４０材料导报２００８年３月第２２卷第３期

金属粉末成形技术若干进展＊

钟仁显，卢百平

（南昌航空大学材料科学与工程学院，南昌３３００６３）

摘要

金属粉末成形技术是一种高效、近净成形的先进制造技术，在许多领域有着广泛应用。就近几年粉末成形

同时指出金属注射技术的发展，着重评述了几种粉末成形技术的原理和特点，并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。成形、选区激光烧结及电场活化烧结技术是今后粉末成形技术的发展方向。

关键词

金属粉末成形

粉末冶金

金属注射成形

选区激光烧结

电场活化烧结技术

中图分类号：ＴＦ１２文献标识码：Ａ

ＳｏｍｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌＰｏｗｄｅｒＦｏｒｍｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＺＨＯＮＧＲｅｎｘｉａｎ，ＬＵＢａｉｐｉｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＨａｎｇｋｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００６３）

ＡｂｓｔｒａｃｔＭｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｆｏｒｍｉｎｇｉｓａｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｄｖａｎｃｅｄｎｅａｒ－ｎｅｔｓｈａｐｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓ

ａｐｐｌｉｅｄｔｏｍａｎｙａｒｅａｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｏｗｄｅｒｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｉｓｆｏｃｕｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｏｗｅｒｆｏｒｍｉｎｇａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｔｒｅｎｄｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｏｓｅｐｏｗｅｒｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅａｌｓｏｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｐｏｗｄｅｒｆｏｒｍｉｎｇｆｏｒｍｅｔａｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ，ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄａｃｔｉｖａｔｅｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｆｏｒｍｉｎｇ，ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ｍｅｔａｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ，ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ｅｌｅｃｔｒｉｃ

ｆｉｅｌｄａｃｔｉｖａｔｅｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

金属粉末成形是一种节能、节材、高效、近净成形、少污染的先进制造技术，在超导材料、纳米材料、生物工程材料、超硬材料等现代高新技术领域中得到广泛的应用［１］，已进入当代材料科学的发展前沿，并朝着高效自动化、高性能、低成本的方向发展。传统的粉末成形技术的工艺流程是：制取粉末—混料—制模、压形—烧结—后续处理。工艺复杂，致密度低，制件的性能较差。高新技术产业的迅猛发展对粉末成形制件的性能及制造周期提出了更高的要求。如何改进工艺、缩短制造周期及提高制件性能等要求促进了人们对粉末成形技术的深入研究，先后出现了一些新工艺、新技术、新动向，目前粉末成形技术的研究已经取得了很大的进展。本文综述了近年来新发展的粉末成形技术的若干进展。

便可生产出高密度、高强度、低成本的粉末冶金零件，具有非常广阔的应用前景。温压技术的原理是：将加有特殊润滑剂的预制金属粉末和模具等加热至１３０～１５０℃，并将温度波动控制在±烧结而制得金属粉末２．５℃以内，然后进行压制、冶金结构零件。温压技术的核心有两个：一是特殊聚合物及金属粉末的制备，二是温压设备。

利用温压成形法生产的金属基零件具有较均匀的密度，且密度不低于７．２５ｇ／ｃｍ３，同时有０．１５～０．３ｇ／ｃｍ３的增幅［２］，使得拉伸强度和冲击韧性均有了很大的提高。该工艺的另一个特点是，温压零件的生坯强度高，与传统工艺相比可提高

５０％～１００％，可直接对坯件进行机加工且降低了生坯在搬

运过程中的破损率，表面粗糙度低［３］。此外，温压成形所需压制力低、脱模力小，因而延长了模具的寿命，同时该工艺简单，成本可降低３８％，制品的性能和质量稳定，产品精度高，材料利用率高。

目前国外的温压工艺已经实现了工业化生产。法国

１粉末冶金成形

粉末冶金是一种制取金属粉末以及采用成形和烧结工

艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。随着技术的发展，各种新工艺相继出现并得到广泛的应用，如温压技术、流动温压技术、动磁压制和高速压制技术等。

ＦｅｄｅｒａｌＭｏｇｕｌ公司已计划从２００２年起生产１５００万根温压

连杆，连杆质量为３５０～６００ｇ，以适应欧洲汽车制造厂商生

产的各种发动机的需要［４］。国内对温压技术的研究近些年也取得很大的进展。华南理工大学在系统研究温压技术的基础上研制出一系列的温压零件并投入使用，如摩托车连杆、发动机油泵温压斜齿轮、发动机气门导筒零件等。北京科技大学、

１．１温压技术

温压技术是美国Ｈｏｅｇａｎａｅｓ公司在２０世纪９０年代研发的一种新型的粉末冶金成形技术。该工艺只通过一次压制

＊南昌航空大学科研基金（ＥＡ２００５０１００６）

钟仁显：男，１９８１年生，硕士生，主要从事金属基复合材料制备技术研究

Ｔｅｌ：０７９１－３９５３３２３Ｅ－ｍａｉｌ：ｄａｎｎｙ８８９＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ