粉末冶金材料及其制備技術(shù)現狀與新動(dòng)向

1引言 新材料的制造是推動(dòng)人類(lèi)文明進(jìn)步的重要動(dòng)力之一，歷史上材料技術(shù)的更新?lián)Q代都極大地提高了人類(lèi)的生產(chǎn)力，并改善了人們的生活。1909年粉末冶金法使得延性鎢的制造成為可能，從此鎢絲白熾燈走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，開(kāi)創(chuàng )了照明的新時(shí)代。歷經(jīng)一個(gè)世紀，粉末冶金作為一門(mén)獨特的材料制造工藝得到了蓬勃發(fā)展，已成功制造出高性能結構材料、高級磁性材料、生物工程材料、能源及納米材料等，在機械、汽車(chē)制造、航空航天及國防軍工等行業(yè)發(fā)揮了相當重要的作用[1-4]。 當前，世界工業(yè)發(fā)達國家在經(jīng)歷2008年以來(lái)的金融危機與經(jīng)濟蕭條之后，紛紛提出并實(shí)施“再工業(yè)化”戰略。而且，信息技術(shù)與制造業(yè)開(kāi)始深度融合，對產(chǎn)業(yè)變革的影響深遠，各國都在大力推動(dòng)云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據、三維(3D)打印、生物工程、新能源、新材料等技術(shù)的發(fā)展，力爭在新一輪制造業(yè)競爭中取得優(yōu)勢。我國也處在加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要時(shí)期，雖然制造業(yè)規模居世界第一位，但大而不強，核心基礎零部件(元器件)、先進(jìn)基礎工藝、關(guān)鍵基礎材料和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎等工業(yè)基礎能力薄弱，與先進(jìn)國家相比還有較大差距。為此，國務(wù)院出臺的《中國制造2025》規劃了我國制造業(yè)自主發(fā)展的宏偉藍圖，其中以特種金屬功能材料、高性能結構材料、功能性高分子材料、特種無(wú)機非金屬材料和先進(jìn)復合材料為代表的新材料被列為重點(diǎn)突破的發(fā)展領(lǐng)域之一。同時(shí)，《中國制造2025》強調了加快制造業(yè)綠色改造升級推進(jìn)資源高效循環(huán)利用的綠色制造理念。因此，新材料的開(kāi)發(fā)也要求努力構建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系。粉末冶金具有近凈成形與節能高效的特點(diǎn)，是典型的綠色制造技術(shù)，盡管傳統的鐵基粉末冶金占整個(gè)行業(yè)70%以上的市場(chǎng)份額，但難熔金屬、磁性材料、粉末高溫材料等已成為重要組成部分，3D打印材料、醫用材料等方面的研究也十分活躍。國家對制造業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的規劃為我國粉末冶金材料及其制備技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的空間，同時(shí)也帶來(lái)了全新的挑戰。本文簡(jiǎn)要介紹粉末冶金行業(yè)的發(fā)展現狀，著(zhù)重探討粉末冶金材料及制備技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。 2傳統粉末冶金行業(yè)現狀 2.1 鐵基粉末及結構零件 鐵基粉末冶金是現代粉末冶金的最主要的組成部分，其制品多數用于汽車(chē)、機械及家用電器的零部件等，全球的鐵基粉末冶金市場(chǎng)主要有北美、歐洲、日本和中國。自2010年起北美的粉末冶金產(chǎn)業(yè)的大多數部門(mén)開(kāi)始