粉末冶金新技术(6篇)
时间：2024-02-19
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Abstact:Metallurgicalindustrywasteisthemainby-productsofsteelmetallurgicalindustry.TheSteelproductioninourcountrythehighestintheworld,butthereasonableutilizationrateofsteelindustrywasteislow.Itispartoftheindustrialwaste,notonlytakesalargespace,butalsoisenvironmentalpollution.Reasonableuseofmetallurgicalindustrywaste,optimizationratio,innovationengineeringpractices,appliedtotheconstructionoftheproject.Toshortentheconstructionperiod,improveworkefficiency,savingbuildingmaterials,reducethecostfortheprojectinvestment,improvetheeconomicbenefitofpurpose.Bothplayedametallurgicalindustrywastecharacteristics,butalsoreducetheengineeringmaterialcost,expandthescopeofapplicationofengineeringmaterials.Metallurgicalindustrywastehighwaysubgradetreatmentmethodoftheapplicationofthetechnology,theuseofindustrialwasteproportionandrangecontrolrequirements,theactualengineeringconstructionofhighwaysubgradetreatmentcanbepracticalapplicationandpromotion.Thustosavebuildingmaterials,reuse,reducecost,energyconservationandemissionreductioningoodeffect.
中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：
作者简介：史钰1964年出生、男、满族，辽宁岫岩人、现供职于新兴际华进出口公司物流工程项目部、工程师、本科、研究方向为工程施工技术。
正文：
冶金工业废渣在公路路基处理工程中的应用技术
一、技术领域：
适用于钢铁冶金企业及其周边区域公路路基处理工程。
二、背景、技术及内容：
随着建筑行业改革发展。建筑业的生产方式和组织结构的变化，工程项目责任制的贯彻落实，工程项目管理水平得到有效提升。根据建筑行业对工程建设工期、人工劳效、建筑材料的需求，合理利用冶金工业废渣，进行优化配比，创新工程做法，运用到建筑工程当中。达到了缩短工期、提高劳效、节约建材、降低工程成本投入，提高经济效益之目的。结合工业废渣的化学成分及物理特性，合理改进常规工程施工技术做法，使工业废渣变废为宝，应用到建筑工程当中，缩短了工程建设工期，减少了工程人力投入，节约了大量工程材料成本。下面就几个方面论述冶金工业废渣在公路路基处理工程中的应用技术。
1、在公路路基处理工程中可利用冶金工业废渣的种类以及成分、物理性能。
(1)、炼钢后不能再生产利用废弃钢渣。
钢渣成分：氧化钙、氧化硅、氧化镁、氧化铁、其它氯化物。
钢渣成分比例：
氧化钙（CaO占41%）。
氧化硅（SiO2占11%）。
氧化镁（MgO占5%）。
氧化铁(Fe2O3占5%)。
其它氯化物(占39%)。
钢渣的物理性能：粒径在40mm左右，具有密度大，强度高，表面粗糙，稳定性好，耐磨耐久性强的特点。颗粒具有孔隙，透水性能强，与混凝土结合牢固，对基础周围混凝土、黄土无腐蚀性。
(2)、烧制白灰后不能再生产利用废弃石粉。
石粉成分：石子、石子粉末、白灰、杂土。
石粉成分比例：
石子（粒径《20mm）、占45%。
石子粉末（粒径1mm左右）、占40%。
白灰颗粒（白灰窑未烧透的返白灰粉颗粒，粒径1.5mm左右）占10%。
杂土（呈粉末状）占5%。
石粉具有稳定性好，透水性能强，与混凝土结合牢固，对基础周围混凝土、黄土无腐蚀性。
(3)、炼铁后的外排水渣。
水渣成分比例：
锰（Me占40%）。
二氧化硅（SiO2≤35%）。
氧化铁(Fe2O3≤19.4%)。
氧化钙（CaO≤5%）。
硫（S≤0.5%）。
磷（P≤0.25%）。
水（H2O≤1%）。
水渣粒径在2mm左右具有潜在的水硬胶凝性能，无腐蚀性，耐高温。常用作水泥原料。
2、公路路基处理工程中应用冶金工业废渣项目以及相关创新技术工程做法
2.1公路钢筋混泥土路面下路基处理相关创新施工技术工程做法：
(1)、路基基槽开挖至设计深度，对原土找平碾压密实。
(2)、铺筑200mm厚粒径≤40mm钢渣。分二层碾压密实，每层厚度为100mm，要求第一层底部钢渣嵌入原土层中。
(3)、将钢渣与石粉用施工机械按比例搅拌均匀，分层铺筑，碾压密实，每层厚度为100mm。比例要求为钢渣：石粉=6：4。要求所用石粉施工前必须经过所用洒水润湿，已使石粉中未烧透的返白灰粉颗粒遇水粉化，降低其膨胀性。所用钢渣粒径必须≤40mm。
(4)、将钢渣、石粉、水泥用施工机械按比例搅拌均匀，分层洒水铺筑，碾压密实，铺筑
关键词：高强高导；TiB2Cu基复合材料；研究现状；展望
中图分类号：TB331文献标识码：A
ResearchSituationandProspectsforHighStrengthandHigh
ElectricalConductivityTiB2CuMatrixComposites
HEDaihua，LIUPing，LIUXinkuan，MAFengcang，LIWei，
CHENXiaohong，GUOKuixuan，LIUTing
（SchoolofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofShanghaifor
ScienceandTechnology，Shanghai200093，China）
Abstract：TheTiB2Cumatrixcompositeswithexcellentperformancesofhighstrengthandhighelectricconductivityhaveextensiveapplicationprospects.Inthepaper，wefocusonthefabricationtechniquesofTiB2Cumatrixcomposites.Theprospectsforthecompositesarealsopresented.
Keywords：highstrengthandhighelectricconductivity；TiB2Cumatrixcomposites；researchsituation；prospect
0前言
高强度导电材料在航空、航天、电工及电子等行业有着极为广泛的用途，如电车及电力火车架空导线、大容量触头开关、电阻焊电极、电触头、集成电路引线框架等，都需要既具有高导电导热性又具有高强度的耐热稳定性材料[1].铜基复合材料具有高耐热稳定性和高强高导的特点，克服了传统铜合金的某些不足，大大提高了使用温度范围，能较好地满足以上需求，因此，铜基复合材料近年来得到了较大的发展.
利用弥散耐热稳定性好的陶瓷粒子强化铜基体是一种很好的方法.其中TiB2陶瓷颗粒具有高熔点、高硬度、高弹性模量，耐磨性好，热膨胀系数较低和高导电导热等特性，同其他陶瓷增强材料相比，它使金属的导电率、热导率下降量较小，使得TiB2Cu基复合材料具有较高的导电率和高的软化温度，因而TiB2作为铜基增强相的研究，已成为复合材料研究领域的一大热点[23].TiB2Cu基复合材料既具有优良的导电性，又具有高的强度和优越的高温性能，被认为是极有发展潜力和应用前景的新型功能材料，已逐渐受到各国的高度重视[45].
TiB2增强铜基复合材料的力学性能，主要取决于铜基体、增强体的性能以及增强体与铜基体之间界面的特性.用于制备TiB2Cu基复合材料的传统方法，主要是非原位复合方式，即直接添加陶瓷强化粒子到熔融或粉末基体中，强化相与陶瓷金属基复合材料的合成不是同步完成.但外加的增强颗粒往往比较粗大，增强体与基体润湿性差，颗粒/基体界面反应始终是影响传统搅拌铸造和粉末冶金的技术难题[6].本文主要介绍了目前较有发展前途的、能使第二相弥散分布于基体中、甚至具有纳米级颗粒增强铜基复合材料的原位复合制备方法.
上海有色金属第34卷
第1期何代华，等：高强高导TiB2Cu基复合材料的研究现状及展望
1纳米级颗粒增强铜基复合材料的制备方法1.1机械合金化法
机械合金化法（MA）是Benjamin[7]等于20世纪60年代为解决TiB2Cu基复合材料中的浸润性问题而最先提出的，其原理是利用固态粉末直接形成合金的一种方法，后来为广大学者接受并广泛使用.
Biselli[7]等在1994年利用机械合金化法球磨Cu、Ti和B粉，经适当的热处理制取出TiB2Cu复合材料.X射线衍射和EDS分析表明，球磨粉只有加热到600℃附近才反应生成TiB2，到800℃附近反应完成.TEM观察发现，Cu5%（体积百分比）TiB2合金700℃挤压后在晶粒内部和晶界上分布有5～15nm的TiB2粒子.球磨粉在退火初期，硬度不断增加，到600℃附近达峰值，这是由于Ti和B粉发生反应生成稳定的硼化物所致，更高温度时硬度稍有降低，但降幅很小.西安交通大学董仕节[89]等研究了烧结工艺和TiB2含量对TiB2增强铜基复合材料性能的影响.提出TiB2/Cu复合材料导电率定量计算公式如下[10]：σ=σ01-11+0.87/c（1）σ为铜基复合材料导电率，σ0为基体铜的导电率，c为TiB2体积含量.
李京徽[11]采用机械合金化方法，先球磨制备CuTiB2复合粉末，然后通过压制烧结方法制备CuTiB2复合材料.提出了机械合金化法制备CuTiB2复合材料的合理工艺是：球磨时间60h，压制压力400MPa，烧结温度900℃，保温时间2.5h.
机械合金化法是在固态下实现合金化，不经过气相、液相，不受物质的蒸汽压、熔点等物理特性因素的制约，使过去用传统熔炼工艺难以实现的某些物质的合金化、远离热力学平衡的准稳态、非平衡态及新物质合成等成为可能；增强相与基体具有很好的结合性；增强相颗粒分布均匀，尺寸细小.唯一的缺点是制备过程中可能带入杂质，纯度不够高.
1.2自蔓延高温合成法
自蔓延高温合成法（SHS）是1967年由前苏联学者Merzhannov等发明的，是利用放热反应使混合体系的反应自发地持续进行，生成金属陶瓷或金属间化合物的一种方法.刘利[12]等采用自蔓延高温燃烧合成技术研究了材料体系对合成过程中产物特性（温度、燃烧速度及产物等）的影响.研究结果表明，在体系中添加一定的金属钼或铁，明显改善了体系的润湿性；钼或铁的加入使产物中金属分布更加均匀，大大降低了产物孔隙率.同时钼的加入还明显降低了晶粒尺寸.
SHS法制备金属基复合材料有生产过程简单、反应迅速、反应温度高以及易获得复杂相或亚稳定相和应用范围广等特点.但缺点是反应难以控制，产品空隙率高，难以获得高密度的产品，不能严格控制反应过程和产品的性能，所用原料往往可燃、易爆或有毒，需要采取特殊的安全措施.
1.3粉末冶金法
粉末冶金法是生产铜及铜基复合材料结构件、摩擦材料和高导电材料的重要方法[13].制备TiB2Cu一般采用直接混合法和包覆混合法制取[14].主要工艺过程包括：（1）制取复合粉末；（2）复合粉末成型；（3）复合粉末烧结.吴波[1516]等以Cu、Ti、B4C合金粉末为原料，制备了TiB2Cu复合材料，得出最佳工艺参数为：以TiB2理论生成量为5%（质量分数）配料，在800MPa压力下对球磨后的合金粉末进行模压，在1273℃经4.5h保温烧结，经原位反应可获得TiB100弥散增强的铜基复合材料.试样的导电率为：20.2%IACS，硬度（HV）为161.张剑平[6]等采用粉末冶金法制备了TiB2Cu复合材料，研究了真空加热烧结和微波烧结两种不同烧结方式对该复合材料组织和性能的影响.
粉末冶金法是最早用来制造金属基复合材料的方法，虽然有很多优点，如可实现多种类型的复合，充分发挥各组分材料的特性，是一种低成本生产高性能复合材料的工艺技术.但由于基体和增强相在尺寸、形状和物理化学性能上有很多差别，提高TiB2增强相与铜基体的润湿性，提高基体与增强相之间的界面结合强度，从而提高复合材料的综合性能，将依然是TiB2Cu基复合材料的研究方向.
1.4喷射沉积法
喷射沉积法制备TiB2Cu基复合材料，主要包括传统喷射沉积法和反应喷射沉积法.传统喷射沉积法是熔炼好含反应元素的合金后再进行喷射沉积[17].此方法是在铜合金熔体内反应元素间发生化学反应生成弥散粒子，然后利用喷射沉积法使强化粒子均匀分布在铜基体内.反应喷射沉积法是利用液滴与反应气体、注入的粒子或不同合金的液滴间发生原位化学反应合成弥散强化铜合金[1819].在反应喷射沉积过程中，由于液滴的比表面积大和处在高温状态，能使反应元素间在液滴飞行过程中或在沉积后，能在铜基体内部原位合成细小的弥散强化相.喷射沉积法的优点主要是：晶粒细小，无宏观偏析、颗粒均匀分布于基体中；一次性快速复合成坯料，生产工艺简单，效率高.
2高强高导TiB2Cu基复合材料的研究展望随着复合材料技术的发展，原位复合法得到了迅速发展，该材料以其独特的优点，在高强高导电性TiB2Cu基复合材料的制备方面显示出巨大的应用潜力和良好的发展前景.高强度导电TiB2Cu基复合材料是综合性能优良的新兴材料，这类材料在现代国防和民用工业领域有着很大的应用潜力.自20世纪70年代以来，高强度导电铜基材料的开发研究一直非常活跃，除了开发出多种高强度导电铜基复合材料外，还派生和创造出许多新的制备技术，对此类材料的基础理论也开展了广泛的研究.现有的高强度导电TiB2Cu基材料的开发及制备技术还存在诸多难题，我国在这方面的研制与发达国家相比还存在较大差距.因此，借鉴国外经验，今后的研发工作主要着眼于以下几个方面：
（1）对现有制备工艺的研究和改进.如在传统的粉末冶金法中引入由微波加热与基座辐射加热相结合的新型工艺；原位合成技术与粉末冶金技术的综合运用等，由单一的制备方法向几种工艺相复合的方向发展.
（2）TiB2增强相向超细化、纳米化方向发展.纳米增强相尺寸较小，容易聚集，所以可使纳米增强相的表面改性；TiB2纳米粒子与基体的界面相互作用机制，可优化界面结构，充分发挥界面的增强效应；纳米TiB2增强相在铜基体中更加均匀弥散地分布等是研究的热点.
（3）增强相也由单一的TiB2颗粒向复合陶瓷颗粒方面发展.如增加TiB2和Al2O3两相颗粒进行复合增强.
（4）充分发挥材料的设计自由性，探索高性能、低成本和容易大规模生产的TiB2Cu铜基复合材料的制备工艺，推进高强度导电材料的产业化应用，将成为今后研究的重要课题.
3结束语
基于TiB2Cu基复合材料优良的导电性、高强度和耐高温等一系列优异性能，今后围绕其导电性和强度展开研究仍是一个热点，进而简化工艺流程、降低生产成本，逐渐工业化也是今后的研究方向.特别是随着我国高铁系统的发展，TiB2Cu基复合材料的需求缺口很大，所带来的市场经济效益相当可观.
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关键词：《粉末冶金原理》；教学方法；经验
《粉末冶金原理》是我校材料科学与工程专业、金属材料方向的一门专业必修课。本课程的任务是使学生获得有关金属粉体烧结材料的基本知识和制造工艺，了解制取各种粉末的工艺过程；熟悉粉末体与粉末性能及应用，初步掌握混料、压制成形、烧结和必要的后续处理以及形成制品的工艺方法。在学习本门课程后，学生应知悉粉末冶金在实际生产生活中的应用情况，具有合理选取粉末成分、制定工艺路线和生产粉末冶金材料的能力，为日后从事相关技术工作打下必要的基础。由于课程开在大四，学生在学习过程中往往由于找工作的压力而觉得没有兴趣，不愿记忆和深入理解。从而造成学习效果差等问题。针对这些现象与问题，教师在课程讲授的过程中，应注意做到以下几个方面。
一、吃透教学大纲
教师讲课，首先需要深入地了解教学大纲，了解课程所需讲授的知识和学生所需掌握的程度，讲授的过程中做到有的放矢。我校《粉末冶金原理》课程主要包括“绪论”、“粉末制取方法”、“粉末体与粉末性能”、“压制和成形”、“烧结”、“粉末冶金材料”、“粉末冶金安全知识”等七部分。其中重点章节有“粉末制取方法”、“粉末体与粉末性能”、“烧结”等三章；其他章节则难度略低。绪论部分看似简单，但是对于教师所掌握本课程知识的全面性要求较高。如何使得学生了解本课程的性质、任务、内容、学习方法与要求、粉末冶金材料在制造业中的地位和作用等，需要仔细地琢磨。要让学生在第一节课上就对这种特殊的材料制备方法产生兴趣，愿意同老师一起学习粉末冶金学的知识。“粉末制取方法”、“粉末体与粉末性能”、“烧结”等三章内容是学生学习的重点，这三章内容对教师的要求很高，教师对知识的掌握程度，讲课技巧等各方面水平都要提高。“压制和成形”、“粉末冶金材料”、“粉末冶金安全知识”等三章则相对较简单，学生对于这几部分内容的理解不是很困难。这几章的教授方式应该以拓宽知识面、增强学生学习兴趣等为主。可以重点讲授新兴的粉末冶金技术、新兴的粉末冶金材料应用领域和应用实例等，拓宽学生的视野，激发其学习兴趣。
二、多方寻找教学资源，充实自身
当前讲授《粉末冶金原理》课程，应该综合依靠课本、幻灯片、模型和板书等来进行。单纯地依靠传统的课本和板书的教学方式已经被淘汰，但是单纯地依靠幻灯片的方式同样不可取。单纯依靠幻灯片讲解，学生与教师的互动难活跃起来，教学效果有时甚至不如板书。《粉末冶金原理》课程的教学资源大约有如下几种。
1.教材是课堂讲授最重要的资源。我校所选择的王盘鑫编著的《粉末冶金原理》课程教材，较注重工艺性和粉末冶金材料的应用方面，而对于粉末冶金原理部分相对简略。我校金属方向的大四学生金属学基础比较扎实而学习时间相对较少，这样的教材较适合这些学生的学习。
2.各种粉末冶金相关材料和设备的照片、原理图、录像等教学资料。这些资料非常重要，课本知识毕竟简单且枯燥，不利于讲授和理解。另外，所选教材不能涵盖现代粉末冶金所具有的最新发展水平，教师应多方收集各类教学素材，特别是注意查找最新的研究成果，同行的课件等。所查找到的素材往往有所重复，还应当反复挑选，找到适合同学们学习的最佳组合方式。
3.教师手写教案。俗话说“好记性不如烂笔头”，纸版教案是每一个教师必须认真准备的。在书写教案的过程中，教师可以加深对于课程知识的理解，编排课程讲授的顺序，提炼课程的难点，甚至可以写下与课程有关的任何话。以上这些都是幻灯片所难以做到的，而最重要的是，通过书写来理解和记忆，比通过制作幻灯片来记忆更深刻、透彻。教师绝对不能迷信幻灯片，况且做好手写版的教案，也是老师的一种本分。
4.板书。幻灯片所不能表达的知识其实很多，这个时候就需要教师亲自在黑板上书写。良好的板书，能够给人以美感，在表达清楚所教授知识的同时，可激发学生的学习兴趣。良好的板书布局，简洁易懂的书写（画图）方式，甚至清晰易读的字体，都是教师所应具有的基本素质。
三、重视授课学生，因材施教
了解学生是指教师在课堂课余时间观察分析学生的思想情绪等心理状况，以掌握学生各方面的情况。这就需要教师必须具有善于观察分析和与学生深入沟通交流的能力。只有在准确全面了解学生的内心活动、个性特征和智力水平后，才能有针对性地实施相应的教育教学措施。实践证明，如果教师对学生的个性、心理等方面不深入了解，不闻不问，漫不经心，对全班学生都采取完全相同的教育教学方法，往往难以取得好的教育教学效果。《粉末冶金原理》是一门专业性非常强的专业课，概念、设备原理较多，理解和记忆具有一定的难度。具体说来，大四的同学同时面对着找工作的压力，学习时间和精力相对有限，绝大多数同学没有时间课下预习和复习，在讲授《粉末冶金原理》课程的时候，要立足于课堂，将知识讲授清楚。《粉末冶金原理》课时量比较充足，对于同学们感兴趣的知识点，应不怕麻烦，详细讲解，力求激发出同学们的学习兴趣，使其感受到掌握知识的乐趣。在实际讲课过程中，应引导学生积极思维，培养学生自由思考的习惯，具体方法如下：①鼓励学生参与课堂活动，以课堂讨论、提问、抽取同学讲解某一问题等更加活泼的方式引导学生与教师和其他同学互动，主动思考。②注重“因材施教”原则。在《粉末冶金原理》课程的讲授过程中，经常会有同学由于找工作的原因请假，我们应该支持。同时，也应针对这一实际情况积极调整授课方式。有时需要将两节课的内容压缩在一节讲，有时又需要调整重点内容的顺序来适应。需要教师备课扎实且能灵活变化。③既要教授课本知识、专业知识，又注重同学们学习兴趣和学习能力的培养。坦率地讲，很难想象金属材料方向的同学会有较多人日后从事粉末冶金相关工作。多讲些材料学的相关原理和粉末冶金应用实例，让学生对于课程内容感兴趣，自发寻找一些知识充实自身，也是非常重要的。
对于《粉末冶金原理》的讲授，其关键点在于讲授内容的专业特色与社会要求、人才成长规律之间，以及学生特点与工作需要之间，进行系统地调整，寻求平衡。这样不仅能够使同学们掌握书本知识，而且能使他们对课程感兴趣，并在日后的工作中进行应用，成为用的人才。
参考文献：
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1研制工艺
1.1材料配比与混合
球铰原用材料为耐磨青铜棒材经机械加工而成，成本高且浪费大，更重要的是困扰企业的难题—“烧盘”现象无法根治，由于该件工作条件较为苛刻，在新材料选材时选择强度较高、硬度和耐磨性较好且成本较低的铁基粉末冶金材料。经多次试验，选定Fe-P-C-Cu系，P是一个显著的强化元素，P的加入有效提高材料强度和尺寸稳定性，Fe-P-C系性能较广泛应用的Fe-2%~3％Cu-C合金优越，而微量Cu对轴向承压变形的改善显著［2］。
混合料的配比（质量分数）为：余量Fe-0.8%~1.2％Cu-0.4%~1.2％C＜3％添加剂，其中Fe粉为雾化铁粉，粒径小于178μm；Cu粉为电解粉，粒径小于74μm；C粉为鳞片石墨，均符合相关国标的技术要求。添加剂为质量分数0.8%硬脂酸锌，质量分数0.5%硫磺粉＜150μm；机油按粉料0.65mL/kg加入；混料采用V型混料机，时间2.5h。柱塞泵球铰质量要求较高，在保证高强度和耐磨性的同时，要求有良好的抗咬合性和一定的尺寸精度，为了保证各类指标的稳定性，配料时应严格控制各成分的加入及均匀性，加入机油湿混，避免铜成分偏析和粉粒大小的分层现象及添加剂硬脂酸锌和硫造成的团聚现象［3］，粉料混好后应过筛，粒径小于178μm。
1.2粉末的压型
装粉。为提高压型质量和效率，采用容量法刮料式装粉，其优点是装粉速度快，压件一致性好。压型压力为400MPa，密度为6.4g/cm3。
整型与精整。为了节约原材料和提高后加工效率，成型内孔只留精整量，一次精整到尺寸无切削工艺，并使小端面球面成型，以保证球面的密度，留少量加工量。此时保证所成型球面密度值得研究，大量试验及参考文献［4］证明，压制时成型球面在上是确保球面密度的关键。整型工艺以FTQ-40球铰产品为例：烧结后毛坯放在整型座上，整芯置于马蹄铁上，便于脱模操作，整芯中间30mm为整型尺寸，为毛坯整型留量而设定，考虑到整型回弹等因素，整芯尺寸比工件最终尺寸公差大0.07mm，整芯两端带稍：下端为导向部分，利于整型定位，上端为脱模部分，利于整型移出模后，整芯自动脱模，简化了整型模具和整型工序，因而大大提高生产效率，是传统外箍内胀工艺效率的3~4倍。
1.3粉末的烧结
烧结设备采用半自动推杆式烧结炉，将粉末压坯装在铁皮舟中送入炉内，且每舟装入质量严格控制并无规则装入，以便毛坯之间有足够空隙实现均匀烧结。烧结气氛采用吸热性煤气保护，组成（体积分数）：20%N2+40%H2+20%CO及少量的H2O、CO2与CH4。露点范围为-5～15℃。烧结工艺：加热温度为（1080±5）℃；保温时间为45min。
1.4后加工工艺
由于球铰球面要求非常高，用粉末冶金工艺无法达到设计要求，因而采用基本成形留加工余量、对工件毛坯进行机械加工的方法。采用成形刀加工球面，优点是操作简单、效率高，但问题较多，其中关键问题：1）由于该材料为耐磨材料，对刀具磨损严重，需经常换刀，尺寸精度无法控制；2）由于成形刀工作时为线接触，切削力非常大，导致“打嘟噜”现象，不但对刀具消耗非常大，并导致大批废品；3）成形刀因加工过程中切削阻力大，刀具发颤，使工件表面粗糙度差，造成后续球面精磨加工无法保证。通过不断摸索和大量试验，最终确定用改造的单板机数控车床对球面进行加工，方法是内胀胎定位、编程控制走刀，产品图见图2。首先进刀车小端面并退刀车小端球面，其次根据球心至大端面距离，进刀至大端面位置车大端面并车大端球面，程序控制，一气呵成，使加工质量大幅提高：1）尺寸一致性非常好，为后续精磨打下良好基础；2）表面粗糙度很好，精磨量缩小，有效提高后加工效率和质量；3）两端面及球面一次装卡完成，形位公差保证良好；4）刀具磨损小，减少换刀次数，提高工作效率；5）废品率几乎为零。精磨加工采用厂家自制专用磨床加工，用专用工装需要良好的一致性，本研制工件良好的满足了加工要求。另外，制件的防锈与包装不可忽视，除操作避免汗渍接触工件外，工件经检验合格后，应立即浸油并在油内加入成分石墨和防锈成分亚硝酸钠，油温为80~100℃，工件浸煮15min后控油，用牛皮纸包裹放入塑料袋内封口装进包装纸箱，入库并防潮。
2试验结果
2.1检验结果
柱塞泵粉末冶金球铰（见图2）的材质、尺寸精度和力学性能等进行了系统检验，化学成分（质量分数）：C为0.49％，Cu为1.08％，Fe为94.95％。物理及力学性能：密度≥6.6g/cm3，硬度≥90HB，压溃强度≥300MPa。尺寸精度：准28尺寸偏差标准要求f7（-0.020-0.041）mm，实测（-0.023～-0.020）mm；准14尺寸偏差标准要求H9（+0.0430）mm，实测（0.030～0.035）mm；球中心距标准要求（6±0.15）mm，实测（-0.07～+0.09）mm；大端与准14的垂直度准，标准要求0.05mm，实测（0.02～0.03）mm；外圆与内孔准14的同心度标准要求0.08mm，实测（0.02～0.03）mm；准28球的圆度标准要求0.02mm，实测0.01～0.02mm；粗糙度标准要求Ra0.8μm，实测Ra0.8μm。球铰的防锈：标准要求球铰成品应渗渍油。并允许加入无害于柱塞泵性能的防锈剂，实测合格。球铰的外观质量：标准要求不允许有裂纹、夹杂及锈蚀等缺陷，实测合格。柱塞泵粉末冶金球铰经检验，各项技术指标符合Q／JYY032—2001《柱塞泵粉末冶金球铰技术条件》的要求，为合格产品。
2.2台架强化试验
将样件安装在两台XB-F40泵试验机上，条件：1）在P=25MPa下，运转1.5h；2）在P=20MPa下，冲击试验200次，运转正常，试验完毕拆检零件，铰副摩擦、磨损痕迹正常。
2.3装机可靠性、耐欠性试验
在XB-F40泵上装试件数件，已经历两年半超过5000h未发生任何异常现象，经批量使用，本粉末冶金球铰各项性能指标达到要求，与原用青铜合金QSn6-6-3材料相比，抗咬合等指标均有所提高，根除过去存在的“烧盘”现象。
3结论
1）用粉末冶金方法生产柱塞泵球铰在XB-F40泵上试用获得成功，完全可以替代原用青铜合金材料球铰。
2）本研究Fe-P-C-Cu系粉末冶金球铰材料，力学性能良好，特别是抗咬合性能突出，可有效解决“烧盘”问题。
反应合成的TiC对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响陈百明刘晓斌王珺尹新权张振宇(248)
氢气含量对电弧等离子法制备纳米Ni粉影响的研究侯聪花鲁玉玲张景林王晶禹(253)
放电等离子体烧结W粉数值模拟陈小安尚福军宋顺成(256)
超细硬质合金棒料挤压成形剂预脱除工艺研究孙丹李广生林春芳杜玉国孙卫权(262)
材料·制品·应用
制备工艺对粉末高钒高速钢组织和力学性能的影响王浩强燕青芝旷峰华葛昌纯(266)
电弧离子镀ZrN/TiN涂层对烧结NdFeB的耐腐蚀及磨损性能的影响杜军张平蔡志海赵军军(269)
热处理对钢结硬质合金TLMW50覆层抗磨性的影响赵一生高志国魏世忠(273)
喷雾干燥-直接碳化法制备WC-Co复合粉末汤昌仁易茂中谭兴龙(279)
工艺与设备
流动温压制备不锈钢十字件的试验研究胡昌旭倪东惠谭文昌杨义肖志瑜李元元(284)
M42高速钢粉末球磨工艺优化及其SPS烧结文小浩丁小芹韩小云张学彬徐金富(288)
喷雾热分解法合成BaTiO_3超细粉末及其形貌控制李启厚高宇波刘志宏刘智勇李玉虎(292)
一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用闵小兵王跃明夏光明严淑群卢静(297)
表面活性剂PEG对制备Co_3O_4前驱体的影响曹钦存赵跃智张战营(302)
文献综述
WC-Co功能梯度硬质合金研究进展史留勇张守全黄继华(305)
四海文苑
为新发动机新气门可变动作角与升程（VVEL）机构开发的新粉末冶金零件藤木章山田雄一鹤田诚次阿部微雄川濑欣也韩凤麟（译）(313)
粉末冶金产业动态
1998～2009年美国MPIF获奖粉末冶金汽车零件介绍（连载）——粉末冶金发动机零件(316)
PLZT压电陶瓷准同晶相界处显微组织与性能的研究魏伟姚萍屏罗丰华(163)
镁在热压过程中的氧化行为研究魏琴琴罗国强李君沈强张联盟(167)
Si3N4（p）/SiC（w）强韧化MoSi2基复合材料的显微组织与力学性能周宏明易丹青李丹肖来荣柳公器(172)
燃烧合成MgSiN2粉末反应过程研究彭桂花卢锋奇梁振华刘茜李文兰(178)
材料·制品·应用
不同制备工艺对Mo-Mo3Si-Mo5SiB2（T2）三相合金组织的影响刘应超刘志国林晨光(183)
粉末制粒工艺在金刚石工具制造中的应用研究孟凡爱刘英凯王建强(188)
原位反应制备Mo2FeB2基金属陶瓷烧结过程热力学分析李文虎刘福田(192)
喷射成形镍基高温合金过喷粉末特征分析康福伟孙剑飞唐增武(196)
特殊形貌微米铜粉的水热制备陈庆春(200)
工艺与设备
M3与T15高速钢的SPS烧结与热处理胡宓宓贾成厂曲选辉胡学晟(204)
SPS法制备铜-2%碳纳米管复合材料吴清英刘向兵褚克贾成厂陈晓华盖国胜郭宏(210)
新型富铈镍基合金粉末及工艺性能研究苏义祥丁丁门志慧张绍斌(215)
真空微波烧结制备TiCN基金属陶瓷唐思文张厚安颜建辉严迪科(220)
文献综述
钴粉生产技术研究进展徐斌王成均吕小刚(224)
四海文苑
模具技术的定量评价和新剂开发藤木章前川幸広安達恭史曹刚（译）(230)
粉末冶金产业动态
1998～2009年美国MPIF获奖粉末冶金汽车零件介绍（连载）——粉末冶金发动机零件朔风(235)
WD-40在粉末冶金行业的广泛应用刘颖(238)
喷雾干燥W—Cu前驱体粉末煅烧和还原中的物相变化特征刘涛范景莲田家敏成会朝(83)
粉末冶金法制备Mo-30Cu合金微观组织研究韩胜利蔡一湘宋月清崔舜(87)
环路热管蒸发器的制作与性能测试陈懿柏立战林贵平余培良(92)
脉冲电磁场对草酸钴形貌的影响杜慧玲王建中陈丹凤苍大强(96)
Ti3AlC2自蔓延高温合成中组织分析陈秀娟吴明亮张全文马淑芬王思谦(101)
材料·制品·应用
新型铝青铜合金粉体材料涂层耐腐蚀性能研究路阳张巧李文生李亚斐马保荣冯力李振(105)
新型铁基固体自复合材料摩擦学特性的研究丁光玉贾成厂苗晓丽柳学全(110)
表面组装用Sn—Ag—Cu无铅焊锡粉末的制备许天旱王党会姚婷珍(115)
工艺与设备
射频等离子体球化钛粉的工艺研究古忠涛叶高英刘川东童洪辉(120)
制备复相结构陶瓷坯件的自反应喷射成形工艺研究王建江刘宏伟姚文谨胡文斌(125)
共沉淀-共还原法制备金刚石工具用超细预合金粉末的研究赵文东徐骏宋月清罗骥郭志猛(130)
细晶Mo-18Cu合金烧结工艺的研究陈玉柏范景莲田家敏刘涛成会朝(136)
UO2粉末表面活化壳层的制备和性能研究高家诚吴曙芳杨晓东李锐王勇(140)
粉末冶金产业动态
会议简讯(139)
1998～2009年美国MPIF获奖粉末冶金汽车零件介绍（连载）——粉末冶金发动机零件朔风(155)
文献综述
通过改善界面状态提高金刚石-Cu复合材料导热性的研究陈惠贾成厂褚克梁雪冰刘兆方郭宏(143)
四海文苑
铁基粉末冶金材料烧结程度的判定ThomasF.Murphy韩凤麟（译）(150)
WD-40在粉末冶金行业的广泛应用刘颖(157)
低温烧结制备超细晶FeAl合金及性能的研究詹肇麟郭丽娜李莉刘安强(3)
粉末冶金NiFe19Al25合金的组织与性能研究袁勇卢静崔建民张皓罗丰华(7)
气体雾化Al-Zn-Mg-Cu铝合金粉末的形貌及组织性能研究王少卿于化顺王海涛张振亚闵光辉(12)
金刚石复合片（PDC）表面残余应力的XRD研究徐国平尹志民陈启武徐根(16)
超音速气雾化喷嘴中抽吸压力变化规律的研究赵新明徐骏朱学新张少明(21)
材料·制品·应用
W粉粒度对Ti-20％W合金组织和力学性能的影响王庆相梁淑华杨怡范志康(26)
硼含量对Ni—Cr—Mo合金热腐蚀性能的影响李文虎(31)
热压反应合成Al2O3-Ho2O3／TiAl复合材料王芬许红娅朱建锋王少龙解宇星(34)
SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能文小浩陈胜丁小芹韩小云张学彬徐金富(39)
工艺与设备
碳热还原氮化制备氮化硅粉体反应条件研究陈宏穆柏春李辉郭学本(43)
粉末电磁压制电压对TiO2陶瓷密度的影响孟正华黄尚宇周静孙伟(48)
非规则管坯喷射沉积成形工艺优化及试验验证徐玉冰马万太张豪张捷(53)
烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响吴澜尔江涌乔发鹏(58)
文献综述
MoSi2材料的制备及其应用席俊杰(61)
人工神经网络在金属注射成形技术中的应用韩勇何新波曲选辉周瑜许均力(66)
粉末冶金产业动态
会议简讯(72)
中国机械工程学会粉末冶金分会换届消息张彤(77)
1998～2009年美国MPIF获奖粉末冶金汽车零件介绍（连载）——（一）粉末冶金发动机零件朔风(77)
WD-40在粉末冶金行业的广泛应用刘颖(78)
四海文苑
用一次压制—一次烧结达到高密度FrancisHanejko(73)
微量合金元素Zr对Mo合金性能和显微组织的影响成会朝卢明园范景莲田家敏黄伯云李勇明(3)
喷射沉积Zn-38Al-2Cu合金微观形貌和摩擦磨损性能研究杨诚笑陈兴严彪王军唐人剑(6)
添加镍包覆石墨对铁基固体自复合材料性能的影响丁光玉冯辉霞任卫柳学全李红印(11)
球磨过程中水性咪唑啉类缓蚀剂对铝粉性能的影响唐新德叶红齐王敏刘辉(15)
材料·制品·应用
一种新型半金属刹车片材料的研究尹国洪董元源(20)
机械合金化制备Ag-Cu28合金过程的研究李良锋丘泰杨建李晓云(24)
基于激光重熔的纳米陶瓷颗粒改性喷涂层的耐磨性研究沈理达田宗军黄因慧刘志东花国然(29)
原位合成NiAl（FeAl）／TiB2＋Al2O3复合材料崔洪芝黑鸿君谢艳春曹丽丽(33)
工艺与设备
稀土含量和还原温度对制备超细（W，Ni，Fe）复合粉末的影响彭石高范景莲刘涛祁美贵丁飞田家敏(36)
非水基凝胶注模成形高氮无镍不锈钢粉末的研究韩跃朋徐自伟况春江贾成厂张秀丽胡学晟刘卫华(40)
钨铜热变形致密化工艺及组织性能研究于洋李达人王尔德刘祖岩李子睿(45)
烧结温度对Mo2FeB2合金组织性能的影响李文虎刘福田冯小明(48)
文献综述
W和W／Ti合金靶材的应用及其制备技术王庆相范志康(52)
氮化钒制备技术的发展及应用孙涛刘建雄谢杰李松柏万春(58)
低温烧结氮化铝陶瓷烧结助剂的研究进展王超彭超群王日初余琨王小锋李超(62)
四海文苑
螺旋齿轮与正齿轮的表面致密化SvenBengtssonLinnéaFordén(67)
粉末冶金产业动态
“2009年全国粉末冶金学术会议”征文通知(74)
全球领先的粉末冶金汽车配件供应商PMG落户奉贤朔风(74)
“粉末冶金网上展”正式推出曾杰供(75)
Q235钢表面氩弧熔覆MoNiSi／Ni3Si金属硅化物复合涂层组织与性能研究王永东王振廷陈丽丽刘瑞堂(83)
SiC粉末表面溶胶-凝胶法涂覆草酸锌研究崔升沈晓冬肖苏高志强林本兰(86)
W-40％Cu合金应力-应变曲线的测定与描述苏新艳刘祖岩李达人王尔德(91)
机械合金化合成Ti3SiC2导电陶瓷的形貌特征研究段连峰金松哲贾树胜杨晨(95)
压制烧结法制备钼铜合金中的缺陷分析韩胜利宋月清崔舜(99)
材料·制品·应用
氢化燃烧合成与机械合金化复合制备LaMg11.5Ni0．5储氢材料顾昊朱云峰李李泉(104)
粉末冶金Ti6Al4V合金的研究赵瑶贺跃辉江垚徐南平黄伯云(108)
溶胶凝胶-碳热还原法制备Si3N4纳米粉末陈宏穆柏春赵连俊(114)
Al／Tb0．30Dy0.70Fe1．95复合材料的制备与性能研究江民红顾正飞刘心宇(119)
工艺与设备
熔融盐法制备ZrO2纳米粉末的研究郭贵宝刘铭安胜利(123)
无压烧结制备透辉石增韧补强氧化铝基结构陶瓷材料刘长霞孙军龙张希华(127)
粉末涂敷法制备CuInSe2薄膜的硒化烧结过程研究聂洪波王延来王义民果世驹(132)
放电等离子体烧结工艺对La0．7Fe3CoSb10材料相对密度的影响肖代红喻盈捷(138)
文献综述
纳米镍粉制备技术研究进展李新春成会朝范景莲(142)
四海文苑
现行烧结-硬化工艺回顾MichaelL.MarucciGeorgeFil(148)
粉末冶金产业动态
[关键词]钢铁固废综合利用发展趋势
[中图分类号]S609.9[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-4-260-2
钢铁生产过程中产生的各类冶金固体废弃物数量庞大，种类繁多。一般全流程钢铁企业吨钢产生固废约0.6吨。2012年我国粗钢产量7.165亿吨，年产生固废约4.3亿吨，这部分固废如不能有效利用，不仅会增加社会环境负荷，同时也会造成钢铁企业的资源流失。目前宝钢约25%左右的工业固废在公司内部循环利用，其余固废都流入社会。十一五期间我国大宗固体废弃物综合利用水平在40%左右，主要大宗固废物的利用途径和水平有待提高，目标到十二五末总体水平达到50%以上，目前在大宗固废中煤矸石、粉煤灰、冶金渣的利用率超过40%。
1固废综合利用产业发展趋势
1.1建设规模化、集中化的固废综合利用园区
早期综合利用产业化程度低，资源以销售为主，加工点分散，物流不合理，随着技术进步、市场化程度提高以及综合利用产业自身的关联度提高，特别是建材产品相互关联度提高，固废就地、集中加工、布置可以降低物流成本、降低污染、降低投资；建设统一规划的综合利用示范园区成为一种趋势，可利用主业的能源介质和公辅设施的富余能力，降低加工成本，实现节能减排。
国家“十二五”期间目标在全国范围内重点培育和扶持百个资源综合利用示范工程（基地）和百家资源综合利用骨干企业，发挥示范引领作用，带动整体水平提升，推动战略性新兴产业发展，加快经济发展方式转变。
1.2开发利用新途径、新工艺，培育新市场
十一五期间我国大宗固体废弃物综合利用水平在40%左右，主要大宗固废物的利用途径和水平有待提高，目标到十二五末总体水平达到50%以上，目前在大宗固废中煤矸石、粉煤灰、冶金渣的利用率超过40%，利用方向、产品技术和市场化应用体系比较成熟，其它四种大宗固废物的综合利用有待突破与发展。
“十二五”期间在矿山尾渣生产土壤改良剂、矿山尾渣生产新型建材、冶金渣生产肥料、粉煤灰利用、含铁尘泥利用、赤泥利用、建筑垃圾、城市矿产开发等方面将成为固废领域的关注点，需加快和加大科研力度，争取在技术上、产品应用上、市场化方面有所突破，实现大规模工业化生产与应用。
1.3产品向高附加值方向发展
已由传统生产模式向高科技方向发展，一批技术含量高、产品附加值高的项目陆续投产，尾矿生产复合肥、冶金渣生产高档建材等国内外已有工程业绩，其产品附加值成倍提高；尾渣生产高档建材、氧化铁皮生产还原铁粉和永磁材料、氧化铁红生产磁性材料产品附加值是返回钢铁生产附加值的5-10倍，有较为广阔的市场前景；含锌含铁尘泥生产金属化球团，在回收铁素的同时回收金属锌资源；废油生产基础调配油、燃料油技术已成熟；电子废弃物提取贵金属；含有色金属废料提取有色金属的技术等等，其产品的附加值大大提高。
1.4商业模式灵活
综合利用产业受技术、市场、资金等因素影响较大，为降低风险，稳定收益，与具有技术、资金、市场优势的企业合作，与下游产业合作，降低项目的技术风险、市场风险；以前采用外卖资源的方式，现采用合资、合作方式等多样化（有BOO、BOT模式、合资公司等模式），目的是在合作共赢的前提下发展产业。
1.5钢铁企业固废综合处理机会与市场前景
“十二五”经济转型下钢铁企业固废处理迎来新的机遇，环保细分行业固废处理及综合利用产业面临着空前发展机遇，2009年底国家共固废处理相关法规35部，目前我国固废处理行业尚处于初级阶段，产业化程度和市场集中度很低，在政策驱动下，预计未来十年为高速增长期，未来投资规模约占环保总投资的30%，最终比例将提高到50%。
环境综合服务业时代来临，环境综合服务业是现代服务业的核心内容之一，国家鼓励发展并给与政策支持。
2钢铁固废综合利用市场分析
“十二五”期间，高炉渣利用率由80%提高到90%，有2200万吨以上的高炉渣利用项目上马，钢渣利用率由21%提高到50%，有3000万吨以上的钢渣利用项目上马，总计带来120亿以上的投资市场。
一座千万吨级钢厂有约20万吨的含锌含铁尘泥需处置，全国7.5亿吨产品，有60套左右的处理装置待建设，投资额约120亿左右。
2.1尾渣利用石材产业
2010年全世界天然石材消费量约5亿平方米，全国每年消费约1亿平方米天然石材和43亿平方米瓷砖。如果微晶玻璃装饰板材取代10%天然石材或瓷砖，其市场需求量将十分可观，目前我国微晶玻璃装饰板材生产量约为500万平方米，预计到2015年微晶玻璃市场需求可达2000万平方米以上。总计带来40亿以上的投资市场
2.2磁性材料市场
世界磁性材料市场以15%的年增长率飞速发展，其中以软磁产业的发展尤为迅速，我国2011年软磁铁氧体材料产量38万吨，2015年预计达到50万吨。总计带来20亿以上的投资市场。
2.3粉末冶金市场
利用轧钢和连铸生产过程中产生的氧化铁皮生产还原铁粉和磁性材料（永磁），是钢铁行业固体废物综合利用技术的重要方向。
目前粉末冶金零件广泛应用机，枪械，摩托车，家庭轿车，汽车，农机等各种机械行业。到2011年中国的铁粉产量达到34.78万吨，超过了北美地区的32.04万吨，跃居世界第一，可见随着国际制造业向中国转移以及国内汽车等产业的快速增长，还原铁粉市场空间较大，预计带来5亿以上的投资市场。
2.4肥料产业
硅是植物体组成的重要营养元素，被国际土壤界列为继氮、磷、钾之后的第四大元素，硅肥是一种很好的品质肥料、保健肥料和植物调节性肥料，是其它化学肥料无法比拟的一种新型多功能肥料。
氮肥在中国推广用了20年，磷肥用了15年，那么硅肥将成为继氮、磷、钾之后的植物生长所需要的第四大营养元素，推广所需要的时间也会缩短。
根据预测国内硅肥需求量在3000万吨--4000万吨之间，而我国现有40余家硅肥厂产能约100万吨，产能缺口很大，发展硅肥产业潜力巨大。
“十一五”期间，我国缓释肥产业发展迅速，2005年各类缓释肥产量约为3-5万吨，2007年产量约为35万吨左右，而到2010年已超过100万吨，2007-2010年年均增长超过60%，预计到2015年市场需求370万吨，而同期化肥年均增长率约为3-4%，复合肥年均增长率为7-8%，缓控释肥的增长速度远远高于化肥和复合肥的增长速度。
3钢铁企业固废利用的实施路径
3.1高炉熔渣微晶化、矿棉化关键技术及装备集成
重点研究热态安全、稳定取渣技术、调质技术，开发成套装备，加强微晶玻璃、矿棉等新材料研究，开发高档产品，提高高炉渣综合利用附加值，形成宝钢的一体化自主集成技术。工艺开发必须与材料开发研究紧密结合。
3.2钢渣熔渣提铁及后续利用技术及装备集成
钢渣后续利用仍然是冶金渣综合利用的难题之一，目前仍然以钢渣微粉、型砂、路面材料等利用为主，应重点研究钢渣生产高档建材、土壤改良剂及硅肥等高附加值产品。重点开发熔渣后续再提铁技术及资源化利用一体技术及装备。
3.3含铁尘泥的脱锌提铁技术及装备集成
重点开发转底炉脱锌及金属化球团生产成套装备，重点解决烟气余热利用系统换热器粘结、堵塞等问题，从系统设计、清灰设施完善等方面来改进转底炉技术。
3.4电子废弃物湿法冶金、生物吸附提取贵金属技术及装备集成
目前电子废弃物处置主要有四种处理技术：机械处理技术、热处理技术、湿法冶金技术、生物技术等。在此方面国内尚处于起步阶段，目前国内只有少数机构在研究此项技术，技术只能提取其中的金、银、铂、钯等四种贵金属，而欧洲、日本等发达国家可以提取二十二种金属及稀土元素，具有冶金背景的工程公司在湿法冶金、电解工艺技术方面有一定的技术积累和储备，具备进入该领域的先天条件。重点是开发经济、高效、环保的提取技术及成套装备。
3.5煤矸石综合利用技术及装备集成
2010年我国煤矸石发生量近6亿吨，综合利用率约60%，在扩大煤矸石制砖水泥等建材化利用的同时重点研发煤矸石生产增白和超细高岭土、膨润土、聚合氧化铝、陶粒、无机复合肥、特种硅铝铁合金等高附加值利用产品、工艺技术及装备。
3.6冶金渣生产肥料、土壤改良剂技术及装备集成
重点是按渣的成份类别有针对性地开发复合肥、缓释肥、硅肥、土壤改良剂等产品。肥料及改良剂的加工工艺不复杂，关键是配方及农田试验，加强与农科院合作。
上一篇：养老项目盈利模式范例(12篇)
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