摘 要：粉末锻造技术是将之前的冶金技术和模块锻造技术相结合而发展开来的新兴锻造工艺。具有低成本，高质量，高产能，资源节约等优点。因此，本文试图在分析粉末锻造工艺形成的流程基础上，阐述该项技术在我国工业领域的应用，从而展望粉末锻造技术的发展远景。
关键词：粉末锻造；工艺流程；发展远景
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.015
0 引言
粉末锻造技术起源于上世纪60年代的美国，刚开始因为技术的不成熟和产品的需求不足，该项工艺并没有得到充分发展。不过随着汽车工业的发展，对粉末锻造零件的需求量大增，现在已经成为相对成熟的金属加工工艺，并大规模的应用于除汽车外的其他制造业领域。我国于70年代开始在粉末锻造原材料、塑造原理、工艺设备和产品制造等方面开展了相关的讨论和研究，并取得初步的成果。但在技术的成熟和应用方面我国还与美国、西欧、日本等国家和地区存在着一定的差距。
1 粉末锻造工艺的流程
粉末锻造工艺流程首先是根据不同产品的要求调配粉末并压制为预成形坯，然后烧结和加热锻造，最后进行后续处理。
1.1 粉末原料的选取
粉末锻造选取的原材料一般是铁粉或者合金钢粉。但在粉末锻造中应用铁粉原料要严格控制 Mn、Si等微量元素的含量。因其这种铁粉可硬性程度不高，所以可以添加其他合金化元素来改善其性能。合金钢粉主要应用的是雾化粉，虽然合金钢粉也会加Mn、Cr 等元素，不过在粉末锻造过程中特别容易氧化。而 Ni、Mo出现氧化的几率就要小得多，现在研制的Fe- Ni- Mo系列预合金粉，不仅让冲击韧性下降又明显改善基体，故在粉末锻件中多使用该系列的预合金粉。此外，如果有其他非金属的参杂会对粉末锻造材料的影响很大。根据相关研究表示： 粉末锻件的疲劳寿命主要取决于夹杂之间的自由路程，所以应采用纯净度高的钢粉，雾化粉因为非金属夹杂少、合金元素含量易于控制，受到广泛应用[1]。
1.2 压制预成形坯
在压制预成形坯之前，一个重要的步骤就是对预成形坯的设计，这是关系到粉末锻造能否成功。在设计中应考虑到材料金属的流动和作用力的分布。一般来说粉末锻造的预成形坯对形状精度或尺寸大小相较于普通粉末锻造的要求没那么严格。因为后边的锻造程序是保障最后零件的样式尺寸。但在压制预成型坯中，对其重量要求还是很严格的。预成形坯在满足锻造塑性的前提下，一般选取的密度较小即相对密度在75%～80%即可。这样在锻造时不容易发生张裂，可以保证可塑性强、容易压制，方便搬移等优点。
1.3 烧结
预成形坯的烧结和普通粉末冶金烧结相差无几，都必须在保护气氛（氮气、煤气、氢气等）中进行，烧结时还要加热的均匀，温度的掌握要视加热的材料而定，这样才能提升烧结的质量。等烧结为合金化时，将烧结的成品转移到没有氧化成分的保温炉中保温。 普通粉末冶金虽然也可以保证预成形坯的质量和产量，但因为锻造的速度较快，所以在组织加工上并不能满足与锻造的无缝连接。现在多采用的是加热、冷却、再加热的方式。我国在高温加热炉和烧结炉方面还与发达国家表现出了不小的差距。
1.4 锻造
烧结之后就要开始锻造，这将决定产品的模样尺寸等，所以粉末锻造技术的一个关键程序。在锻造过程中应该注意以下几点：第一，要进行锻模预热，这样可以减小预成形坯与锻模的温差，更容易满足塑性的要求。第二，预成形坯经过加热后应该立即放入锻模进行加工成型。时间要控制在5秒内。第三，在锻造过程中不仅要注意润滑问题还应注意锻模的温度，如果超过300℃需要冷却处理。第四，粉末锻件出来后，应进行防氧化处理，可在保护气氛中冷却，或者用水冷，油冷等方式。
1.5 后续处理
锻件出来之后，有的需要进行后续处理，包括机械加工等，其处理方式跟普通钢材锻件没什么两样。但因为粉末锻件的精密度较高，所以有时最后一步会在制造中省去。
2 应用与展望
近些年来，随着我国汽车工业的不断发展，给粉末锻造技术的应用提供了广阔的市场，，在汽车工业领域内，使用粉末锻造技术锻造出来的零件持续攀升。据韩凤麟教授的研究，粉末锻造技术在汽车工业应用零件有：发动机中的连杆，自动变速器中的转换器离合器的内、外环，超越离合器的外环，锁定转换器的载、内环及单向内凸轮；载重车自动变速器中的内齿环，单向离合器的 内、外环；卡车齿轮箱的同步环；轻型车四轮驱动分动箱的齿环毛坯等[2]。除了汽车领域，农用机械产业的发展也把粉末锻造技术的实施和应用推向了一个新的台阶。所以现在是该项技术发展的良好时机。
随着粉末锻造技术的越发成熟，粉末原料价格的大幅度下降，它已经成为一种新型的锻造技术。在工业领域的用途越来越广泛，尤其在零部件的制造方面，“其发展已经趋向于在零件的最初设计状态就越来越多地选用粉末锻造工艺。”[3]总体来讲，我国在该项领域的研究和拓展也取得了良好的效果。目前，粉末锻造技术的发展目标是要拓展新型金属粉末原料，研发性能强，精度高的粉末锻件，并且逐步赶上发达国家的锻造生产技术。
参考文献：
[1]梁华.粉末锻造的现状[J].粉末冶金技术，1992，10（02）：142-145.
[2]韩凤麟.汽车份末冶金结构零件[J].粉末冶金技术，1990，8（02） ：99-113.
[3]Juergen H Badendieck， Michael Marra. P/M Forging： An Advancing Process[J].International Journal of Powder Metallurgy，1992（03）：257-258.
