焦忠吉 陈磊 杨通江

摘 要：我国拥有悠久的金属冶炼历史，生铁冶金技术是最早的冶金技术。随着我国工业技术的发展和经济基础的进步，粉末冶金技术已经被广泛应用于各个领域。和传统的冶金技术相比，粉末冶金技术具有明显的节能、高效、环保等优点。本文针对粉末冶金技术的特点、发展历史以及该技术的发展趋势进行探讨，以期能够促进我国冶金行业的进步。

关键词：粉末冶金材料；冶金技术；发展

一、冶金材料分类

（一）传统冶金材料分类

传统冶金材料一般分为铁基粉末冶金材料、钢基粉末冶金材料、难溶性冶金材料、电子冶金材料等几种。其中最常见也是应用最多的冶金材料之一便是铁基粉末冶金材料，一般被应用于机械制造行业中。钢基粉末冶金材料多用于现代电器生产制造中，主要是因其独特的性能特征，不同于其它冶金材料，钢基粉末金属的材料构成以及配比度具有较大的差异。例如黄铜材料具有较强的塑性和耐磨性，铜合金具有优良的导电和导热性。难溶性技术冶金材料具有很高的熔点，一般熔点在1700℃以上，又因其优异的硬度和强度表现，多用于航空制造业和军事制造业。电子冶金材料具有极强的耐磨性，主要被应用于通信产品生产中，目前也在逐渐渗透到其它各领域。

（二）现代冶金材料分类

现代冶金材料一般是用于现代信息行业以及生物材料制造、新能源研究及高端军事制造领域中。用于信息行业中的冶金材料主要分为金属类材料以及铁氧材料，目前铁氧材料中的铁氧体磁性材料只能通过现代化的粉末冶金技术制得，生产成本偏高，如磷铁、硅钢等。在新能源研究领域，现代冶金材料满足了我国大力倡导的节能政策的落实需求，现代冶金材料中的储能式材料与新能源材料的研发推动了我国低碳环保、经济节能理念的传承。在生物材料制造行业中，现代冶金最明显和最有价值的体现便是应用于医疗领域中，如人造机械骨骼的医学研究成果，不仅降低了人体免疫排斥反应，延长人类寿命，同时降低了医疗成本。在军事制造以及航天制造领域中，粉末冶金材料的防辐射以及耐高温特性具有重要价值。

二、粉末冶金技术

（一）粉末冶金技术特征

粉末冶金技术是对多种材料进行复核加工，所以粉末冶金技术具有独特的物理性能和化学性能。该技术的运用能够制造出普通冶炼无法完成的金属制品，如结构复杂或细小的精密零件。同时粉末冶金技术的应用，能够极大地缩减冶炼成本，提高金属冶炼效率。例如，原本废弃的矿石或者金属铁屑等也可以通过粉末冶金技术实现二次利用，这种方式不仅有效提高了资源的利用率，降低了环境污染，同时达到节约资金成本的目的。另外，科技性能较高的多空分离膜、功能性陶瓷材料都是粉末冶金技术下的优秀成果。

（二）粉末冶金技术发展史

最原始的粉末冶金技术是由埃及人利用碳还原氧化铁得到海绵铁，再通过高温锻造手段将海绵铁制成致密块，进而将致密块打造成需要的铁质器具。在几千年前的远古时期就已经有了粉末冶金技术的雏形和思维，并且对人类社会发展起到了积极的促进作用。

在粉末冶金技术的发展过程中，先后出现了硬质合金、集电刷和青铜含有轴承等产品。由于粉末冶金技术较普通冶炼具有更高的经济性和材料上的可选性，所以粉末冶金的工艺更灵活，可制造的产品也更多。随着粉末冶金技术的逐渐成熟，由该技术研发出的新工艺也越来越多，如放电等离子烧结、等静压成形以及增材制造技术等。如今粉末冶金技术被应用最多的便是汽车行业和航空业以及新材料的开发。

三、粉末冶金材料及技术的发展方向

（一）粉末注射成型技术

以国际眼光看中国的科技发展，可以发现我国的各项科学技术发展起点较低，但是以发展的眼光看中国，则可发现我国早已进入科学技术发展的历史新阶段。粉末冶金技术中的粉末注射成型技术在我国已经进入初级试用阶段。粉末注射成型技術多使用陶瓷、铁基等作为基础材料，一个由粉末注射成型技术制造的成品，往往需要经历一个漫长的周期。随着科技水平的不断进步以及人们对冶金行业要求的不断提高，传统的粉末注射成型技术也在不断的升级，经过改良后的粉末注射成型技术不再只运用于陶瓷制品，而是向更加复杂和精细化的钛合金以及高温合金材料发展。可以预测的是，粉末注射成型技术必将成为粉末冶金技术中的重要分支技术。

（二）微波结烧技术

微波烧结技术的运用，弥补了冶金行业和企业冶金材料内部不均匀的缺陷，该技术利用微波加热方法的特性，加快了材料生产的速度，一般可以在60s内将材料温度上升至1700℃，一些冶金材料可在短时间内上升温度至2200℃。通过高温使材料自内而外整体加热，快速升温对被加热物体具有很好的品质保障作用。因此微波烧结技术生产的产品内部结构更均匀，材料韧性也更强，在陶瓷行业中的应用效果更好。同时因为微波烧结技术在实际的烧制过程中使陶瓷内部受热更均匀，所以，陶瓷结构的稳定性更好，不会轻易产生裂痕。微波烧结结束不仅生产效率高，而且生产成本低，是未来陶瓷材料加工的应用趋势。

（三）温压成形技术

粉末冶金技术中的温压成形技术包括温压技术和流动温压技术，其中温压技术是将特殊的粉末进行高温、输送和模具加热灯系统等共同作用下，通过加热模具温度至140℃进行初步定型。再结合常规的冶金粉末技术进行同一操作。开展烧结工作，最终制得密度和强度较高的粉末冶金零件。流动温压技术则是与粉末注射成型技术相结合，充分发挥这两种技术的优点。该项技术对粉末的流动性以及填充的成形性进行了进一步提升，克服了传统冶金粉末技术在成形上的不稳定性。这种技术的工艺相对简单，生产的零件精密度高，具有十分广阔的发展前景。虽然现在还没有普遍应用，但从其工艺流程、技术难度、经济价值等多方面来看，流动温压技术都具有明显的优越性。

四、结语

随着我国社会经济水平的不断提升，人们对冶金制品的综合性能要求越来越高。粉末冶金技术因其效率高、成本低、耗能小的优势，逐渐引领了新时代的行业翘楚。我国的粉末冶金技术从经济、性能等方面都还有很大的发展空间。冶金企业想要提升自身核心竞争力，推进工业发展的步伐，需要注重新能源材料的开发，加快粉末冶金技术的升级与转型，以实现我国能源的可持续发展。

参考文献：

[1]段家欢.浅析粉末冶金材料及冶金技术发展[J].世界有色金属，2018（15）：16+18.

[2]杨键.分析粉末冶金材料及冶金技术的发展[J].山西冶金，2018，41（02）：51-52+96.

[3]任朋立.浅析粉末冶金材料及冶金技术的发展[J].新材料产业，2014（09）：17-20.