來(lái)越廣闊，這在客觀上對(duì)于鎢銅復(fù)合材料之設(shè)計(jì)與制備提出了新的更高的要求。

1 鎢銅復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

鑒于現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，對(duì)于鎢銅復(fù)合材料所具有的性能也提出了新的要求，那就是致密度和散熱率要高，導(dǎo)電導(dǎo)熱要好等等。但是，傳統(tǒng)粉末冶金與熔滲法所制備的鎢銅復(fù)合材料已無(wú)法滿足以上要求。納米鎢銅復(fù)合材料因?yàn)榫哂斜姸鄠鹘y(tǒng)鎢銅復(fù)合材料所難以比擬的性能。比如，可以提高鎢銅復(fù)合材料的固溶度，極大地提高燒結(jié)的活性，并且降低燒結(jié)的溫度，提升燒結(jié)的致密度，以上這些均將提高鎢銅復(fù)合材料的性能。因?yàn)榧{米技術(shù)在快速發(fā)展，所以在納米鎢銅復(fù)合材料在制備方法上出現(xiàn)了新的突破，比如，功能梯度、劇烈塑性變形等被運(yùn)用在鎢銅復(fù)合材料制備上，使鎢銅復(fù)合材料制備技術(shù)有新的發(fā)展。

2 鎢銅復(fù)合材料的制備方法

2.1 普通燒結(jié)法

這種方法屬于傳統(tǒng)意義上的粉末冶金制備方法。其制備步驟如下：一是要把鎢粉與銅粉進(jìn)行稱量與混合，隨后再壓制成形與燒結(jié)。普通燒結(jié)法的工藝較為簡(jiǎn)單，成本偏低，然而這一燒結(jié)方式因?yàn)闇囟容^高，所以容易出現(xiàn)鎢晶粒較為粗大之問(wèn)題，因而難以獲得成分均勻的那種合金。通過(guò)實(shí)施機(jī)械合金化，能夠讓粉末在壓制與燒結(jié)之前得到原子級(jí)標(biāo)準(zhǔn)上的均勻與混合。這種在鎢粉中有銅粉存在的一種復(fù)合粉，在稍微高于銅熔點(diǎn)之上的溫度在短時(shí)間內(nèi)燒結(jié)，就能得到94%以上致密度的鎢銅復(fù)合材料，特別是適合低銅含量的鎢銅材料之制備。因?yàn)槌?xì)粉末的表面活性較高，能夠在較低的燒結(jié)溫度上與較短的燒結(jié)時(shí)間條件內(nèi)來(lái)得到致密化。把鎢銅粉末的原料在高溫之下進(jìn)行氧化以后，通過(guò)三至六個(gè)小時(shí)的高能球磨，再在630℃的條件下還原以得到0.5μm之下均勻分散的一種鎢銅復(fù)合粉。把這種復(fù)合粉在1200℃的高溫?zé)Y(jié)60分鐘之后得到鎢銅合金，致密度達(dá)到了99.5%。因?yàn)槠胀Y(jié)設(shè)備的要求并不夠高，而且工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單。因此，這一方法所制備的鎢銅材料只能運(yùn)用于對(duì)于材料性能要求并不高的一些地方。

2.2 熔滲法

這一方法的制備步驟如下：先那鎢粉或者添加混有少量引導(dǎo)銅粉的鎢粉制作成為壓坯，隨后在還原氣氛或者真空當(dāng)中，在900℃至950℃的條件之下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，從而得到相當(dāng)強(qiáng)度的多孔鎢骨架。把塊狀銅金屬或者壓制好的銅坯放在多孔鎢骨架之上或者之下，在高于銅熔點(diǎn)之上的溫度實(shí)施的燒結(jié)被稱之為熔滲，而把多孔鎢骨架全部浸沒(méi)于熔點(diǎn)比較低的銅熔液之中所得到的致密產(chǎn)品辦法就是熔浸。銅熔液在多孔鎢骨架毛細(xì)管的作用用，通過(guò)滲入鎢骨架中的孔隙當(dāng)中，從而形成了銅的網(wǎng)絡(luò)分布。熔滲密度一般的理論密度為97%至98%，由于燒結(jié)骨架當(dāng)中總是會(huì)存在著非常少的封閉孔隙無(wú)法為熔滲金屬所填充，而在熔滲之后還可通過(guò)冷加工與熱加工進(jìn)一步地提高材料的密度。當(dāng)前，這一種工藝方法已經(jīng)被一些大、中型高壓斷路器與真空開(kāi)關(guān)鎢基觸頭生產(chǎn)當(dāng)中得到運(yùn)用。但是，熔浸法的工藝技術(shù)難度相對(duì)較高，所得到的觸頭材料成分較為均勻，而且性能也比較好。

2.3 熱壓燒結(jié)法

熱壓燒結(jié)法又被之稱為加壓燒結(jié)法，也就是將粉末裝到模腔之中，并在加壓同時(shí)讓粉末能夠加熱到正常的燒結(jié)溫度或者更低一些的溫度。在通過(guò)比較短時(shí)間的燒結(jié)之后，能夠得到致密而且均勻的制成品。熱壓燒結(jié)法是把壓制與燒結(jié)這兩道工序在同時(shí)加以完成，并能在比較低的壓力之下快速得到冷壓燒結(jié)狀態(tài)之下所難以得到的密度。然而，熱壓燒結(jié)工藝對(duì)于模具的要求比較高，而且耗費(fèi)比較大，而單件生產(chǎn)的效率又相對(duì)較低，所以，在實(shí)際生產(chǎn)中并不是經(jīng)常用到的。比如，在1800℃下的爐膛壓力是18N/mm3，在2h的條件之下獲得的材料理論密度達(dá)到了94.6％，而富銅端的銅含量最高值是22.55vo1％。對(duì)于鎢銅復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，熱壓燒結(jié)法還需要得到氫氣保護(hù)或者真空燒結(jié)，因此生產(chǎn)的成本比較高。

2.4 活化燒結(jié)法

一般來(lái)說(shuō)，為了加快鎢銅復(fù)合材料在燒結(jié)當(dāng)中的致密化進(jìn)程，完全可通過(guò)添加其他類別的合金元素這種方法來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。比如，Co與Fe的活化燒結(jié)效果是最好的。究其原因就在于Co與Fe 在銅當(dāng)中的溶解度是有限的，可以和鎢在燒結(jié)時(shí)形成較為穩(wěn)定的中間相，并且形成大量具有高擴(kuò)散性的界面層，并且促進(jìn)固相鎢顆粒之燒結(jié)。對(duì)于W-10Cu材料來(lái)說(shuō)，F(xiàn)e或者Co含量在0.35%至0.5%之時(shí)，它的密度、強(qiáng)度與硬度出現(xiàn)了最佳結(jié)果。同時(shí)，加入到活化劑之中的方式具有多樣性。把鎢粉直接加入到含有活化劑離子的鹽溶液當(dāng)中，隨后在低溫之下進(jìn)行烘干，從而能夠得到表面較為均勻的活化劑所覆蓋的鎢顆粒。其后，再對(duì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)化學(xué)涂層處理的粉末壓坯加以燒結(jié)，從而得到了致密度達(dá)到97%的復(fù)合材料。然而，活化劑之加入也就相當(dāng)于引入了雜質(zhì)元素，從而導(dǎo)致材料在導(dǎo)電與導(dǎo)熱之時(shí)的電子散射作用有所增加，而且明顯地使鎢銅復(fù)合材料所具有的熱導(dǎo)性與電導(dǎo)性有所下降。有鑒于此，采取活化燒結(jié)法制備的鎢銅復(fù)合材料所具有的最大不足就是降低了鎢銅材料所具有的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性。然而，因?yàn)檫@一方法較為簡(jiǎn)單，而且生產(chǎn)成本偏低，對(duì)于一些性能要求相對(duì)較低的鎢銅產(chǎn)品依然具有一定的生命力。

2.5 注射成形法

通過(guò)注射成形法所生產(chǎn)出來(lái)的鎢銅復(fù)合材料主要有以下兩種方法：其一是運(yùn)用鎢銅混合粉加以注射成形，其后再進(jìn)行直接燒結(jié)。比如，在對(duì)納米鎢銅復(fù)合粉實(shí)施注射成形所得到的W-30Cu的主要參數(shù)所進(jìn)行的研究。通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，就能得到粉末填充量是體積分?jǐn)?shù)為45％至50％的注射成形坯，而且直接燒結(jié)之后的成品密度要高于96％。其二是首先注射成形鎢坯，隨后再通過(guò)熔滲進(jìn)行燒結(jié)，比如，在對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10％、15％、20％的鎢銅材料實(shí)施注射成形，粉末填充量的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到了52％，在經(jīng)過(guò)了兩步脫脂之后，在1150℃的高溫下預(yù)燒結(jié)鎢坯30分鐘，最后再在1150℃的高溫下熔滲5分鐘，其中，W-15Cu在熔滲之后的致密度就達(dá)到了99％。對(duì)于鎢銅復(fù)合材料而言，通過(guò)注射成形的最大優(yōu)勢(shì)就在于大批量地生產(chǎn)小型而復(fù)雜的零件或者細(xì)長(zhǎng)的棒材。

2.6 功能梯度法

對(duì)于鎢銅功能梯度材料所進(jìn)行的研究，主要來(lái)自于傳統(tǒng)均質(zhì)材料所難以滿足的高功率等條件。鎢銅功能梯度材料的一端可以是高熔點(diǎn)與高硬度的鎢或者高鎢含量的鎢銅復(fù)合材料，而另一端則是高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、可塑性的銅或者較低鎢含量的鎢銅復(fù)合材料，而中間則是成分進(jìn)行連續(xù)變化的一個(gè)過(guò)渡層。這樣一來(lái)就能較好地緩和因?yàn)殒u和銅的熱性能不相匹配而導(dǎo)致的熱應(yīng)力，這在整體上具有比較好的力學(xué)性質(zhì)與抗燒蝕性、抗熱震性等各種性能。據(jù)報(bào)道，可以運(yùn)用熱等靜壓擴(kuò)散連接等方法，把不同組織的鎢銅復(fù)合材料結(jié)合成為功能梯度材料。同時(shí)，一部分特殊成形工藝也能實(shí)現(xiàn)的成分梯度進(jìn)行分布。比如，進(jìn)行等離子噴涂，開(kāi)展激光熔覆，實(shí)施電泳沉積與離心鑄造等等。功能梯度之中心在于材料所具有的功能梯度設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，因而可以借助于數(shù)學(xué)計(jì)算方法與計(jì)算機(jī)分析軟件進(jìn)行輔助實(shí)施。

2.7 劇烈塑性變形法

這種方法完全是近年來(lái)逐步地發(fā)展起來(lái)的，是一種十分獨(dú)特的運(yùn)用超微粒子，即納米晶、亞微晶等金屬及其合金材料所制備出來(lái)的工藝。它在材料當(dāng)中處在相對(duì)比較低的溫度環(huán)境之中，一般是低于0.4Tm。在比較大的外部壓力作用之下，可以發(fā)生較為嚴(yán)重的塑性變形，從而實(shí)現(xiàn)材料晶粒尺寸的細(xì)化至亞微米級(jí)或者納米量級(jí)，這一方法具備十分強(qiáng)烈的細(xì)化晶粒之能力，甚至還能把晶體加工成為非晶體。當(dāng)前，學(xué)術(shù)界研究比較多的劇烈塑性變形法主要有以下方法，比如，累計(jì)軋合的方法、等通道角擠壓的方法、高壓扭轉(zhuǎn)的方法。其中，高壓扭轉(zhuǎn)法的重要裝置由模具與壓頭組合而成，其一端是固定的，而另一端則是運(yùn)動(dòng)的，試樣會(huì)被放置在模具當(dāng)中，其后再靠近壓頭與模具，在數(shù)個(gè)GPa壓力之下進(jìn)行扭轉(zhuǎn)變形。試樣在壓頭旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的剪切力的影響之下，材料沿著半徑方向上的不同位置進(jìn)行晶粒細(xì)化的速率是不一致的，材料邊緣部分的晶粒細(xì)化速率是最快的，在達(dá)到了一定的尺寸之后就不再細(xì)化，材料組織主要是沿著半徑朝中心方向不斷細(xì)化，一直到樣品組織更加地均勻。盡管材料中的心位置理論應(yīng)變量還是零，但是因?yàn)槭艿搅怂闹懿牧现畮?dòng)，其上、下部分也出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)剪切的變形，所以，中心位置晶粒同樣也被細(xì)化了。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于原始鎢晶粒的尺寸是2至10μm，而且晶粒的分布不均勻的W-25%Cu，運(yùn)用高壓扭轉(zhuǎn)的方法。W-25%Cu的試樣直徑達(dá)到了8mm，其厚度則是0.8mm，所施加的壓力是8GPa。總而言之，當(dāng)應(yīng)變比較小，即小于等于64之時(shí)，溫度之變化對(duì)于顯微結(jié)構(gòu)之影響并不是十分明顯的。一旦應(yīng)變比較大，也就是大于64時(shí)。溫度對(duì)于顯微結(jié)構(gòu)之影響也就比較大了。在室溫情況下，當(dāng)應(yīng)變比較小時(shí)，也就是小于等于4時(shí)，只有很少量的鎢晶粒出現(xiàn)了斷裂，并且形成了少量塑性的變形帶。但是，隨著應(yīng)力的不斷增加，這種塑性變形也得到了進(jìn)一步的增加，局部塑性變形帶與鎢顆粒的斷裂也在增加。一旦當(dāng)應(yīng)變?cè)黾拥?4之時(shí)，鎢晶粒就會(huì)被拉長(zhǎng)，而且和剪切面形成了一定角度，即0°至20°。雖然復(fù)合材料中顯微組織的均勻性能十分差，然而當(dāng)應(yīng)變?cè)龃蟮搅?56之時(shí)，所觀察到的晶粒度則是從10 nm至20nm呈現(xiàn)均勻分布狀況的一種鎢銅復(fù)合材料，這時(shí)的晶粒度已達(dá)到了一定程度的飽和，也就是說(shuō)，即使應(yīng)變還會(huì)繼續(xù)進(jìn)一步地增加，晶粒也不會(huì)再持續(xù)地細(xì)化下去。

3 鎢銅復(fù)合材料制備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

筆者認(rèn)為，新型鎢銅復(fù)合材料的制備肯定會(huì)朝著更高性能的趨勢(shì)發(fā)展下去。雖然一些新技術(shù)因?yàn)樵O(shè)備與成本等各種因素的制約，還處在實(shí)驗(yàn)室研究狀態(tài)之中，尚未真正達(dá)到可以進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)的狀態(tài)，但是這一技術(shù)的發(fā)展前景是可靠的。一是粉末制備技術(shù)。比如，熱氣流霧化與熱化學(xué)法等先進(jìn)的制粉技術(shù)有希望在制備納米鎢銅復(fù)合材料中得到新的突破。前者能夠增長(zhǎng)金屬液滴在液相之中的時(shí)間，導(dǎo)致粉末能夠經(jīng)過(guò)二次霧化而極大地提升霧化效率，從而容易得到更加細(xì)密的粉末粒度，而后者的優(yōu)勢(shì)主要是易于實(shí)現(xiàn)混合粉所具有的高分散性以及超細(xì)化。二是粉末壓制技術(shù)。隨著近年來(lái)德國(guó)Fraunhofer研究所已經(jīng)制成了流動(dòng)溫壓技術(shù)。這一技術(shù)在傳統(tǒng)冷壓工藝的基礎(chǔ)之上，以相當(dāng)?shù)偷某杀局瞥筛呙芏?、高性能的粉末冶金方法，然而，在關(guān)鍵技術(shù)與工藝上還需要進(jìn)一步加以完善。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為一種十分重要的粉末冶金復(fù)合材料，鎢銅復(fù)合材料因其具備了很多優(yōu)秀性能而倍受關(guān)注，并得到了廣泛的運(yùn)用。但是，在常規(guī)的熔滲與燒結(jié)條件之下，鎢銅復(fù)合材料因?yàn)槭艿搅藘煞N金屬之間互不溶性、低浸潤(rùn)性等影響，由此而導(dǎo)致其致密化的程度、組織結(jié)構(gòu)的分布、成分、形狀及尺寸控制等均無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想化的狀態(tài)。鑒于現(xiàn)代科技的進(jìn)一步發(fā)展，一些新型技術(shù)的引進(jìn)，獲得綜合性能更好的高致密性鎢銅復(fù)合材料已經(jīng)具有現(xiàn)實(shí)可能性。筆者堅(jiān)信，這肯定會(huì)進(jìn)一步拓展鎢銅復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。

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