1粉末冶金技术特点与发展趋势
1.1粉末冶金的技术特点
粉末冶金技术作为一种广泛应用的精密成形技术,具有切削量少、材料利用率高、制造过程清洁高效、生产成本低、可制造形状复杂、难加工等特点。一般来说,粉末冶金技术的特点如下:
1)不需要或仅需要非常少量的切割;
2)材料利用率可高达97%以上;
3)零件尺寸的制造公差小,重复性好,使产品获得高的尺寸精度和良好的一致性;
4)可以科学调整材料成分、显微组织和成分;
5)零件表面光洁度好;
6)通过烧结后处理工艺(如烧结后热处理工艺、烧结后表面处理工艺等。),可以灵活提高零件的性能(如强度、耐磨性等。);
7)在技术设计和工艺设计方面,形状的自由度极高,可以设计制造其他金属成形工艺无法制造的复杂或奇特零件;
8)对于自润滑等粉末冶金多孔材料,可以通过控制孔隙率来获得材料或产品的性能;
9)适用于中到大批量零件生产。
1.2粉末冶金技术的发展趋势
目前,粉末冶金技术的发展日新月异。随着粉末冶金注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形、微波烧结、烧结硬化等一系列新技术和新工艺的不断出现。粉末冶金技术正朝着高密度、高性能、集成化和低成本的方向发展。
1)缺陷少的粉末冶金零件高强度化趋势:通过对材料组织控制和制造工艺的综合研究,从粉末颗粒流动、烧结机理、断裂力学等方面寻找缺陷产生的原因,并提出解决方法。
2)粉末冶金成形技术的近终形和近终形趋势:从粉末流动、填充形状、烧结过程中粉末特性控制、粘结剂等角度,大力发展近终形和近终形的高致密化技术,是降低竞争成本、减少制造工序、适应国际市场的必然要求。
3)粉末冶金零件的高精度趋势:通过粉末冶金工具、粉末冶金设备和粉末冶金工艺的精确设计和控制,可以实现粉末冶金零件宏观尺寸的更高精度;通过对粉末特性、粉末冶金过程微观组织和粉末冶金工艺的精确设计和控制,可以实现粉末冶金零件在微观领域的微观精度。
4)粉末冶金材料的功能复合化趋势:瞄准国际高端市场,研发高附加值的新型复合材料或附加性能的新材料是各国粉末冶金工作者的目标。这需要在复合材料设计、在线固化、复合材料结构控制和性能评价等方面取得突破性的进展。
5)粉末冶金设计的微观趋势:从宏观尺寸& mdash& mdash& mdash形状& mdash& mdash& mdash性能水平,结合微观结构& mdash& mdash& mdash微结构& mdash& mdash& mdash在性能设计方面,粉末冶金设计也从粉末特性设计、模具设计、产品形状设计的宏观设计体系深化发展到微观结构和微观组织设计的微观体系。
6)粉末冶金过程控制的数值模拟趋势:利用数值优化技术、动态测试技术和计算机模拟技术,通过对粉末冶金生产过程的动态观察和数值控制,实现粉末冶金产品质量的动态检测和控制,可大幅提高产品成品率和生产效率。
7)粉末冶金制造的工艺集成和低成本趋势:近年来,高速压制成形、流动温压成形、微波烧结、烧结硬化等工艺集成技术的生产和应用,大大降低了粉末冶金零件的制造成本,提高了粉末冶金生产过程的单位时间效率,是粉末冶金技术的最新发展趋势。
8)粉末冶金制造过程的清洁、高效、环保趋势:在生产过程中寻求资源的循环利用,减少环境污染,是现代工业的发展趋势。因此,应针对易再生材料的设计、有害物质的材料控制、润滑剂的烟尘控制、烧结气氛再生方法的开发和烧结件的轻量化,从合金设计和工艺设计的角度进行技术创新,使粉末冶金的工艺流程符合强制性环保法规,从而使粉末冶金行业更加清洁环保。
2中国粉末冶金工业企业发展现状
关于我国粉末冶金企业的发展现状,国内粉末冶金行业人士韩、黄伯云、邹芳玲等从不同角度进行了许多精辟的分析和论述。一般来说,它们包括以下几个方面:
1)产业结构和布局不合理:我国粉末冶金企业近千家,分布在不同行业和地区。由于工业发展历史的特殊原因和不同行业、地区的多头管理,出现了低水平重复建设、大中型企业并存、企业效率效益低下的工业格局。大多数中小企业规模小、条件差、水平低,不同行业之间存在条块分割,但真正能形成产业规模的企业不到十家。据统计,我国44家主要硬质合金企业的年销售收入只有山德维克的21.4%,平均利润只有山德维克的44%。
2)产品结构和市场结构不合理:目前我国粉末冶金企业技术含量和附加值低、高端产品份额小、低端产品无序竞争、低端产品生产过剩、假冒伪劣产品充斥市场等问题严重制约着我国粉末冶金企业和市场的健康发展。
3)工艺技术装备整体水平相对落后,自动化程度不高,先进设备少且不配套,生产效率低。我国粉末冶金企业的生产工艺仍以手工操作或自动操作与手工操作相结合为主,无法形成工程工艺的竞争优势。反而表现出生产过程损耗大、产品精度低、合格率低、产品一致性差等突出问题。一些大中型国有企业虽然大量引进国外先进设备,但实际上并不能形成对国外竞争对手甚至国内竞争对手的比较优势,也不能改变市场竞争格局,因为成本巨大,企业长期利润负担重,或者设备使用效率低。
4)科技创新能力弱,R&D体系不完善,新技术新产品引进缓慢。我国粉末冶金企业长期以来以固定资产投资为主,自身盈利能力严重不足,实际科技投入远低于国外先进企业。目前,我国粉末冶金企业还没有建立国际先进的研究机构,没有形成面向全国甚至全球的研究平台。资源整合仍存在严重不足,整体缺乏技术竞争优势。
5)企业运营流程效率低下,企业管理水平不高,资本运营和战略决策能力有限,缺乏行业竞争力。
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