粉末冶金简介

粉末冶金简介（精选9篇）

篇1：粉末冶金简介

姓名：张丹

学号：11309010 指导老师：张自强

粉末冶金的技术简介

摘要：本文对近几十年以来发展的粉末冶金过程中应用到的各种技术，包括制粉技术、成形技术和烧结技术作了一个简单的介绍。并介绍了粉末冶金的特点、粉末冶金材料以及在各行业的应用。

关键字：粉末冶金 制粉技术

粉末成形技术 引言

粉末冶金是一门古老又现代的材料制备技术。古代炼块技术和陶瓷制备技术都是粉末冶金技术的雏形。18至19世纪欧洲采用粉末冶金法制铂，是古老粉末冶金技术的复兴和近代粉末冶金技术的开端。现代最早出现粉末冶金技术的国家是美国，其在1870年通过粉末冶金技术合成了铜铅轴承，利用其多孔性实现了轴承的自润滑。20世纪起，粉末冶金进入了高速发展的时期。至今，粉末冶金已成为新材料科学和技术中最具有发展活力的领域之一。随着全球工业化的蓬勃发展，粉末冶金行业发展迅速，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航天、航空等领域[1]。粉末冶金的特点

粉末冶金是指把制取的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，经过必要的后处理得到金属材料、复合材料和各种类型制品的工艺技术。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油和熔渗等。粉末工艺的主要过程包括：制粉→原材料的混合→成形→烧结→后处理。

粉末冶金制品的主要特征之一是多孔，制得的粉末冶金制品多是半致密或致密的。利用多孔性可以在制品内加入润滑介质，形成微型自润滑系统，减轻零件磨损程度，提高其使用寿命；利用多孔性在制品内部加入催化剂，可以提高物质的接触面积，提高反应速度和催化效果；也可以利用多孔性制成多样过滤层。此外，多孔性还有利于减轻产品的重量[2]。然而制品的孔隙，不仅能影响制品的物理、化学、力学和工艺性能，还会对精密成形造成一定难度。所以，现在有很多生产高致密、高性能的粉末冶金制品的技术被研究了出来。

粉末冶金还具有其他特点。如：粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏距，消除粗大、不均匀的铸造组织；可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超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；可以实现多种类型的复合，发挥各种材料的特性；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，如新型多孔生物材料、多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷和功能陶瓷材料[3]。除此之外，粉末冶金还具有加工工艺流程短而简单，产品质量好，精度高，原材料利用率高，加工

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姓名：张丹

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效率高，节能节时等优点。粉末冶金的工艺技术 3.1制粉

3.1.1粉末冶金材料类型

粉末冶金材料是用粉末冶金工艺将金属粉末与非金属粉末混合，经成形、烧结后制得多孔、半致密或全致密的材料[4]。粉末冶金材料主要可以分为传统的粉末冶金材料和现代先进粉末冶金材料[5]。1)传统粉末冶金材料

① 铁基粉末冶金材料：作为重要的粉末冶金材料，被广泛的应用于汽车行业。此外，还广泛应用于家用电器、电动工具、农业机械、文体休闲器材。

② 铜基粉末材料：主要有烧结青铜（锡青铜和铝青铜）、烧结黄铜、烧结镍银和烧结铜镍合金和弥散强化铜、时效强化铜合金以及减震铜合金。主要应用于含油轴承，此外，还在摩擦材料、电刷、过滤器、机械结构零件、电工零件等有应用。

③ 硬质合金材料：主要由一种或者多种难溶金属经过碳化形成的一种硬质材料。这种材料是通过金属粘结剂进行粘结，然后经过粉末冶金技术进行制作。主要应用于切削领域。

④ 难溶金属材料：这种材料主要有难溶的金属构成，其熔点高、强度和硬度也相对较高。该材料主要用于航空航天、国防、能源和核研究领域。

⑤ 电工材料：这种材料主要用于电气和仪表领域，如电阻器件、电力管等。⑥ 摩擦材料:这种材料是依靠摩擦力来实现制动和传动功能的部件材料，主要应用在摩擦离合器和摩擦制动器中。

⑦ 减摩材料：这种材料具有低的摩擦系数和好的耐磨性，具有好的自润滑性能，主要应用于动力机械、汽车、拖拉机、飞机等领域。2)现代粉末冶金材料

① 软磁材料：可分为金属软磁材料和铁氧体软磁材料。后者比前者出现的早，其特点是只能通过粉末冶金的方法获得。这种材料具有较高的导磁率和较强的饱和磁化强度，被各个磁行业广泛应用。

② 能源材料：指在发展过程中，能促进新能源建立和发展的材料。主要发展方向是电池、氢能和太阳能。主要应用于能源开发领域。如采用粉末冶金技术制作锂电池正负极材料、储氢合金、燃料电池的阳极材料、太阳能光电、光热材料、风能中的机械制动材料、核结构

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材料等[6]。

③ 生物材料：这种方法主要应用于医学领域，应用钛合金被多次研究，诸如李元元等用粉末冶金法合成高强低模超细晶医用钛合金[7]。3.1.2制粉技术

制粉按其过程实质分为两类：机械法和物理法。机械法是将原材料粉碎，但是其化学成分基本不发生变化；物理法是借助化学的或物理的作用，改变原料的化学成分或聚集状态而获得粉末。

1)机械法主要有机械粉碎法和雾化法。

①

机械粉碎法主要的方法是球磨法。它是将金属、金属化合物及合金放入球磨机内，在碾磨球强烈的搅动下，受到冲击力、碾磨力、剪切力和压力的不断作用，使之发生变形、破碎和冷焊接的一种粉末制造技术。现在应用较广的机械合金化技术中采用了高能球磨技术，其特点是能制造出超细材料。在球磨过程中，金属和非金属混合物会发生严重的晶格畸变，得到高密度的缺陷和纳米级的精细结构。目前，高能球磨法被广泛应用于合金、磁性材料、超导材料、金属间化合物、过饱和固溶体材料以及非晶、准晶纳米晶等亚稳态材料的制备[8]。② 雾化法。快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的方法，此种方法可以有效减少合金成分的偏析，通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶、或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。

按照击碎的方式不用，雾化法又可以分为气体雾化、高压水雾化和离心雾化。气体雾化法所用的雾化压力一般为2-8MPa，制得的粒径一般为50-100mm，多为表面光滑的球形。近年发展起来的一种新的紧耦合气体雾化喷枪，可以极大的提高细分率，粒径为30-40mm,粉末占75%左右，粉末的冷凝速度也相应有了提高。高压水雾法是20世纪60年代中期建立起来的技术，其采用密度较高的水作为雾化媒介，其冷凝速度比一般气体雾化要高上许多，一般是提高一个数量级，但是其产生的粉末颗粒形状多为不规则。离心雾化法是利用机械旋转造成的离心力使得金属溶液克服表面张力，以细小的液滴甩出，然后再飞行过程中被冷凝、球化的过程。离心雾化法几乎适用所有金属和合金粉末的制取，还可以制取难溶化合物（如氧化物、碳化物）粉末，也是目前制取高纯、无污染难溶金属和化合物球形粉末最理想的方法，但是其生产过程的自动化产业还未成熟，生产能力低，价格高[9]。

2)物理法。物理法有还原法、化学沉淀法、合金分解法和电解法等。其中应用最大的是还原法和电解法。还原法是用还原剂在一定条件下将金属氧化物或金属盐类等进行还原而制取粉末的一种方法；化学沉淀法是用一种或者多种金属盐溶液，通过化学反应形成沉淀物，然

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后脱除溶剂和加热分解的制粉方法；合金分解法是选择一种溶剂，只溶解合金中某一成份，再将不溶解的成分分离出来获得金属粉末；电解法是电解金属盐的水溶液使得金属阳离子在阴极上沉积或进行熔融盐电解而获得金属粉末[10]。

3.2成形

成形的目的是将粉末制成具有一定形状和尺寸的坯料，制得的坯料具有一定的强度和密度。目前，粉末成形的方法有很多，归纳起来可以分为有压成形和无压成形。无压成形是指粉末在不受压力的作用而得到一定尺寸和形状坯料的成形方法，又称作粉浆浇注成形法，利用毛细管原理让石膏模具吸收浆料（粉末与液体（水、甘油、酒精等）的混合）中的液体，使得粉末在模具中固化成形的过程。有压成形是指粉末在压力作用下得到一定尺寸和形状坯料的成形方法，如注射成形技术、温压成形技术、热压成形技术、等静压成形技术和高速压制成形技术等。3.2.1注射成形技术

粉末注射成形技术（powder injection molding，简称PIM）是将塑料注射成形的思路和方法应用到粉末成形上的一门新技术。粉末成形技术的基本工艺过程是：将粉末与粘结剂混合后，在一定温度下使得粘结剂熔融，然后进一步混合均匀，在注射剂压力作用下，从注射剂喷嘴射入模具，经冷却脱模后得到生坯，实现粉末成形。粉末微成形注射技术的原理与传统的粉末注射成形是一致的，只是最后得到的生坯的尺寸是在微米级，且其粉末粒径亦为微米级别，加大了的制粉的难度，此外，其模具需采用微加工技术加工。北京科技大学自行研制开发了具有自主知识产权的粉末微注射成形用模具，并成功注射成形出齿顶圆直径小于1mm的微型齿轮[11]。

粉末注射成形可以获得组织结构均匀，力学性能优异的净成形零部件，制造比传统的工艺要低，且通过注射成形的零件一般都不需要在经过机械加工，而且能加工出传统粉末冶金方法不能制造的各种形状复杂的零件。现在粉末注射成形生产已实现一体化，自动化程度高。3.2.2温压成形技术

温压成形技术于1994年国际粉末冶金和隔离材料会议上，由美国Hoeganaes公司公布，被国际粉末冶金界誉为“导致粉末冶金技术革命”的新成形技术[12]。粉末温压技术，顾名思义其加压温度介于室温和热压温度之间，一般为100-150℃，在压力作用下混合粉末（粉末加高温润滑剂）在预热的封闭钢模中被加压成形。其特点是：制造铁基粉末冶金零部件的成本低；能使生坯致密；制品强度高；可以制造复杂形状零件；密度均匀等。3.2.3热压成形技术

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热压成形过程中，将成形与烧结两个工序一并完成，它是对装有粉末的模腔加压并加热，温度达到正常烧结温度或更低一些，在短时间内完成烧结得到致密均匀的制品。热压成形按照加热方式可以分为电阻间接加热、电阻直接加热和感应加热三种。第一种方式是采用碳管发热，对模具和粉末同时加热；第二种方式是采用压横材料发热，使得模具成形部位的温度要高于其他部位。第三种方式由于粉末坯料中的涡流大小与密度相关，而坯料密度在热压成形过程中会变大，造成电阻降低，涡流发热减小，所以感应加热的温度是不好控制的。热压成形的优点是可以制成全致密的材料。但是，热压成形中温度的均匀性和稳定性不好把握。3.2.4等静压成形技术

等静压成形过程的基本原理是将混合粉末经过真空吸粉，气动填料输入等静压成形机的模具（橡胶模具或塑料模具）中，在通过介质（水或油或气体）向各向施加均等的压力，压制成致密、结实的制品。等静压成形又可分为冷等静压和热等静压，前者传递压力的介质是水或油；后者传递压力的介质是气体。等静压成形的特点是能制成形状复杂的零件；制品密度均匀，强度高；成本低廉；在较低温度下可以值得接近完全致密的材料。然而，其制品表面精度和光洁度比钢模压制法低；生产率低；模具寿命短。3.2.5高速压制成形技术

高速压制成形的基本原理是通过高速运动的垂头产出强烈的冲击应力波，在很短时间内（0.02s）将冲击能量通过压模传递粉末进行致密化，通过附加间隔（0.3s）的高频冲击应力波可以进一步提高材料的密度，从而使得制品性能更加优异。具有密度高，分布均匀，径向弹性后效小容易脱模、生产率高、成本低等特点。高速压制成形技术近几年来成为了研究热点，各种研究成果得到了证实，华南理工大学肖志瑜教授等人提出了一种高速压制和温压相结合的温高速压制的技术思路，通过一系列实验表明，该方法能否获得更高的压坯密度，取决于粉末的种类和特性；华南理工大学邵明教授等人，自行设计和制造了一种基于机械弹簧蓄能的粉末冶金高速压制压力机，并用于基础探索研究[13]。

3.3烧结

烧结作为粉末冶金过程中最重要的工序，一直以来是人们研究的重点。一个好的烧结工艺，不仅能提高粉末冶金制品的力学性能，还能降低物质和能源消耗。

3.3.1放电等离子体烧结（SPS）

放电等离子体烧结，是将瞬间、断续、高能脉冲电流通入装有粉末的模具上，在粉末颗粒间会产出等离子体放电，能迅速消除粉末颗粒表面吸附的杂质和气体，并加速物质高速度的扩散和迁移，导致粉末的净化、活化和均化。它是一种集等离子体活化、热压、电阻加热

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为一体的加工工艺，具有烧结时间段、温度控制准确、烧结样品颗粒均匀、致密性好等优点。王兴华等[14]采用机械合金化技术制备的Fe75Zr3Si13B9粉体，通过放电等离子体烧结技术在不用温度下将非晶合金粉体制备成了d20 mm×7 mm的块状非晶纳米晶合金。研究表明，在500MPa烧结压力下，随着烧结温度的升高，非晶相开始晶化形成非晶纳米晶双相结构。同时，样品的致密度、抗压强度、微观硬度、饱和磁化强度显著提高。最后在500MPa的烧结压力和863.15 K的烧结温度下,获得密度6.9325 g/cm3、抗压强度1140.28MPa、饱和磁化强度1.28 T的非晶纳米晶磁性材料。3.3.2选择性激光烧结成形（SLS）

选择性激光烧结成形（SLS）是将三维数值模型分解成一系列二维层片结构后，由计算机控制激光束移动，进行逐层烧结，最后形成三维实体。在SLS过程由三个部分组成，分别是激光源、粉末摊铺系统和气氛控制系统。激光源发射的激光束功率、扫描速度和方式对烧结精度有重要影响。粉末摊铺密度、厚度对粉末烧结致密性有影响，一般是粉末摊铺密度越大、厚度越薄，烧结得到的制品越致密，精度越高。气氛的作用是防止粉末在烧结过程中被氧化，通常有氮气、氩气等。

选择性激光烧结成形的特点是无需模具就能直接烧成近净形致密零件，成形灵活性强、周期短、原料广泛，适合制造不同材料和复杂形状的零件。在汽车、造船、机械、航空与航天领域得到广泛应用[15]。3.3.3场活化烧结技术

场活化烧结技术是利用外场的活化作用实现低温快速烧结致密化的一种烧结技术。在烧结的初始阶段施加一个脉冲电流，使得粉末颗粒间产生电火花或等离子弧，在其作用下粉末表面的氧化膜和杂质被清除，粉末颗粒直接接触并发生烧结形成烧结颈，戒指同时施加大电流和一定压力，使得粉体致密化。与传统的烧结方法比，烧结时间短，烧结过程对粉末微观组织影响小，制品纯度高。在日本已应用于工业化生产软磁和硬磁材料以及切削工具[16]。结束语

随着新材料的不断开发研究，粉末冶金技术越来越多应用到各种新材料的加工制造中，粉末冶金制品的应用领域不断扩大，对粉末冶金技术的改进技术不断被开发提出。我国的粉末冶金技术与发达国家比还尚有差距，因此，我们要及时开发具有自主知识产权的粉末冶金新技术。

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姓名：张丹

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参考文献

[1]黄伯云,易键宏.现代粉末冶金材料和技术发展现状

（一）[J].上海金属, 2007, 29(3):1-7.[2]现代粉末冶金技术简介[J].金属世界, 2010,(3):1-7.[3]韩明刚.关于粉末冶金技术的发展趋势研究[J].现代企业教育, 2008,(18):108.[4]焦健,彭芳.浅析粉末冶金材料[J].内蒙古石油化工, 2013,(5):63-64.[5]魏建华.粉末冶金材料的分类及应用分析[J].科技与企业, 2013,(23):359.[6]郭志猛,杨薇薇,曹慧钦.粉末冶粉末冶金技术在新能源材料中的应用[J].粉末冶金工业, 2013, 23(3):10-20.[7]李元元,邹黎明,杨超.粉末冶金法合成高强低模超细晶医用钛合金[J].华南理工法学学报, 2012, 40(10):43-50.[8]袁慎坡,陈萌莉.高能球磨法细化合金钢粉末工艺的研究[J].新技术新工艺, 2007,(6):84-86.[9]郭菁.粉末冶金技术的发展概述[J].新疆有色金属, 2013,(1):151-153.[10]郭青蔚.粉末冶金工艺发展现状[J].世界有色金属, 1998,(1)：8-9.[11]潘豪.微成形技术的研究概述[J].电子世界, 2013,(18):171-172.[12]周洪强,陈志强.粉末冶金温压成形技术的研究现状[J].钛工业进展, 2007, 24(5):5-8.[13]马春宇,肖志瑜,李超杰等.粉末冶粉末冶金高速压制成形技术最新研究进展[J].粉末冶金工业, 2012, 22(2):55-59.[14] Xing-hua WANG，Ge WANG，Yu-ying ZHU.Fe75Zr3Si13B9 Magnetic Materials Prepared by Spark Plasma Sintering[J].Science Direct, 2014,(24):712-717.[15]余文焘,欧阳鸿武,杨家林等.粉末选区激光烧结—一种新型粉末冶金成形技术[J].稀有金属, 2006, 30(12):80-83.[16]全球五金网.场活化烧结技术.[EB/OL].[2012-12-11].http://cn.made-in-china.m/info/article-4401684.html.

篇2：粉末冶金简介

冶金学社隶属兰州资源环境职业技术学院院团委。挂靠于冶金工程系。我们创建这个社团就是为了对冶金工程系四大专业进行更进一步的了解与掌握，扩充我们的知识面，向全院同学介绍相关知识，拓展专业理论学科；它是一个为学生服务，给同学们一个锻炼平台的社团，同时为学院的建设贡献一份力量；它也可以帮助我们学好自己的本职专业，巩固专业知识，实践专业理论；在工作方面可总结一些经验，有利于今后的工作需求，更好的让学生在社会实践中获得专业技能。

冶金包括两大部分 一部分是冶金，利用矿产资源加工成钢铁，以及日常生活用品。另一部分是煤化工，都是以矿产资源为原料，通过化学工艺将其转化为化工产品的所有生产过程的统称。经化学方法将煤炭转为气体，液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业，包括焦化、电石化学、煤气化等。

社团的精神；创新求变、积极发展、勤奋锻炼、坚持不懈 社团的性质：为学生服务，给同学们一个锻炼的平台 社团的宗旨：巩固专业知识，实践专业理论

发展的方向: 面向全院同学，介绍相关知识

社训；辉煌冶金、齐力同心、团结奋进、严谨创新

机构的设置：

冶金技术部(主要对专业知识的巩固和实践)

煤炭深加工与利用部（主要对专业知识的巩固和实践）矿物加工部（主要对专业知识的巩固和实践）选煤技术部(主要对专业知识的巩固和实践)

篇3：冶金用钢水罐加载试验装置简介

关键词：钢水罐,转炉,加载试验装置

1 加载试验要求

1.1 根据AQ2001-2004中8.1.2的规定:以1.25倍负荷进行重负荷试验合格后方可使用。

1.2 在钢水罐制作厂家没有铁水, 不能按实际使用情况进行重负荷试验, 只能模拟使用工况进行试验。

1.3 采取向钢水罐内添加高密度固体颗粒物料的方法, 费时费力, 工人劳动强度大, 费用高, 效率低。

2 加载试验原理

2.1 正常使用下钢水罐受力情况如图1

钢水罐受向下的重力G, 耳轴受向上的拉力F1, F2, 罐壁内侧产出压力P。

2.2 本试验装置模拟钢水罐受力时情况进行设计。利用液压千斤顶将力传给横梁及底盘支座, 再由两端吊臂传递给耳轴, 底盘支座传递给罐底, 使耳轴受竖直向上的拉力, 罐底受竖直向下的压力, 受力情况与承载钢水时受力情况相似。

2.3 使用钢水罐加载试验装置时钢水罐受力情况如图2

2.4 加载试验装置产生支反力R1、R2、R3、R4;当R1+R3=G时, 会在耳轴上产生向上的力F1'、F2', 在罐底产生向下的力G', 且F1'=F1, F2'=F2, G'=G。

2.5 罐体内侧压力为一平衡力, 且在水平方向, 可不进行考虑。竖直方向的受力情况在加载实验时与正常使用时类似。

3 加载试验装置 (如图3、图4、图5)

4 加载力计算

以钢水罐最大负荷重量为180t时计算

钢水重量:G1=180t

耐材重量:G2=52t

钢水罐本身重量:G3=32t

试验时的加载力F=G1*1.25+G2+G3=309t即R1=R3=F/2=154.5t。

5 试验步骤

5.1 将序号4底盘支座放在罐体内, 底盘支座底面与罐底平面接触。

5.2 将序号3千斤顶放置在罐体支座上部, 左右分别放置1件, 共2件。

5.3 将序号1横梁放置在罐体上, 方向沿着千斤顶放置方向。

5.4 将吊臂分别悬挂在横梁两端, 吊臂中心线与耳轴中心线重合。

5.5 接通千斤顶油路, 进行加载压力试验。

5.6 缓慢地按0-25%-50%-75%-100%分段加压。达到设计载荷 (换算后的液压泵工作压力) 后, 稳压15分钟。

5.7 液压千斤顶为同步液压千斤顶 (一拖二) 。实验时查看压力表显示, 对照吨位换算表确定顶力大小。

5.8 卸压间隔20分钟后重复5.6加压试验, 反复5次。

5.9 加压试验全部结束后, 试验完毕。

6 测量检验记录

6.1 加载试验前对耳轴周边筋板焊缝进行探伤, 加载试验后进行检验看是否有变化。

6.2 加载试验前对耳轴进行UT探伤, 加载试验后进行检验看是否有变化。

6.3 加载试验前对罐口直径进行测量, 加载试验后进行检验看是否有变化。

7 结论

经过加载试验后, 如需要测量项在加载试验后与加载实验前无变化, 视为合格。

8 注意事项

加载试验时罐体及试验装具承载压力较大, 为确保人员安全, 现场工作人员撤离后再进行打压试验。

参考文献

[1]AQ2001-2004.炼钢安全规范.

[2]GB25683-2010.钢液浇包安全要求.

[3]GB_713-2008.锅炉和压力容器用钢板.

[4]JBT6061-2007.无损检测焊缝磁粉检测.

[5]YB4175 (2008) .冶金用钢水罐.

篇4：冶金工程专业简介

说起冶金工程,在我国可以追溯到商周时期的青铜器时代。那时,丰富的冶铜技术就成为了中国冶金工业的源头,并迅速把整个青铜技术推到更高的阶段,建立了世界上最为光辉灿烂的“青铜文明”。

之后,我国的冶金技术在世界上又率先取得了突破:在漫长的冶炼过程中,人们逐渐掌握了金属冶炼所需要的高温技术和较高水平的冶金处理技术,如柔化处理技术、炒钢技术、百炼钢技术、灌钢技术等。公元十五世纪,在明代中叶我国已开始大量生产金属锌。在宋应星的《天工开物·五金》中,有关于密封加热冶炼“倭铅”(即锌)方法的记载。明代的钱币“永乐通宝”也具有较高的含锌量。而欧洲到了十八世纪才开始冶炼锌。此外,宋应星的《天工开物》记载了我国古代冶金技术的许多成就,如冶炼生铁和熟铁的连续生产工艺,退火、正火、淬火等钢铁热处理工艺等。

冶金工业是我国的支柱产业

新中国成立以来,国家一直非常重视冶金工业的发展。截至2008年5月,我国黑色金属冶炼及压延加工业企业数量达7151家,其中炼铁业869家,炼钢业363家,铁合金冶炼业1561家,钢压延加工业4358家。全部从业人员年平均人数达300.49万人,全行业资产总额33221.69亿元。这些数据表明,我国钢铁行业在工业经济中的地位十分重要。钢铁工业是中国国民经济的基础产业,对国民经济的发展有着举足轻重的作用。

钢铁材料在现代社会保持优越地位的原因在于:

(1)资源丰富。Fe占地壳的5%,丰度排在第四位,而且有高品质的大矿床可供开采。2004年开始,世界粗钢年产量超过10亿吨。

(2)容易冶炼。钢铁的大量生产的方式早已确立,近年来,钢铁企业在大型化、高速化、连续化、自动化方面不断进步。

(3)强度、硬度、韧性等性质可以满足一般结构材料的要求。

(4)多用途,性能可调节。通过合金化、热处理、特殊加工工艺等,可以在广泛的范围内对性能进行调节。最近开发了多种技术,使钢铁材料从结构材料向功能材料转化。除了不锈钢以外,有些钢材具有耐热、电磁、热电转换、超硬、减震、多孔等功能。

尽管钢铁材料有很古老的历史,在未来相当长的一段时期内,其优势和特性依然是其它材料所不可比拟和替代的。其冶炼和加工工艺还是经常导入时代的尖端技术而不断创新、发展。铁是人类社会发展的重要原因,没有铁就没有现代社会。铁是现代社会的骨骼,能源是现代社会的血液。作为人类用量最大的结构材料和产量最高的功能材料而言,钢铁材料的地位在可预见的将来不会改变。

虽然钢铁工业在西方被视为“夕阳工业”已经多年,但是钢铁工业的经济价值是不可低估的。2004年,全世界钢铁工业的经济价值已超过62000亿美元;2006年,达到72000亿元人民币。1996年以来,中国钢产量已经连续13年超过1亿t,2008年中国粗钢产量达到5.02亿t,占世界粗钢总产量13.30亿t的37.75%。我国钢产量占世界产量的比重继续增加。我国的人均钢材消费量还比较低,与发达国家相比差距较大,我国的基础设施建设很不完善,有些方面还很落后,加工和制造业对新材料还有相当大的需求,其它国民经济部门对钢材的需求仍然旺盛。随着国民经济的发展,钢铁工业还有相当的发展空间。

冶金工程专业属紧缺专业

那么,冶金工程是一门什么样的学科呢?

冶金工程是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科,培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。

高新技术和学科发展相结合是冶金工程专业的一大特点。主要体现在以下两个方面:一是通过冶金过程的优化和新技术开发,最大限度地满足相关产业对高品质冶金材料的要求;二是最大限度地减少冶金生产的资源和能源消耗,减少对环境的污染,这也是该专业的前沿主攻方向。考虑到我国冶金行业清洁化生产水平低和特有的复合矿资源多样化的特点等因素,该专业不仅要致力于研究流程中废弃物的减量化、再资源化和无害化处理技术,而且还要对复合矿冶炼技术进行环保和经济意义上的评价和指导,并在此原则下开发复合矿的综合利用技术,最终实现我国高品质冶金材料的生态化生产。

根据以上特点,冶金工程专业主要有三大分支:冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金。除了一般工科专业的基础课程和专业基础课程以外,冶金工程专业的学习内容主要包括:冶金与材料物理化学、材料制备物理化学、冶金和能源电化学;钢铁和有色金属冶金新工艺、新技术和新装备、冶金资源综合利用、优质高附加值冶金产品的制造和特殊材料的制备技术等。

由于冶金工程专业培养的学生基础宽厚、理论扎实、技能全面,同时又具备冶金和金属材料加工等方面的知识和技能,毕业生择业面宽,适应能力强。毕业生可以到冶金、化工、材料、环境保护及其相关行业的生产、科研和管理部门从事生产技术管理、工程设计、技术开发、新型结构材料和功能材料的研制和开发等工作,也可以到高等院校和高等职业学校从事专业教学工作。冶金工程专业学生的就业前景十分广阔,目前,全国仅有20多所高校开设有此专业,每年培养的专业人才非常有限,而市场需求量又特别大。祖国蓬勃的建设事业需要冶金工程方面大量的专业人才,钢铁冶金、有色金属冶金企业等都是学子们一展身手的好地方。

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武汉科技大学冶金专业历史悠久,冶金工程专业是武汉科技大学传统的优势和特色专业。其钢铁冶金学科始创于1953年(专科),1958年开始招收炼铁和炼钢专业本科生。1979年,炼钢和炼铁专业合并建立钢铁冶金专业;1998年,将钢铁冶金和冶金物理化学、冶金传输原理、有色冶金等专业方向组合建成冶金工程系,本科生按冶金工程一级学科招生。

经国务院学位委员会批准,钢铁冶金学科于1986年获得工学硕士学位授予权,2003年获得工学博士学位授予权。2001年获批冶金工程领域工程硕士授予权。冶金工程一级学科2005年获得工学硕士学位授权点(涵盖钢铁冶金、有色金属冶金和冶金物理化学三个二级学科)。2007年批准建立冶金工程博士后流动站。

1994年,武汉科技大学冶金工程一级学科所属二级学科钢铁冶金被原冶金部和湖北省评定为重点学科,2000年,被评为湖北省首批“楚天学者”特聘教授设岗学科,有钢铁冶金和冶金物理化学两个“楚天学者”特聘教授岗位。2004年,被评为湖北省有突出成就的创新学科,并获湖北省教育厅批准开展冶金工程品牌专业立项建设,2008年验收通过。2005年,冶金工程一级学科被评为湖北省重点学科,2008冶金工程一级学科被评为湖北省优势学科和教育部第三批高等学校特色专业建设点。

篇5：粉末冶金简介

1999年新当选中国工程院院士简介(化工冶金与材料工程学部部分)

王静康院士简介 王静康,女,汉族,1938年生于河北省.1960年天津大学化工系有机合成专业本科毕业,1965年天津大学化工系化学工程专业研究生毕业.

作 者：作者单位：刊 名：材料导报 ISTIC PKU英文刊名：MATERIALS REVIEW年，卷(期)：200014(2)分类号：关键词：

篇6：粉末冶金试题2

一、名词解释：（5分×4=20分）

1.活化烧结

2.机械合金化

3.瞬间液相烧结

4.松装密度

二、问答题（50分）

1.简述在目前材料技术中获得纳米晶材料十分困难的原因。（10分）

2.还原铁粉与雾化铁粉在工艺性能上有何差异？它们在制造铁基粉末冶金零部件时有什么特点?（20分）

3.液相烧结的三个基本条件是什么？它们对液相烧结致密化的贡献是如何体现的？（20分）

三、论述题（三选一，30分）

1.论述粉末冶金原料制备技术中存在的难点，并尝试给出自己的解决方案构想。（制备技术任选一种展开论述）

2.论述粉末冶金成型技术中存在的难点，并尝试给出自己的解决方案构想。（成型技术任选一种展开论述）

篇7：粉末冶金基础知识

粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点：

1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。

2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。

3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。

粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。随着粉末冶金生产技术的发展，粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。粉末冶金是将金属粉末（或掺入部分非金属粉末）经过成形和烧结，制成金属材料或机械零件的一种加工工艺方法．它既可以直接制成符合装配要求的零件，也可以生产一般冶炼方法难以生产的金属材料和制品．粉末冶金广泛的应用于机械、冶金、化工、交通、运输、以及航空航天工业。

粉末冶金的生产工艺过程客分为以下五个阶段：

一）制粉

制粉是将原料制成粉末的过程。常用的制粉方法有机械法和氧化物还原法。１。机械法 是利用球磨或利用动力（如气流或液流）使金属物料碎块间产生碰撞、摩擦获得金属粉末的方法。

２。氧化物还原法 是用固体或液体还原剂还原金属氧化物制成粉末的方法。

二）混料

混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合，并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种，分别用于不同要求。

１。干式 用于各组元密度相近且混合均匀程度要求不高的情况。

２。半干式 用于各组元密度相差较大和要求均匀程度较高的情况。混料时加入少量的液体（如机油）。

３。湿式 混料时加入大量的易挥发液体（如酒精），并同时伴以球磨，提高混料均匀程度，增加各组元间的接触面积和改善烧结性能。为改善混料的成形性，在混料重要添加增塑剂。

三）成形

成形是将混合均匀的混料，装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。压形常用的方法哟以下两种：

１。常温加压成形 在机械压力下使粉末颗粒间产生机械噬合力和原子间吸附力，从而形成冷焊结合，制成形坯。优点是对设备、模具材料无特殊要求，操作简便；缺点是粉末颗粒间结合力较弱，形坯容易损坏，形坯由于是在常温下成形，因此需要施加较大的压力克服由于粉末颗粒产生塑性变形而造成的加工硬化现象。另外，常温加压成形的形坯的密度较低，因此其孔隙度较大。

２。加热加压成形 高温下粉末颗粒变软，变形抗力减小，用较小的压力就可以获得致密的形坯。

四）烧结

烧结是通过焙烧，使形坯颗粒间发生扩散、熔焊、再结晶等过程，使粉末颗粒牢固地焊合在一起，使孔隙减小密度增大，最终得到“晶体结合体”。从而获得所需要的具有一定物理及力学性能的过程

五）后处理

粉末冶金制品经烧结后可以直接使用；但当制品的性能要求较高时，还常常需要进行后处理。

常用的后处理方法有以下几种：

１。整形 将烧结后的零件装入与压模结构相似的整形模内，在压力机上再进行一次压形，以提高零件的尺寸精度和减少零件的表面粗糙度，用于消除在烧结过程中造成的微量变形。

２。侵油 将零件放入１００－２００℃热油重或在真空下使油渗入粉末零件孔隙中的过程，经浸油后的零件可提高耐磨性，并能防止零件生锈。

３。蒸汽处理 铁基零件在５００－６００℃水蒸气中处理，使零件内外表面形成一层硬而致密的氧化膜，从而提高零件的耐磨性和防止零件生锈。

４。硫化处理 将零件放置在１２０℃的熔融硫槽内，经十几分钟后取出，并在氢气的保护下再加热到７２０℃，使零件表面孔隙形成硫化物。硫化处理能大大提高零件的减磨性和改善加工性能。

篇8：粉末冶金技术的应用

1 粉末冶金技术的简介

粉末冶金是一种通过制取金属或金属粉末作为原料, 经过烧结和成形, 而制造各种金属材料、复合材料以及各种制品的冶金工艺技术。在上个世纪50年代后, 粉末冶金技术得到了空前的发展, 期间产生了众多的新型技术装备、新型生产工艺以及新的制品和材料, 开拓出了一些可制造出新型材料的领域, 而这一领域也成为现代工业的最主要组成部分。粉末冶金其在技术原理上和陶瓷工艺也存在一些相似之处, 故在陶瓷材料的制备上, 粉末冶金也可以应用其中[1]。

2 粉末冶金技术的应用领域

粉末冶金技术在现代工业生产中具备诸多优势, 属于新兴材料的敲门砖, 在新材料的发展上起着绝对性的作用, 而粉末冶金技术的具体应用领域主要集中在以下几个方面。

首先, 粉末冶金技术在应用中可以实现最大程度上的减少合金成本的偏聚, 继而可起到消除粗大、不均匀铸造组织的问题。因此, 粉末冶金技术被广泛的应用在了稀土储氢材料、高温超导材料、高性能稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土催化剂以及众多新型金属材料的制造中[2]。

其次, 被应用于制造一些具备极优良的磁学、力学、光学以及电学性能的材料, 例如微晶、准晶、非晶、超饱和固溶体以及纳米晶等非平衡化材料。

再次, 粉末冶金技术也被广泛应用于生产一些多类型复合的材料, 并且通过粉末冶金技术还可以实现各组成材料之间的特性有机融合, 是一种具备高性能、低成本生产的陶瓷复合材料和金属基的冶金工艺。此外, 面对一些普通熔炼技术难以生产的特殊性能、结构的功能陶瓷材料和材料, 例如多孔分离膜材料、新型多孔生物材料等, 也可以使用粉末冶金技术进行制作。

最后, 粉末冶金技术在应用中对于大多数材料都可实现自动化批量及可实现自动化批量生产, 因此在生产能源的消耗上也可以实现很大的降低, 是一种可对材料进行再生利用的新型技术。是一种可以充分应用尾矿、矿石、轧钢铁鳞、炼钢污泥以及回收旧金属作为原材料的高能环保型的冶金技术, 其在综合利用、材料再生等诸多方面都有十分突出的优势, 是冶金行业的一类新技术, 也是具有广阔发展前景的一类新技术。

3 粉末冶金技术的发展前景

在汽车行业和航空工业快速发展的背景下, 粉末冶金技术也必然会朝着新的方向发展, 其在强度和质量上均可得到一定程度的提升和改善, 具体而言粉末冶金技术在未来的发展上, 必然朝着三个方面发展。首先, 是朝着全致密化的方向发展, 其重点为纳米粉以及超细粉末;其次, 为朝着集成化、低成本化以及高性能化的方向发展;最后, 粉末冶金技术最终必然会发展成一个产业, 进而粉末冶金技术也会朝着产业化的方向发展。

4 结束语

综合上述分析可知, 粉末冶金技术是上个世纪50年代开始蓬勃发展起来的一种新型冶金技术工艺, 在六七十年代的快速发展中其已经在汽车制造行业以及飞机制造行业中起着不可代替的作用, 能够制造出很多常规冶金技术难以制造的材料, 并且具备低成本、可再生的诸多优势。就目前世界上的粉末冶金技术水平而言, 美国仍然处于先进的水平, 我国在未来粉末冶金技术的应用上, 首先需要认知到粉末冶金技术的发展前景, 进而提前做好准备, 大力提升我国的制造业水平。

摘要：粉末冶金技术是一种十分特殊的制造技术, 具有无切削、效率高、制品少以及效率高等诸多优势, 在未来的发展方向上会逐渐朝着高性能、高致密以及低成本化和集成化发展, 因此受到了广大设备零件设计和制造人员的重视。基于此, 首先介绍了粉末冶金技术的概念, 进而分析了粉末冶金技术的应用领域, 最后简单论述了粉末冶金技术的发展前景。

关键词：粉末冶金技术,应用,领域,探究

参考文献

[1]曲选辉, 张国庆, 章林, 等.粉末冶金技术在航空发动机中的应用[J].航空材料学报, 2014, 34 (1) :1-10.

[2]冯士超, 王艳红, 丁瑞锋, 等.粉末冶金在钢铁企业的应用及发展前景[J].粉末冶金技术, 2015, 33 (4) :296-300.

[3]王东辉, 郑欣, 夏明星, 等.铌基高强合金的微观组织和力学性能[J].热加工工艺, 2013, (04) .

[4]张宇, 徐轶, 葛昌纯, 等.固溶处理对喷射成形FGH4095组织的影响[C].第十二届中国高温合金年会论文集.2011.

篇9：黄培云:“中国粉末冶金之父”

风雨求学，毅然回国

黄培云，1917年8月23日生于北京市，祖籍福建省闽侯县（今福州市）。其父在海关工作，经常易地任职，全家随行。因此，黄培云小学读于北京，初中读于烟台，高中读于苏州。但这并没有影响他的学业，反而使他开阔了眼界，增长了不少见识。

由于勤奋好学，1934年，他以优异的成绩考入了清华大学化学系。1935年，为了挽救民族危亡，他毅然参加“一二·九”运动。1937年，日本侵略军进占北平，清华大学迁至长沙，与北京大学、南开大学组成西南临时大学，不久又西迁昆明成立西南联合大学。1938年2月，黄培云参加由闻一多等教授率领的步行团，并担任学生小组长，风雨兼程，历时两个多月，从长沙步行到昆明。这次步行对黄培云一生影响极大。在忆及这段往事时，他说：“它不但锻炼了我的身心，更重要的是深入穷乡僻壤，了解到不少民间实际情况与疾苦，使我进一步向进步与革命靠拢。”同年9月，黄培云大学毕业，在清华大学金属学研究所任助教。

1940年，黄培云考取清华大学第五届公费留美生，在麻省理工学院研究生院攻读博士学位。1945年获科学博士学位后，他继续在该院从事博士后科学研究工作。

为了中华民族的振兴，黄培云毅然偕同已入美国籍的夫人于1946年底回到了祖国，以图科学救国。1947年春，他受聘到武汉大学矿冶系任教授和系主任。

建校不是做好桌子板凳就行

1952年，国家对高等学校进行教学改革与院系调整，决定将武汉大学、湖南大学、广西大学、南昌大学的矿冶系，中山大学的地质系，以及北京工业学院的选矿系进行调整合并，成立独立的中南矿冶学院。该学院定位为以培养有色金属工业需要的人才为主，时任武汉大学矿冶系主任的黄培云参与了筹建工作。

校址最后选定在湖南长沙。“建校时最困难的是没有人，我们就在长沙即将毕业的学生中找几个能干的。”黄培云生前回忆道。他们先对学校的桌椅板凳、实验台需要多少木头进行估算，再去买木头，并且总能买到最好的木头。之后，他们又买了马达和锯片，自己装了锯木头的机器。很快木工厂建起来了。“说是木工厂，实际上除了那台锯以外，什么都没有。但学生们就是用它制作了一大批小板凳。”黄培云生前回忆起建校情景时娓娓地说道。

然而，建校不是把桌子板凳做好就行了。几所学校的师生加起来有好几百人，加上当时交通不便，从四面八方赶到长沙来这个过程就不简单。修整校舍时实在买不到瓦，他们就自己动手做瓦；建房子需要大量的砖，他们就自己建窑压胚烧砖，还因为用水的问题，他们办了一个小型自来水厂，甚至为了开出一条运输路，他们用锄头一点点地把羊肠小道铲平、开通。

面临6所学校所用教材差别很大的问题时，他们把6个学校的教材摆在一块儿，强中选优，最后确定以武大、湖大、北京工业学院的教材为主。

他们秉着革命的精神为建校出谋献力，终于学校在1952年11月如期开学，黄培云被任命为副院长。

黄培云倡导的“三严”作风——严肃对待教学工作、严密组织教学过程、严格要求学生在建校后起了很大作用。“我们一方面不断改善教学物质条件，一方面大力培养师资。学院成立时只有两万多平方米，实验室、教室、宿舍等都非常缺乏。”黄培云生前接受记者采访时说，用了大概3年时间，教学楼、实验楼相继建立，实验室设备不断补充，教学质量也有了提高。

从1954年开始，学院在苏联专家的指导下，改组了院务会议，调整教研组，修订教学计划及教学大纲，对教学法展开研究。1956年，中南矿冶学院培养出第一批毕业生，较强的专业能力和综合素质使这些毕业生受到用人单位的欢迎。

填补我国粉末冶金学科空白

不仅是奠基粉末冶金学科、培养学科人才，黄培云更是见证了它的发展。

粉末冶金是一门制取金属、非金属和化合物粉末及其材料的高新科学技术，它能满足航空、航天、核能、兵器、电子、电气等高新技术领域各种特殊环境中使用的特殊材料的要求。一些发达国家早在20世纪初就开始了该领域的研究，而中国在1950年代还是一片空白。

当冶金部把设立粉末冶金专业的任务下达给中南矿冶学院时，谁都不知道粉末冶金是怎么一回事。黄培云说他在麻省理工学院学过一门30学时的粉末冶金选修课，有点概念，但当时并不太重视这门课程。从那以后，黄培云在学术和专业方面由一般有色金属冶金研究转向集中研究粉末冶金与粉末材料。

“回想起来，我们那时候什么都没有，真是从零开始。学生、讲课教师、教材、实验室都还没有。我们首先在冶金系里成立了粉末冶金教研室，我兼任教研室主任，成员有冶金系主任何福煦、助教曹明德。”黄培云说。上世纪60年代他培养了第一批粉末冶金专业的研究生，到80年代，培养了这个专业的第一批博士生。至今他已培养硕士生、博士生80余人，其中很多人已经成长为我国粉末冶金领域的骨干力量。在培养人才之外，黄培云领导的粉末冶金专业还接受完成国防部门下达的任务。

从新材料研究室到后来的粉末冶金研究所，多年来，研究所同仁共完成国家重点科研项目近300项，获省部级以上奖励近40项，其中获国家级重大奖励7项，为我国原子弹、导弹、卫星、雷达等的发展作出了重大贡献。同时粉末冶金研究所现已成为我国粉末冶金学科中心。