摘 要：粉末冶金作為一種古老的金屬冶煉技術(shù)，在資源的利用上具有明顯的優(yōu)勢。隨著時代的進(jìn)步，粉末冶金技術(shù)也在不斷發(fā)展提高。等靜壓技術(shù)是現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的重要組成，是當(dāng)前工業(yè)上占有重要地位的一種新的材料成形方法。文章在介紹等靜壓技術(shù)概念的基礎(chǔ)上，提出了該技術(shù)應(yīng)用于冶金材料生產(chǎn)中的主要手段和積極影響。

關(guān)鍵詞：等靜壓技術(shù),粉末冶金技術(shù),材料生產(chǎn),金屬冶煉技術(shù),工業(yè)生產(chǎn)

1概述

隨著科技水平的不斷提高，傳統(tǒng)的粉末冶金技術(shù)逐漸難以跟上工業(yè)的要求，整個金屬工業(yè)都呈現(xiàn)一種低迷的狀態(tài)。等靜壓技術(shù)是伴隨著技術(shù)進(jìn)步而興起的一種新的材料成形方法，是對傳統(tǒng)的粉末冶金技術(shù)的革新，將其應(yīng)用于粉末冶金中，將大大縮短材料生產(chǎn)的時間，提高粉末材料的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2等靜壓技術(shù)的基本概念

等靜壓技術(shù)簡單來說就是對表面封閉的物料從各個方向上對其施加相等程度的壓力的一種技術(shù)，在粉末冶金中這種技術(shù)主要作用于粉料的固結(jié)和成型。經(jīng)過實(shí)踐看來，等靜壓技術(shù)應(yīng)用于粉末冶金中具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，首先，這種均一的壓力可以使得粉末冶金材料致密化，使其具有更高的強(qiáng)度,其次，等靜壓技術(shù)可以減少甚至消除材料內(nèi)部的缺陷,最后，這種技術(shù)還可以發(fā)揮膠粘劑的作用，在高溫的條件下將不同種材料粘接到一起。由于等靜壓技術(shù)在粉末冶金領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢，因此這種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)與工程領(lǐng)域。到目前為止，通過等靜壓技術(shù)處理的產(chǎn)品已經(jīng)可以應(yīng)用到航空航天、礦山機(jī)械、人造金剛石、石油化工以及原子能等對材料要求苛刻的行業(yè)中。等靜壓技術(shù)在一定條件下可以直接成形幾何結(jié)構(gòu)負(fù)載的合金部件，而且通過等靜壓粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更好的物理性能和機(jī)械性能。等靜壓技術(shù)的應(yīng)用使得一些粉末冶金材料制品在使用性能和壽命上可以代替熔鑄冶金材料，從而可以減少熔鑄技術(shù)的使用，具有一定的環(huán)境保護(hù)作用。

3等靜壓技術(shù)的分類

等靜壓技術(shù)是根據(jù)不同的熱量消耗和使用特點(diǎn)進(jìn)行分類的，分為熱等靜壓、溫等靜壓和冷等靜壓，這三種技術(shù)的包裝模具材料、壓力介質(zhì)材料和應(yīng)用的相應(yīng)設(shè)備都不同。

3.1冷等靜壓

靜壓技術(shù)是在室溫下進(jìn)行的，包套的模具和材料一般是以塑料或者橡膠為主，并且還需要一定的物質(zhì)作為壓力介質(zhì)，彈性的物質(zhì)包括橡膠和塑料，非彈性的物質(zhì)包括液體。冷等靜壓中被稱之為水等靜壓的物質(zhì)一般是以除銹劑為水介質(zhì)的，油等靜壓是使用油作為壓力介質(zhì)。除此之外，厚壁模壓制或者軟模壓制都是使用彈性物質(zhì)來保持平衡的。預(yù)成型的胚料是采用熱等靜壓或者鍛造手段形成的，最后形成的壓制形式為后道燒結(jié)。

3.2溫等靜壓

溫等靜壓的裝置溫度是有要求的，較低溫度在80℃，較高溫度在120℃，對于溫度稍微高一點(diǎn)的條件也可以，最高溫度能夠達(dá)到450℃，但是正常情況下溫度在250℃左右，傳遞的介質(zhì)一般會設(shè)定為油這種物質(zhì)。需要注意的是降溫過程和升溫過程的控制，需要根據(jù)工藝要求設(shè)定是否會發(fā)熱，條件是在高壓缸內(nèi)，并且還要在缸內(nèi)控制溫度，一定條件下對于達(dá)不到要求的還要采取加熱措施，油罐是比較常見的加熱工具。傳遞介質(zhì)的選擇也是比較重要的，通常會選擇與濕袋靜壓機(jī)和設(shè)備類似的，有時還會選擇溫等靜壓，因?yàn)榉哿虾茈y成型，并且在室溫的條件下，成型的條件是非常多的，選擇溫等靜壓是最好的選擇。

3.3熱等靜壓

受靜壓制的工藝影響，物料的控制是受影響非常大的，并且因?yàn)槭茏饔玫耐饨鐥l件有高壓和高溫，因此在消除鑄件缺陷的時候，會盡可能選擇粘結(jié)和擴(kuò)散兩種方式，壓力傳遞介質(zhì)的選擇一般也都是惰性氣體，另一種情況比較特殊的會選擇能夠?yàn)闊岬褥o壓制作為傳導(dǎo)介質(zhì)的，比如固體顆粒和液體金屬，在制備玻璃和金屬的時候，包套常常會選擇包封的待壓物料，這時候靜壓裝置的主要作用就是平衡。

4等靜壓技術(shù)對粉末冶金材料生產(chǎn)的影響

等靜壓技術(shù)應(yīng)用于粉末冶金材料生產(chǎn)中主要表現(xiàn)在粉末材料的成形過程中，其在生產(chǎn)中的具體作用和對材料性能的影響，主要概括為以下三點(diǎn)：

4.1對成形工藝的影響

等靜壓技術(shù)主要分為冷等靜壓技術(shù)和熱等靜壓技術(shù)，在利用冷等靜壓技術(shù)進(jìn)行壓制時，粉末會在各個方向上受到均勻的同種強(qiáng)度的力，壓制過程中粉末與設(shè)備之間不會有較大的摩擦，因此通過冷等靜壓技術(shù)進(jìn)行成形的金屬粉末比傳統(tǒng)的壓制方法壓制的材料密度高10% 左右，壓坯密度的分布也更為均勻，有利于制備成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工藝精細(xì)的產(chǎn)品。

4.2對燒結(jié)溫度和組織的影響

一般來說，粉體的燒結(jié)溫度和熱壓溫度要高于熱等靜壓所使用的溫度，這是由于熱等靜壓的溫度較低，會防止壓制過程中的粉粒產(chǎn)生晶粒的聚集長大，從而得到產(chǎn)品的晶粒比較細(xì)，得到細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。目前來看，熱等靜壓法的應(yīng)用十分廣泛，而主要突出的應(yīng)用是在與硬質(zhì)合金的加工成型中，而且任何種類的硬質(zhì)合金都可以采用熱等靜壓技術(shù)，利用這種技術(shù)得到的產(chǎn)品形狀也不受限制，而且產(chǎn)品的成分和硬度分布均勻，表面的缺陷基本上可以達(dá)到完全消失的狀態(tài)。

4.3對材料性能的影響

熱等靜壓技術(shù)在進(jìn)行材料加工過程中能夠消除材料中的大量缺陷和孔隙，使得材料的物理性能和機(jī)械強(qiáng)度得到很大的提高。從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來看，通過熱等靜壓技術(shù)壓制的產(chǎn)品相對于普通方式生產(chǎn)的產(chǎn)品來說產(chǎn)品的力學(xué)強(qiáng)度能提高兩倍以上。以利用熱等壓技術(shù)處理的低鈷細(xì)晶粒硬質(zhì)合金為例，這種硬質(zhì)合金既能夠保持高鈷合金的力學(xué)強(qiáng)度，又能著顯著提高耐磨性。

5結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和世界工業(yè)化水平的提高，粉末冶金技術(shù)在資源能源緊缺的前提下也得到了長足的發(fā)展。將等靜壓技術(shù)應(yīng)用于粉末冶金中是冶煉領(lǐng)域一次偉大的嘗試，在某種程度上可以說是粉末冶金技術(shù)的有利變革。等靜壓技術(shù)在粉末冶金材料生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅能夠提高材料的使用率，而且可以降低材料表面缺陷和內(nèi)部應(yīng)力，提高材料的物理強(qiáng)度和機(jī)械性能，對粉末冶金產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展具有十分積極的意義。

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（作者單位：遼寧科技學(xué)院）