5 粉末冶金制品成形新技术在摩托车上的应用
金属冶金粉末成形是一种节能、节材、高效、近净成形、少污染的先进制造技术，在超导材料、纳米材料、生物工程材料、超硬材料等现代高新技术领域中得到广泛的应用，已进入当代材料科学的发展前沿，并朝着高效自动化、高性能、低成本的方向发展。
粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀其等，是一种少无切削工艺。粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料具有重要的作用。可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。随着技术的发展，各种新工艺相继出现并得到广泛的应用，如温压技术、流动温压技术、动磁压制和高速压制技术等。
粉末冶金制品成形技术有以下类别：1）粉末制备技术。粉末雾化一直是高性能粉末的制备技术。热气流雾化技术能够延长金属液滴在液相状态的时间，使粉末可以经过二次破碎（雾化），因而大大提高了雾化的效率，所得到的粉末粒度更为细小。ASL公司的研究结果表明，若将气体温度提高到330℃，制备相同粒度粉末所需的气体消耗量减少30%，其经济分析和工程化问题研究说明该技术是完全可行的，粉末雾化方面的技术有很大的改进。例如，采用一种新型自由裸体式气体雾化，能够得到更细的工具钢粉末，颗粒中碳化物的分布更均匀、缺陷更少；2）在活性粉末雾化方面，为了减少熔炼过程熔体与柑祸的反应，德国开发了电极感应熔炼气雾化（EIGA）技术，可制备高活性的钦、错以及TiA1金属间化合物粉末。机械合金化仍然是研究的热门，但大多数是实验室工作。值得一提的是德国Zoz公司才用自己开发的高能球磨设备研磨电弧熔炼炉的炉渣，然后经过湿法冶金回收金属，这一技术既改善了环境，又开拓了巨大的市场；3）粉末压制技术。传统粉末压制技术在很大程度上依赖于设备的改良和过程的优化。几家知名的压机生产商均推出了精度控制更准、自动化程度更高的新型号。四是粉末烧结理论与技术。微波烧结作为一种新的快速烧结技术，已经完全适用于金属粉末材料，如粉末钢、硬质合金、有色金属等。微波烧结的工业化也许指日可待因为不管是设备和技术的成熟度，还是批量化生产能力都没有太大问题而主要障碍是生产商的接受程度和风险度。
粉末冶金材料广泛应用于汽车和摩托车、工程机械、电动工具、电器等各种粉末冶金（铁铜基）零件。现在摩托车上应用的粉末冶金零件生产仍以冷模压一烧结工艺为主。虽然其产品的精度、复杂程度、性能稳定性和成本等方面均有长足的进步，但是较低的零件密度影响了零件的性能，特别是力学性能的提高。零件的几何形状复杂程度也受到冷模压的制约。粉末冶金新技术的出现和产业化，对其在摩托车上的应用起到了重要的推动作用。
北美Hoeganaes开发了一种含硅高密度、高性能的铁基粉末冶金材料。制造这种材料的工艺被称为Ancormax D工艺，能通过单次压制／烧结方法制造出密度达7.40～7.45 g/cm3的铁基零件。Ancormax工艺使用了一种专有的压制润滑剂，模具加热至60℃～70℃。其压坯强度比传统冷压压坯高20％～25%。内燃机阀系统工作条件十分严酷。气门头部温度一般高达800℃～1 000℃，气门阀座的工作温度高达500℃～800℃。现在大批量生产的内燃机都已在使用特制的粉末冶金阀座圈。该阀座圈合金是一类无行业标准、无国家标准、无国际标准的“定制合金”，属高密度、高合金、耐腐蚀、耐高热的烧结合金。惟有采用粉末冶金的方法，才能把耐热高强基体与硬质颗粒相、固体润滑相、导热合金等复杂成分综合于一体。摩托车发动机中使用的阀座圈合金，90％以上是用粉末冶金技术生产的。
摩托车上的粉末冶金件主要为：进排气门座圈、气门导管、凸轮轴轴颈、凸轮轴和曲轴链轮、轴承盖、凸轮轴挡板、连杆、排气管法兰、气门摇壁支座、油泵齿轮等零件。这些零件所使用的铁粉按类型区分，就是以上的类型，几乎都是高强度、高密度零件，因此所用的铁粉一般都有特殊要求。这其中还存在与铁粉供应商共同研究开发适合各个零件特性的不同要求的粉末。从质量保证体系角度上讲，粉末供应商和产品制造商是同一根供应链上的不同的节点。为了制造出符合客户要求的优质汽车零部件，供需双方的密切合作也是非常重要的一点。
我国的粉末冶金工业起步较迟，对其认识还不足，大多数是以粉末冶金材料来替换传统金属材料，所以发展很慢。目前粉末冶金件应用在机动车上的比例只有46%。但随着大量引进车型上规定用粉末冶金零件，带动了我国粉末冶金零件在汽车／摩托车制造工业上的蓬勃发展，使人们对粉末冶金零件的技术和经济特点有了一定的认识。特别是近期引进的车型中，又出现许多新的零件，因此在生产中除了进一步扩大通用制造工艺外，还需要用一些特殊的工艺来制造，如：金属注射成形、温压成形、粉末锻造、热等静压、冷等静压等等，从而使粉末冶金零件，在机动车领域上的应用将更多、更广，同时所需求的铁粉将更广泛。
6 结束语
粉末冶金是一门重要的零件成形技术。粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，必将促进高技术产业的快速发展，也必将带给材料工程和制造技术光明的前景。目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。因此，大力发展粉末冶金新技术的研究，对提高我国粉末冶金产品的档次和技术水平，缩短与国外先进水平的差距具有非常重要的意义。
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