金属粉末是实现非标冶金产品规模化生产的基础
金属粉末是指尺寸小于 1mm 的金属颗粒群,包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金 属性质的某些难熔化合物粉末,是粉末冶金的主要原材料。粉末冶金是以金属粉末(或 金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料,经成形和烧结过程制造金属材料、复合材料 以及多种不同类型制品的工艺方法。因此,金属粉末是伴随着粉末冶金技术发展起来的, 金属粉末的应用领域拓展离不开粉末冶金技术的不断革新。 粉末冶金技术所带来的重要变革主要体现在两个方面:(1)开发新型材料和关键制品的 先进技术。1909 年开发出的粉末冶金延性钨丝,为人类社会带来了光明。1923 年硬质 合金的问世,将金属切削加工效率提高几十倍甚至上百倍,为切削加工、采掘钻探以及 其它加工业带来革命性变革。20 世纪 30 年代以来,基于粉末冶金技术开发的难熔金属、 电触头材料和磁性材料(包括稀土永磁材料),为电气化系统和通讯设备提供关键器材和 元件。(2)生产高性能金属机械零件的先进成形工艺。由于粉末冶金技术能实现材料的 近净成型,具有原材料利用率高(约 95%)、生产效率高、节能环保的优势,能够直接生 产形状复杂高精度的高性能粉末冶金产品。世界范围内的粉末冶金机械零件产业发展迅 速,确立其作为现代制造业的重要组成地位。
当前,以新一代信息技术、新能源、智能制造等为代表的新兴产业快速发展,对材料提 出了更高要求,如超高纯度、超高性能、超低缺陷、高速迭代、多功能、高耐用、低成 本、易回收、设备精良等,对新材料的研发提出更高要求。新材料产业向绿色化、低碳 化、精细化、节约化方向发展。物联网、人工智能、云计算等新一代信息技术和互联网 技术的飞速发展,以及新型感知技术和自动化技术的应用,推动新材料产业研发进程不 断加快,为金属粉末带来了前所未有的发展机遇。 金属粉末广泛应用于汽车、航空航天、电子、机械和建筑等领域,在产业升级和绿色制 造的大时代背景下,各领域对高精度和轻量化组件的需求正在快速增长。汽车和航空航 天行业在提高对轻量化零部件的需求方面走在前列,为消费者提供节能解决方案。传统 的生产方法无法生产这种轻量化且高精度的部件,但先进的粉末冶金工艺,如金属粉末 注射成型(MIM)、金属粉末增材制造(3D 打印)等工艺能以相对较低的生产成本高效 地生产此类非标组件。
粉末冶金技术的不断提升,推动粉末冶金产品的应用领域不断向高端市场拓展。新能源 汽车、光伏、风电、储能、航空航天、通信、医疗等新兴领域快速发展,又对高性能、 低成本的定制化、个性化的新材料及部件需求大幅提升。而粉末冶金技术的进步可以助 力低端同质化产品的规模化生产向高端定制化产品规模化生产升级。所谓的规模化生产 不仅是产能规模的扩大,而是生产效率的提升,进而节约能源并降低成本。金属粉末是 实现非标冶金产品规模化生产的基础。