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粉末冶金研究范文第1篇

【關鍵詞】粉末冶金 模具 仿真技術 加工方法

中圖分類號：TD353.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）35-111-01

0引言

粉末冶金是通過制取金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為生產原材料，通過過壓制成形、燒結等工藝過程，制造出各種粉末冶金制品的工藝技術。現在，這種工藝已經成為我們在新材料研制領域內的重要工藝技術。在粉末冶金工業中，模具對于在很多工序中都有所應用，并且對于整個生產工藝也具有較大的影響。粉末冶金模具是粉末冶金制品生產的重要工藝裝備，粉末冶金模具的質量對粉末冶金制品的質量具有直接的影響。然而，粉末冶金模具的質量主要取決于它的加工過程。因此，對于粉末冶金模具加工方法及仿真技術的研究，對于粉末冶金工業具有重大的意義。

1 粉末冶金模具的加工方法

目前，對于粉末冶金模具的先進加工方法種類很多，其中各種加工方法也是各有特點。現就幾種主要的粉末冶金模具加工方法進行介紹，并對各種方法的特點和對粉末冶金模具的影響進行探討。

1.1 電火花加工方法

電火花加工的方法，是通過在放電瞬間產生劇烈高溫。然后，利用這一高溫將工件的表面熔化（甚至汽化），從而達到機械加工的目的。這種加工方法在一些難以加工的超硬材料加工中具有明顯的優勢。

（1）電火花加工方法的特點

電火花加工方法能夠有效的填補常規的機械加工方法對于難加工材料的不足，適用于對于強度高、熔點高、硬度高等難加工的材料的加工。另外，由于電火花加工方法直接利用電能與熱能進行加工，因此在加工過程中可以實現加工的自動化控制。再者，這種加工方法的精細度很高，對于粉末冶金模具這種加工質量要求較高的產品是一種較為合適的加工方法。不過，這種方法也存在著一定的缺點，那就是利用電火花加工方法加工的粉末冶金模具的表面粗糙度較高，會對粉末冶金工業造成一定的影響。

（2）電火花加工方法在模具加工中的應用

在粉末冶金模具電火花加工中，常是通過使用數控電火花機床來進行加工的。數控電火花機床可以實現粉末冶金模具的精密加工，確保滿足粉末冶金模具的質量要求。在粉末冶金模具的尺寸精度、仿形精度和表面質量等方面將發揮重要的作用。

1.2 仿形磨削加工方法

利用仿形磨削加工方法加工粉末冶金模具，即是通過利用專門的平面磨床，通過仿形尺對粉末冶金模具進行仿形磨削。這種粉末冶金模具加工方法的特點是其加工生產的粉末冶金模具的精密度較高，且表面較為光滑、平整，粗糙度較低。這種加工方法的缺點是加工效率較低。

1.3 數控線切割加工方法

數控線切割加工的方法，是通過將金屬絲電極安裝在一個轉動的貯絲筒上，然后分別將被切割工件與金屬絲電極接到高頻電源的正、負極上，通過計算機技術控制控制電極的移動方向，并通過電火花加工達到自動切割的目的。

數控線切割方法是計算機技術與電火花加工技術的結合，可以發揮電火花加工方法的優點，還可以實現自動切割的目的。其在粉末冶金模具的加工上具有重要的作用。由于這種加工方法對于電極沒有特別的要求，并可以對各種硬度和形狀的工件進行加工。數控線切割加工的方法，還可以反復的使用電極絲，加工損耗小、精度高等特點，非常適合粉末冶金模具的加工生產。因此，數控線切割加工的方法也是目前在粉末冶金模具加工中最常用的方法之一。

2 粉末冶金模具的數控加工動態仿真

計算機仿真技術在各類科技領域都有廣泛的影響，隨著計算機仿真技術不斷發展成熟，已經可以應用到產品從概念設計到結束使用壽命的整個周期的各個環節中，其中在產品的加工階段應用更為廣泛。在粉末冶金模具的加工過程中，仿真技術的應用將對粉末冶金模具的加工行業，甚至整個粉末冶金工業都具有重要的意義。

在粉末冶金模具的加工過程中，建立一個較為精確的數控加工動態仿真模型，通過模擬整個模具加工過程，從而獲得在粉末冶金模具加工過程中所需的幾何數據和力學信息，以及加工過程中可能發生的不良影響和可能出現的偏差值。通過數控動態仿真模型，便可以在加工前獲得準確的信息，規避可能產生的不良影響，有效的降低了加工失誤、偏差等現象發生的可能性。

在粉末冶金模具的加工過程中，利用精確的數控加工動態仿真模型，可以獲得準確的數控加工代碼，避免加工的錯誤和偏差；另外，還可以對加工誤差值、刀具磨損等進行預測，為保證粉末冶金模具的質量要求和刀具的更換提供重要的參考信息。因此，在粉末冶金模具的制造加工過程中，計算機仿真技術發揮了重要的作用，對于保證模具加工生產的質量和提高模具生產效率都有很大的幫助。

3 結語

粉末冶金模具的加工，對于粉末冶金制品的質量具有很大的影響。目前，對于粉末冶金模具的加工方法仍具有很大的發展空間，計算機仿真技術在粉末冶金模具加工中的應用，也還需要人們不斷的進行發展和研究。

參考文獻：

粉末冶金研究范文第2篇

互聯網金融是指以依托于云計算、社交網絡以及搜索引擎等互聯網工具，實現資金融通、支付和信息中介等業務的一種新興金融。互聯網金融與傳統金融的區別不僅僅在于金融業務所采用的媒介不同，更重要的在于金融參與者深諳互聯網“開放、平等、協作、分享”的精髓，通過互聯網等工具，使得傳統金融業務具備透明度更強、參與度更高、協作性更好、中間成本更低、操作上更便捷等一系列特征。互聯網金融的發展已經歷了網上銀行、第三方支付、個人貸款、企業融資等多階段，并且越來越在融通資金、資金供需雙方的匹配等方面深入傳統金融業務的核心。隨著其自身的不斷發展，互聯網金融的概念也在不斷地被經濟學家規范和擴大。

一、小微企業利用傳統融資模式存在的困難

相關數據顯示，小微企業數量占我國企業總數90%以上，創造了80%的就業崗位和50%的稅收，在解決就業、增加收入、經濟結構調整中都起著不可替代的作用。然而，“融資難”一直是困擾小微企業發展的一個難題。雖然銀行針對小微企業融資難提供了多種手段，如標準化抵押貸款、創新融資產品等。但小微企業在傳統信貸模式的局限性下，融資問題仍然十分嚴峻。小微企業貸款難的主要原因有如下幾點，企業的抵押能力較弱，缺乏抵押資產；信息不對稱，缺乏規范的經營報表；金融危機后，一直實行相對緊縮的宏觀經濟政策，銀行的放貸意愿較低；金融機構體系不健全，金融基礎設施不完善。由于種種原因，小微企業利用傳統模式貸款難的問題日益凸顯。

二、互聯網金融針對小微企業融資的優勢

互聯網金融為小微企業融資難的發展困境帶來了轉機，與傳統的商業銀行間接融資、資本市場直接融資等融資模式相比，互聯網金融融資模式具有普惠性、便捷性、針對性等特點。

（一） 針對性

互聯網金融在金融服務過程中會根據小微企業自身的特點采用不同的經營管理模式，實行差異化經營策略，進行融資產品創新，追蹤客戶滿意度。在融資平臺上，強大的數據收集、分析和整合能力，突破傳統渠道中的許多障礙。在數據上解決了傳統渠道信息不對稱，信息內容匱乏的難題。P2P網絡貸款平臺雖然沒有明確的客戶圈，但是需要先在網絡上注冊并且貸款金額較小，同時也會通過多種方式對客戶的實際情況進行認定。互聯網信息化手段，可以進一步降低投融資交易的成本，提高投融資的效率。在飛速發展的過程中，出現了一批以阿里巴巴、京東商城為代表的互聯網金融企業，它們盈利能力強，掌控著大量的短期資金，能夠滿足中小企業日常的資金需求。互聯網是融資信息的服務商，以建立海量融資信息數據庫為基礎，通過線上渠道和線下沙龍的形式，為廣大小微企業提供針對性的融資信息對接服務，提高小微企業融資的成功率，破解信息不對稱的難題，降低了彼此的經營成本。如阿里小貸和京東商城根據客戶特點設計產品要素，并根據客戶的實際情況對產品要素進行差異化調整。依據細分客戶，提供融資產品的客戶端定制化部署，使小微企業具有自主和個性選擇權，選擇適合自己融資需求和融資額度的融資產品，并且它不存在資金交易的風險和類似p2p平臺跑路的問題。

（二） 普惠性

銀行更多地關注大客戶，在一定時間內把自己的資源投入效益最大的部分，就是頭部，而忽視了尾部。而互聯網金融的興起使金融更加普惠化，可以在解決中小企業融資問題上發揮積極作用，可以促進民間金融陽光化、規范化，提高金融普惠性和資源配置效率，更好地服務實體經濟。

（三） 便捷性

小微企業通過在網絡化金融生態中更為便利地獲取貿易伙伴、融資支持、財務咨詢等標準化融資服務資源，互聯網金融服務小微企業具有產品類型多、放款速度快、審批流程簡、獲貸 成本低等便捷特性，降低了小微企業融資門檻。例如，近年來，建設銀行也在不斷地探索利用網絡渠道擴大小微企業服務的覆蓋面，提升融資便捷性，主要做法包括： 一是開通小微企業融資在線申請渠道，推進線上線下的融合互補，先后在企業網上銀行、善融商務平臺、門戶網站開通了小微企業貸款在線的申請渠道，這就降低了資金需求者的求貸門檻。二是推出網銀循環貸的業務，最大限度地節約客戶利息成本，將傳統客戶經理操作的評級、授信、支用業務流程合并為評級和授信業務流程，支用環節由客戶按需直接發起，通過建行企業網上銀行自主支用。這樣小微企業主只需辦理一次貸款，無需再次前往銀行柜臺，便可以實現通過企業網銀7×24小時隨借隨還、循環使用，降低了時間成本。

三、互聯網金融與小微企業融資發展之間的雙贏分析

互聯網金融與小微企業融資模式創新是我國金融創新與小微企業發展實現雙贏的重要戰略渠道。一方面，小微企業需要互聯網金融的融資服務支撐，實現可持續發展； 另一方面，互聯網金融圍繞小微企業需求豐富金融服務方式，實現金融創新。互聯網金融服務小微企業發展日漸成為國家金融和財政政策扶持的重點。

粉末冶金研究范文第3篇

關鍵詞：粉末冶金；發展；探究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.011

1 粉末冶金的起源c概述

1.1 粉末冶金的起源

在1930年代，螺旋磨削后還原鐵粉，因此鐵粉和碳粉制成的鐵基粉末冶金方法的機械零件獲得快速發展。 第二次世界大戰后，粉末冶金技術就得到了快速發展，新的生產技術和技術設備，許多新材料和產品可以衍生出一些特殊材料的制造領域，成為現代工業的重要組成部分。

1.2 粉末冶金的概述

粉末冶金是一項能將金屬粉末或金屬粉末（或金屬粉末和非金屬粉末的混合物）作為原料燒結，制造出金屬材料、復合材料以及各種類型的產品技術。粉末冶金方法和生產陶瓷有相似的地方，都是粉末燒結技術的一部分，因此，一系列粉末冶金新技術也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術的優點，它已成為解決問題的關鍵性新材料，在整個工程系統領域的發展中發揮關鍵作用。但是從定義上說粉末冶金產品往往是遠超出了材料和冶金的范圍，通常跨越多個學科（材料、冶金、機械、力學等）的技術。特別是現代金屬粉末3 d打印技術，集機械工程、AUTOCAD、逆向工程技術，分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術共同與粉末冶金產品技術進入一個更全面的現代技術的學科。

2 我國粉末冶金面臨的技術難題

我國冶金技術目前的困難，是如何積極培育自己的核心競爭力的團隊已成為國家和企業急需的解決問題。我們都知道汽車零部件核心技術的價值所在，高價值主要包括：發動機進排氣閥，發動機連桿，傳動齒輪同步器錐環和泵在主從動齒輪等等。在這些零部件中，主流技術，粉末冶金技術。如：連桿是發動機的重要部件之一，許多進口車型的繪圖規則都有連桿疲勞試驗載荷，而且載荷下的載荷疲勞循環次數每年超過500多萬次。而國產汽車發動機連桿鍛造鋼連桿和連桿疲勞鑄造用途大多數次大于500000周以上是比較困難的，因為汽車鋼部件的連桿沒有切割，微小缺陷對連桿的疲勞壽命影響較大。國外主流主要采用粉末鍛造，如：別克汽車，德國的寶馬，GNK公司制造的連桿甚至達到了1041MPa的抗拉強度。因此，要培養自己的核心競爭力，首先必須加強對粉末冶金技術的發展，加強國內零部件的競爭力，從技術薄弱為突破點。

3 粉末冶金在我國工業家族中的布局與現狀

3.1 布局

根據中國粉末冶金協會的統計數據，34家企業有國內大中型粉末冶金生產（占全國64%），53家企業數量累計產量長期53家企業生產比重高達85% ，大多數都是粉末冶金部件制造商有34家公司專注于進行改革發展。 在過去十年中，我國受益于汽車生產的增長，汽車用粉末冶金零件的需求也呈現快速增長的局面。 未來，除了汽車工業本身的成長，粉末冶金部件的需求也將從雙重替代進口替代和加工零件更換中受益，粉末冶金用量將得到明顯改善，保護傳統粉末冶金汽車備件的需求將保持穩定增長。自2008年以來，從行業發展趨勢，由于價格優勢，世界粉末冶金生產焦點逐漸轉向中國，日本的生產，有明顯的下降。根據中國粉末冶金協會在34家粉末冶金企業生產基地，2009/2010/2011粉末冶金自行車用量分別為3.1 / 3.6 / 3.76 kg / m，消費增長趨勢明顯，2011年略有下降，2012年并恢復到3.71 kg / m的水平。行業信息網絡認為，考慮到車輛節能，產品輕便和精確的吸引力，隨著中國粉末冶金生產企業的未來規模大，技術加強的成本優勢仍強，進口替代粉末冶金零件在需求增長的趨勢下將繼續發生。

3.2 現狀

根據中國研究結果，2017年我國粉末冶金產品的平均自行車用量至少為8公斤，這個差異不從國外計算粉末冶金用量（進口或部分裝配件）的發動機，這部分進口替代需求構成了粉末冶金部件未來需求增長的一部分。我們保守估計，未來車輛本地化的粉末冶金的更換率約為自行車用量的7% - 9%。研究及相關原材料，輔助材料，各種粉末制備，燒結設備制造設備的生產。 產品包括軸承，齒輪，硬質合金刀具，模具，摩擦產品等。 軍事企業，采用粉末冶金技術生產鎧裝穿刺魚雷，制動副坦克等飛機的重型武器裝備。 粉末冶金汽車零部件近年來已成為粉末冶金工業在中國最大的市場，約60%的汽車零件用于粉末冶金零件。

4 粉末冶金在我國的發展前景

4.1 發展

粉末冶金工業在中國已經有近十幾年的快速發展，但與國外工業仍存在差距如：企業規模小，經濟效益遠，與國外企業長距離。 各種產品交叉，企業競爭激烈。況且大多數企業缺乏技術支持，研發能力，產品規模低，難以與國外競爭。加工設備及配套設施落后。產品的出口貿易渠道常被限制。

4.2 前景

隨著中國加入了世界貿易組織，上述問題已顯著經改善，因為加入世界貿易組織后，國際市場將逐漸使粉末冶金市場將進一步得到擴大的機會。與此同時，越來越多的企業在引入粉末冶金和相關技術水平的外國資本和技術，我國冶金項目有就是這樣得到改善和發展的。依據目前的數據，我國的粉末冶金零件與各項產值超過55.1億人民幣，占全球市場份額非常的小，根據我國國粉末冶金制造業在2014年和2018年生產報告和銷售記錄預測出轉型的升級空間等。中國粉末冶金行業中的54家企業協會統計，2013年我國粉末冶金零部件的生產總值實現了主營業務收入484.11億元，增長40左右同比增長了2個百分點，利潤為7.6億元人民幣，是去年同期的兩倍左右。在生產粉末冶金零部件行業里頭實現了工業產值突破了57億多元人民幣，其中新產品的產值達到了7.3億RMB，新產品（新產品輸出/工業產值）所占比例為14.4%。且行業銷售產值達到57.73億元RMB，其中出口價值8.28億元RMB，出付價值/工業銷售價值的21.62%。從生產規模和銷售規模分析，根據中國粉末冶金協會的統計數據顯示，2017年中國粉末冶金零部件的行業產量2.61142億噸，增長49.31%；銷售了182萬噸左右，增長63.75%。先后通過引進了國外的先進技術和自主發展創新，在我國粉末冶金工業的新技術的表現和快速發展的趨勢下，在各種我國的機械通用零部件行業里，粉末冶金行業是這一年增長和發展得最快的一個產業，我國家的GDP增長率是36.12%。當下全球制造業迅速轉移到中國的步伐正在加速，各種汽車工業和高科技產業的快速發展都離不開粉末冶金的各項技術，因此。粉末冶金行業的發展給各種行業的發展帶來了一個個有利的機會和良好的市場空間。所以，我國將粉末冶金產業列為了我國優先發展的行業，并鼓勵外企和投資公司對其進行大力發展。

5 結束語

粉末冶金工業是機械工業在重要零部件制造中的基礎。 近年來，中國自行發展通過不斷引進國外先進技術和創新，粉末冶金工業和技術在中國的組合顯示出了快速發展的趨勢，是中國機械通用部件行業增長最快的行業之一。 在中國經濟的快速發展中，特別是在中國汽車工業發展勢頭強勁的推動下，中國粉末冶金行業增長強勁。 粉末冶金汽車配件占45%以上，粉末冶金汽車配件成為中國粉末冶金行業最大的市場。

參考文獻：

[1]張福明，錢世崇，殷瑞鈺.鋼鐵廠流程結構優化與高爐大型化[J].鋼鐵，2012（07）.

[2]張福明，崔幸超，張德國，羅伯鋼，魏鋼，韓麗敏.首鋼京唐煉鋼廠新一代工藝流程與應用實踐[J].煉鋼，2012（02）.

[3]殷瑞鈺.高效率、低成本潔凈鋼“制造平臺”集成技術及其動態運行[J].鋼鐵，2012（01）.

[4]顧里云.首鋼京唐鋼鐵公司能源管控系統建設的理論與實踐[J].冶金自動化，2011（03）.

粉末冶金研究范文第4篇

姚萍屏，教授，1969年出生于湖南雙峰，1988年在原中南工業大學材料科學與工程系開始大學本科生活，并到該校粉末冶金研究所從事研究生學習和助研、副教授再到現在的教授工作，秉承中大“敬業、勤奮、求實、創新”的精神，始終耕耘在高性能粉末冶金摩擦學材料領域，先后承擔并完成了國家國防攻關、國家863高技術、國家自然科學基金、國家科技部創新基金、民航總局PMA項目、國家鐵道部引進消化吸收再創新項目、湖南省杰出青年基金和湖南省科委等20余項課題的科研任務，將粉末冶金摩擦學材料推廣應用從深海、陸地、天空直至空間，構建了粉末冶金摩擦學材料的全空間應用材料體系。這期間，他還在國內外刊物發表了與摩擦學材料領域相關的研究論文50余篇，獲國家授權專利8項，申請專利5項，部級鑒定項目5項。獲湖南省科技進步一等獎1項，三等獎1項，有色科技進步獎三等獎1項。目前兼任湖南省摩擦學會理事長、全國青年摩擦學青年工作委員會副主任委員、中國機械工程學會高級會員、中國機械工程學會摩擦學分會常務理事、中國機械工程學會粉末冶金分會理事、中國機械工程學會摩擦耐磨減摩材料與技術專業委員會副主任委員、湖南省機械工程學會常務理事等學術職務。

勇于創新研制航空摩擦材料

自1992年參加工作以來，姚萍屏教授一直從事粉末冶金航空制動摩擦材料的研制和開發工作。針對粉末冶金航空制動摩擦材料高能制動性能穩定性不足和重載耐磨性能差的技術問題，通過對摩擦表面成膜機理、失效機制及制備工藝的深入研究，開發了陶瓷顆粒組合增摩技術、基體微合金化增強技術、金屬陶瓷和基板梯度復合技術以及高性能特種粉末冶金摩擦材料制備技術等，主持完成了中國民航總局項目“新一代大型波音737飛機高性能長壽命國產粉末冶金剎車副的研制”，獲得中國民航總局頒發的6項產品零部件制造人批準書。

國產粉末冶金剎車副研制成功后經推廣使用，不僅保證了國內航空運輸的正常進行需求，同時，由于國產剎車副價格較進口件低，同時供貨周期由原來的預付款半年后提供改為3天內供貨，大大降低了航空公司的資金積壓、庫房占用和配件供應周期，根據航空公司估計，僅采用國產剎車副，每架飛機可節約直接成本為55.5萬元，因此，僅在中國大陸應用國產剎車副，將為航空公司年節約直接成本2.6529億元。項目已在湖南博云新材料股份有限公司獲得產業化推廣，累計實現產值達2.1億元，產品使用效果良好，經濟效益和社會效益顯著，成為博云新材這一上市公司的拳頭產品之一。

喜出成果攻關鐵路摩擦材料

沒有制動就沒有高速。針對國家高速鐵路的不斷提速要求，姚萍屏教授先后主持了國家863項目“高速列車用制動盤和閘片材料及其制備技術的研究”和鐵道部引進消化吸收再創新項目“高速動車組摩擦材料國產化的研制”，

根據高速列車車輪與鋼軌粘著促轉的系統特點和高速列車制動動能大、制動壓力高的技術特點，采用不同顆度粉末配比，通過開展基體的選擇、新型摩擦組元及組元的探索以及摩擦組元和組元對基體綜合性能的影響等方面的研究，獲得了綜合新型銅基體、自主開發了專有摩擦組元和組元，開發了非金屬組元強化技術和梯度燒結工藝。所獲得的高速動車組閘片摩擦材料的研究成果獲得產業化推廣。

此外，作為國內列車用粉末冶金制動閘片的技術開創者，姚萍屏教授攻克了結構設計、閘瓦材料設計、制備技術及制動閘瓦與輪對匹配設計等一系列科學問題，形成了準高速列車制動閘瓦專有技術，通過技術轉讓，先后培育了浙江樂清粉末冶金廠、新鄉鐵路摩擦材料廠和蘇州華源機車車輛配件有限公司等多家單位進行市場化開發，技術成熟，能迅速投產，目前占有了全國準高速列車粉末冶金制動閘瓦的四分之三市場，形成了“中國鐵路延伸到哪里，中南制動材料技術就出現在哪里”的盛況。

立足國需解決航天關鍵問題

空間對接技術和對接機構是我國航天載人飛行的關鍵技術，也是今后擴展空間應用能力的一個重要手段。姚萍屏教授承擔了國家863項目“空間摩擦副的研制”，作為原創性的高技術應用項目，在姚萍屏教授的帶領下，項目克服了無參照、缺平臺、時間緊、要求高的困難，解決了苛刻空間條件下摩擦副材料摩擦磨損性能的高穩定性，發現并探明了摩擦材料常用二硫化鉬組元在制造過程中的演變規律和對材料摩擦磨損性能的作用機理，設計并制造了模擬空間條件的摩擦磨損性能檢測裝置，創造性的采用高體積百分比非金屬組元獲得了高穩定性和抗真空粘著的空間摩擦副粉末冶金摩擦材料配方設計。首次采用一套摩擦副實現了兩飛行器對接時制動耗能、可靠傳扭和過載保護，解決了飛行器對接過程中的安全保證問題，發明了一種全功能（制動耗能、穩定傳扭和過載保護功能）空間摩擦副。

作為空間對接結構的兩大關鍵部件，2011年11月3日，采用姚萍屏教授團隊研制的全功能空間摩擦副首次在“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器的完美自動對接中出色完成任務，2012年6月，全功能空間摩擦副再次在在我國載人自動對接和手動對接中表現突出，再一次證明空間對接機構摩擦副具有良好的穩定性和一致性。隨著我國空間事業的發展，在每一次空間對接任務中，全功能空間摩擦副都將發揮其關鍵作用。姚萍屏教授領導的團隊使中南大學已成為世界上除俄羅斯外唯一能提供對接機構摩擦副材料的單位。

添磚加瓦推廣應用風電材料

粉末冶金研究范文第5篇

金剛石可切削性指標主要選擇刀具磨損和工件表面質量。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，崩刃長度約35μm，原因可能是主軸轉速較高而且ε-Fe2-3N相脆性較強，切削時易引起高速沖擊，可以通過控制工藝參數使刀具磨損進一步減小。傳統認為金屬材料可被加工出鏡面質量與其中某些重要微量元素及其分布有關。此次純鐵滲氮層成分主要為Fe2-3N，幾乎無其他元素，說明Fe2-3N物質本身具有被金剛石加工出鏡面質量的潛質。由此得到一個啟示：氮化鐵材料適合金剛石超精密切削。表面改性的實質是在被加工件表面制造了一種新材料，然后對此化合物層進行切削。如果有針對性地將表面改性方法中幾個缺陷加以克服，直接制備出整體單相可控、雜質很少的氮化鐵(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題。

2氮化鐵粉末冶金鋼的金剛石可切削性實驗研究

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50年代初，Jack最早確定了Fe-N相圖，并從結構上分析和確定了相、相、相和相及其他氮化鐵。這些氮化鐵在強度、硬度和韌性等方面有著各自不同的特點。由于氮化技術在表面強化方面具有明顯的優勢，所以被廣泛用于動力機器制造工業。近年來，由于氮化鐵具有優異的軟磁性能和良好的耐腐蝕和抗氧化性，被應用在了制作磁記錄介質、磁感元件和吸波材料等方面，受到了廣泛的關注[9]。國內東北大學佟偉平教授[10,11]]以及西南交通大學楊川教授的課題組[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，經過成形和燒結，制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術[14]，已成為新材料科學和技術中最具有發展活力的領域之一[15]，而鐵基粉末冶金材料是最重要的粉末冶金材料之一。西南交通大學楊川教授的課題組采用將一般純鐵粉進行模壓成形方式加工成生坯，在燒結過程中進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，其燒結后的主要成分由Fe和Fe4N兩相組成（部分原因是燒結溫度高，導致脫氮），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行初步切削實驗。

2.2切削實驗結果及討論

實驗條件及實驗裝置同圖4，金剛石切削氮化鐵粉末冶金鋼所產生的刀具磨損和工件表面質量分別如圖7、圖8所示。金剛石刀具在直接切削相同面積的模具鋼時，VB值達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（實驗最大切削距離處）。在靠近端面外側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指標（孔隙度、密度、硬度以及成分等）與光學級模具型芯材料的要求還有一定距離，但此結果已經說明了氮化鐵材料的金剛石可切削性較好。還需要進一步提高各項指標以達到模具鋼的性能要求，以及嚴格控制其成分，如果能進一步控制氮化鐵為某一單相，從而還可以驗證是哪種相對減少金剛石刀具磨損起著關鍵作用，進而可以揭示工件表面改性方法的內在機理。

3結論