我国粉末冶金不锈钢发展需破解成本与性能的难题

发布时间：2015/3/2 0:04:32

目前常规粉末冶金压制烧结不锈钢制品的密度较低，力学性能和耐腐蚀性均不及熔炼不锈钢。如何在低的成本下制备出高性能的不锈钢，是目前粉末冶金不锈钢发展所面临的主要问题。为此，近些年，一些粉末冶金不锈钢制备新工艺正在研发之中。

一、温压成形。

由于不锈钢粉体颗粒较硬且压缩性较差，室温模压成形，要求压制压力较高，对压力机及模具的要求也较高，且烧结后的制品弹性后效严重、密度低，且只能制备形状简单的零件。温压成形是将粉体和特殊的润滑剂混合并加热至一定温度后在加热的模具内压制成形。相比于冷压成形，它可以用较低的压制压力获得较高的压坯密度和强度，且可降低弹性后效。温压条件下，粉体的塑性变形增强，进而提高生坯密度;同时润滑剂在温压温度下呈半固态，其液相成分会由颗粒间界流入孔隙，从而增加颗粒的接触。

二、金属注射成形与凝胶注模成形。

金属注射成形是一种接近净成形的粉末冶金成形技术，它是将金属粉体或预合金粉体与有机粘结剂按一定比例并在一定工艺条件下混合成均匀的粘弹性体，经注射机注射成形后，脱除粘结剂，*后烧结成高性能的粉末冶金制品。它适合生产形状复杂的零件，其尺寸精度可达±(0.3%～0.5%)，烧结密度可达理论密度的95%～99.5%。凝胶注模成形是继注射成形之后发展起来的又一种近净尺寸成形技术，它是将高分子化学单体聚合的方法引入到粉体的成形过程中，通过制备低黏度、高固相含量的浓悬浮体，可净成形获得强度高、均匀性好的坯体。

三、压力烧结。

对粉体压坯加热的同时也对其施加压力，可获得比常压烧结晶粒更细、更致密的烧结体，人们常用热等静压、低压热等静压烧结制备高性能的不锈钢。研究证明烧结时的压力加速了液相的流动和颗粒重排，压力越大，其致密化速率越大，经热等静压烧结后的不锈钢产品接近完全致密。

四、放电等离子烧结。

这是一种新型的烧结技术，它是直接将直流电施加于试样上加热，具有很高的升温和烧结速率，可以保证粉体在短时间内实现快速烧结的同时获得细小、均匀的组织。

五、微波烧结。

这是一种利用微波电磁场中材料的介质损耗使烧结体整体加热至烧结温度而实现致密化的快速烧结技术。在烧结过程中，微波烧结可以快速跳过表面扩散阶段，使晶粒来不及长大就完成致密化并快速冷却，因而它对于控制烧结过程中晶粒的长大是一种比较有效的方法。

六、选择性激光烧结。

这种方法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，在逐层烧结的粉体上建构三维实体的快速成形技术。作为一种新型粉末冶金成形技术，能够自由成形，无需模压过程，使得产品开发时间大大缩短。

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