下载文档原格式
DT300高强度钢粉末冶金法制备工艺探究摘要：钢材是工程结构中最重要的材料之一，具有广泛的应用领域。
为了满足不息增长的需求，探究人员一直致力于开发新的制备工艺和材料。
本文针对DT300高强度钢，使用粉末冶金法进行了制备工艺探究。
通过对不同参数进行优化，最终得到了具有优异力学性能的DT300高强度钢粉末冶金制品。
1. 引言随着社会经济的进步和科技的进步，工程结构对材料的要求越来越高。
高强度钢由于其优异的力学性能得到了广泛的应用。
DT300高强度钢作为一种具有良好可塑性、高韧性和强度的钢材，在汽车、航空航天、船舶等领域有着重要的应用。
2. 粉末冶金法概述粉末冶金法是一种制造粉末冶金制品的方法，适用于制备复杂外形和特殊性能的零件。
该方法可以通过合理选择原料粉末、粉末混合、压制成型、烧结等步骤来实现。
相比于传统的制备方法，粉末冶金法具有较高的材料利用率、良好的稳定性和更好的加工性能。
3. DT300高强度钢粉末冶金法制备工艺3.1 原料选择DT300高强度钢是一种低合金钢，其主要成分为铁、碳和部分合金元素（如锰、铬等）。
在制备过程中，需要选择合适的原料粉末。
通过分析不同原料粉末的颗粒大小、外形、化学成分等参数，最终选择了粒径为10-100微米的DT300高强度钢粉末。
3.2 粉末混合在粉末冶金制备中，粉末混合是一个关键步骤，影响着最终制品的性能。
在本探究中，接受机械混合的方式，将DT300高强度钢粉末与适量的添加剂进行混合。
通过合理控制混合时间和混合速度，确保粉末匀称混合。
3.3 压制成型经过粉末混合后，需要将混合粉末压制成形。
在本探究中，接受了冷压成型和等静压成型两种方法。
通过对比试验发现，等静压成型能够得到更好的致密性和力学性能。
3.4 烧结烧结是粉末冶金法的最后一个步骤，用于使混合粉末形成固体材料。
在本探究中，通过控制烧结温度和时间，实现了DT300高强度钢粉末的烧结。
4. 结果与谈论经过以上制备工艺，得到了DT300高强度钢粉末冶金制品。
粉末冶金高速压制技术的原理、特点及其研究进展粉末冶金高速压制技术是一种重要的金属材料制备技术，它通过高速冲击和压缩粉末颗粒，将其迅速烧结成固体材料。
该技术具有独特的原理和特点，并在过去几十年中得到了广泛的研究和应用。
本文将从原理、特点以及研究进展三个方面对粉末冶金高速压制技术进行深入探讨。
一、原理粉末冶金高速压制技术是通过将金属或合金的粉末颗粒置于模具中，并在极短的时间内施加高压力，使得颗粒之间发生塑性变形和结合。
其主要原理可以归纳为以下几个方面：1.1 高速冲击在高速压制过程中，模具以极快的速度向下运动，使得模具与待加工材料之间产生剧烈碰撞。
这种高速冲击能够使得颗粒之间发生变形，并且加快了结合过程。
1.2 高温效应在高温下进行压制可以提供更好的塑性变形能力，使得粉末颗粒能够更好地结合。
此外，高温还可以促进晶粒的生长和再结晶，进一步提高材料的力学性能。
1.3 界面扩散在高速压制过程中，颗粒之间会发生扩散现象。
界面扩散可以使得颗粒之间的接触面积增大，并且在界面处形成更强的结合。
此外，界面扩散还可以促进晶粒的再结晶和生长。
1.4 塑性变形在高速压制过程中，颗粒会发生塑性变形，并且与周围颗粒发生冷焊接触。
这种塑性变形可以使得颗粒之间产生更强的结合，并且提高材料的密度和力学性能。
二、特点与传统冶金加工方法相比，粉末冶金高速压制技术具有以下几个特点：2.1 高效快速由于采用了高速冲击和压缩技术，这种方法具有快速、高效的特点。
一般情况下，整个过程只需要几十毫秒到几秒钟即可完成。
2.2 高质量由于采用了高温和高压力的条件，粉末冶金高速压制技术可以获得高密度和均匀的材料。
此外，由于塑性变形和界面扩散的作用，材料的结合强度也得到了显著提高。
2.3 复杂形状粉末冶金高速压制技术可以制备各种复杂形状的金属零件。
由于采用了模具，可以根据需要设计出各种形状和尺寸的零件。
2.4 节约能源与传统冶金加工方法相比，粉末冶金高速压制技术具有节约能源的优势。
粉末冶金力学性能和增强机理研究I. 综述粉末冶金是一种材料制备技术，通过将固体粉末与液体或气体混合后加热至高温状态，然后冷却和压制成所需形状的材料。
由于其独特的制备工艺和优异的力学性能，粉末冶金材料在航空航天、汽车制造、电子器件等领域得到了广泛应用。
本文旨在综述粉末冶金材料的力学性能和增强机理研究进展，为进一步探索其在各个领域的应用提供理论基础和技术支持。
首先我们介绍了粉末冶金材料的力学性能特点，与传统金属材料相比，粉末冶金材料具有高强度、高硬度、高韧性和优良的耐磨损性等优点。
这些优异的力学性能使得粉末冶金材料在许多领域具有广泛的应用前景，如高速列车轮轨材料、航空发动机叶片材料等。
其次我们探讨了粉末冶金材料的增强机理，增强是指通过改变材料的微观结构来提高其力学性能的过程。
常见的增强机制包括晶粒细化、相变、位错滑移等。
其中晶粒细化是提高粉末冶金材料强度和韧性的重要途径之一。
通过控制加热温度和时间等因素，可以实现晶粒的细化，从而提高材料的力学性能。
相变是指在一定条件下，材料由一种相转化为另一种相的过程。
相变过程中会释放出大量的潜热，从而提高材料的强度和硬度。
位错滑移是指晶体中原子或分子沿晶格方向发生移动的现象，通过合理设计合金元素含量和分布等方式，可以有效地调控位错滑移行为，从而改善材料的力学性能。
我们总结了当前国内外关于粉末冶金力学性能和增强机理的研究现状和发展趋势。
随着科学技术的不断进步和人们对高性能材料的不断追求，粉末冶金材料的研究将会越来越深入和广泛。
未来研究方向主要包括：优化粉末冶金制备工艺以提高材料性能；探索新的增强机制以拓展材料的适用范围；开发新型粉末冶金材料以满足不同领域的需求等。
粉末冶金技术的发展历程和应用领域粉末冶金(Powder Metallurgy,PM)是一种将金属粉末与有机或无机载体相结合，通过加热、压制、烧结等工艺过程制备出具有特殊性能的材料的方法。
自19世纪末期发明以来，粉末冶金技术经历了一个漫长的发展过程，从最初的简单粉末混合到现代的多相材料制备，其应用领域也不断拓展，涵盖了航空航天、汽车、电子、能源等多个重要领域。
一、超高料层均质低碳烧结技术的发展历程超高料层均质低碳烧结技术是指通过合理控制原料料层结构、成分和烧结工艺参数，实现烧结过程中的组织结构均质化和抗热应力腐蚀性能的提高。
该技术的发展历程可以分为以下几个阶段：1.1 研究初期早期，研究者主要集中在对原料的选择、混匀、成型和烧结工艺参数等方面进行探索和试验，探寻对于料层结构均质化和抗热应力腐蚀性能提高的关键技术。
1.2 技术创新随着科学研究和技术创新的不断深入，一些关键技术被提出和应用于工业生产中，如温度梯度控制、添加助熔剂和矿石微结构调控等，为超高料层均质低碳烧结技术的发展奠定了基础。
1.3 工业应用近年来，随着矿石质量的不断下降和烧结品质的要求不断提高，超高料层均质低碳烧结技术在钢铁行业得到了广泛的应用，取得了显著的经济效益和环境效益。
二、超高料层均质低碳烧结技术的关键技术2.1 原料料层结构控制通过合理的原料混合比例和层序放料方式，实现原料料层结构的均匀性和稳定性，为烧结过程的均质化提供基础条件。
2.2 烧结工艺参数控制包括烧结温度、热风温度和气氛、热风速度、烧结时间等参数的合理控制，对于烧结产品的组织结构和性能起到关键作用。
2.3 烧结矿的微结构调控通过添加助熔剂、表面活性剂、矿石细微粉等，在原料料层中形成一定的微结构，提高烧结矿的熔融性和流动性，实现烧结过程中的均质化。
2.4 温度梯度控制通过调节料层和热风温度的梯度分布，实现烧结过程中的温度均匀性，避免热应力产生，进而提高产品的耐热应力腐蚀性能。
三、超高料层均质低碳烧结技术在钢铁生产中的应用3.1 提高烧结品质超高料层均质低碳烧结技术的应用，可以实现烧结产品的组织结构均匀、孔隙率低、机械强度高，为后续高炉冶炼提供优质的铁料，提高炼铁炉的产量和品质。
3.2 降低能耗和环保与传统烧结工艺相比，超高料层均质低碳烧结技术可以降低烧结温度、热风消耗和燃料等能耗，减少大气污染物的排放，节能减排效益显著。
粉末冶金产品及应用粉末冶金是一种独特的制造方法，利用精细的金属粉末与特殊的成型技术，制造出高度定制化的功能性金属制品。
具有高强度、轻便、耐磨、耐腐蚀、耐温性能好等特点。
此外，通过与其他工艺的结合，更多的应用已经被开发出来。
1. 粉末冶金的产品①压制件粉末冶金制造的压制件是最常见的产品之一。
常见的材料包括锰铜合金、铜、铁、不锈钢、钛合金、镍合金、铍铜合金、铝、钨、钼等。
它们广泛应用于机械制造、工业设备、汽车工业和电子工业等领域。
②热成型件热成型件是具有吸振、抗疲劳、高温强度优异的功能性金属制品。
由于大量使用钨、钼等难以加工的材料，需要采用粉末冶金技术。
热成型件可以应用于制造航空发动机、汽车发动机、火箭发动机等高温、高负荷的场合。
③硬质合金粉末冶金技术是制造硬质合金最普遍的方法之一。
硬质合金具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、高温强度优异等特点。
硬质合金主要应用于机械制造、采矿、化工等行业。
④金属陶瓷合成材料另一种重要的粉末冶金产品是金属陶瓷合成材料。
金属陶瓷具有低密度、高强度、抗磨损、抗腐蚀、高温抗氧化性等优点。
金属陶瓷主要应用于制造刀片、钻头、飞机发动机涡轮叶片等领域。
2. 粉末冶金的应用①汽车领域粉末冶金技术已经广泛应用于汽车制造。
其中最重要的应用是用于制造发动机和自动变速器零件，如齿轮、轴承、凸轮、气门座圈，它们具有高精密、高强度、低摩擦、低噪音等优点。
②医疗领域粉末冶金技术应用于医疗领域已成为一种趋势。
粉末冶金技术在制造人造关节和骨骼修复材料方面表现出色。
利用粉末冶金技术，可以制造出性能优良的不锈钢、钛合金、铬钼合金等医疗用材料。
③食品加工及包装粉末冶金技术在食品加工和包装领域也有广泛的应用。
粉末冶金可以制造高度纯净的食品加工设备，如研磨器和切割机。
此外，粉末冶金也可以制造出具有自我润滑、抗腐蚀性能的包装材料。
总之，随着技术的发展，粉末冶金正变得更加成熟和广泛应用。
粉末冶金的产品不仅可以应用于传统制造企业，还可以应用于新兴领域，如能源、环保等领域。
硬度在HRC50以上的粉末材料的开发与烧结热处理工艺的研究摘要：本文研究了一种高硬度铁基粉末冶金材料及其生产工艺。
通过选用不同的粉末材质并在不同工艺条件下做各项对比实验得到的性能数据，开发出了一种硬度在HRC50以上的高性价比的粉末冶金材料和烧结热处理工艺。
关键字：粉末冶金、预合金、表面硬度、烧结硬化、渗铜、热处理一、前言现代粉末冶金工业，除了通常所讲的生产铁粉、铜粉等金属粉末和生产铁基、铜基粉末冶金制品等产业外，广义地讲，还应包括用粉末冶金技术制造的所有产品门类的产业。
本文主要介绍铁基粉末冶金材料及其生产工艺。
铁基金属粉末是粉末冶金生产的基本原料，为满足铁基粉末冶金制品生产对金属粉末的各种性能要求，又研究了各种各样的铁粉的生产方法、不同的压制成型工艺、烧结工艺及热处理方法。
文中开发了一种硬度在HRC50以上的铁基粉末冶金产品。
常规条件下，需要将粉末冶金产品的表面硬度达到HRC50以上是有一定难度的。
为满足粉末冶金产品表面的高硬度，整个过程必须非常谨慎严格。
铁粉分为普通纯铁粉和添加合金元素的预合金化铁粉，从原料铁粉的选用上我们需要选取添加一定合金成分的预合金化铁粉，文中各种铁粉均由山东鲁银新材料科技有限公司提供；压制、烧结、热处理等工艺均在禹城粉末冶金制品有限公司进行。
二、实验的方法和过程（一）实验的原料粉末和材料配比：选用5种铁粉作为基粉加入适量的石墨粉、铜粉和润滑剂，润滑剂的含量为0.7%，将粉末压制成形。
5种实验粉末的材料配比分别如下，1#粉：LAP100.29+1.0%C+1.8%Cu+0.7%润滑剂，LAP100.29为水雾化纯铁粉，粉末600MPa压缩性能为7.18g/cm3；2#粉：LAP100.29Mo2+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29Mo2为水雾化预合金化钼元素铁粉，Mo含量为0.80—1.00%；3#粉：LAP100.29Mo3+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29Mo3为水雾化预合金化钼元素铁粉，Mo含量为1.40—1.60%；4#粉：LAP100.29A4+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29A4为水雾化预合金化镍和钼元素铁粉，Mo含量1.30%,Ni含量为1.45%；5#粉：LAP100.29A5+0.6%C+0.7%润滑剂，LAP100.29A4为水雾化预合金化低镍和低钼元素铁粉，Mo含量0.90%,Ni含量为0.50%。
新型超高强韧耐磨钢板及其关键制备技术
新型超高强韧耐磨钢板是一种具有优异力学性能和耐磨性能的材料，广泛应用于工程机械、矿山设备、冶金设备等领域。
其关键制备技术包括以下几个方面：
1. 材料设计和合金配方优化：通过调整合金元素的含量和比例，优化材料的化学成分，以提高材料的强度、韧性和耐磨性能。
2. 精细晶粒控制技术：通过控制热处理参数，如退火温度、冷却速率等，使材料具有细小均匀的晶粒结构，提高材料的强度和韧性。
3. 热处理工艺优化：通过选择合适的热处理工艺，如正火、淬火和回火等，使材料达到最佳的力学性能和耐磨性能。
4. 高温变形控制技术：通过控制材料在高温下的塑性变形过程，如热轧、热拉伸等，使材料具有均匀细小的晶粒和良好的力学性能。
5. 表面改性技术：通过表面处理方法，如喷丸、镀涂等，提高材料的耐磨性能和表面硬度。
以上是新型超高强韧耐磨钢板及其关键制备技术的一些方面，这些技术的应用和改进可以进一步提高材料的性能和使用寿命。
粉末冶金制粉技术(一)粉末冶金新技术、新工艺的应用，不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善，而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生。
例如：高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料，高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。
这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。
本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法，重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。
1.雾化制粉技术粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。
例如，从材质范围来看，不仅使用金属粉末，也要使用合金粉末、金属化合物粉末等；从粉末形貌来看，要求使用各种形状的粉末，如生产过滤器时，就要求球形粉末；从粉末粒度来看，从粒度为500～1000m的粗粉末到粒度小于0.1m的超细粉末。
近几十年来，粉末制造技术得到了很大发展。
作为粉末制备新技术，第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。
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片法。
快速凝固雾化制粉技术最大的优点是可以有效地减少合金成分的偏析，获得成分均匀的合金粉末。
此外，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。
它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响，它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路，有力地推动了粉末冶金的发展。
雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末，进一步发展能生产熔点在1600～1700℃以下的铁粉及其他粉末，如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。
（冶金行业）粉末冶金新技术新工艺11粉末冶金新技术新工艺11．1概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末和非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金工艺的第壹步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。
典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。
粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金技术有如下特点：(1)能够直接制备出具有最终形状和尺寸的零件，是壹种无切削、少切削的新工艺，从而能够有效地降低零部件生产的资源和能源消耗；(2)能够容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是壹种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术；(3)能够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，如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属和合金、高性能陶瓷材料等；(4)能够最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织，在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li 合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用；(5)能够制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等壹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；(6)能够充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是壹种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
近些年来，粉末冶金有了突破性进展，壹系列新技术、新工艺大量涌现，例如：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、溶胶-凝胶技术、粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、烧结／热等静压、场活化烧结、微波烧结、粉末轧制、流延成形、爆炸成形、粉末热锻、超塑性等温锻造、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、自蔓延高温合成、喷射沉积、计算机辅助激光快速成形技术等。
浅谈粉末冶金技术李进卫【期刊名称】《摩托车技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】7页(P40-46)【作者】李进卫【作者单位】【正文语种】中文粉末冶金成形工艺是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。
粉末冶金是一种先进的金属成型技术，是金属及其它粉末通过加工压制成型、烧结和必要的后续处理制成机械零部件和金属制品的高新技术。
其中金属注射成形技术由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来，也是一种新型的粉末冶金成形新技术。
由于其具有节能、省材、高效、环保等诸多优点，已受到广泛采用，并具有很大的市场潜力和发展前景。
目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展。
粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形，烧结和后处理等工艺过程而制作成的材料。
其工艺过程称为粉末冶金法。
粉末冶金方法起源于公元前3000多年，制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。
而现代粉末冶金技术的发展中有几个重要标志：1）1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；2）克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难，1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命；3）上世纪30年代成功制取多孔含油轴承，继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点；4）上世纪40年代出现金属陶瓷、弥散强化等材料；5）上世纪60年代末至70年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现；6）利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件，向更高级的新材料、新工艺发展。
粉末冶金材料的种类有：粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模具材料、粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料等。
粉末注射成形适用的材料主要有：Fe合金、Fe-Ni合金、不锈钢、W合金、Ti合金、Si-Fe合金、硬质合金、永磁合金等。
原位反应合成ti-al-c基复合材料及其产业化应用关键技术Ti-Al-C基复合材料是一种高温、高强度、高硬度的新型材料，具有广阔的应用前景。
其制备方法包括原位反应合成法、粉末冶金法等，其中原位反应合成法是目前应用较广泛的一种方法。
以下是原位反应合成Ti-Al-C基复合材料及其产业化应用关键技术的介绍：1.原位反应合成方法原位反应合成方法是指在材料的制备过程中，通过控制反应温度、时间和原料比例等条件，使得反应生成的产物直接形成复合材料的成分。
对于Ti-Al-C基复合材料，通过原位反应合成方法可以实现钛、铝和碳的直接化学反应，形成TiC和Al2O3等物质，从而制备出复合材料。
该方法制备工艺简单、能够得到高纯度、均匀分布的复合材料。
2.粉末制备方法粉末冶金法是制备Ti-Al-C基复合材料的另一种常用方法。
该方法是将钛、铝和碳等原料粉末混合，通过压制成型、热处理等工艺制备出复合材料。
该方法能够制备出大量的复合材料，但由于原料的质量、颗粒度等参数的限制，很难得到高纯度、均匀分布的复合材料。
3.晶粒尺寸控制技术晶粒尺寸是影响复合材料性能的重要因素之一。
为了得到更好的材料性能，需要控制复合材料中的晶粒尺寸。
通过控制原料的粒度、反应温度和反应时间等参数，可以实现对晶粒尺寸的控制。
此外，利用机械合金化、气相沉积等技术也可以实现晶粒尺寸的控制。
4.界面改性技术界面改性技术是指对复合材料中的界面进行改性处理，以提高界面的结合强度和耐磨性。
常用的界面改性技术包括化学镀、阳极氧化、电镀等。
通过这些技术可以使得复合材料中的界面更加牢固，从而提高材料的综合性能。
5.工艺控制技术制备Ti-Al-C基复合材料的过程中需要控制多个工艺参数，如反应温度、反应时间、原料配比、热处理温度和时间等。
因此，工艺控制技术对于制备高质量的复合材料至关重要。
常用的工艺控制技术包括反应温度控制、原料配比控制、热处理参数控制、气氛控制等。
这些技术可以确保复合材料在制备过程中具有稳定的质量和性能。
浅议高强度铁基粉末冶金材料的应用论文导读：粉末冶金制品的形状千差万别，只有易于用粉末冶金方法压制，才能充分发挥粉末冶金技术的优势和保证产品的质量要求。
本文针对高性能铁基粉末冶金材料的工程化应用问题，开展了电动工具粉末冶金螺旋伞齿的结构设计和性能研究。
关键词：高强度，铁基粉末冶金材料，应用在模具设计前，必须进行粉末冶金制品的形状设计。
制品压坯的形状设计是保证产品使用要求的情况下，从压制过程(装粉、压制、脱模)、模具寿命、压坯质量等方面来考虑，并对制品图线形状作适当的修正。
本文是将电动工具中原有的钢制齿轮(材料为40Cr)用粉末冶金材料代替，并针对以下内容进行了二次设计：(1) 在原有钢制齿轮齿形的基础上对粉末冶金齿轮的齿形齿廓进行二次设计；(2) 对实际啮合的粉末冶金烧结齿轮的尺寸修正；(3) 粉末冶金齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度的理论校核。
1.齿形齿廓的选择和计算选择齿轮材料应考虑如下要求：齿面应有足够的硬度，保证齿面抗点蚀、抗磨损、抗咬合和抗塑性变形的能力；轮齿芯部应有足够的强度和韧性，保证齿根抗弯曲能力。
此外，还应具有良好的机械加工、热处理工艺性和经济性等要求。
在齿轮传动机构的研究、设计和生产中，一般要满足以下两个基本要求： 1.传动平稳—在传动中保持瞬时传动比不变，冲击、振动和噪音尽量小。
2.承载能力大—在尺寸小、重量轻的前提下，要求轮齿的强度高、耐磨性好及寿命长。
由于螺旋锥齿轮与直齿锥齿轮相比，在使用上有如下优点：1）增大了重迭系数。
由于弧齿锥齿轮的齿线是曲线，在传动过程中至少有两个或两个以上的齿同时接触，重迭交替接触结果，减少了冲击，使传动平稳，降低了噪音；2）由于螺旋角的关系，重迭系数增大，因而负荷比压降低，磨损较均匀，相应的增大了齿轮的负荷能力，增长了使用寿命；3）可以实现大的传动比，小轮的齿数可以少至五齿；4）可以调整刀盘半径，利用齿线曲率修正接触区；5）可以进行齿面的研磨，以降低噪音、改善接触区和提高齿面光洁度；6）在传动中产生的轴向推力较大，所以对轴承要求较高，在传动机构中需选用适当的轴承。
粉末冶金技术要求
粉末冶金的技术要求：
1、粉末冶金技术可以很大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。
2、粉末冶金技术可以制备非晶、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。
3、粉末冶金技术可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。
4、粉末冶金技术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、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
5、粉末冶金技术可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
粉末冶金材料与技术进展综述摘要：在政府的大力支持下，我国的工业化发展水平不断提升，特别是冶金工业更是在短短几十年间取得了跨越式发展，各种各样的冶金技术及材料如同雨后春笋般涌现，保证了冶金工业的生产能力和发展前景。
本文就根据实际情况，对粉末冶金材料进行了简单介绍，在此基础上对相关的冶金技术加以分析。
关键词：粉末冶金；冶金材料；技术引言粉末冶金技术具有发展历史悠久、技术体系成熟的特点，早在十八世纪中期，欧洲就出现了粉末冶金制铂技术，经过漫长的发展与探索，粉末冶金技术开始得到越来越多的认可与关注，在我国工业化生产中占据重要地位。
但是与此同时也必须要看到，由于发展时间比较短，我国的粉末冶金材料与技术确实还不成熟，对本课题进行研究，是解决粉末冶金工作问题的有效手段，具有不可估量的重要价值。
1铁基粉末冶金材料与技术铁基粉末冶金材料是十分常见的粉末冶金材料，它指的是以铁元素为主、增添多种合金元素制成的一种钢铁材料，保证铁基粉末冶金材料与技术的应用效果，是确保我国冶金工业长远发展的不二之选。
1.1铁基粉末铁基粉末冶金材料主要可以分成纯铁粉、铁基复合粉及铁基预合金粉三种，目前我国的技术人员已经在铁粉制备方面有所成就，电解法、还原法、水汽联合雾化等多种制备技术越来越成熟，从根本上保证了铁基粉末的材料质量，以此为基础生产而来的高压缩性铁粉、磁性材料铁粉、化学铁粉、铁精矿粉生产还原粉等多种铁基粉末制品，已经开始投入市场使用，且配套的自动化生产线也已经建成，带动了钢铁行业的生产发展。
与此同时也必须要看到，受到市场发展不成熟等问题的影响，目前我国铁粉行业产粉量同下游行业的需求量不成正比，铁粉产品的质量档次不高，在未来的发展中，应尽快解决这一问题。
1.2 P/M铁基制品铁基制品是社会经济建设的重要产品之一，它的生产发展情况决定了我国汽车、机械等制造行业的未来前景，因此有关部门对铁基制品的研发等格外关注，目前铁基制品烧结及热处理炉和成型压机设备已经成型，模具设计、模具制造工作也越来越成熟，这在一定程度上保证了铁基制品的强度和密度等。
高性能钢铁粉末冶金材料关键技术与应用项目推荐公示容一、项目名称：高性能钢铁粉末冶金材料关键技术与应用二、推荐单位意见：粉末冶金技术不仅可提高材料性能，而且可实现零部件的近终形制造，是国际上公认的“绿色制造技术”，是近些年来工业发达国家优先发展的高技术领域。
该项目选择应用面最广、产量最大的钢铁粉末冶金材料为研究重点，开展了高压缩性铁粉工业化生产及应用技术研发，任务来源于国家科技支撑计划和国家973计划。
该项目的创新性主要体现在：攻克了高纯冶炼、高效水雾化和精还原等产业化关键技术，创立了压缩性在7.20g/cm3以上的高压缩性铁粉工业化高效生产新工艺；基于粉体塑性特性和改性原理，开发出了粘结化混合粉末，其压坯密度可达7.60g/cm3；在探明Ni、Mo、Cu等合金元素的强化作用机理和规律的基础上，发明了具有“烧结硬化”特性的预合金粉和燃油发动机气门阀座专用粉及其工业化生产工艺；发明了雾化铁粉的表面绝缘双层包覆新方法和关键装备，创立了铁基软磁复合材料（零件）的致密成形和热处理工艺。
项目关键技术和产品性能达到了国际先进水平。
本项目共取得发明专利11项，实用新型专利15项，发表学术论文20篇，出版著作1 部，主持和参与修订国家标准3 项。
4项科技成果先后通过了省科技厅的鉴定，均“达到国际先进水平”，“产品密度居国际同类产品的领先水平”。
该项目形成了具有完全自主知识产权的钢铁粉末冶金材料生产成套技术，先后建设了8条工业化生产线，打破了国外公司的技术和市场垄断。
近三年新增销售额19.30亿元，新增利润 2.48亿元。
项目成果丰富了粉末冶金过程理论和材料理论，提升了我国粉末冶金技术和产业的水平，对扩大粉末冶金的应用领域、推动我国粉末冶金行业品种结构的优化具有重要意义，并为我国汽车工业和高端装备制造业提供了有力的技术支撑。
经审查，提交的材料真实有效。
推荐该项目为国家科学技术进步奖_贰__等奖三、项目简介：2000年以来，随着我国汽车和高端装备制造业的快速发展，对高性能钢铁粉末冶金产品的需求量迅速增长。
2009年，中国汽车产量首次超过1000万辆（1364万辆），成为世界第一大汽车制造国，汽车用铁基粉末冶金零件的年需求量达到11万吨，而我国仅生产了4.71万吨，且高密度铁基结构零件和低损耗铁基软磁产品等高性能铁基粉末冶金产品为空白。
中国各个品牌汽车原装配套体系中，关键粉末冶金零部件几乎都是由国外企业垄断，且对我国实施严密的技术封锁，已成为我国从汽车制造大国走向汽车制造强国的所面临的主要挑战。
本项目针对汽车等高端装备制造业对高性能粉末冶金零件的迫切需要，攻克了行业发展所面临的高压缩性铁粉、预合金专用粉、软磁材料粉等高性能原料粉末短缺等瓶颈问题和高密度成形等关键技术，形成了工业化成套技术。
主要技术容如下：（1）建立了工艺介质和杂质元素的综合作用理论，构建了水雾化铁粉压缩性与杂质元素之间的定量关系模型，突破了纯净化冶炼、高效水雾化和精还原等产业化关键技术，将铁粉压缩性从6.90～7.06g/cm3提高到7.20 g/cm3以上，达到国外先进产品的性能指标，国市场占有率达到70%以上。
（2）系统研究了Ni、Mo、Cu 等合金元素的协同作用规律，开发了具有“烧结硬化”特性的预合金粉和燃油发动机气门阀座专用粉及其工业化生产工艺，将烧结和热处理在烧结炉中一次完成，缩短了工艺流程，减少热能消耗约40%。
（3）确立了雾化铁粉特性与磁性能的匹配规律，发明了铁粉表面绝缘连续化处理新方法和关键装备，开发了软磁复合材料（零件）的致密成形和热处理工艺；产品的磁导率、磁损耗等关键性能均优于国际同类产品的先进指标。
（4）基于粉体塑性特性和改性原理，创立了通过优化粉体粒度组成、改善粉体塑性变形能力，采用传统模压成形与烧结设备制备高密度低合金结构件的新途径。
产品密度高达7.6g/cm3，热处理后硬度达到HRC50～55，抗拉强度≥1050MPa，产品密度、力学性能和生产效率均优于国际著名公司同类产品。
申请专利34项，授权专利26项（其中发明专利11 项），发表学术论文20篇，出版著作1 部，主持和参与修订国家标准3 项。
基于上述创新，成功开发了高压缩性铁粉、粘结化混合粉、预合金粉、阀座专用粉、软磁材料粉等5大系列高档铁基粉末新品种；形成了高密度粉末冶金结构件、烧结硬化结构件、软磁复合材料等高性能粉末冶金产品产业化技术系统；先后建设了6条粉末生产线，2条粉末冶金制品生产线，相关产品已在东睦新材料、上汽、通用等大型企业为代表的70多个单位获得应用，并出口日本、国、印度和等国家和地区。
近三年项目完成单位新增销售19.30亿元，利润 2.48亿元。
间接经济效益约110亿元，并取得了显著的节能减排效果。
打破了少数工业先进国家在技术、装备、产品上的垄断与封锁，显著提升了我国高性能钢铁粉末冶金材料生产和应用的技术水平。
四、客观评价：1、产品检验结论产品经中国有色金属工业粉末冶金产品质量监督检验中心、国家钢铁材料测试中心、国家有色金属及电子材料分析测试中心等测试机构单位检测，粉末化学成分、物理和力学性能指标均达到了项目任务要求。
结果显示，重要技术指标达到或优于国外著名公司的同类产品。
2、科技成果鉴定意见省科技厅于2011年7月和2012年3月组织了科技成果鉴定会，对本项目的4项成果进行了鉴定，主要鉴定意见摘录如下：（1）铁粉压缩性影响因素的系统研究及高压缩性铁粉的规模化生产技术对水雾化铁粉中 C、S、P、Si、O、Mn、N 七种杂质元素含量及粉末粒度、比表面积对铁粉压缩性影响进行了系统研究，确定了影响铁粉压缩性的主要因素为 N、P、C 等杂质元素及其含量，次要因素为 Si、Mn。
通过控制铁粉中杂质元素含量，将常规还原工艺改为高温还原后进行低温退火工艺，开发出纯度可以达到 99.7wt%及以上、600MPa 压制压力下压缩性达到 7.20 g/cm3及以上的高压缩性铁粉。
该项目技术先进，产品市场潜力大，应用前景好，经济社会效益显著，其关键技术和产品压缩性指标达到国际先进水平。
（2）预合金粉合金成分系统研究与高性能预合金钢粉的开发通过研究合金元素种类、含量、热处理对烧结硬化合金力学性能和组织的影响，……,开发出了烧结硬化粉和阀座专用粉。
形成了年产 1 万吨的预合金钢粉生产线，开发的产品在多种汽车零部件中应用，获得了显著的经济效益。
关键技术和产品性能均达到国际同类产品的先进水平。
(3)高性能软磁复合材料(SMC)及其环保型磁芯的产业化开发通过对雾化铁粉物化性能、表面绝缘化工艺与材料磁性能的研究，解决了雾化铁粉性能和磁性能的匹配技术、铁粉的表面绝缘化处理等关键技术，实现了铁粉软磁复合材料工艺与产业化生产关键技术装备的技术创新。
项目产品已经在汽车微电机等方面应用，获得了良好的效果。
关键技术达到国际先进水平。
(4) 高密度低合金粉末冶金结构件制备新技术与应用通过粉末粒度的优化、添加母合金粉、特制增塑剂和润滑剂的技术，创立了以国产水雾化铁粉为主要原料，经一次冷压-烧结制备高密度低合金粉末结构件的新技术。
技术先进、工艺稳定，显著提高了生产效率，生产成本大幅度降低。
整体技术达到国际先进水平，产品密度在同类产品中居国际领先水平。
3、项目验收意见2012 年6月14日，科技部组织专家召开了国家科技支撑计划项目“高性能钢铁粉末冶金材料关键技术研究与应用”验收会，验收意见摘录如下：通过对铁粉压缩性影响因素研究、预合金成分系统研究、铁粉软磁复合材料、高性能结构件生产研究，为生产开发高压缩性铁粉、预合金粉、软磁材料铁粉的、高性能结构件生产提供了理论基础，在此基础上开发了高压缩性铁粉、烧结硬化粉、阀座专用粉、铁粉软磁复合材料、铁粉基软磁磁芯、高性能结构件等六大类产品。
在规模化生产高性能粉末方面取得突破，掌握了高性能铁粉及制品的规模化生产技术。
建设了年产 3 万吨高压缩性铁粉、年产1万吨预合金粉生产线；年产 1 万吨软磁复合材料生产线、年产1万吨高性能结构件生产线。
4、科技查新报告结论委托省科学技术情报研究所进行查新，结果显示，在高压缩性铁粉、烧结硬化和气门阀座专用粉、铁基软磁复合粉制备技术和高密度成形工艺等方面具有创新性。
本项目创新点相关容除项目单位发表了相关论文和专利之外，国外均未见与本项目创新点特征相同的报道。
5、用户使用意见本项目生产的高压缩性铁粉、预合金粉、软磁材料粉已在东睦新材料集团股份、华孚粉末冶金、汽车粉末冶金（莱芜）、仪征市昌达粉末冶金制品、东睦科达磁电、金南磁性材料等约70家粉末冶金制品公司获得应用，用户反应良好。
“铁粉的各项性能指标都达到了要求标准，在使用过程中稳定良好，压缩性达到7.20g/cm3（600MPa），已替代进口粉末应用于我公司相关产品的生产”；“完全可以替代美国GKN公司737H牌号产品，现已批量应用”；“提供的各批次粉末性能稳定，各项性能指标达到了国外进口的同类粉末的水平，完全满足制备轿车用高性能粉末冶金结构件的需要”；“产品的重要性能指标均达到了国外同类产品水平，达到了我公司生产磁粉芯的相应料粉标准要求，能够满足生产形状复杂的二维、三维磁芯部件，为我公司的发展和成本控制提供了重要保障”；“该新型软磁材料可以替代进口产品，其应用促进了我公司产品的降本增效效果”。
高密度粉末冶金结构件在通过相关企业技术性能检测、破坏性实验及路试后，已在通用汽车、吉利汽车零部件采购、华普发动机、茂诠机械、市邦联机电制造和怡田工具制造批量装机使用。
用户反应：“运行噪音低，使用性能良好，产品质量达到国外同类产品的技术水平”。
6、科技奖励（1）高性能钢铁粉末冶金材料关键技术研究与应用，2014年省科技进步一等奖；（2）高密度低合金粉末冶金结构件制备新技术与应用，2013年省科技进步二等奖。
五、推广应用情况：基于本创新技术，先后建设了6条粉末生产线，2条粉末冶金制品生产线，粉末产品已推广应用于全国70多家粉末冶金制品生产企业，并出口日本、国、印度和等国家和地区。
莱芜钢铁集团粉末冶金自2009 年开始推广高压缩性铁粉、预合金粉、软磁材料粉。
产品已先后被东睦新材料集团股份、华孚粉末冶金、汽车粉末冶金（莱芜）、仪征市昌达粉末冶金制品、东睦科达磁电、金南磁性材料等我国知名粉末冶金制品公司批量使用，已大量取代进口粉末。
开发的高密度低合金链轮、同步器齿毂、主动齿轮、斜齿轮、从动齿轮、气门阀座、SMC电机磁芯等系列产品畅销全国，并与上汽、大众、通用、吉利汽车、华意、长宏、利德、奇瑞集团等厂家签订了长期供货合同，建立了良好合作关系。
2015年9月，莱芜新艺公司通过了“全球通用定点采购评审”，正式成为通用汽车公司的全球合格供应商。
高性能钢铁粉末材料生产的制品具有高密度、高强度、高磁导率、低涡流损耗等特点，可广泛应用在汽车、高铁、机械、电机、新能源等行业。
