粉末冶金的國內外發展現狀及展望

丁五洲     舒強

(寶鈦集團有限公司,陜西寶雞 721014

摘要:闡述了粉末冶金技術和產品的優越性能和應用,系統論述了粉末冶金的國外成形新技術(熱等靜壓、粉末鍛造、燃燒合成、噴射成形、金屬注射成形等)和粉末冶金新產品(粉末冶金高溫合金、粉末冶金鈦合金、超高溫合金、氧化物彌散強化合金等)的發展;同時,論述了粉末冶金在我國的發展概況,以及我國在粉末冶金新技術(粉末注射成形、溫壓成形)和新產品(TiAl金屬間化合物)的最近研究和生產情況。最后,就粉末冶金未來的發展方向進行了展望。

關鍵詞:粉末冶金;高溫合金;成形技術

Development and Prospects of powder metallurgy

 at home and abroad 

 Ding Wuzhou , Liu Li , Dong Jie , Zhao Pu ,Shu Qiang

Baoti Group Co.,Ltd., Baoji 721014, China)

Abstract: This paper describes the advantages and applications of the Powder metallurgy, describes development of powder metallurgy forming new technology abroadHot isostatic pressing、Powder forging、Combustion synthesis、Injection forming、Metal injection moldingand Powder metallurgy new productsPowder metallurgy super alloy、Powder metallurgy titanium alloy、Ultra super alloy、oxide dispersion strengthened alloy);At the same time, This paper discusses the development of powder metallurgy in China,And the recent research and production situationin of the new technology of powder metallurgy in ChinaPowder injection molding、Warm formingand new productTiAlintermetallic compound),Finally ,Powder metallurgy of the future development direction is prospected.

Kry words: Powder metallurgy , super alloy, forming technology

1、前言

   粉末冶金是用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經過成形和燒結制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝過程。粉末冶金既是制造高新材料的重要工藝,有時還是唯一的方法,同時也是多、快、好、省的制造形狀復雜、高精度金屬零件的先進金屬成型技術[1]。

 粉末冶金作為材料制備過程的重要方式,在高溫合金、鈦合金、特種材料、鎢鉬材料等領域有著廣泛的應用。作為一種高性能材料制造技術,粉末冶金產品廣泛應用于航空、航天、汽車工業、精密零件制造等領域。尤其是在航空發動機中發揮著越來越重要的作用,不僅能夠制備出無宏觀偏析、組織均勻、晶粒細小、熱加工性能良好的合金和復合材料,而且能夠實現零部件的近終成形。

2、粉末冶金的國外發展現狀

20世紀50年代以來,為適應科技的快速發展對材料的性能和成形技術提出的更高要求,先后開發了多項粉末冶金新工藝和新材料。這些新工藝包括:熱等靜壓、燃燒合成、快速凝固、噴射成形、粉末鍛造、大氣壓力燒結、微波燒結等;新材料包括:粉末冶金高速鋼、稀土永磁材料、粉末冶金高溫合金、粉末冶金高強度鋁合金、粉末冶金鈦合金、納米粉末材料和非晶態合金粉末材料等。

2.1、粉末冶金新工藝

    、熱等靜壓

    熱等靜壓HIP是在冷等靜壓CIP的基礎上發展起來的,熱等靜壓技術始于1955年,由美國科學家為解決核燃料元件制造而提出的,20世紀60年代,熱等靜壓技術應用領域擴大,向材料制備和加工的方向發展,20世紀70年代,美國坩堝公司和瑞典通用電氣公司采用熱等靜壓技術進行粉末高速鋼生產,同時,熱等靜壓技術被用于制造粉末冶金高溫合金渦輪盤和粉末冶金鈦合金結構件,20世紀80年代,日本住友金屬采用熱等靜壓技術生產鐵氧體。熱等靜壓技術極大的促進了粉末冶金技術的發展,為高質量的粉末冶金產品生產提供了新途徑。

    、粉末鍛造

20世紀60年代出現的粉末鍛造(PF),是鐵基粉末冶金材料和零件制造技術的重大突破。它將粉末冶金工藝和精密鍛造結合起來,適用于制造力學性能高的鐵基結構零件。

1981年,日本豐田汽車公司自動粉末鍛造生產線投產,1990年,美國Ceracon公司的粉末鍛造的4601鋼鉆頭(用于鉆井氣動機構),重22.6Kg,德國Krebsoge公司于1992年建成了全自動粉末鍛造生產線。

粉末鍛造技術使粉末冶金機械零件達到全致密和高性能,因而增加了粉末冶金零件的品種,擴大了應用領域。粉末鍛造主要應用于生產汽車零件,如發動機連桿、變速器、軸承、抽動扳手、各種齒輪等。

、燃燒合成

燃燒合成(CS)最初稱為自蔓延高溫合成,興起于20世紀60年代,1972年,自蔓燃高溫合成開始應用于粉末的工業生產,20世紀80年代以后,自蔓燃高溫合成技術開始在世界范圍內發展。美國、日本、中國和歐洲在自蔓燃高溫合成基礎上開發了一系列材料反應加工技術,稱為非常規自蔓燃高溫合成技術。

燃燒合成的主要產品有:硬質合金、形狀記憶合金、難熔金屬碳化物、氮化物、金屬間化合物、高溫結構合金、復合材料。

、噴射成形

噴射成形又稱霧化沉積,是金屬材料制造和成形的一種新工藝,噴射成形的創新在于,將液態金屬霧化(快速凝固)和霧化熔滴沉積(熔滴動態致密固化)結合,在一步冶金操作中完成全部過程,即用單一工序直接轉化液態金屬為一定形狀的、快速凝固組織、整體致密的高性能材料。

1968年英國Swansea大學提出了噴射成形的概念,1974年,噴射成形技術開始應用于制備棒坯和管坯,20世紀80年代是噴射成形技術發展并逐步進入產業化的重要階段。1980年,英國Aurora鋼鐵公司可一次霧化生產2t工具鋼,1985年后,美國麻省理工學院提出液相動態壓實法,以高壓氣霧化和超聲氣霧化細小液滴噴射成形制取鋁、鎂等輕合金。1991年,瑞典Sandvik Steel公司率先應用噴射成形技術生產不銹鋼管和復合鋼管。

、機械合金化

機械合金化(MA)是一種用高能球磨方法制取粉末新材料的技術,可以合成常規方法難以合成的偏離平衡態的合金。這項技術起初是為制取氧化物彌散強化鎳基高溫合金而開發的,后來發展成為生產各種彌散強化鎳基、鈷基、鐵基、鈦基、鋁基粉末材料的系統方法[1]。

1970年,美國國際鎳業公司用機械合金化技術制造氧化物彌散強化鎳基合金是第一個機械合金化粉末產品,用于F-18戰斗機等三種飛機燃氣渦輪發動機的葉片。70年代開發了氧化物彌散強化的鎳基、鐵基、鋁基和鎂基材料,80年代開發了機械合金化制取超導材料Ni3Sn。

可用機械合金化技術制取的材料有:彌散強化合金、金屬基復合材料、鋁合金、磁性材料、儲氫材料、金屬間化合物、形狀記憶合金、非晶態材料。

、金屬注射成形

金屬粉末注射成型技術(MIM)是將注射成型工藝和粉末冶金結合的工藝,MIM作為一種近凈成形技術,可以制造高品質、高精度的復雜零件,被認為是目前最有優勢的成形技術之一[2]。

利用金屬粉末注射成型技術,可以制造復雜零件;制品的各部位致密化程度高,即使是固相燒結,相對密度可達95%以上,性能可與鍛造材料相媲美;尺寸精度高,可以最大限度的制得最終形狀的零件而一般不需要后續機加工和磨削,因此降低了成本。

現在工業生產的MIM材料有:低合金鋼、不銹鋼、工具鋼、高溫合金、鈦合金、難熔合金、低膨脹系數合金、磁性材料、金屬間化合物、氧化鋁等。

、快速凝固

快速凝固技術HS)直接促進了新一代材料的出現。金屬或合金在快速凝固的過程中,其組織結構和固溶能力發生很大變化??燜倌碳際跏竅富櫓?、消除偏析、提高合金固溶度,制取非晶態粉末材料、微晶級和納米晶級合金材料的有效方法。

1960年,P Duwez用液態噴霧淬火法首次獲得非晶態合金。20世紀50年代,亞音速氣流霧化法普遍應用,1976年,美國的普拉特惠特尼公司發明了旋轉盤霧化法,隨后投入工業化生產。

除粉末冶金高速鋼、粉末冶金高溫合金、粉末冶金高強度鋁合金以外,快速凝固對發展鎳合金、鈦合金、鐵合金、銅合金和非晶態合金也做出了貢獻。20世紀80年代初,用快速凝固鎳基高溫合金粉制造飛機燃氣渦輪發動機零件。

2.2、粉末冶金新材料

、粉末冶金高溫合金

粉末冶金高溫合金(俗稱超合金)是制造高推比新型航空發動機零部件的最佳材料,粉末冶金高溫合金與傳統鑄鍛合金相比,其晶粒細小、組織均勻、無宏觀偏析、合金化程度高、疲勞性能高、加工性能好[3,4]。粉末冶金法可以實現近終形工藝成形,因而節約材料,成本低。

粉末冶金技術已成為航空發動機關鍵熱端部件和其他多種新材料的優選制備技術,粉末冶金高溫合金主要用于制造航空發動機渦輪盤、壓氣機盤、鼓筒軸、封嚴盤、導風輪和渦輪盤高壓擋板等高溫承力轉動零件。在粉末冶金高溫合金領域開展研究的國家有美國、俄羅斯、英國、法國、德國、日本、中國、意大利、瑞典等,美國、俄羅斯處于領先地位。

1969年,M M Allen 首先用粉末冶金方法生產Astroloy高溫合金。1970年,S M Reichman 研究低碳IN100粉末冶金高溫合金,獲得超塑性;1972年美國 Pratt-Whiney飛機公司以其制造F-100發動機使用的壓氣機盤和渦輪盤等11個部件,安裝在F15、F16飛機上。P&W公司僅以粉末冶金渦輪盤和凝固渦輪葉片兩項重大革新,就使F-100發動機推重比達到8的世界先進水平。1984年,該公司使用粉末冶金高溫盤已經超過3萬件。1988年,美國GE公司研制出第二代粉末冶金高溫合金Rene80DT,此后,美國軍用和民用飛機上,均使用Rene80DT粉末盤。1997年,P&W公司以DT-PIN100合金制造雙性能粉末盤,裝配在第四代戰斗機F22F119發動機上。

1 美國軍用航空發動機發展與高溫合金的應用

發表年代

型 號

渦輪入口溫度

渦輪葉片材料

渦輪盤材料

裝備飛機

代 數

裝配機型

1956

J79-GE-17

988

Rene80

A286,M308

第一代

F100

19701984

F100-PW-100

1399

PWA1422IN100

IN100粉末

第二代

F4

19761985

F110-GE-100

1371

DS80H

Rene95

Rene88DT

第三代

F15

F16

現 在

F119

1550~1750

單 晶

粉末高溫合金雙性能渦輪盤

第四代

F22

前蘇聯的研究工作開始于20世紀60年代末,1978年,正式在軍用航空發動機上使用粉末冶金高溫合金渦輪盤,80年代末研制出粉末冶金民用航空發動機盤件,至今已經使用粉末冶金高溫盤件4萬件,裝機使用盤、軸超過6萬件。

2 幾種典型渦輪盤合金合金的化學成分(質量分數%

Alloy

Ni

Fe

Co

Cr

Mo

Al

Ti

In718

Bal

19

0.4

18

3

0.5

1.0

Rene95

Bal

8

13

3.5

3.5

2.5

Rene88DT

Bal

13

16

4

2.1

3.7

U720Li

Bal

0.08

14.57

15.92

2.98

2.44

5.18

N18

Bal

15.4

11.1

6.44

4.28

4.28

R104

Bal

18

13.1

3.8

3.5

3.5

W750P

Bal

15.0

10.0

3.3

3.7

3.7

    、粉末冶金鈦合金

鈦及鈦合金原料和產品的主要制備工藝包括:鈦的提取和精煉技術,熔煉工藝,粉末冶金工藝和加工成型技術。而其中鈦的粉末冶金P/M)是一種完全不同于其他技術的鈦零件生產方法,粉末冶金生產零部件,用的是粉末而不是海綿鈦[5]。

粉末冶金某些制粉方法可以避免傳統鈦冶金生產的浪費,不需要真空電弧重熔(VAR)、電子束冷床爐熔煉(EBCHM)、等離子冷床爐熔煉(PAM);粉末可以直接形成任何形狀和軋制成品,實現近凈成形。

、粉末冶金鈦合金的航空、航天、航海應用

 采用粉末冶金成形技術代替傳統航空、航天用鑄造鈦合金可以降低成本,避免內部缺陷,在制造復雜結構件方面有突出優勢,并且加工工藝簡單,制造周期短。

TiAl金屬間化合物是一種新型輕質的高溫結構材料,具有輕質、高強、耐蝕、耐磨、耐高溫以及優異的抗氧化性等優點,并具有優異的常溫和高溫力學性能,使用溫度可達7001000,成為當代航空工業、兵器工業以及民用工業等領域的優異高溫結構材料[6]。

應用粉末冶金技術,可以得到TiAl合金的近凈零件,可以獲得細小、均勻的組織。粉末TiAl合金的制備分預合金法和元素粉末法。預合金法由于工藝復雜和成本高,逐步淡出研發領域;而元素粉末法由于氧含量太高,作為大尺寸錠材的制備也不合適。通過元素粉末法制備合金薄板顯然是發展趨勢。

 采用RPM(元素粉軋制及反應合成)技術可以制備超薄TiAl合金板材,德國和奧地利的Plansee公司已經制備出晶粒尺寸在520μm之間的無缺陷TiAl合金板材,其最大尺寸達到1600mm×400mm×(0.021.0)mm。國外薄板加工的發展趨勢是利用元素粉軋制及反應合成技術。近期在高Nb-TiAl合金板材研制和應用上又成為熱點。

 、粉末冶金鈦合金在汽車工業中的應用

汽車采用鈦合金后,可以大大減輕質量,降低燃耗,提高工作效率,改善環境和降低噪音。早在70年代,賽車發動機就采用了鈦閥門和鈦連桿[8]。為了?;せ肪?,美國和歐洲國家對汽車尾氣排放提出了更高的標準,使汽車生產商加快了采用鈦材的步伐。美國高性能汽車NEX Acura已經使用鈦合金連桿,日本的“日產R382”、本田等汽車已采用P/M鈦氣門。

目前粉末冶金鈦合金在新型高性能汽車上的應用主要在發動機系統和底盤上,如在發動機系統中用鈦合金代替合金鋼和不銹鋼制成閥門、閥簧和連桿等零部件;在底盤上主要用作彈簧、排氣系統、半軸和各種緊固件。

 、粉末冶金鈦合金在生物醫療領域的應用

 近年來,作為智能材料的多孔Ni-Ti形狀記憶合金(SMA)的開發,為Ni-Ti合金在醫療方面開辟了嶄新的應用前景[7]。

粉末冶金制備多孔Ni-Ti合金的方法包括預合金粉末法、燃燒合成法、熱等靜壓法、元素粉末混合燒結法等。其中元素粉末混合燒結法是用金屬粉末作原料,經混料、成型、燒結獲得需要的制品,是制備多孔Ni-Ti形狀記憶合金的重要方法。此燒結法制備的多孔Ni-Ti形狀記憶合金具有高孔隙率,良好的力學性能、形狀記憶性能和生物相容性。

加拿大Biorthex公司已經采用多孔Ni-Ti合金專利材料制造出頸、腰椎間融合器,用于骨科脊柱損傷的治療。德國克魯勃(Krupp)醫療技術公司已經生產出多孔鈦合金股骨柄假體。

、粉末冶金難熔金屬

難熔金屬包括鈮合金、鉬合金、鉭合金和鎢合金。鈮合金的密度最小,在1100~1650℃具有較高的強度,良好的焊接性和室溫塑性,能制成薄板和外形復雜的零件。銅鉬合金可用作固體火箭發動機的喉襯材料[9,10]。Ta-10W合金已用于火箭發動機噴管的燃氣擾流片、阿波羅的燃燒室。Ta-10W-2.5Hf合金用于液體火箭噴管的噴嘴。鎢及其合金可制成不用冷卻的火箭噴嘴、離子火箭發動機的離子環、噴氣葉片和定位環、熱燃氣反射器和燃氣舵。

用鎢替代鉬作固體火箭發動機的進口套管、喉管喉襯(W-Cu)可將材料的使用溫度從1760℃提高到3320℃以上。美國聯合飛機公司將W-Cu材料用作火箭發動機的噴管隔板,它足以承受超過鎢熔點3400℃的燃燒溫度。難熔金屬的高溫強度、高溫氧化與防護和材料輕量化是不可回避的挑戰。

、超高溫合金

目前,鎳基和鈷基高溫合金已經接近其使用溫度極限,需要開發新型的超高溫合金。Nb-Si基共晶自生復合結構材料具有高熔點(1918)、高剛度、低密度以及高的高溫強度,是新一代高溫結構材料的研究熱點[11]。Nb-Si系原位復合材料有望成為1200~1400℃下工作的渦輪葉片材料,通過添加Ti、Cr、Hf、Al、Mo等合金化元素和進行表面涂覆處理能夠提高Nb-Si系原位復合材料的使用溫度。

Mo-Si-B三元合金具有高的高溫強度、良好的抗氧化性能和適中的室溫韌性,可作為航空發動機用結構材料和高溫抗氧化涂層材料。

Yu等采用機械合金化和熱壓工藝制備出Mo-9Si-8B-3Hf合金,在1400~1560℃具有較好的塑性變形能力,這為Mo-Si-B合金加工性差的問題提供了新的思路。

、氧化物彌散強化合金

鎳基氧化物彌散強化(Oxide Dispersion Strengthen,ODS)合金可用作渦輪噴氣發動機中的導向葉片或渦輪葉片,不僅可以在高溫下長期使用,而且還能承受氣體腐蝕、蠕變和疲勞載荷[11]。MA600、MA754MA760是有代表性的鎳基ODS合金。鎳基ODS合金采用機械合金化MA+熱擠壓工藝制備,包括三個重要步驟:機械合金化、熱力學變形(熱擠壓或軋制)和熱處理。

3、粉末冶金的國內發展現狀

3.1、國內粉末冶金發展概況

我國在建國初期只有小規模粉末冶金生產,1948年大連鋼廠小量生產鎢鈷類硬質合金,當年產量2658kg。1953年,中國科學院冶金陶瓷研究所研制成功青銅含油軸承。 

20世紀60年代是我國粉末冶金工業的創業時期,1961年,我國第一個粉末冶金專業化生產企業北京天橋粉末冶金廠成立。1964年,長春第一汽車制造廠開始在汽車上使用鐵基粉末冶金零件,1965年,上海粉末冶金廠開始建成38.5米長的隧道窯鐵粉還原生產線。

 同年冶金部鋼鐵研究總院、北京有色研究總院、中國科學院冶金所、中國科學院金屬所、中南礦冶學院等單位開展了粉末冶金的研制工作,并取得了一批重要科研成果投入生產。產品包括:飛機用鐵基剎車片、羥基鎳粉、彌散強化燒結鋁、鎳、不銹鋼、蒙乃爾合金等。

進入80年代以后,汽車、家用電器、電子通訊等行業的發展,我國粉末冶金企業引進國外先進設備和生產技術,使生產水平登上了新臺階。1987年,鞍鋼冶金粉末廠引進原聯邦德國水霧化鐵粉生產線投產,1990年,武鋼粉末冶金公司萬噸級還原鐵粉項目投產。

3.2、國內鈦粉末冶金新工藝與新產品

在鈦粉末冶金產品的研制方面,國內生產和科研單位也進行了大量的研究,主要表現在以下幾個方面。

、鈦粉末注射成形

廣州有色金屬研究院科研人員通過不同類型鈦粉混合,可整體調整粉末形狀和粒度組成,降低初始O含量,改善注射、燒結過程的工藝特性,獲得滿足使用性能的MIM-Ti。清華大學的研究人員利用氫化脫氫(HDHTi粉注射成形純Ti材料,獲得了良好性能的材料。中南大學等單位也開展了相關研究工作,目前產品應用主要集中在輕武器、外科手術工具、表殼表帶等。

、溫壓成形

該工藝以粉末冶金溫壓工藝基礎,結合注射成形的優點,通過加入適量的微粉和潤滑劑含量,提高了混合粉末的流動性、填充性能和成形能力,從而可以制造復雜幾何形狀的零件,具有非常廣闊的發展前景。

國內中南大學對溫壓成形工藝在粉末冶金Ti合金制備方面做了大量研究,以氫化脫氫(HDH)法制備的純鈦粉為原料,然后進行真空燒結,在粉末、模具溫度155℃時,抗拉強度可達1051Mpa。

、3D打?。ㄔ霾鬧圃歟┘際?/B>

3D打印技術(增材制造),即高性能金屬構件激光成型技術,利用快速原型制造的基本原理,以金屬粉末或絲材為原材料,通過高能激光束對金屬原材料的逐層熔化堆積,直接由零件CAD模型一步完成全致密、高性能、大型復雜金屬零件的“近終成型”制造,所以是一種具有變革性意義的數字化、短周期、低成本、先進“近終成型”制造新技術。

增材制造技術作為一種新型的快速制造技術,有著廣泛的應用前景,目前在航空、航天等領域的部分零部件制造已經應用該技術,特別是在大型復雜結構件的制造方面,制造周期短、成材率高、成本低。

國內的北京航空航天大學、西北工業大學、西安交通大學等科研單位做了大量的研究工作,已經生產出航空航天用的大型復雜結構件和生物醫用的材料。

、TiAl金屬間化合物

國內TiAl合金的研制方面與國際先進水平基本同步,在有些方面,如高Nb-TiAl合金,屬于國際領先水平,引領高溫TiAl合金的國際研究方向。而TiAl多孔合金中南大學最早進行研究的。

、高溫TiAl合金(高Nb-TiAl合金)

高溫TiAl合金的使用溫度比普通TiAl合金高60~100℃,北京科技大學陳國良院士等進行了Ti-Al-Nb系大量的基礎研究,并發展了高鈮含量的TiAl合金[12]。

近年來在大尺寸高Nb-TiAl合金的制備和加工上取得了突破性進展,利用等離子冷床爐冶煉出60~100kg的鑄錠,并解決了顯微偏析問題,得到多次等溫鍛造的大變形量餅材,鍛件質量較好,晶粒均勻細小,表現出優異的室溫和高溫力學性能,室溫塑性達到了2%?;鉤曬χ票賦黽費拱舨暮馱瓢宀?。

國內西北有色金屬研究院通過參與國家自然科學基金重大項目,與北京科技大學共同研究高Nb-TiAl合金,為該系列合金的研發做出了貢獻。中航工業集團北京航空材料研究院、上海寶鋼集團參與了大尺寸高Nb-TiAl合金的制備和加工方面的研究。

、變形TiAl合金

國內變形普通TiAl合金的研究單位較多,也取得了顯著成果。比較有特色的是鋼鐵研究總院開發的TAC-2M合金。高V名義成分為Ti-47Al-2.5V-1.0Cr的鑄造合金已經列入標準牌號,室溫斷裂強度550Mpa,應用目標為動力增壓器渦輪和高推重比航空發動機渦流器等。

我國TiAl合金板材研制上落后于國際水平,無法提供航空航天等工業對大尺寸薄板材的需求。中南大學與西北有色金屬研究院共同研究TiAl合金粉末板材,得到我國第一塊尺寸為500mm×230mm×1.4mmTiAl合金粉末板材。航天703研究所也從事TiAl合金粉末板材的研制。哈爾濱工業大學近期制備出較大尺寸的TiAl合金板材,已經采用自行研制的特種高溫包套軋制工藝,在國內率先成功軋制出尺寸為500mm×200mm×(1.4~3mm的含V、Y元素的TiAl合金板材。

、TiAl合金多孔材料

TiAl合金在多孔材料領域的擴展和在過濾材料領域的應用,由中南大學粉末冶金國家重點實驗室的賀躍輝等人率先提出,并進行了較為深入和系統的研究。采用Ti、Al元素粉末為原料,通過復合成形和反應合成,成功制備出具有表面自組裝結構的TiAl合金多孔材料,孔分布均勻,孔隙率高達43%。

北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室與中南大學粉末冶金國家重點實驗室在國家863計劃的支持下,開展新型高Nb-TiAl多孔隔熱材料研究,采用Ti、Al、Nb元素粉末為原料,成功制備出具有優異隔熱性能的多孔材料。

4、結論

通過對進入新世紀以后,粉末冶金技術得到了快速的發展,從現階段看,粉末冶金技術正向著高精度化、高性能化以及低成本化的方向發展??梢栽げ飩窈蠓勰┮苯鴆搗⒄溝姆較蛑饕校?/FONT>

 ⑴、高品質粉末制備與預處理技術:通過純凈化熔煉和霧化制粉技術制備顆粒細小、氧含量低、純凈度高的鎳基、鈦基合金粉末及各種噴涂合金粉末,掌握粉末粒徑、氧含量、非金屬夾雜控制的關鍵技術;

 ⑵、利用注射成形技術制備復雜形狀高溫合金、鈦合金零部件,提升純凈化熔煉、霧化制粉、快速成形、熱等靜壓和特殊熱處理等關鍵裝備的制造技術;

、繼續加大對3D打?。ㄔ霾鬧圃歟┘際醯難芯?,對低成本鈦粉、微細球形粉的的制備工藝、航空復雜結構件制造控制、增材制造設備大型化的研制;

、利用粉末冶金新工藝、新方法開發高性能難熔金屬、超高溫合金和氧化物彌散強化合金等新型高溫結構材料。

參考文獻:

[1] 韓鳳麟.中國材料工程大典(粉末冶金材料工程[M].北京:化學工業出版社,20081315.

[2] 黃伯云.中國材料工程大典(有色金屬材料工程)[M].北京:化學工業出版社,2006:378~389.

[3] 師昌緒.我國高溫合金的發展與創新[J].金屬學報,201046):12121288.

[4] 王會陽.鎳基高溫合金材料的研究進展[J].材料導報,201125):482486.

[5] 周廉.中國海洋工程材料發展戰略咨詢報告[M].北京:冶金工業出版社,2014:248~255.

[6] 周洪強,陳志強.鈦及鈦合金粉末的制備現狀[J].稀有金屬快報,200524):1115.

[7] 韓志宇,曾光,梁書錦.鎳基高溫合金粉末制備技術的發展現狀[J].中國材料進展,201433):748753.

[8] 任朋立.淺析粉末冶金材料及冶金技術發展[J].新材料產業,201417):1721.

[9] 向春春.快速凝固法制取金屬粉末技術的發展狀況[J].粉末冶金技術,200018):283291.

[10] 賈成廠,田高峰.粉末高溫合金[J].金屬世界,20112):1925.

[11] 郭建亭.幾種微量元素在高溫合金中的作用和機理[J].中國有色金屬學報,2011(21):455~475.

[12] 許國棟,王鳳娥.高溫鈦合金的發展和應用[J].稀有金屬,200832):774779.