粉末冶金研究精選(九篇)

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第1篇：粉末冶金研究范文

[關(guān)鍵詞]Al；Zn；Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料；組織和性能；影響

中圖分類號：TB333 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0337-01

20世界40年代，我國對鐵基粉末冶金摩擦材料就開始了研究，在50年代，將其應(yīng)用在了航天領(lǐng)域。鐵基材料不僅耐高溫，而且承載能力強，價格低廉。但是，鐵基粉末冶金摩擦材料與鋼鐵等金屬材料混合使用時，容易發(fā)生粘結(jié)【1】。為降低鐵的塑性，使其強度得到進一步增強，因此添加了其他元素來達到這一目的。在上世紀(jì)60年代，我國開始研制鐵基粉末冶金制動材料，并且取得了一定成就。隨著社會經(jīng)濟和交通運輸業(yè)的發(fā)展，摩擦材料的應(yīng)用更加廣泛，對制動性能的要求更加嚴(yán)格。鑒于此，本文結(jié)合新工藝、新技術(shù)對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料展開進一步的研究和探討。

一.粉末冶金摩擦材料新技術(shù)

實踐表明，當(dāng)前廣泛使用的鐘罩爐加壓燒結(jié)法存在能耗大、原材料利用率低、成本較大等缺點。因此，新工藝、新技術(shù)的研究是為了在保證產(chǎn)品性能的前提下，保證生產(chǎn)成本最低，獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

（一）無壓燒結(jié)工藝

研究資料表明，傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝最突出的問題就是資源浪費【2】。因此，相對于傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝，無壓燒結(jié)工藝不需要施加壓力就能夠?qū)崿F(xiàn)材料的燒結(jié)，因此，這一項新型的工藝得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)實中，無壓燒結(jié)工藝主要有軋制法、電鍍法以及離子噴涂法等。該項工藝制備的材料具有摩擦系數(shù)小、孔隙率較高等特點。

（二）粉末軋制工藝

此種工藝指的是壓實被引入旋轉(zhuǎn)軋輥之間的粉末，使之形成粘聚狀態(tài)的半成品，然后對其進行活化燒結(jié)的一種工藝。通過實踐表明，粉末軋制工藝所制備的材料，具有較高的使用性能。

（三）表面處理技術(shù)

表面處理技術(shù)主要包含兩個方面，一是通過對材料表面進行滲氮、滲硼及硼鉻共滲來達到摩擦材料燒結(jié)的目的；另一方面，通過處理材料表面，使其形成氧化膜。而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和改善多層燒結(jié)，是通過骨架與粉末層的粘結(jié)來實現(xiàn)的【3】。

二.Al、Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響

（一）.試驗方案

為了進一步了解Al、Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響，本文進行了試驗分析。本實驗用純度大于99%的Al和Zn及純度大于99.5%的Fe-18Cu各200目。并結(jié)合試驗需要，準(zhǔn)備了最先進的試驗機、混料機、顯微鏡等設(shè)備。本實驗中，試樣制備的工藝為：原料配料、混合壓制加壓燒結(jié)。為了保障試驗的可靠性，對各項工藝參數(shù)進行了嚴(yán)格的設(shè)置，對各項材料性能也進行了專業(yè)的測試。

（二）. Al對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響

眾所周知，Cu不僅導(dǎo)熱性能好，而且抗氧化能力強，因此和鐵質(zhì)對偶件的相溶性比較小，因此銅基摩擦材料耐磨且結(jié)合平穩(wěn)。但是，在高負荷條件下，銅基粉末冶金摩擦材料摩擦系數(shù)不穩(wěn)定。因此，結(jié)合鐵基與銅基材料的優(yōu)點，研制新型的摩擦材料有非常重要的意義。

通過試驗表明：

（1）Al 元素添加量對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能有一定的影響。當(dāng)添加量低于3%時，材料組織有 AlCu4新相生成，其基體組織也被細化，而且晶粒分布非常均勻。當(dāng)添加量不斷增加時，材料的力學(xué)性能也不斷提高。試驗表明，當(dāng)Al 元素添加量為 2%時，基體力學(xué)性能最好，硬度達到95.5HB，抗壓強度達到368Mpa。

（2）試驗表明，當(dāng)Al含量增加時，材料摩擦系數(shù)先呈上升趨勢，而后又緩慢下降；當(dāng)Al含量等于2%時，材料表面形成致密的薄氧化膜；當(dāng)Al含量等于3%時，材料表面生成較厚氧化膜，而且容易剝落；此外，試驗表明材料的磨損主要為犁削磨損。

（3）Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響

Zn具有強化基體的功能，通過試驗表明，Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響如下：

（1）當(dāng)添加0%-2%的Zn元素時，材料在顯微鏡下顯示有FeZn3新相生成，添加Zn的材料組織孔隙率下降，晶粒細化；當(dāng)Zn含量增加時，材料的抗壓強度先呈上升趨勢，后逐漸下降；當(dāng)Zn含量為1%時，該材料硬度和抗壓強度最佳，分別達到103HB和383MPa。

（2）當(dāng)加大Zn元素的添加量時，材料的摩擦系數(shù)先下降后上升。在轉(zhuǎn)速500r/min、Zn含量為1%時，摩擦系數(shù)為0.268；當(dāng)轉(zhuǎn)速1500r/min、Zn含量為1.5%時，摩擦系數(shù)為0.260；在轉(zhuǎn)速為中速時，加入Zn元素的材料的磨損形式為氧化磨損；當(dāng)轉(zhuǎn)速為高速時，材料磨損形式主要是疲勞磨損以及磨粒磨損。

三. 結(jié)束語

鐵基粉末冶金摩擦材料和鐵質(zhì)對偶件有較大的相溶性，所以容易在摩擦?xí)r拉傷對偶表面，甚至產(chǎn)生較深的溝槽，導(dǎo)致制動性能降低或不穩(wěn)定。而銅基摩擦材料，不僅抗氧化性能較好，而且耐磨性好，但是銅基摩擦材料的制備成本較高。因此，要滿足使用性能以及考慮經(jīng)濟成本，研發(fā)價格經(jīng)濟、性能又好的摩擦材料是當(dāng)前市場備受關(guān)注的問題。本文主要結(jié)合新工藝和新技術(shù)，對鐵銅基粉末冶金摩擦材料進行試驗和研究，并且從物理性能以及力學(xué)性能等多方面來闡述研究結(jié)果，從而揭示Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料的組織結(jié)構(gòu)和性能，為Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料的進一步應(yīng)用與開發(fā)提供科學(xué)的資料【4】。

參考文獻：

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第2篇：粉末冶金研究范文

[關(guān)鍵詞] 津血源；干燥綜合征（SS）；唾液分泌；腎上腺素受體；毒蕈堿M3受體；AQP5

[收稿日期] 2014-01-18

[基金項目] 國家自然科學(xué)基金項目（81273714）；江蘇省自然科學(xué)基金項目（BK2011870）

[通信作者] 錢先，教授，博士，主任醫(yī)師，研究方向為風(fēng)濕免疫病的中西醫(yī)臨床研究，Tel： （025）86617141-91905，E-mail：

干燥綜合征（Sjogren′s syndrome，SS），又稱口眼干燥綜合癥，是一種常見的慢性炎癥性的自身免疫疾病，主要累及外分泌腺體，臨床上主要表現(xiàn)為口眼干燥、皮膚干燥，常累及肺臟、腎臟等系統(tǒng)損害。本病屬中醫(yī)“燥證”的范疇，癥候表現(xiàn)以內(nèi)燥為主，亦有外燥表現(xiàn)。西醫(yī)的治療手段主要局限于免疫抑制劑、糖皮質(zhì)激素及催涎劑，且易出現(xiàn)毒副作用，而中醫(yī)中藥在治療SS方面卻發(fā)揮了良好的療效。津血源顆粒是基于“津血同源”的中醫(yī)理論而自制的江蘇省中醫(yī)院院內(nèi)制劑，具有滋陰養(yǎng)血潤燥之效，主要用于SS等自身免疫疾病的干燥癥候，臨床應(yīng)用療效達85%，長期應(yīng)用無毒副作用，病人依從性良好。

以往的臨床研究[1-2]表明：津血源可明顯改善患者的干燥癥狀。本課題組前期的動物實驗研究[3-6]顯示津血源能明顯促進SS模型鼠唾液分泌，但其具體機制尚未完全闡明。水分子通道蛋白（AQPs）是一系列含6個跨膜感受器的家族，像管道一樣聯(lián)系細胞的腔面和血管面，起著水分運輸?shù)淖饔?。既往研究[7]報道，AQPs與唾液分泌相關(guān)。由AQPs轉(zhuǎn)運的水分占唾液中水分總量的60%[8]，但目前只有AQP5證實與SS患者唾液分泌密切相關(guān)。

本實驗在前期研究的基礎(chǔ)上，在口干癥動物模型上明確津血源激動受體的途徑和作用特點，研究津血源對唾液腺細胞AQP5表達量的影響，為后續(xù)研究津血源的生津作用涉及的信號傳導(dǎo)通路提供實驗基礎(chǔ)，為“津血同源”的中醫(yī)傳統(tǒng)理論提供系統(tǒng)依據(jù)。

1 材料

1.1 動物 健康雄性SD大鼠（年齡7～8周），體重（200±10） g，由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物研究所提供。

1.2 藥物、試劑及耗材 津血源浸膏（每1 mL含原藥1 g）：江蘇省中醫(yī)院藥廠生產(chǎn)，本研究采用成形前的稠膏，并按藥典的標(biāo)準(zhǔn)與要求進行檢驗和定性定量控制，具體藥方組成生地黃、南沙參、麥冬、鹿含草、白芍、烏梅、水牛角、土茯苓、丹參、威靈仙、薪蛇；烏拉坦（化學(xué)名氨基甲酸乙酯 C3H7NO2）500 g，購買于上海青析化工科技有限公司； 0.9%氯化鈉注射液，購于南京小營藥業(yè)集團有限公司；毛果蕓香堿滴眼液，購于永光制藥有限公司；硫酸阿托品注射液，購于上海禾豐制藥有限公司；4-二苯乙酰氧基-N-甲基-哌啶（4-DAMP）購于sigma公司；酚妥拉明購于揚州制藥有限公司。

一抗：稀釋1 000倍的抗AQP5多克隆抗體，Abcam ab78486。二抗：羊抗兔-HRP；Protein Marker（江蘇南京鐘鼎生物自制）。Acr，Bis，Tris（購自Sigma公司）；SDS（購自Amresco公司）；TEMED（購自BIO-RAD公司）；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

Allegra 21R臺式高速冷凍離心機（美國BECKMAN公司）；臺式高速離心機（德國SORVAL公司）；Gel Doc2000 成像系統(tǒng)、垂直電泳系統(tǒng)（美國BIO-RAD公司）；320-S pH 計（美國Mettler Toledo公司）；AR5120 電子天平（美國AHOΜS公司）；MultiTempⅢ恒溫水浴鍋；雪花狀制冰機（日本SANYO公司）；超凈工作臺（中國蘇凈集團）；NANODROP2000（Thermo公司）。

2 方法

2.1 口干癥大鼠模型的制備與大鼠唾液分泌量的測量 利用烏拉坦將所有動物腹腔麻醉（1.3 g?kg-1）。設(shè)毛果蕓香堿（選擇性M1受體激動藥）為陽性對照，生理鹽水為陰性對照。參照Yanagi Y等[9]方法，通過尾靜脈給予下列藥物（1 mg?kg-1）：M3受體阻滯劑4-DAMP，M受體阻滯劑阿托品、α受體阻斷藥酚妥拉明，制備3組口干癥模型。造模成功20 min后，實驗遵循隨機、重復(fù)和對照的原則。根據(jù)津血源臨床常用劑量及SD大鼠體表面積換算，將阿托品組分為津血源高、中、低劑量組；其余2種阻斷劑組給予中劑量津血源。所有動物給藥后舌下放置30 mg干棉球，測定大鼠的唾液分泌量，每只棉球每30 min更換1次，連續(xù)測定150 min，通過稱前后干棉球的重量差計算最大唾液分泌量。

2.2 Western Blot檢測AQP5 毛果蕓香堿（1 mg?kg-1）尾靜脈給藥，作為AQP5水平表達的陽性對照組。津血源灌胃30 min后，脫頸處死大鼠，切開雙側(cè)頸部，取雙側(cè)下頜下腺腺體組織。樣品通過RIPA裂解獲得上清，每個樣品分別上樣80 μg。上樣完畢后，聚丙烯酰胺凝膠先90 V跑完積層膠，再將電壓升至200 V直到電泳結(jié)束。電泳結(jié)束后，取下凝膠進行轉(zhuǎn)膜，恒壓100 V轉(zhuǎn)膜，約為1.5 h。電轉(zhuǎn)結(jié)束后，取下膜后先用PBS洗滌4次，每次5 min。然后置于5%脫脂奶粉封閉液中封閉 37 ℃ 1 h。用封閉液稀釋一抗，膜在一抗稀釋液中37 ℃反應(yīng)1 h。洗膜4次，每次5 min；用含5%牛奶的封閉液稀釋二抗。膜在二抗中37 ℃反應(yīng)1 h。最后，洗膜ECL顯影。

2.3 統(tǒng)計方法 結(jié)果用±s來表達。采用GraphPad software軟件，進行統(tǒng)計數(shù)據(jù)及檢驗。統(tǒng)計方法用單因素方差分析或者非參秩和檢驗，P

3 結(jié)果

3.1 津血源誘導(dǎo)模型鼠唾液分泌的觀察 給藥阿托品（1 mg?kg-1）建立模型鼠后，津血源灌胃，生理鹽水為陰性對照組，同等劑量（1 mg?kg-1）尾靜脈注射，測量150 min的唾液分泌量。模型組與對照組之間存在明顯差異，P

對阿托品模型鼠給予生理鹽水或中劑量津血源給藥，即津血源0.5 mL（1.3 mg?kg-1）灌胃，生理鹽水1 mg?kg-1尾靜脈注射，每30 min測定1次唾液分泌量，連續(xù)測定150 min，觀察兩者在誘導(dǎo)模型大鼠唾液分泌方面有無差異，見圖1。與生理鹽水組比，存在統(tǒng)計學(xué)差異，P

3.2 津血源對各阻斷劑抑制唾液分泌作用的影響 腎上腺受體阻滯劑酚妥拉明（1 mg?kg-1）靜脈給藥，大鼠唾液分泌量受到抑制，與空白對照組有明顯差異。而津血源（1.3 mg?kg-1）給藥后，可緩解酚妥拉明引起的唾液抑制作用，增加大鼠唾液的分泌，有統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

選擇性M3受體阻滯劑4-DAMP，以1 mg?kg-1靜脈給藥。大鼠的唾液分泌受到中度抑制，唾液分泌較正常對照組顯著減少。而津血源（1.3 mg?kg-1）灌胃后測得的唾液分泌量，較正常對照組和4-DAMP組均有所增加。因此，津血源可恢復(fù)由4-DAMP引起的唾液分泌抑制作用，與對照組和4-DAMP組相比，具有明顯統(tǒng)計學(xué)差異。

M受體阻滯劑阿托品，以1 mg?kg-1靜脈給藥后，唾液分泌被嚴(yán)重抑制，大鼠的唾液分泌量較正常對照組顯著減少。治療組給藥津血源（1.3 mg?kg-1）后，大鼠的唾液分泌量得到恢復(fù)，并明顯增加。與對照組和阿托品組相比，具有統(tǒng)計學(xué)意義。因此津血源可緩解由阿托品介導(dǎo)的唾液分泌抑制。

比較津血源對3組模型組唾液分泌量的影響，并未發(fā)現(xiàn)津血源緩解3組阻斷劑阻斷的唾液分泌量的作用強度存在統(tǒng)計學(xué)差異。

大鼠分別靜脈給予酚妥拉明、4-DAMP及阿托品（1 mg?kg-1），對照組不給任何藥物。20 min后中劑量津血源灌胃給藥。每種藥物給藥后測量各組唾液分泌量。與對照組及各阻斷劑組相比，阻斷劑組+津血源組的唾液分泌得到增加，P

3.3 津血源對頜下腺細胞AQP5蛋白表達的影響 AQP5是相對分子質(zhì)量為27 kDa的蛋白質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)AQP5蛋白在生理鹽水組大鼠的下頜下腺中有表達，毛果蕓香堿亦能誘導(dǎo)及增加AQP5蛋白的表達，與生理鹽水組、模型組相比，P

4 討論

津血源顆粒主要由養(yǎng)陰藥生地黃、北沙參、麥冬等和養(yǎng)血藥白芍、阿膠、丹參等組成，通過滋陰而改善體內(nèi)陰液失衡，增加體內(nèi)津液的來源，促進口鼻等腺體的分泌；通過養(yǎng)血活血，增加津液轉(zhuǎn)化敷布，增強臟腑孔竅的濡潤。通過前期大量的臨床研究及實驗研究，津血源促進唾液分泌的療效得到肯定，但具體機制尚不明確。本實驗主要在口干癥動物模型上明確津血源激動受體的途徑和作用特點。

唾液腺的分泌主要由交感和副交感神經(jīng)調(diào)控，通過乙酰膽堿和腎上腺素分別激活Ⅲ型毒堿樣乙酰膽堿受體（M3受體）和α1腎上腺素受體，增加細胞內(nèi)Ca2+濃度，誘導(dǎo)腺體分泌[10]。

副交感神經(jīng)末梢釋放的乙酰膽堿主要是通過作用于毒蕈堿型膽堿受體調(diào)控涎腺細胞的分泌，但主要介導(dǎo)乙酰膽堿對涎腺分泌調(diào)控的是M1和M3亞型[11]，目前以M3受體的研究最多。M3受體主要分布于外分泌腺，是目前為止在SS中發(fā)現(xiàn)的唯一一個器官特異性抗原，具有明確的功能，是腺細胞分泌的重要分子基礎(chǔ)[12]。乙酰膽堿的釋放和神經(jīng)遞質(zhì)與M3受體的結(jié)合促發(fā)了二級信號傳導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)，引起Ca2+濃度的增加，Cl-通道的激活和水分、電解質(zhì)的分泌。因此，使用乙酰膽堿或M型膽堿能受體激動劑毛果蕓香堿時，可引起唾液的大量分泌，反之，抗乙酰膽堿藥（如阿托品），則能抑制唾液的分泌。腎上腺素受體（adrenergic receptor，AR）亦與唾液分泌密切相關(guān)。交感神經(jīng)未梢釋放的去甲腎上腺素可以分別活化位于涎腺腺泡基底膜側(cè)的α-ARs和β-ARs。

阿托品與4-DAMP均是M3受體抑制劑，能完全阻斷M3受體的結(jié)合與激活，從而抑制唾液的分泌。其中，4-DAMP是選擇性毒蕈堿M3受體阻滯劑，抑制腺體分泌力量較強；阿托品是非選擇性毒蕈堿M受體阻滯劑，能競爭性阻斷各種M膽堿受體亞型，對唾液腺與汗腺的作用最敏感。在本實驗中，當(dāng)4-DAMP和阿托品尾靜脈以1 mg?kg-1給藥后，大鼠唾液的分泌均受到抑制。而津血源均能緩解兩者介導(dǎo)的唾液分泌抑制，增加大鼠唾液分泌，尤其是阿托品組表現(xiàn)明顯，這些結(jié)果提示，津血源的增加唾液分泌作用可能通過毒蕈堿M3受體介導(dǎo)的途徑有關(guān)。

酚妥拉明是一種短效類的非選擇性α受體阻滯劑，與受體結(jié)合力弱，容易解離，在體內(nèi)作用維持時間短暫，又稱競爭性α受體阻滯劑。在本實驗中，給藥酚妥拉明（1 mg?kg-1）后，唾液分泌受到輕度的抑制，而津血源可解除由酚妥拉明介導(dǎo)的唾液分泌抑制作用，并增加唾液分泌，提示津血源可恢復(fù)由腎上腺受體阻滯劑介導(dǎo)的唾液分泌抑制。這些結(jié)果表明津血源對增加唾液分泌的作用，有一部分與興奮腎上腺素受體相關(guān)。

在實驗中，根據(jù)津血源臨床常用劑量，通過SD大鼠體表面積換算，分別予0.22，0.5，1.1 mL 3個劑量組，但是津血源1.1 mL灌胃后，大鼠均出現(xiàn)死亡，考慮津血源灌胃劑量過大，易誤入氣管，且大鼠在麻醉狀態(tài)下，消化系統(tǒng)的吸收能力較正常低，無法接受大劑量的中藥灌胃，因此，實驗中只取了2個劑量的數(shù)據(jù)。

AQPs具有在細胞的血管面和腔面之間轉(zhuǎn)運水分的功能，占唾液中水分總量的很大一部分。它們表達廣泛，迄今為止，在哺乳動物已發(fā)現(xiàn)13個成員（AQP0-12），在鼠和人的唾液腺細胞上發(fā)現(xiàn)了AQP3，AQP5和AQP8[13]。其中，AQP5是一種已知的可調(diào)節(jié)頜下腺體唾液分泌的蛋白，與SS患者的唾液分泌密切相關(guān)。前期動物實驗[13]發(fā)現(xiàn)，津血源可明顯增強SS模型鼠唾液腺中AQP5的表達。在本實驗中，對照組下頜下腺中有AQP5的表達，毛果蕓香堿可誘導(dǎo)及增加AQP5的表達，而各阻斷劑組的頜下腺細胞AQP5的表達均較正常組下降。而給藥津血源后，AQP5的表達量均得到增加，以阿托品組明顯，提示津血源可以緩解各阻斷劑抑制大鼠唾液腺細胞AQP5蛋白的表達，增加AQP5蛋白量的表達。這些結(jié)果說明，解除毒蕈堿M3受體及腎上腺素受體引起的頜下腺AQP5蛋白量表達的抑制作用，增加AQP5蛋白的表達，是津血源介導(dǎo)的唾液分泌功能增強的部分機制。

通過本次研究發(fā)現(xiàn)，津血源增加唾液分泌可能是通過毒蕈堿M（尤其是M3受體），腎上腺素受體介導(dǎo)的作用途徑，增加唾液腺細胞膜AQP5的表達，促進唾液分泌。但津血源中具體何種有效成分與這些受體相關(guān)仍不明確，有待進一步研究。

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Research of mechanism Jinxueyuan granules increased saliva

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LIU Yan， WANG Hong-yi， QIAN Xian

（1.Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210029， China；

2.Nanjing Medical University， Nanjing 210029， China；

3. Rheumatic Ward of Jiangsu Province Hospital of Traditional Chinese Medicine， Nanjing 210029， China ）

[Abstract] To analyze the specific mechanism of Jinxueyuan granules， the relationship between the Jinxueyuan granules increased the saliva secretion of xerostomia model SD rats and excitement of receptors were studied in this experiment.In the study，three groups of xerostomia model rats were successfully established by using M-receptor blockers-4-diphenyl-acetoxy-N-methyl-piperidine（4-DAMP） and atropine，or adrenergic receptor blocker phentolamine；after the modeling，the medicine Jinxueyuan granules were gavaged.According to the clinical dose of Jinxueyuan granules and SD rats body surface area，the rats in atropine group were divided three dose groups respectively，namely low，medium and high dose of Jinxueyuan granules groups.The 4-DAMP group and phentolamine group were gavaged medium dose of Jinxueyuan granules.And the amount of salivary secretion for 150 minutes in all groups continuously were measured，and the effect of Jinxueyuan granules increased salivation and the relationship between characteristics and the receptors were observed；and submandibular gland tissue of the rats was isolated，then the effect of Jinxueyuan Granules for expression of the water channel protein aquaporin-5 （AQP5） in submandibular gland cells was analyzed by the Western blot technology.It was found that the saliva secretion of Jinxueyuan Granules groups was increased significantly，and compared with the saline control group， phentolamine group，4-DAMP group and atropine group，difference was significant， P

第3篇：粉末冶金研究范文

關(guān)鍵詞：粉末冶金 生產(chǎn)工藝 粉末冶金高速鋼 粉末注射成形

中圖分類號：TF12 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0098-02

粉末冶金具有高效節(jié)能、節(jié)省材料、保護環(huán)境以及能夠進行金屬成形的批量生產(chǎn)等特點。而粉末冶金的工藝步驟主要是先制取粉末，然后將粉末原料的配量進行混合，最后將其成形并凝固。粉末冶金可以根據(jù)材料所具有的性能要求以及零件所需使用的性能要求，在一定的范圍當(dāng)中對材料的成分進行混合[1]。粉末冶金產(chǎn)業(yè)當(dāng)中所制造生產(chǎn)出來的產(chǎn)品基本上都鐵基方面的機械零件。根據(jù)粉末冶金工藝的工藝特點來看，粉末冶金還可以將其制成高熔點的金屬，就比如鎢和鉬這兩種高熔點金屬，同時也可制成金屬陶瓷的材料，像一些質(zhì)地堅硬的合金以及一些高溫材料。還有多孔材料、假合金、過濾材料、摩擦材料等一系列的材料，這些材料的生產(chǎn)和制造只能夠使用粉末冶金的工藝來進行制備和生產(chǎn)，因此粉末冶金工藝完全具有跨越傳統(tǒng)冶金工藝的可能性。在粉末冶金高速工具鋼和粉末注射成型這兩大冶金工藝發(fā)展最為突出。

1 粉末冶金高速鋼

粉末冶金新工藝，氣霧化的高速鋼粉末顆粒進行冷卻的速度通常都比較高，而且這些高速鋼的粉末顆粒當(dāng)中也已經(jīng)不存在偏析的粉末用熱情況，和鑄鍛形成的高速鋼相比，具有無偏析、顆粒小、分布均勻；熱加工方面的性能較好；可磨性較高；在熱處理方面變形比較??；力學(xué)性能優(yōu)異；提升了刀具切削的壽命，真正擴大了其使用的領(lǐng)域和范圍等一系列優(yōu)質(zhì)的性能。對粉末冶金高速鋼的研究最早起始于20世紀(jì)70年代的美國和瑞典的兩家著名工業(yè)工廠，當(dāng)時的主要工藝路線使用的是氣霧化制粉以及熱等靜壓等相關(guān)的技術(shù)。如今粉末高速鋼的產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)鑄鍛高速鋼全部產(chǎn)量的10%～15%，國外目前所擁有的，具有代表性的粉末冶金高速鋼的生產(chǎn)企業(yè)至少有5家，主要有美國、烏克蘭、瑞典、法國、奧地利以及日本等國，其中美國在高速鋼方面的用量以及遠遠的超出了普通容量的高速鋼[2]。如今，國外工業(yè)企業(yè)內(nèi)的粉末冶金高速鋼的產(chǎn)量發(fā)展以及達到了第三代的技術(shù)水平，此前第一代為20世紀(jì)70年代美國和瑞典內(nèi)的兩家企業(yè)所投入生產(chǎn)的高速工具鋼，而第二代則為1994年，法國高速鋼公司以及瑞典的工業(yè)企業(yè)改進了制備氣霧化前鋼液的熔煉工藝，這種改進工藝所生產(chǎn)出的產(chǎn)品即為第二代。第三代就是2000年，由Bohler-Uddeholm集團，進行全線投產(chǎn)，且質(zhì)量比起第二代還有所加強的高速鋼。在對生產(chǎn)線的鋼熔煉工藝方面，對噴粉設(shè)備加以改進，同時對由氮氣霧化后的粉末顆粒的尺寸進行細化。正是粉末顆粒尺寸的細化，促使第三代的高速鋼在抗彎強度方面比起第二代還要提高到20%以上。所以，第三代的高速鋼在生產(chǎn)工藝方面主要是以微小純凈為主。

2 粉末冶金工具鋼

2.1 高釩冷作模具鋼

這種鋼的類型主要是利用粉末冶金的工藝特點來對冷作工具鋼進行開發(fā)，其中最主要的區(qū)別就是增加合金當(dāng)?shù)拟C含量來提升合金的耐磨性，而第一個被作為高性能耐磨鋼材的是CPM 10V，這一類型的鋼材在CPM系列的粉末冶金高釩冷作模具鋼當(dāng)中是一種最具代表性的鋼材。在Crucible 集團當(dāng)中也逐漸形成了含釩高達1%～18%的耐磨工具鋼[3]。這類性能較高的工具鋼開始廣泛的應(yīng)用于冷作沖頭以及在模具方面，主要適用于耐磨損的方面。由北京安泰科技公司研發(fā)的AHP9VNb2在成本方面對比Microclean K390要低很多，不過在硬度上卻和AHP10V相差不多，而抗彎性卻提高了10%左右。

2.2 耐蝕耐磨工具鋼

在眾多制造操作當(dāng)中，通常工具和其耐磨的部件在承受運動部件或者是其他的一些工作介質(zhì)的研磨顆粒的接觸而出現(xiàn)的磨損情況，一般很容易受到潮濕、酸或者是其他的一些腐蝕性的作用等。所以，針對這些工作就需要研發(fā)出一些高性能的耐磨耐蝕的粉末冶金工具鋼。

如表1所示，粉末冶金耐磨耐蝕材料含有約14%～24%Cr，約3%～15%V，約1%～3%Mo，這些材料總和大約117%～3175%C。

2.3 粉末冶金易切削工具鋼

粉末冶金的發(fā)展主要是為了能夠有效的提高工具模材料的可磨削性能，以及降低工具模在加工方面的成本。通常需要采用添加硫含量的形式來對可磨削性能進行提升，不過如果采用的是傳統(tǒng)的鑄鍛生產(chǎn)法的話，則較高的硫就可能會增加材料的熱脆，促使其韌性開始下降的風(fēng)險出現(xiàn)，針對這些問題，只需使用粉末冶金工藝就能獲得很好的解決。

3 粉末注射成型的發(fā)展

3.1 粉末注射成型的發(fā)展現(xiàn)狀

技術(shù)注射所生產(chǎn)出的元器件通常應(yīng)用的領(lǐng)域范圍比較廣，像在IT、醫(yī)療、機械汽車以及通信方面等，都對這類元器件有所應(yīng)用。這個不同于MIM在市場產(chǎn)品當(dāng)中的份額是因地域而異，其中汽車行業(yè)在歐洲方面的市場份額大約占據(jù)著50%以上，形成了一種主導(dǎo)性的地位，而在北美洲地域應(yīng)用占據(jù)主導(dǎo)的行業(yè)則是醫(yī)療以及牙科方面的應(yīng)用。通過對這些資料的分析，可以看出在汽車方面的應(yīng)用在往后必將有著相當(dāng)可觀的增長值，主要是在PIM高溫汽油和柴油引擎的渦輪減壓器等方面。

3.2 粉末微注射成形新工藝

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，全球?qū)τ诰毤敖Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件需求越來越大，因此粉末微注射技術(shù)開始推出，其所制備出來的微型零件的質(zhì)量幾乎以毫克來進行統(tǒng)計，同時還保留了傳統(tǒng)方面的PIM，所以粉末微注射技術(shù)有著批量生產(chǎn)精細復(fù)雜形狀的微型零部件的重要潛力。而微注射技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域具體有：（1）化學(xué)工具，粉末微注射技術(shù)在微化學(xué)當(dāng)中主要制備出作用于微反應(yīng)器、混合器以及交換器等微流體的裝置等[4]。（2）在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)上主要是用于制備微型的人骨結(jié)構(gòu)、微型的外科儀器組件以及牙科微型元件等等醫(yī)療方面的器具。（3）共注射成型方面，可用于共注射成形領(lǐng)域?？梢詫⒋判圆牧虾头谴判圆牧弦约坝残?、軟性材料、導(dǎo)電和絕緣材料等有效的結(jié)合起來。（4）微型零部件，主要是一些微型的機械零件，像一些小齒輪、葉輪或者是拉伸部件等。

4 結(jié)語

綜上所述，粉末冶金生產(chǎn)工藝的發(fā)展主要分為粉末冶金高速工具鋼和粉末注射成型這兩大冶金工藝發(fā)展類別，這兩種冶金工藝發(fā)展類型經(jīng)過多年的探索和研究，如今已經(jīng)趨于完善，并廣泛的運用在各個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。

參考文獻

[1] 任朋立.淺析粉末冶金材料及冶金技術(shù)的發(fā)展[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2014（9）：17-20.

[2] 徐堅，王文焱，張豪胤，等.元素Cr對粉末冶金Ti-6Al-4V合金組織與性能的影響[J].粉末冶金工業(yè)，2014（6）：11-15.

第4篇：粉末冶金研究范文

英文名稱：Powder Metallurgy Technology

主管單位：中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會

主辦單位：中國機械工程學(xué)會粉末冶金分會;中國金屬學(xué)會粉末冶金分會;中國有色金屬學(xué)會粉末冶金及金屬陶瓷學(xué)術(shù)委員會

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1001-3784

國內(nèi)刊號：11-1974/TF

郵發(fā)代號：82-642

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1982

期刊收錄：

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻速報(日)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

聯(lián)系方式

第5篇：粉末冶金研究范文

英文名稱：Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy

主管單位：中華人民共和國教育部

主辦單位：中南大學(xué)

出版周期：雙月刊

出版地址：湖南省長沙市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1673-0224

國內(nèi)刊號：43-1448/TF

郵發(fā)代號：42-321

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1996

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽：

聯(lián)系方式

第6篇：粉末冶金研究范文

1高速壓制

高速壓制技術(shù)的誕生實現(xiàn)了總質(zhì)量大于5.0kg的高密度大型粉末冶金零件的燒結(jié)，在20ms之內(nèi)對粉末實現(xiàn)壓縮處理，在3000ms之內(nèi)實現(xiàn)多次的壓制，提高齒輪零件的密度。當(dāng)前粉末冶金的困境可通過高速壓制打破，鑒于傳統(tǒng)的壓制成形對成形壓力的要求非常高，但是壓機噸位又對成形壓力造成了限制，因此無法滿足傳統(tǒng)壓制成形技術(shù)的成形壓力要求，高速壓制基本上不會受到成形壓力的影響。粉末帶有預(yù)合金化與擴散合金化的雙重特征，其密度最大可達到7.7g/cm3，在粉末冶金行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。通過液壓進行控制的沖錘，其產(chǎn)生的沖擊波比較強，可實現(xiàn)高速壓制的致密化，而致密化的程度主要是由沖錘的速度以及質(zhì)量而決定的，因此其采用的是液壓控制，因此可防止出現(xiàn)非軸向反彈，避免損壞壓坯。進行多次高速壓制是可行的，并且經(jīng)過重復(fù)壓制之后，齒輪零件的密度會顯著增加，單次的沖擊時間間隔要求＜300ms，通過計算機對沖錘的沖擊功以及行程實現(xiàn)精準(zhǔn)的控制，確保多次沖擊壓制可快速完成。然而，高速壓制技術(shù)尚處于研究階段，在復(fù)雜的臺階型的零件制備方面尚有很大的潛力可供挖掘。

2燒結(jié)齒輪的表面致密化技術(shù)

提高粉末冶金齒輪零件性能的核心方法在于提高密度，筆者認為，經(jīng)過熱處理以及后加工的齒輪零件，其性能并不十分理想，出現(xiàn)了失效的問題，而失效問題出現(xiàn)的主要原因是齒輪的表面接觸疲勞，提高齒輪疲勞性能的的主要途徑及時提高其表面的密度。對齒輪進行表面滲碳或者是激光熱處理，可提高齒輪的外部硬度，增加其碳含量，提高其耐磨性與韌性。粉末冶金齒輪普遍存在著一定數(shù)量的孔隙，因此其表面接觸疲勞強度不如經(jīng)過鑄軋鋼加工的齒輪，然而經(jīng)過表面致密化處理之后，齒部跟軋輥模進行接觸的表面可達到全致密的效果。經(jīng)過表面致密化之后，齒輪的齒部表面處于無孔狀態(tài)，心部則是多孔體，因為只有齒輪的表面承受外加的應(yīng)力，所以可降低齒輪的生產(chǎn)成本。通過軋輥模對燒結(jié)齒輪進行反復(fù)地軋制，可切實提高齒輪的齒形精度以及尺寸精度。如果齒輪的表面致密化深度＞0.7mm，則齒輪的表面接觸疲勞強度得以增強，降低齒輪的表面粗糙度，臻于“鏡面”標(biāo)準(zhǔn)，保持絕對的光滑狀態(tài)，降低齒輪在運行時所產(chǎn)生的噪音。再對表面無孔的齒輪進行熱處理，按照滲碳鋼的水平對齒輪的接觸疲勞強度以及彎曲疲勞強度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，大致的技術(shù)流程為成形燒結(jié)機加工表面致密化熱處理。表面致密化技術(shù)的優(yōu)點可概括為噪音低、尺寸精度高、耐磨性高、耐腐蝕性強等，而這正是高質(zhì)量的齒輪所必須要具備的客觀條件，即便是密度僅僅為7.25g/cm3的燒結(jié)齒輪，經(jīng)過表面致密化處理之后，其表面接觸的疲勞性能比鑄軋鋼更高。

3結(jié)語

第7篇：粉末冶金研究范文

隨著新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，材料的輕型化、節(jié)能化、智能化、環(huán)?；呀?jīng)成為 21 世紀(jì)材料科學(xué)發(fā)展的主題。輕質(zhì)高強金屬基復(fù)合材料由于具有更高的比剛度、比強度，在強調(diào)材料輕型化的今天，受到越來越多的關(guān)注。在金屬基復(fù)合材料的制備工藝中，粉末冶金工藝方法由于其工藝溫度低及近凈成形等特點, 使其具有獨特的優(yōu)越性并被廣泛采用[1]。粉末冶金（PM）方法最初主要應(yīng)用于一些難熔材料和高熔點金屬，由于這些材料塑性差、變形困難，制備過程中主要采用粉末冶金工藝方法。粉末冶金工藝中的經(jīng)典燒結(jié)理論的研究也是基于高熔點、脆硬材料的[2]。但是，建立在脆硬材料之上的經(jīng)典燒結(jié)理論是否適用于低熔點、低密度的材料，至今仍在研究之中。以往的燒結(jié)工藝研究，為了了解燒結(jié)后材料顯微組織的演變，是將燒結(jié)后的試樣重新打磨、拋光成金相試樣后，在光學(xué)金相顯微鏡下觀察其組織的改變。這一方法的缺陷在于得出的試驗結(jié)果只是燒結(jié)完畢后試樣組織的變化，對于二元或多元合金系金屬粉末而言，無法實時了解燒結(jié)過程中基體粉末和添加的合金粉末顆粒間的燒結(jié)機理和顯微組織的演變過程。用粉末冶金方法制備金屬基復(fù)合材料，在燒結(jié)階段，基體與外加增強相之間一般不發(fā)生反應(yīng)[3]，燒結(jié)工藝的設(shè)計是依據(jù)基體材料而定。由于鋁合金的燒結(jié)溫度低于純鋁的熔點，因此，在燒結(jié)過程中我們可以利用高溫光學(xué)金相顯微鏡對整個過程進行原位觀察。為了驗證經(jīng)典燒結(jié)理論中的“球－球燒結(jié)模型”對鋁、鎂等屈服強度比較低的粉末體系是否依然有效，西安交通大學(xué)材料學(xué)院柴東朗課題組成功利用自行改制的高溫光學(xué)金相顯微鏡，對二元鋁基純金屬粉末體系的燒結(jié)過程進行了原位觀察，即在燒結(jié)的同時，實時觀察金相試樣表面組織的演變過程，并將燒結(jié)過程錄像存入計算機，發(fā)現(xiàn)了許多先前未有報道的新成果，為材料的試驗及檢測開創(chuàng)了一條新路。

2 試驗裝置的改造

為了能做到燒結(jié)過程的原位觀察，試驗裝置必須要解決兩個問題，一是燒結(jié)爐要足夠小，可以放在光學(xué)金相顯微鏡下對試樣進行實時觀察，并有冷卻系統(tǒng)和控溫系統(tǒng)；二是光學(xué)金相顯微鏡的鏡片要耐高溫，同時要具備成像系統(tǒng)，以便及時將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸入到計算機中以數(shù)字格式存儲起來，使試驗者可以實時觀察。經(jīng)過不斷的探索與試驗，課題組終于成功研制了可以用于原位觀察的高溫光學(xué)金相顯微鏡。

課題組自制的高溫光學(xué)金相顯微鏡是在普通的光學(xué)金相顯微鏡基礎(chǔ)上加以改造的，增加了成像系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)框圖見圖 1。成像系統(tǒng)由光學(xué)成像系統(tǒng)和數(shù)碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，數(shù)碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是把拍攝到的圖像由光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存儲為數(shù)字格式。通過數(shù)碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以對實驗過程拍攝動態(tài)連續(xù)圖像，并根據(jù)需要截取成靜態(tài)單幅圖像。整個燒結(jié)過程均由成像系統(tǒng)實時錄像，并可通過計算機原位觀察。加熱系統(tǒng)的作用則是實現(xiàn)在給定溫度和保護氣氛下的燒結(jié)，由加熱坩堝以及水冷系統(tǒng)、氣體保護系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和電源等五部分組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2 所示。加熱坩堝位于電阻線圈中部，位置偏上，控溫儀的熱電偶安放在加熱坩鍋下方、線圈中部的位置。利用電阻線圈直接加熱，加熱效率高。加熱臺周圍設(shè)計成空心環(huán)道以便通冷卻水使設(shè)備降溫；加熱臺上部也有通孔，當(dāng)燒結(jié)某些易氧化材料時通入惰性氣體進行保護。燒結(jié)時，可通過高溫光學(xué)金相顯微鏡對試樣表面變化的動態(tài)全過程進行實時錄像，并可通過計算機原位觀察為了進一步研究燒結(jié)時加熱方式對燒結(jié)過程的影響，課題組還對高溫光學(xué)金相顯微鏡的電源作了不斷改進，使之不僅能實現(xiàn)階梯式升溫，而且能實現(xiàn)震蕩式加熱。

3試樣制備

3.1 試樣冷坯的制備

原位觀察所用試樣均采用粉末冶金法（PM）制備，主要工藝流程如圖 3 所示。從燒結(jié)加熱臺示意圖（圖 2）可以發(fā)現(xiàn)，由于熱電偶放在試樣下方，因此，控溫儀顯示的溫度并不是試樣表面的溫度。試樣只有做得盡可能薄，才能使觀察面的溫度接近控溫儀顯示溫度。為了保證試驗結(jié)果的可比性，我們在制作試樣時，盡量使所有試樣厚度相等；由于加熱臺中的坩堝直徑只有φ10mm，試樣也必須做得直徑小于 φ10mm；為了保證試驗結(jié)果的可重復(fù)性和真實可靠性，我們把同一種試驗材料的試樣先制成 φ30×3.5mm 的冷坯，再進行切割分離、磨制后制成 φ7×3mm 的小試樣，然后對每一個小試樣，按照金相試樣制備方法做成金相試樣。

3.2金相試樣的制備

隨著科技的進步和發(fā)展，許多先進高端的檢測設(shè)備被越來越多地應(yīng)用到新材料的研制和產(chǎn)品檢驗中去。但是光學(xué)金相檢驗始終是最普遍最廣泛的一種主要手段。在光學(xué)金相檢驗中金相試樣的制備是獲取清晰照片和正確結(jié)論的重要環(huán)節(jié)。利用光學(xué)顯微鏡對試樣進行觀察時，其觀察到的信息主要來自試樣表面顏色深淺的變化。我們在制作金相試樣時也是依據(jù)試樣表面不同區(qū)域能量的差異或不同相顏色的差異，通過腐蝕劑的作用，使其顯示不同的顏色。腐蝕程度深的區(qū)域?qū)獾纳⑸鋰?yán)重，腐蝕程度淺的區(qū)域?qū)獾纳⑸漭p微，這樣，在光學(xué)顯微鏡下觀察，顏色就有暗、亮之分，從而能分辨出試樣表面的細微結(jié)構(gòu)，如晶粒邊界、相界、析出物等。用于原位觀察的試樣由于在壓制冷坯時表面已經(jīng)比較平整，因此，在金相試樣的制備過程中只需經(jīng)過砂紙細磨、拋光、腐蝕等過程。前兩個過程的制備方法與一般金相試樣制備并無差別，只是腐蝕過程有其自身的特殊要求。腐蝕的目的是將金屬的顯微組織顯現(xiàn)出來。常用的金相組織顯示法有化學(xué)腐蝕法、電解腐蝕法、金相組織特殊顯示等[4]。本課題組采用的是化學(xué)腐蝕法。

在普通金相試樣的腐蝕中一般經(jīng)常使用氯化鐵鹽酸水溶液進行化學(xué)腐蝕。課題組在利用原位觀察法進行燒結(jié)原位觀察時發(fā)現(xiàn)，原位觀察用的試樣不能按照常規(guī)金相試樣的制作方法制作，原因在于經(jīng)過深度腐蝕的試樣，在光學(xué)顯微鏡下觀察，還未開始燒結(jié)時，外加硬質(zhì)相顆粒顏色已經(jīng)很暗，接近于黑色，以致燒結(jié)開始后無法觀察顆粒表面是否已經(jīng)發(fā)生了變化；如果拋光后的試樣不進行腐蝕，又觀察不到顆粒邊界，也無法了解顆粒邊界在燒結(jié)過程中的變化。課題組經(jīng)過不斷摸索與反復(fù)試驗，針對鋁基二元合金系試樣，調(diào)制出濃度極低的腐蝕液，成分為：氫氟酸 1％、鹽酸 1.5％、硝酸 2.5％，水 95％。腐蝕開始時，用吸管取出一滴腐蝕液，滴至試樣表面 30s左右后立即用清水沖洗、擦酒精、吹干，這樣腐蝕出的試樣燒結(jié)時觀察效果最好。此時，腐蝕后的試樣只顯示出顆粒在基體中的邊界，顏色與基體差別不大，而基體和顆粒中的晶界則看不出來。圖 4 為燒結(jié)時原位觀察中截取的燒結(jié)試樣照片。（a）為燒結(jié)前經(jīng)輕微腐蝕后的試樣。此時，可清晰地分辨出外加顆粒在基體中的輪廓。（b）為燒結(jié)10 min 時，顆粒周圍發(fā)生的組織演變，其中黑色部分表明顆粒與基體間已形成共晶液相。

第8篇：粉末冶金研究范文

關(guān)鍵詞：材料成型；控制工程；金屬材料加工

1材料成型與控制工程概念闡釋

材料成型與控制工程是一個實用性學(xué)科，該學(xué)科剖析各種類型材料的宏觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)轉(zhuǎn)換，深入研究材料熱加工方法和塑性成形方法。材料成型與控制技術(shù)一般應(yīng)用在機械制造行業(yè)、建筑行業(yè)以及設(shè)備加工行業(yè)，技術(shù)水平直接決定了這些行業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量、產(chǎn)品制造效率，關(guān)系到制造行業(yè)的利潤，對于我國工業(yè)發(fā)展起到關(guān)鍵性基礎(chǔ)作用。一般來說，產(chǎn)品設(shè)計必須應(yīng)用材料成型與控制工程理論內(nèi)涵以及具體的加工工藝，確定材料的性質(zhì)、特點以及加工成品的功能，合理規(guī)劃設(shè)計材料加工。金屬材料是目前工業(yè)生產(chǎn)中較為常見的材料，材料成型與控制工程以分析金屬材料性質(zhì)、特點為主，充分考慮到材料成型與控制工程理論內(nèi)容以及金屬材料加工方法，探究材料成型與制造的關(guān)鍵技術(shù)，并利用領(lǐng)先的加工技術(shù)，實現(xiàn)制造技術(shù)的革新，確立我國工業(yè)制造的領(lǐng)先優(yōu)勢。加工金屬材料時，需要應(yīng)用到多種工藝技術(shù)，例如沖壓、擠壓、鍛造、鑄造以及焊接等工藝，這些工藝對技術(shù)水平提出了較高要求，每個技術(shù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯都極易導(dǎo)致成型產(chǎn)品出現(xiàn)瑕疵，成型產(chǎn)品質(zhì)量難以達標(biāo)，其使用性能不能達到相關(guān)要求。因此，使用、加工金屬材料之前，應(yīng)仔細分析材料的物理性質(zhì)、化學(xué)構(gòu)成，并對材料進行測試，使其達到加工成型相關(guān)要求，結(jié)合此種材料的工作環(huán)境特點準(zhǔn)備復(fù)合材料。

2材料成型與控制工程中加工金屬材料的具體方式

2.1機械加工成型方法概述。機械加工成型作為金屬材料加工過程中使用最為頻繁的一種方式，這種方法的優(yōu)勢在于加工簡便，設(shè)備資源較為豐富，加工金屬材料的范圍涉及到多個種類，加工精度高，能夠加工幾乎所有的金屬材料。機械加工設(shè)備由普通機床逐步升級到數(shù)控機床，早期車、銑、刨、磨加工工序是單一的、獨立的，現(xiàn)如今已經(jīng)形成具備綜合加工能力的加工中心，提高了加工效率和加工精準(zhǔn)性。機械加工金屬材料需要結(jié)合產(chǎn)品的材料性質(zhì)、形狀特點，分析選擇對應(yīng)的加工工藝，確定工藝路線，選擇鉆、車、銑等加工方法以及相應(yīng)的加工刀具。通常在對硬度較低的金屬材料進行機械加工時，鉆、銑等加工方式需要應(yīng)用高速某材料刀具，車削加工應(yīng)用硬質(zhì)合金類刀具，此類刀具表面適合涂層使用；在機械加工高硬度金屬材料時，適合選擇金剛石、立方氮化硼、陶瓷等材料制作的刀具，加工時使用切削液，能夠降低加工金屬材料表面和刀具的摩擦力，并將加工時產(chǎn)生的熱量帶走，確保材料加工質(zhì)量達標(biāo)。在機械加工特殊金屬材料時，適合選擇線切割、雕刻、電火花等加工方式，對于表面質(zhì)量有較高要求的，應(yīng)采取磨削加工方式，并根據(jù)具體情況實施拋光處理。2.2粉末冶金成型方法概述。粉末冶金技術(shù)是一種傳統(tǒng)的材料成型與控制工程加工成型技術(shù)，該種技術(shù)在促進我國工業(yè)發(fā)展起到了積極的作用。粉末冶金成型技術(shù)最初應(yīng)用在復(fù)合材料零件的制作過程中，利用壓力成型的工藝完成加工、成型，適合應(yīng)用在尺寸小、形狀單一的零件制造中。該技術(shù)具有較強的適應(yīng)性，能夠應(yīng)用于多種材料，工藝流程并不復(fù)雜，使用時突出增強相分布均勻、組織細密、界面反應(yīng)少的特點。伴隨科技的進步、加工制造技術(shù)的突破，該種技術(shù)也得到了發(fā)展和改進，現(xiàn)如今該技術(shù)主要應(yīng)用于汽車、軍事領(lǐng)域產(chǎn)品制造中，例如預(yù)制破片、剎車片等。應(yīng)用粉末冶金成型技術(shù)生產(chǎn)、制造的金屬產(chǎn)品具有較強耐磨性、較大強度，應(yīng)用在特種工程領(lǐng)域中能夠體現(xiàn)出較高的應(yīng)用價值，例如含油材料制品。粉末冶金成型技術(shù)根據(jù)成型方式劃分成三類：傳統(tǒng)壓制成型方式，注射成型方式，3D打印成型方式。粉末冶金成型技術(shù)在應(yīng)用過程中必須將成型方法與金屬材料的物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、產(chǎn)品特點、產(chǎn)品要求相一致，以此來提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品精度、生產(chǎn)效率。2.3粉末冶金成型技術(shù)分析概述。粉末冶金工藝流程包括配料環(huán)節(jié)、混料環(huán)節(jié)、成型環(huán)節(jié)、脫脂環(huán)節(jié)、燒結(jié)環(huán)節(jié)、后處理環(huán)節(jié)。汽車以及機械設(shè)備使用的齒輪具體以壓制成型的加工工藝為主，這種工藝具有較高的生產(chǎn)效率，且材料成本低廉，產(chǎn)量大，適合規(guī)模生產(chǎn)。輕武器零件類似扳機等，具有較高的機械性能要求和尺寸精度要求，同時該產(chǎn)品形狀復(fù)雜；醫(yī)療器械例如止血鉗等產(chǎn)品要求較高的機械性能和表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；電子零件例如手機按鍵，具有較高的尺寸精度要求和質(zhì)量要求，這些產(chǎn)品都應(yīng)選擇注射成型工藝加工，待燒結(jié)后制品無成分偏析，精度準(zhǔn)確、機械性能好、組織致密、表面質(zhì)量好，密度為7.6g/cm3~7.8g/cm3，后期能夠采用整形、熱處理、表面處理、機械加工工藝進行加工?，F(xiàn)如今，應(yīng)用粉末冶金成型技術(shù)能夠體現(xiàn)出性能良好、效率高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。2.4沖壓、擠壓、塑性成型方法概述。沖壓、擠壓、塑性成型方法的應(yīng)用范圍最廣。技術(shù)人員僅需要結(jié)合基礎(chǔ)材料成型特點，利用模具表面涂層以及技術(shù)，優(yōu)化加工過程中的應(yīng)力狀態(tài)，從而減少材料加工成型中的摩擦阻力，釋放材料壓力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。沖壓、擠壓、塑性成型過程在加工復(fù)合材料時，應(yīng)結(jié)合增強材料比例、材料尺寸、材料強度、材料種類、材料質(zhì)量選取適當(dāng)?shù)臎_壓、擠壓、模鍛及其他塑形方式，進而制造高質(zhì)量金屬材料制品。塑性成型過程中如果被加工金屬強度低，應(yīng)提高加工速度。上述內(nèi)容重點闡釋了應(yīng)用沖壓、擠壓、塑性成型方法時應(yīng)重視模具的設(shè)計、制造、方法、條件。2.5鑄造成型方法概述。鑄造成型加工方法包括熔模法、壓力法、反重力法、消失模法，離心法等，通常應(yīng)用在低精度要求大批量產(chǎn)品成型，這些產(chǎn)品都需要后續(xù)機械加工操作。

3結(jié)語

第9篇：粉末冶金研究范文

關(guān)鍵詞：粉末冶金；水霧化；鐵基；專利

中圖分類號：TB

文獻標(biāo)識碼：A doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.18.103

1.前言

1965年，美國率先采用高壓水霧化技術(shù)生產(chǎn)低碳鋼粉末，雖然當(dāng)時所得粉末成形性差，難以實際應(yīng)用，但卻具有成本低、純度高等特點，從而引起了廣泛的關(guān)注。在隨后的70年代初，德國通過對水霧化鐵粉進行高溫還原，在很大程度上提升了水霧化鐵粉的壓縮成形性，為制備高性能的鐵基粉末冶金零件奠定了基礎(chǔ)，此后水霧化制粉技術(shù)得到快速發(fā)展。

2.水霧化鐵基粉末專利分析

專利申請人所在的國家一般是某項技術(shù)的原創(chuàng)技術(shù)國。一般而言，一個國家在某項技術(shù)中擁有的專利越多，就表明其在該技術(shù)上的原創(chuàng)技術(shù)越多，說明其在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)實力越強。由圖1可以看出，目前，水霧化鐵基粉末的相關(guān)專利主要集中在日本、美國、德國和加拿大等國家。

結(jié)合表1可以看出，中國之所以排在第二，首先與國外申請人在中國申請大量專利有非常大的關(guān)系，其次也與中國的高校在相關(guān)方面進行的研究密不可分。這在一定程度上說明了，我國在水霧化鐵基粉末的研究方面有一定的成績，而在其實際的生產(chǎn)及應(yīng)用等方面則比較落后，相關(guān)的核心技術(shù)依然掌握在國外企業(yè)的手里，這不利于我國快速發(fā)展的粉末冶金企業(yè)的長遠發(fā)展。

由表2可以看出，在全球的專利申請量上，排名前三的申請人分別為日本川崎制鋼公司、日本神戶制鋼公司和瑞典的Hoganas公司，而這三者也是世界上目前較大的幾家水霧化鐵基粉末的生產(chǎn)企業(yè)。3我國水霧化鐵基粉末專利分析

表3為中國專利申請中的中國申請人排名。由表可以看出，我國水霧化鐵基粉末的相關(guān)專利申請中，科研院所占的比重較大。其中，北京科技大學(xué)、中南大學(xué)和鋼鐵研究總院三家科研院所的水霧化鐵基粉末相關(guān)專利申請總數(shù)為31件，占中國水霧化鐵基粉末相關(guān)專利申請總數(shù)的9.3%。這三家科研院所的相關(guān)專利多為實驗研究性質(zhì)的專利，其實際工業(yè)應(yīng)用的可能性比較小，對我國水霧化鐵基粉末的制備和相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的實際貢獻很小。

對比國內(nèi)外主要申請人的相關(guān)專利，可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)申請人的主要研究方向為：粉末成分的微調(diào)、制粉設(shè)備（特別是噴嘴）的改進、制粉工藝的改善等。這些方面都是在國外相關(guān)技術(shù)上的部分改進，這些改進雖能提高粉末的性能，但提高卻十分有限，其所制備出的粉末往往是接近國外相同技術(shù)制備出的粉末。與國內(nèi)申請人不同的是，國外的申請人則往往以大幅度提高粉末的性能，尤其是提高粉末在成形方面的穩(wěn)定性為主要的研究方向。而且其在申請專利時，會故意保留該專利的核心部分不予公開，在獲得了專利保護的同時，又避免其核心技術(shù)外泄。