金屬粉末冶金中的燒結氣氛相關

金屬粉末冶金是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結制成金屬或合金零部件的技術。運用該技術可直接生產多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此應用十分廣泛。適宜批量生產,重要應用于出口產品,有公差產品,其加工工藝穩(wěn)固,操作上也相對簡略。在金屬粉末冶金制品燒結中，燒結氣氛是影響燒結制品性能的重要因素之一。粉末燒結氣氛是指粉末冶金制品在燒結時，燒結爐內的實際氣氛，常用的燒結氣氛主要有保護氣氛、可控氣氛和空氣。下面我們就一起來了解一下：

一、保護氣氛：保護氣氛分為還原性氣氛和中性氣氛，還原性氣氛又分為氫氣和分解氨。在燒結過程中，保護氣氛的主要作用是保護燒結制品不被氧化。

氫氣在一定的溫度條件下具有很強的滲透性，是一種化學活性較強的可燃性無毒氣體，常在鎢、硬質合金、不銹鋼等難熔粉末冶金制品的燒結中作為保護氣氛;

分解氨是液氨經熱分解后獲得的由氫和氮組合的混合氣體，在粉末冶金中即可作為還原劑，也用來作為燒結氣氛，除了某些含有氮成分的制品因與該氣氛產生化學反應不能采用這種氣氛燒結以外，大多數(shù)的金屬都可采用這種氣氛來燒結。

中性氣氛：中性氣氛主要包括氮氣、氨氣和真空，真空燒結能夠避免氣氛中的有害成分對粉末冶金零件造成污染等不利影響。

二、可控氣氛：這類氣氛分為放熱型(不需要從外部供熱)和吸熱型氣氛(需要從外部供熱)，都由碳氫化合物轉化而成。

放熱型可用于控制粉末冶金（含注射成形）燒結制品中的碳含量控制，分為淡型和濃型氣氛，淡型放熱氣氛的碳勢很低，用作低碳鋼、銅制品的燒結時，只用作無氧化加熱;濃型放熱氣氛的碳勢較高一些，可用作防止粉末冶金鐵基、銅基零件的的氧化和減少鐵基零件的脫碳。四、豪克能技術豪克能技術：利用沖擊能和激發(fā)能的復合能對金屬零件進行加工，從而獲得鏡面零件。

吸熱型氣氛與放熱型氣氛相比較，是一種還原性更強、碳勢更高的可控氣氛，在粉末冶金中主要用于鐵基零件和銅基零件燒結時作保護氣氛，有時也作為滲碳劑使用。

三、空氣氣氛：這種燒結氣氛主要是在燒結爐內通過一定空氣氣體，也可以看作是在常壓狀態(tài)下燒結，一般在金屬復合材料和陶瓷材料的燒結制品中應用

金屬注射成形（MIM）發(fā)展

金屬注射成形（metal Injection Molding，MIM）是一種適于生產小型、三維復雜形狀以及具有特殊性能要求制品的近凈成形工藝。

MIM是由傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成型技術融合發(fā)展而來，其基本工藝過程是：將各種微細金屬粉末（一般小于20μm）按一定的比例與預設粘結劑（各種熱塑性塑料，蠟及其他材料）均勻混合，制成具有流變特性的喂料，通過注射機注入模具型腔（或多模型腔）成型出零件毛坯，毛坯件經過脫除粘結劑和高溫燒結后，即可得到微觀組織均勻、材料高度致密的各種金屬零部件。PVD原理示意圖工藝流程:PVD前清洗→進爐抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→鍍膜結束，冷卻出爐→后處理（拋光、AFP）。

MIM的發(fā)展進程

20世紀70年代，美國學者Wiech首先開發(fā)出一種對金屬粉末進行注射成形的粉末冶金工藝。20世紀80年代，美國倫賽爾理工學院開始開展MIM技術理論基礎和應用基礎的研究工作。美國Injectamax公司和德國BASF公司將脫脂時間從數(shù)十小時縮短到幾個小時，而且保形性得到明顯改善，產品的尺寸精度從±0.5%提高到±0.3%。對于不同的金屬粉末，其混煉時選擇的粘結劑種類也不同，配比自然也不同。21世紀后，MIM工藝進一步得到改進，新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，產業(yè)化發(fā)展迅速。形狀復雜、尺寸較小及產量大，這些都是MIM的強項，使其在手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發(fā)動機零件、電子密封、切削工具及運動器材中找到大量應用。

粉末冶金行業(yè)發(fā)展勢不可擋

粉末冶金屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的朝陽產業(yè)，以制取金屬或用金屬粉末(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、復合以及各種類型制品的工藝技術。

　　我國粉末冶金行業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅猛，特別是汽車行業(yè)、機械制造、金屬行業(yè)、航空航天、儀器儀表、五金工具、工程機械、電子家電及高科技產業(yè)等迅猛發(fā)展，為粉末冶金行業(yè)帶來了較大的發(fā)展機遇。

　　具體數(shù)據(jù)顯示，1948年我國硬質合金產量僅有2-3萬噸，但2000年后我國粉末冶金市場迅速崛起。2009年我國粉末冶金行業(yè)產量為11.30萬噸，超過日本躍居亞洲首位。2014年粉末冶金行業(yè)銷量達19.18萬噸，2017年增長至20.08萬噸，增幅為4.7%。,效率高,其缺陷是光明度差,有氣體溢出,須要通風設備,加溫艱難。

　　從應用領域來看，現(xiàn)階段，我國粉末冶金產品主要應用于汽車、家電、電動工具、摩托車、農業(yè)機械及工程機械等工業(yè)。隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，粉末冶金制品本土化需求不斷擴大，2016年，應用于汽車方面的粉末冶金零件共10.09萬噸，占比54.69%，同比上升6.55%。未來下游產業(yè)的發(fā)展將會繼續(xù)拉動上游產業(yè)的發(fā)展，整個行業(yè)的容量仍在不停擴大。同時有提高硬度耐磨性的優(yōu)點五、電鍍(Electroplating)電鍍：是利用電解作用使金屬的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用的一種技術。

　　汽車領域應用較少，技術相對落后

　　在發(fā)達國家如美國、歐洲、日本，粉末冶金產品主要應用于汽車領域，汽車粉末冶金產品占粉末冶金總產品的比例高達80%以上，其產品包括VVT(可變氣門正時系統(tǒng))、VCT(可變氣門凸輪軸正時系統(tǒng))、各類泵組件、鏈輪、同步環(huán)、行星齒輪等，種類覆蓋十分齊全。十、PVD真空鍍物理氣相沉積（PVD）：是一種工業(yè)制造上的工藝，是主要利用物理過程來沉積薄膜的技術。

　　而在我國，2017年，粉末冶金市場汽車應用占比僅為60%。我國粉末冶金汽車零件占比遠低于發(fā)達國家，占比提升潛力大。

　　單車用量方面，中國提升空間同樣相對可觀。2017年，北美粉末冶金零件單車用量可達18.6Kg，日本為8.0Kg，歐洲為7.2Kg，而中國僅為4.5Kg。這種差距產生的主要原因是，我國國內很多粉末冶金產品達不到要求的尺寸公差與性能參數(shù)，因此，汽車主機廠只能選擇成本更高的鍛造零件與機加工零件。2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的檔次。

　　國內企業(yè)成本優(yōu)勢顯著，進口替代空間廣闊

　　與國外公司相比，國內企業(yè)在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有優(yōu)勢，能夠為主機廠與一級供應商提供更低價的粉末冶金產品。同時，國內企業(yè)交貨周期短，售后服務快速、及時，能夠為國內主機廠提供更優(yōu)質的服務。

　　從技術角度來看，2015年，發(fā)布《中國制造2025》的通知，其中重點提出要大力發(fā)展智能制造、增材制造、新材料、生物醫(yī)用等領域。我們認為在國家政策的大力扶持下，國內粉末冶金技術有望得到快速發(fā)展，替代市場逐步由低端轉向高技術。

　　另外，專利申請授權量的持續(xù)增長彰顯粉末冶金技術的不斷成熟。2016年，我國鑄造、粉末冶金專利申請授權量為8295項，同比增長11.62%，近五年(2012-2016年)復合增長率為16.02%。

　　綜合來看，國內粉末冶金產品進口替代空間十分廣闊

國內當前粉末冶金零件行業(yè)的挑戰(zhàn)

當前粉末冶金零件行業(yè)和企業(yè)面臨嚴峻的市場挑戰(zhàn)。整個行業(yè)處于發(fā)展中的緊要關頭。近幾年來，市場需求不斷擴大，粉末冶金零件行業(yè)和企業(yè)發(fā)展很快。但是，企業(yè)長期處于“上擠下壓”的環(huán)境中。原輔材料大幅度漲價，而主機廠不斷降價。使企業(yè)的利潤空間受到巨大沖擊，生存面臨嚴重考驗。隨著原輔材料開始大幅度漲價，使原本十分脆弱的企業(yè)利潤雪上加霜?；瘜W拋光是讓材料在化學介質中外表宏觀凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解,從而得到平滑面。國內粉末冶金零件廠的產品價格出現(xiàn)了更大偏移。

　　為促進粉末冶金行業(yè)和諧健康持續(xù)發(fā)展，遵循科學發(fā)展觀，營造公平公正的競爭環(huán)境，保護企業(yè)利益，維護粉末冶金制品行業(yè)形象，提倡全行業(yè)共同努力，克服困難，度過難關。

　　首先，產業(yè)要加強廠際合作，加強交流溝通，穩(wěn)定各自市場份額，反對行業(yè)內部采取不正當競爭行為。團結協(xié)作，相互尊重，共同進步，實現(xiàn)雙贏。

　　其次，鑒于當前形勢，根據(jù)國際慣例，建議各會員單位根據(jù)本企業(yè)產品的技術、質量、設備、所用原料、批量大小等具體情況，在與使用單位充分協(xié)商的基礎上，適當提高產品銷售價格。若今后原輔材料繼續(xù)上漲，粉末冶金產品價格還可以隨時上調。

　　各企業(yè)在加強自身管理，加強工藝技術改進，提高產品質量，提高產品技術含量，盡可能挖掘企業(yè)內部潛力，提高企業(yè)經濟效益，促進粉末冶金行業(yè)更好更快發(fā)展的同時，為客戶提供性價比更高的產品與服務。