冶金行业研究(6篇)

冶金行业研究篇1

关键词：粉末冶金生产工艺粉末冶金高速钢粉末注射成形

中图分类号：TF12文献标识码：A文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0098-02

粉末冶金具有高效节能、节省材料、保护环境以及能够进行金属成形的批量生产等特点。而粉末冶金的工艺步骤主要是先制取粉末，然后将粉末原料的配量进行混合，最后将其成形并凝固。粉末冶金可以根据材料所具有的性能要求以及零件所需使用的性能要求，在一定的范围当中对材料的成分进行混合[1]。粉末冶金产业当中所制造生产出来的产品基本上都铁基方面的机械零件。根据粉末冶金工艺的工艺特点来看，粉末冶金还可以将其制成高熔点的金属，就比如钨和钼这两种高熔点金属，同时也可制成金属陶瓷的材料，像一些质地坚硬的合金以及一些高温材料。还有多孔材料、假合金、过滤材料、摩擦材料等一系列的材料，这些材料的生产和制造只能够使用粉末冶金的工艺来进行制备和生产，因此粉末冶金工艺完全具有跨越传统冶金工艺的可能性。在粉末冶金高速工具钢和粉末注射成型这两大冶金工艺发展最为突出。

1粉末冶金高速钢

粉末冶金新工艺，气雾化的高速钢粉末颗粒进行冷却的速度通常都比较高，而且这些高速钢的粉末颗粒当中也已经不存在偏析的粉末用热情况，和铸锻形成的高速钢相比，具有无偏析、颗粒小、分布均匀；热加工方面的性能较好；可磨性较高；在热处理方面变形比较小；力学性能优异；提升了刀具切削的寿命，真正扩大了其使用的领域和范围等一系列优质的性能。对粉末冶金高速钢的研究最早起始于20世纪70年代的美国和瑞典的两家著名工业工厂，当时的主要工艺路线使用的是气雾化制粉以及热等静压等相关的技术。如今粉末高速钢的产量已经占据铸锻高速钢全部产量的10%～15%，国外目前所拥有的，具有代表性的粉末冶金高速钢的生产企业至少有5家，主要有美国、乌克兰、瑞典、法国、奥地利以及日本等国，其中美国在高速钢方面的用量以及远远的超出了普通容量的高速钢[2]。如今，国外工业企业内的粉末冶金高速钢的产量发展以及达到了第三代的技术水平，此前第一代为20世纪70年代美国和瑞典内的两家企业所投入生产的高速工具钢，而第二代则为1994年，法国高速钢公司以及瑞典的工业企业改进了制备气雾化前钢液的熔炼工艺，这种改进工艺所生产出的产品即为第二代。第三代就是2000年，由Bohler-Uddeholm集团，进行全线投产，且质量比起第二代还有所加强的高速钢。在对生产线的钢熔炼工艺方面，对喷粉设备加以改进，同时对由氮气雾化后的粉末颗粒的尺寸进行细化。正是粉末颗粒尺寸的细化，促使第三代的高速钢在抗弯强度方面比起第二代还要提高到20%以上。所以，第三代的高速钢在生产工艺方面主要是以微小纯净为主。

2粉末冶金工具钢

2.1高钒冷作模具钢

这种钢的类型主要是利用粉末冶金的工艺特点来对冷作工具钢进行开发，其中最主要的区别就是增加合金当的钒含量来提升合金的耐磨性，而第一个被作为高性能耐磨钢材的是CPM10V，这一类型的钢材在CPM系列的粉末冶金高钒冷作模具钢当中是一种最具代表性的钢材。在Crucible集团当中也逐渐形成了含钒高达1%～18%的耐磨工具钢[3]。这类性能较高的工具钢开始广泛的应用于冷作冲头以及在模具方面，主要适用于耐磨损的方面。由北京安泰科技公司研发的AHP9VNb2在成本方面对比MicrocleanK390要低很多，不过在硬度上却和AHP10V相差不多，而抗弯性却提高了10%左右。

2.2耐蚀耐磨工具钢

在众多制造操作当中，通常工具和其耐磨的部件在承受运动部件或者是其他的一些工作介质的研磨颗粒的接触而出现的磨损情况，一般很容易受到潮湿、酸或者是其他的一些腐蚀性的作用等。所以，针对这些工作就需要研发出一些高性能的耐磨耐蚀的粉末冶金工具钢。

如表1所示，粉末冶金耐磨耐蚀材料含有约14%～24%Cr，约3%～15%V，约1%～3%Mo，这些材料总和大约117%～3175%C。

2.3粉末冶金易切削工具钢

粉末冶金的发展主要是为了能够有效的提高工具模材料的可磨削性能，以及降低工具模在加工方面的成本。通常需要采用添加硫含量的形式来对可磨削性能进行提升，不过如果采用的是传统的铸锻生产法的话，则较高的硫就可能会增加材料的热脆，促使其韧性开始下降的风险出现，针对这些问题，只需使用粉末冶金工艺就能获得很好的解决。

3粉末注射成型的发展

3.1粉末注射成型的发展现状

技术注射所生产出的元器件通常应用的领域范围比较广，像在IT、医疗、机械汽车以及通信方面等，都对这类元器件有所应用。这个不同于MIM在市场产品当中的份额是因地域而异，其中汽车行业在欧洲方面的市场份额大约占据着50%以上，形成了一种主导性的地位，而在北美洲地域应用占据主导的行业则是医疗以及牙科方面的应用。通过对这些资料的分析，可以看出在汽车方面的应用在往后必将有着相当可观的增长值，主要是在PIM高温汽油和柴油引擎的涡轮减压器等方面。

3.2粉末微注射成形新工艺

随着工业技术的不断发展，全球对于精细及结构复杂的零部件需求越来越大，因此粉末微注射技术开始推出，其所制备出来的微型零件的质量几乎以毫克来进行统计，同时还保留了传统方面的PIM，所以粉末微注射技术有着批量生产精细复杂形状的微型零部件的重要潜力。而微注射技术的主要应用领域具体有：（1）化学工具，粉末微注射技术在微化学当中主要制备出作用于微反应器、混合器以及交换器等微流体的装置等[4]。（2）在医学方面的应用，在医学上主要是用于制备微型的人骨结构、微型的外科仪器组件以及牙科微型元件等等医疗方面的器具。（3）共注射成型方面，可用于共注射成形领域。可以将磁性材料和非磁性材料以及硬性、软性材料、导电和绝缘材料等有效的结合起来。（4）微型零部件，主要是一些微型的机械零件，像一些小齿轮、叶轮或者是拉伸部件等。

4结语

综上所述，粉末冶金生产工艺的发展主要分为粉末冶金高速工具钢和粉末注射成型这两大冶金工艺发展类别，这两种冶金工艺发展类型经过多年的探索和研究，如今已经趋于完善，并广泛的运用在各个行业领域当中。

参考文献

[1]任朋立.浅析粉末冶金材料及冶金技术的发展[J].新材料产业，2014（9）：17-20.

[2]徐坚，王文焱，张豪胤，等.元素Cr对粉末冶金Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响[J].粉末冶金工业，2014（6）：11-15.

冶金行业研究篇2

1.冶金工程专业实习模式的现状

中南大学冶金工程专业办学六十年以来，在实习实践环节中，为巩固学生课本知识、培养学生理论联系实际和创新能力等方面做了许多卓有成效的工作。冶金工程专业是工艺性和实践性很强的专业，需培养学生的分析问题、解决问题和实际操作能力，以达到对学生就业和创新产生影响的目的。

（1）实习前动员会。为了使学生们在生产实习中清楚实习的目的以及工科实习的意义，重、轻、稀、冶化和钢铁等相关教研室带队教师必须对全体学生进行实习动员，讲解实习意义和目的、实习内容和要求、实习的方式、实习纪律要求以及实习时间安排等。

（2）思想教育和实习外任务要求。①思想教育：要求学生不要以实习生的身份要求自己，必须严格遵守实习单位的有关规章制度，积极完成各项实习任务；②实习外任务要求：要求学生在实习过程中进行一些课题研究，这些课题可以是与冶金有关的理论或工艺技术，也可以是一些关于当地的风土人情或经济文化的软课题。

（3）实习指导教师认真履行自己的职责。指导老师在实习中给学生进行现场指导，还要与实习单位保持联系，对实习计划进行适当调整。每天晚上十一点前检查学生宿舍，了解学生的生活学习情况，实习结束后指导学生撰写实习报告。

实习结束后，冶金科学与工程学院每年都会召开本科专业实习教学专题交流会，总结本科专业实习的教学教改经验，努力探索本科生实践教育的新理念、新方法。

2.现有冶金工程专业实习模式中存在的问题及已实施的举措

最近十多年来，由于高校扩招和市场经济体制改变，冶金工程专业本科生去工厂进行现场实习遇到了一些问题：实习人数多；实习指导教师少；实习基地相对较少；实习经费紧张。因此学院领导和指导教师在解决实习实际问题和提高实习效果方面实施了一些卓有成效的举措：①加强实习基地建设，构建多层次的稳定的校外实习基地；②保证学生的实习经费；③建立稳定的实习指导教师队伍；④合理安排实习内容和方式；⑤严格管理，科学考核；⑥充分发挥教师在实习中的主导作用；⑦加强学生思想政治工作；⑧学院领导到实习现场检查工作和慰问师生；⑨积极开展实结与评优。

3.冶金工程专业实习模式的改进建议

（1）以融合的姿态对待实习。我们现在的培养方案总是把实习作为理论学习的补充，老师们费了很大精力培养出来的自认为好的学生到了用人单位以后，反而令用人单位不满意。这说明我们必须肯定实习本身的独立地位，应该以一种与理论学习相融合的思路来对待实习。

（2）实习教学参考书的撰写。教研室应组织长期指导实习，同时请经验丰富的教师或请企业现场技术管理人员参与编写实习教学参考书。该书一定要贴近冶金生产现场，对实习学生在实习基地的整个实习过程有指导性意义，内容包含工艺过程、生产设备、技术规程和安全规程等。

（3）实习模式中引入企业指导教师制。为了更好地衔接专业课程学习和实习，建议在实习过程中引入企业指导教师制，对企业的技术人员进行选聘，并给予一定的劳务费，从而调动企业技术人员的积极性，让企业指导教师对所实习工厂的具体情况进行讲解，达到预期的实习效果。

冶金行业研究篇3

关键词：实验教学；人才培养；开放实验

作者简介：鲁路（1972-），男，四川成都人，西安建筑科技大学冶金工程学院，工程师；杜忠泽（1969-），男，吉林长春人，西安建筑科技大学冶金工程学院，教授。（陕西 西安 710055）

基金项目：本文系陕西省高等教育改革项目（项目编号：09BY27）的研究成果。

中图分类号：G642.423     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）05-0068-03

西安建筑科技大学（原西安冶金建筑学院）是国家1956年院系调整在西北布点的唯一设有冶金工程学科点的院校。1994年经国家教委批准，更名为西安建筑科技大学，当时隶属于国家冶金工业部，是部直属重点院校。冶金工程专业现为陕西省名牌专业和校级名牌专业，是从1958年建立的炼铁、炼钢、有色冶金等专业逐步发展起来的。冶金工程作为西北地区办学最早的该类专业，一直保持着自己的特色和优势，其中冶金物理化学为省级重点学科。冶金工程实验室是西安建筑科技大学创建较早的实验室之一，其前身是1958年成立的钢铁实验室、有色冶金实验室和冶金炉实验室。1999年9月，为适应学科发展和专业调整的需要，在原钢铁实验室的基础上成立冶金工程实验室。现开设有钢铁冶金学、冶金原理、有色冶金学、冶金传输原理、特种冶金、钢铁冶金原料处理与工艺、冶金实验技术等课程的本科生专业基础实验和专业实验12项，其中综合性实验11项、设计、综合性实验1项，同时承担本科生、研究生创新及实验室开放项目。

一、冶金工程实验教学理念与特色

西安建筑科技大学冶金工程专业现有在校本科生、研究生600余人，如何系统全面地做好实验教学和实验研究工作是一项复杂而严谨的课题。冶金工程实验室为此配备了必要的专职实验技术人员，组织精干高效的教学研究队伍，冶金工程教研室编制实验教学计划，承担实验教学任务，完善实验教材，根据自身特色和现有仪器设备，结合兄弟重点院校精心撰写了15万余字的实验指导书等教学资料，安排实验指导人员保证完成实验教学任务。同时积极开展实验教学研究，改革教学方法，更新实验内容，努力提高实验教学质量。在保证完成教学任务的前提下，积极开展技术开发，开展学术、技术交流活动。做好实验室的工作任务、人员、物资、环境状态等基本信息的记录、统计和分析，及时为学校或上级主管部门提供准确原始数据。冶金工程学院实验室工作委员会依据实验室建设规划和《实验教学任务书》进行评估，每学年学院与学校实验室管理科、国资处和教务处进行检查。

冶金工程实验室在省级名牌专业实验室的标准建设过程中，明确实验课教师的岗位职责，构成规范化管理工作的重要组成部分。学校以有效提高学生能力与素质为实验教学目标制定了建立高水平、高素质教学队伍的规划，要求校学术学科带头人、教学骨干教师参加实验教学、管理和改革，制定了鼓励实验开发立项、实验教学改革立项和评奖等制度及相关政策。冶金工程实验教学采取专业基础实验和专业技术实验并重的举措，利用“开放实验室”增加学生接触仪器的机会、解决对照仪器预习实验的问题。创造条件积极增加设计性、综合性实验课题以提高学生的综合能力。实验内容注重专业基础课和专业课内容的协调，利用多种手段增加学生实验兴趣，拓宽学生的知识面，取得了良好的效果。

1.实验教学定位及规划

科学研究是经济建设中极其重要的一环，在校学生必须打好实验研究基础。冶金工程专业是一门理论和实践（生产＋实验）紧密结合的学科，良好的实验能力在很大程度上决定了学习者的综合科研素养。因此，提高实验教学质量是冶金技术实验室的主要工作。冶金工程实验的目的在于培养学生掌握基本操作、技能和方法的同时，培养独立思考及独立工作的能力，培养具有一定的综合运用知识、进行分析问题和解决问题的能力、应用开发研究能力以及科学研究的基本素质，为今后其他课程的学习和进行科研工作打下基础；同时，培养实事求是的科学态度、良好的科学素养、科学的思维方法及综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。冶金工程实验教学利用基础实验、设计性、综合性专业实验逐步提高、加强和巩固学生的实验基础和技能，培养学生综合运用实验技能解决实际问题的能力、查阅文献资料的能力；利用开放性实验室培养学生创造性思维和科学创新精神。

通过重点投入、重点建设和强化管理，提高实验室的基础条件和综合水平，建成一个能够满足冶金工程及相关专业教学需求，在全省高校及西北高校具有示范作用的实验室体系，为培养高素质创新型人才搭建一个开放的实验教学平台。

2.实验教学特色

（1）实验教学仪器与设备。冶金工程实验室现有实验用房约500m2，铁矿石烧结实验车间200m2，仪器设备180余台（套），总值500万余元，主要装备的仪器设备有熔体物性综合测定仪、铁矿石高温软熔滴落测定仪、铁矿石焦炭冶金性能测定仪、全自动炉渣熔点熔速测定仪、烧结杯系统（Ф200）、煤粉爆炸性测定仪、热重/差热同步分析仪、煤粉燃烧炉试验装置、真空碳管电阻炉、多功能粉体物性测定仪、精密火花直读光谱分析仪、计算热力学软件及数据库、氧氮氢分析仪、磁选机、微波马弗炉、综合烟气分析仪、高压釜、煤气发生炉、圆盘造球机，100kg感应炉，25kg真空感应炉、转炉水力学模型等。其中自行研制有炉渣熔点测定仪、铁矿石还原度测定系统、铁矿球团动态爆裂性能测定装置等。另有各类高温电炉，可根据实验和科研要求进行灵活组合与学院化工实验室结合，具备从火法和湿法冶金的原料处理到各类提取冶金过程实验和检测所需的基础条件，并形成了从铁矿石烧结到铁矿石和焦炭完整的钢铁冶金原料冶金性能检测的特色。

（2）实验教学内容与要求。将冶金工程专业实验由原来的分配在各门相关专业课程中提取出来，单独设立了一门“冶金工程专业实验”课程，开设了一些综合性、设计性实验。1）铁矿石还原实验：通过实验了解温度、矿石粒度、还原气体流量对铁矿石还原度的影响，以便能合理充分利用。2）铁矿石低温还原粉化实验：通过实验了解铁矿石进入高炉炉身上部在500℃～600℃区间，由于受气流冲击及铁矿石还原Fe2O3Fe3O4FeO过程发生的晶形变化而导致的块状含铁矿物的粉化，直接影响炉内气流分布和炉料顺行。低温还原粉化性的测定，就是模拟高炉上部条件进行的，是评价铁矿石冶金性能的重要指标。3）铁矿石软化温度实验：了解软化温度的测量方法以及影响测定数据的因素；通过对不同含铁矿物软化温度的测定，了解不同碱度的烧结矿软化性状的变化规律、天然矿与烧结矿软化性状规律。综合运用已学的知识，或有关文献中介绍的矿石软化温度，结合所测数据评价矿石的冶金性能。4）冶金炉渣熔化温度的测定实验（冶金熔体性能测定）：通过测定炉渣熔化温度，并结合其他物理化学性质（如粘度、表面张力等）的测定和分析选择合理的渣系。5）冶金（炉渣）粘度的测定实验（冶金熔体性能测定）：了解冶金炉渣的粘度在钢铁生产过程中所起的化学平衡等作用。6）金属提取冶金综合实验：在对矿物采用湿法冶金或火法冶金之前，根据原料成分、工艺流程等决定焙烧除去矿中的部分或全部硫。焙烧的实质是硫化物的氧化，产物是金属的氧化物或硫酸盐。经焙烧的焙砂再经湿法或火法的过程进行金属的分离和提取；浸出是选择适当的溶剂，使矿石或半成品中的有价成分有选择的溶出。电解在冶金过程主要用在分离和提纯金属，电解是利用金属或金属离子在一定电压作用下可以氧化或者还原来分离或富集金属。7）钢坯（锭）凝固过程冷态模拟：讲解钢液的结晶原理，讲述二者模拟的物理相似性，熟悉实验装置和操作过程。8）流体流速和流量的测量方法：使用毕托管测量全压力和静压力。9）流体能量的转换及贝努力方程的应用实验：通过测量一个截面逐渐收缩的锥体，截面不变的喉管和截面逐渐扩大的锥体的试验段，动压力和静压力因截面不同的变化及相互转换的关系，深入理解能量转换定律。10）高温炉设计及分析：通过对高温炉（以电阻炉为例）的设计与计算正确选择电热元件、炉管、耐火材料、保温材料、热电偶及控制系统等。11）钢铁原料物性测定实验（焦碳反应性、铁矿烧结）：焦碳是高炉的主要炉料，它在高炉冶炼过程中除供热及还原剂外，而且是保持炉内料柱具有良好透气性的骨架。反应性是评价焦碳形状的重要指标之一。焦碳与CO2或水蒸汽的反应速率称为焦碳的反应性，通常用反应后气体中的CO和CO2百分浓度的函数R、CO生成速率Vco、碳或CO2的反应速率Vc、VCO2以及反应一定时间后焦碳消耗量占原试样量的百分比。铁矿粉的烧结：确定烧结方法和流程；研究影响过程的因子；查明各因子对过程进行的主次地位及相互关系，以确定最佳工艺条件，提出最终的烧结技术经济指标。12）感应炉熔炼实验：小型中频无芯感应炉可熔炼高级合金钢，特殊性能的合金钢以及利用液体金属进行某些实验和研究，结合有关知识，还可掌握感应炉熔炼过程中的一些实验技能。

本课程为实践性环节，通过本环节的学习，使学生在完成冶金原理、冶金学、炼钢厂设计、炼铁厂设计等课程后，巩固所学的冶金理论知识和冶金工艺流程，培养动手能力、科学思维和工程意识，掌握冶金工程的基本实验研究技能，以培养和提高学生进行生产实践及科学研究的综合素质为根本目的。掌握实验步骤，懂得实验数据的取得和处理方法，能够按要求完成实验报告，对于设计性和综合性实验应能在教师指导下自行查阅资料，拟订实验方案和步骤，培养创新能力。“冶金工程专业实验”的开设有助于学生理论联系实际，为培养学生的科学实验能力奠定了良好的基础，有效避免了实验进程扩大、分散的弊端，便于学生对实践知识的积累和掌握。采取单独考核、单独记学分的措施体现了对实验教学的高度重视。同时也提高了实验室的仪器设备集中利用率和完好率，便于合理安排其他开放性实验和科研工作。

（3）实验教学过程与考核。实验教学过程包括理论讲授、实验操作和实验报告三部分，是一门理论与实践结合性较强的课程。要求学生重点掌握冶金实验室常用仪器、设备的名称、结构、工作原理、使用方法、维护等；掌握冶金实验研究中常用的分析研究方法的原理、操作等。了解生产工艺过程中的实验研究技术实验前由指导教师结合所学相关专业课程，讲授实验的性质、原理、任务、要求、实验守则及实验室安全制度等。学生根据各个实验的任务，10人一个实验小组，5人一套实验装置，在规定时间内独立完成实验测定、数据处理，并撰写实验报告。实验前，学生必须认真阅读实验指导书，理解和掌握实验的目的和原理。教师需对学生的预习情况进行检查，合格后学生才能开始做实验。实验过程中，要求学生勤于动手，敏锐观察，细心操作，开动脑筋，分析钻研问题，准确记录原始数据，经教师检查并签名，实验及其原始数据记录才有效。

任课教师认真上好每一次实验课，实验前教师要亲自检查仪器设备情况，清点学生人数；实验过程中，要向学生提问，引导学生深入思考与实验现象有关的一些问题，着力培养学生观察实验、综合考虑问题的能力，使学生学会分析和研究问题的方法。

本课程的考核以实验预习报告和实验结果报告为依据。实验完毕后，要求学生对实验各环节认真分析、处理实验数据，并与教师共同讨论实验结果，最后以实验报告的形式写出报告。每个实验实行百分制，总分平均后综合考查实行“五级制”（优、良、中、及格、不及格）。对能在实验过程中提出合理化建议和改进措施的学生酌情给予加分奖励。

二、实验教学改革思路及方案

1.实验教学的改革内容

学生通过实验研究可以使已学过的概念掌握得更为牢固，可以培养洞察力和迅速抓住事物本质的能力，可以培养从事科学实验的严肃态度和严密的作风，可以学会从事科学研究的本领，养成用实验方法研究科学问题的习惯。为了进一步提高学生的实验研究能力，结合本校实际情况，对实验教学进行了逐步改革。

（1）逐步增加设计性、综合性和创新性实验教学内容。全面进行分层次教学。教学内容分基础部分、设计部分、综合部分、研究部分。承担各类本科生（一本、三本）、研究生的各类科学研究与实验教学、毕业设计等。

（2）实验室进一步加大对学生开放，鼓励学生课余时间进入实验室开展科技创新项目。在时间上、内容上全面开放实验室，大大增加开出实验课题数目，接纳做实验的学生数量。

（3）不断完善实验教学质量监控和教学评价体系。

2.保障措施

为达到上述实验教学改革目的，将在未来五年内采取下列措施。

（1）集中优势资源逐步更新、完善实验教学内容。加强现代化教学手段。促进“计算机模拟实验”和“网络模拟炼钢”系统的开发与应用，有力提升和加强学生对冶金工程实验教学的兴趣、爱好，同时节约了大量实验教学经费，使得“动手”与“动脑”过程达到有机完整的结合。

（2）逐步建立多元化开放冶金工程实验室。多元化的含义包括形式上的多元化和内容上的多元化。培养学生的创新精神、创造能力、创业能力，提高学生的综合化学素质，使之成为适应社会发展需要的高素质复合型专业人才。利用“多元化开放实验室”增加学生的实验兴趣，为学生自主学习、个性发展、培养创新能力提供充裕的时间和空间，是深化教学改革、由被动教育到主动教育、由应试教育到素质教育、全面提高实验教学质量的有效方法。

（3）完善实验教学质量评估体系。冶金工程实验室在未来五年的发展目标是提高在保证基本实验开出率的前提下，不断提高实验教学质量，使实验课的内容紧跟时代，更多地将现有的、老化的、验证性实验以现代实验、设计性、开发性实验、综合性研究实验取代。逐步实现实验教学个性化、层次化教育，逐步建立多平台实验教学体系以及逐步开放实验室等管理体制，使学生不仅掌握实验的基本操作和基本技能，为后续毕业设计和毕业课题研究工作提供扎实的实验技能和数据处理、报告撰写能力，而且使学生具有综合分析、设计和开展研究的能力，充分发挥其创造性。

（4）加强实验教学梯队建设与管理。在实验教学、科研及社会服务管理等方面，由院长主管，专人负责，明确分工，任务落实到人；其次，有以博士生导师、年富力强的教授、副教授、博士、硕士、高级工程师等为骨干组成的结构合理、学术水平高的教学科研梯队为技术支撑。教师与技术人员经常参加陕西、西北地区及全国性教学、科研研讨会，经常与兄弟院校交流，将我们在实验技术研究、清洁生产理论研究等方面取得的成果与兄弟院校进行介绍、交流相互取长补短，也吸取了在实验教学、实验管理方面的经验。

三、结束语

50年来，经过几代教师和实验技术人员的共同努力，西安建筑科技大学冶金工程实验室为我校冶金工程专业成为陕西省和西安建筑科技大学名牌专业奠定了坚实的基础，冶金工程实验室为以其无可替代的特色为该专业的本科生、硕士生和博士生的培养以及教师的科研工作提供了有力的实验教学和实验研究条件，已为国家冶金工业战线培养各类毕业生1800余人。今后，将继续为培养更多优秀的具有较强工程实践能力和高素质的创新应用人才而努力奋斗。

参考文献：

[1]冶金工程专业实验教学大纲[Z].西安建筑科技大学,2006.

[2]冯林,张巍.“质量工程”视角下的大学生创新性实验计划[J].实验室研究与探索,2008,(6).

冶金行业研究篇4

浅谈氧气底吹造锍熔炼炉的生产实践苏广禄(5)

闪速吹炼技术的实践与改进马奇刘庆国葛哲令牛辉(9)

氧气底吹-侧吹直接还原炼铅工艺杨华锋翁永生张义民(13)

旋涡柱连续炼铅工艺的特点及产业化应用姚素平(17)

低碳经济与氧气底吹工艺的无碳自热熔炼崔志祥申殿邦王智边瑞民张新岭(27)

生物提铜与火法炼铜过程的生命周期评价阮仁满衷水平王淀佐(30)

羰基镍（铁）生产技术及产品应用王芳镇(34)

无

稀土业十二五规划或9月出台(8)

我国推广低汞、固汞节能灯建立废旧灯管回收机制(16)

中国再生产业技术创新战略联盟成为国家试点联盟(16)

废杂铜冶炼工艺及发展趋势周俊(20)

《中国有色冶金》征稿启事(26)

2010年1～5月有色金属工业运行情况(29)

有色金属十二五规划草案出炉控制十种金属产量(71)

综合利用与环保

干法收砷工艺的应用实践曲胜利董准勤(37)

铜冶炼生产废水的综合利用张洪常张均杰(40)

水口山炼铅底吹炉烟灰综合回收试验研究邵戈曾小冬(43)

高浓度SO2转化技术对“低碳经济”发展的促进张化刚曹汝俊韩耀强(46)

研究开发篇

一种很有前途的低碳清洁冶金方法——重金属低温熔盐冶金唐谟堂唐朝波陈永明杨建广杨声海何静欧召(49)

溶液雾化氧化法制备精细粉体材料及展望郭学益郭秋松(54)

电积法生产铜粉的开发与研制陈自江(59)

试验研究

ZnCl2/TMAC离子液体中电沉积锌的研究翟秀静符岩张跃宏李斌川(65)

微波干燥单宁锗的响应曲面法优化研究彭金辉张利波郭胜惠夏洪应许磊(68)

信息苑

从矿石中提取铜的方法(72)

碳热还原氟碳铈矿制取稀土硅铁合金的工艺(72)

从黄杂铜中分离铜、锌、铅、铁、锡的工艺方法李跃(72)

一种铜电解液净化的工艺方法(72)

含钛物质的煅烧(72)

用于回收有价值金属的方法和装置(72)

从铜电解液中回收锑和铋的方法(73)

废旧硬质合金生产硬质合金制品粉末原料的方法(73)

从废干电池中提取锌和二氧化锰的方法(73)

一种湿法冶金电解液流量及液位控制装置吴用(73)

铅锡共生矿的鼓风炉混炼(73)

处理硫化铅或硫化铅-锌矿石和／或精矿的方法(73)

喀麦隆将在恩卡姆纳建设钴矿提炼厂(74)

能源匮乏困扰着喀麦隆铝厂的扩建(74)

古巴在奥尔金省建造镍铁合金厂(74)

加拿大新铌钽项目将于2013年投产(74)

越南拟调高矿产资源税(74)

牙买加预计氧化铝和铝矾土产能将扩大(75)

巴西淡水河谷计划提高其在全球铜市中的地位(75)

力拓计划斥资4．69亿美元在美国开建镍铜矿(75)

缅甸达贡山镍矿项目电炉铜水套顺利安装(75)

沙特矿业联合美国铝业合资投建巨型铝厂(75)

智利国家铜公司拥有在50年中保持行业巨头的矿藏(76)

伊朗将在4年内成为全球第10大铜生产国(76)

巴新拥有世界上最高品位的金铜矿藏(76)

亚洲矿物资源公司越南镍项目镍资源增加约40％(76)

委内瑞拉铝土矿资源基本情况(76)

菲律宾加快发展镍项目投资(76)

智利Collahuasi铜矿CEO称2010年产量料大体持平于上年水平(77)

爱励将重启美国ColdwaterSouth再生铝厂(77)

Molymet计划在智利和中国厂区扩产(77)

欧盟将14种稀有金属矿产原料列入“紧缺”名单(77)

第一量子公司面临刚果项目的取消(77)

KGHMEcoren在波兰设铼粒加工厂(78)

韦丹塔收购英美锌行业集中度将提高(78)

秘鲁政府希望LaOroya冶炼厂7月中复产(78)

俄考虑提高铜等金属出口税率(78)

2009年我国有色金属工业销售收入50强出炉(79)

2009年度按销售收入排序前50名有色金属企业(80)

金川20万t铜电解工程通过验收(81)

我国2015年前将逐步取消有色金属等出口退税(81)

铜陵有色集团“双闪”项目建设序幕拉开(81)

洛阳钼冶炼技改工程项目顺利竣工验收(81)

中国铝业遵义80万t氧化铝项目正式投产(81)

金钼股份关停8台钼焙烧炉减排二氧化硫2000t(82)

中国中冶集团和江西铜业在阿富汗合建的铜矿将在2013年投产(82)

济南市裕兴化工10万t钛白粉项目投产(82)

永登铝业高纯硅项目获引智专项(82)

铅锌冶炼业污染防治技术正式上报环保部(82)

中国铝业公司：三年做大铜业务规模(83)

金川集团公司镍盐厂成全球最大镍盐生产基地(83)

钒钛磁铁矿综合利用技术获重大突破(83)

宁波长振铜业废旧黄杂铜循环再生技术通过鉴定(83)

湖南民泰4．7亿转让电解锌资产(84)

文山氧化铝和氯碱项目年销售收入可达25亿(84)

包钢稀土冶炼厂氯化铵回收凸显多重效应(84)

江苏中能20万t冷氢化技术改造项目投产(85)

7种稀有资源开采年底初步完成省级规划(85)

乐山两大多晶硅项目开建(85)

我国钒电池产业化进入新阶段(85)

2010年7月28日人民币外汇牌价(86)

LME价格行情(86)

国际市场小金属价格(86)

设备选型指南(87)

奥托昆普粗铜闪速熔炼工艺李卫民（摘译）(1)

工艺矿物学在金选冶上的应用刘汉钊（摘译）(7)

降低石油焦煅烧回转窑天然气消耗的实践许萍兰志学(12)

红土矿火法冶炼镍铁的试验安月明金永新郝建军赵景富(15)

ISP工艺用铅泥替代铅精矿的生产实践杨尚锋(20)

阴极铜表面针刺状结粒的成因分析与防治任智顺别良伟(23)

锌氧压浸出工艺现状及技术进展李有刚李波(26)

3000kVA贫化电炉的电气设计王平崔银峰(30)

液态金属测量设备(34)

乙烯基树脂整体浇铸成型电解槽(34)

锌电积液空气冷却塔的改进实践刘素红袁永锋(35)

铜阳极炉溜槽的技术改造檀冰(38)

中国有色工程氧气底吹炼铅技术获专利优秀奖(39)

铅冶炼工业综合固体废物管理研究姚芝茂徐成赵丽娜(40)

铝生产过程中固体废物的处置易端端(46)

中国恩菲控股的中硅高科等22家单位发起成立中国光伏产业联盟(48)

大型铝冶炼企业技改中总平面设计的探讨曹月(49)

无

《中国有色冶金》征稿启事(6)

B卷研究开发篇

复杂成分次氧化锌生产电解锌新工艺研究马华菊史郑燕琼(52)

真空条件下电解TiO2制备海绵钛电解电压的研究马光强邹敏刘国钦王琪琳(56)

硫酸镁体系中氨法制备氢氧化镁的工艺探讨孙宁磊刘金山王魁珽张文陆业大(59)

FeO—CaO—SiO2熔渣中金属铜滴的电毛细迁移李长荣江明丽(63)

《金属尾矿综合利用专项规划（2010—2015）》(66)

脱水-转化法制备低氧氟化钆过程中氧含量的变化规律郝占忠(67)

祥云飞龙冶金新技术通过部级鉴定(71)

含钛高炉渣熔化性研究文玲张金柱(72)

C卷信息苑

新技术与新成果(75)

国外冶金动态(77)

国内冶金动态(81)

LME价格行情(86)

国际市场小金属价格(86)

5月28日人民币外汇牌价(86)

设备选型指南(87)

西澳大利亚三个镍红土矿项目的工程化比较苏平（摘译）(1)

电积和电解精炼中操作实践与延长不锈钢阴极寿命的关系李卫民（摘译）(9)

富氧顶吹炼铅试生产实践李志强李胜利(14)

高硅低钙型炼铅炉渣的烟化吹炼张小国(20)

金川镍闪速炉系统扩能生产实践万爱东李德录王万涛(23)

铅银阳极板的生产实践李世禄王正民姚远(26)

我国铅冶炼的技术现状及进展李卫锋张晓国郭学益张传福(29)

中国金属钪材料的发展现状及其前景林河成(34)

混料制粒圆筒的改进设计陈东(39)

小直径回转窑的改进设计李堃龚春雷(42)

新型硅热法炼镁还原炉的设计开发肖友军王灵锋徐祥斌(45)

硫酸转化双圆缺型列管式换热器的改造实践王举良张均杰王旭光(48)

浅析设备工程项目全过程管理詹新生(52)

无

济源金利公司富氧底吹熔炼项目破土动工(19)

《中国有色冶金》征稿启事(33)

四川启明星铝业电解槽全面复产(51)

日本古河机械计划2010／11财年上半年提高铜产量(54)

日本泛太平洋铜业拟未来六个月生产261600t铜，同比减少1．6％(73)

LME价格行情(90)

4月14日人民币外汇牌价(90)

国际市场小金属价格(90)

设备选型指南(91)

研究开发篇

复合添加剂在交直流叠加电解精炼铜中的电化学行为研究王绍灼李德刚于先进董云会张丽鹏(55)

循环流化床还原红土矿富集镍铁的冷态实验研究李渊夏晓宇李志茂朱彤(60)

固溶处理对Al—Cu—B合金组织的影响陈仁宗赵平范可歆尚桂凡(65)

FeO—V2O5二元系在980℃下的平衡张生芹谢兵曹海莲管挺(70)

红土镍矿力学性能的研究王永志陆雷刘燕关伟(74)

钛铁原料选择性还原与冶金新流程探索朱鸿民高承君黄凯曹战民(77)

信息苑

新技术与新成果(81)

国外冶金动态(83)

国内冶金动态(86)

珊瑚湾镍项目的投产李卫民（摘译）苏平（校）(1)

镍精矿富氧顶吹熔池熔炼技术的研发与工业化应用周民万爱东李光(9)

铜电解液高As自净化工业实践史建远许卫乐安胜成立勋(13)

氧气底吹炼铜炉的设计胡立琼(17)

羰基法精炼镍（铁）车间的通风设置滕荣厚李一柳学全(19)

精镉的工业化生产杜新玲张欣马科友(25)

管道混合澄清萃取箱的设计探讨蔺国盛刘淑媛(29)

DCS控制系统在余热发电锅炉中的应用许萍(32)

罐体成膜注胶堵漏技术处理吸收塔底部泄漏的实践陈寒秋(36)

利用锌冶炼过程中铅浮渣生产硫酸铅的生产实践沙涛(38)

基夫赛特炉电热区烟气及烟尘的处理流程米云(41)

从攀枝花钒钛磁铁矿中回收镓的研究进展吴恩辉杨绍利(45)

B卷研究开发篇

艾萨炉水模型内气泡运动的模拟娄文涛张邦琪施哲(48)

红土镍矿干燥特性的研究刘燕王永志陆雷(54)

水热法制半水硫酸钙晶须工艺探讨罗康碧李沪萍向兰李春梅宁平(57)

熔盐电解法制备镁合金的研究进展孙宁磊董爱国刘金山王魁挺陆业大(61)

真空白耗方法冶炼工业尺寸TiAl合金铸锭的冶金质量分析高帆王磊王新英张继(65)

Mg（Ⅱ）-NH3-NH4Cl-H2O体系中Mg（Ⅱ）配合平衡热力学王瑞祥唐谟堂曾婕(69)

无

《中国有色冶金》征稿启事(53)

C卷信息苑

新技术与新成果(74)

国外冶金动态(76)

国内冶金动态(79)

2月25日人民币外汇牌价(83)

LME价格行情(83)

国际市场小金属价格(83)

云南云铜锌业股份有限公司(84)

冶金行业研究篇5

[关键词]冶金工程课程设置学分制导师制

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2013）16-0024-03

《高等教育法》明确提出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”高等教育是对在其中受教育的人施加教育影响，满足他们的求知愿望，帮助其实现个人目标。大学教育是完全意义的专业教育，重视人的品质、素养形成、重视“完人”教育。冶金工程专业的培养目标是培养德、智、体全面发展，具有坚实的冶金理论，掌握冶金生产的工艺、技术和设备知识，综合素质好，具有创新能力和组织管理能力的人才。随着我国教育体制的改革，从原来的学年制转变为现在的学分制，我校冶金工程专业的培养方案和课程设置经过了多次修订，在学分制人才培养模式下，课程设置的数量增加了，但是必修课程和限选课程太多，导致自由选修课学分少。虽然课程设置数目多，但是学生学习的选择空间小，难以实现“把学习的自交给学生”的教学理念。大学本科教育实际上是高等基础教育，作为大学教育的核心内容的课程设置应该以让学生奠定终身学习的基础，实现终身教育为目标进行设置。

一、我校冶金工程专业目前课程设置的现状

随着专业学科的合并和学分制的实行，打破了原有的教学课程体系，对课程体系进行了改革，但是新的课程设置中还存在原二级学科培养模式的思维，轻金属冶金、重金属冶金、稀有金属冶金以及钢铁冶金等专业界限明显，课程设置中必修课程的分量太重，选修课程的设置太多、过于凌乱。

我校冶金工程专业课程安排上，前两年主要是公共课程和大类课程的学习，公共课程和大类课程是根据教育部和学校要求设置的课程，与大多数的工科专业课程基本类似，从第三学年开始，进入专业课程的学习。冶金工程专业学生四年中共要求修满最低18分。专业课程分为专业主干课和专业选修课两类，专业主干课（必修课）要求的学分为42学分，包括必修主干课程17学分和必修实践课程25学分，专业选修课16学分，其中必选课程占了10学分，自由选修课程只有6学分，选修课程所占比例太低。开设的专业课程中，自由选修课程达到24门，学分超过48学分，而学生对自由选修课的需求总共只有6学分，由于课程开设太多，太过凌乱，造成了教学资源的严重浪费。

我校冶金工程专业的选修课程设置中分为有色金属冶金、钢铁冶金、冶金物理化学等三个模块，在有色金属冶金模块中又设置了重金属冶金学、轻金属冶金学、稀有金属冶金学；钢铁冶金模块设置了钢铁冶金学，这四门课程又分为I类和II类，I类课程设置了4个学分，II类课程设置了2学分。I类课程为必选其一，另外可以选修II类课程，但选修I类课程的学生不能选修同门课程的II。这种课程的设置还是根据原来传统专业思想，存在几个弊端：1.不适合于现在学校“大类招生大类培养”的思想要求；2.占用了更多学时，减少了学生选择其他课程机会，不适合学校“把学习的自交给学生”的培养原则；3.知识体系过于单一，在学生就业工作中缩小了选择的范围。

二、学生进行课程选择的问题

大学课程主体趋向多元化，终身教育思想对于高等教育及课程的发展产生影响。在培养方案的制订和课程设置中，现在要求“宽口径、培养个性化、出口多方向的制订原则”，学分制就是为了适应这些教育理念而实行的。

由于我国初等教育体制的原因，学生观念跟不上学年制到学分制的内在理念的转变。现行高考制度是“应试教育”最得力的指挥棒，使我国基础教育阶段青少年的创新意识惨遭扼杀。进入大学后，学生往往对自主学习、个性化自我教育认识不到位，学生经常没有明确的学习目标和计划，没有足够的学习动力和自主性。现在部分学生在选课时，由于缺乏具体科学的指引，导致学生缺乏科学的指导。部分学生为了能尽快修满学分，只考虑该课程学习的难易程度和学分是否容易拿到，多数学生不能规划自己的课程框架，而缺乏对专业知识结构和系统性的考虑，选课存在盲目性和随意性。由于现行的冶金工程专业课程设置中自由选修课要求的学分少，而课程设置数目太多，学生选课随意性更大，在学期中以各种理由要求退选或放弃某门课程，导致部分课程开设一段时间后不能继续进行，造成了教学资源的浪费。

三、进行课程设置改革的思路

学分制的本质就是要实行选修制，这是学分制的灵魂，强调个性的发展是学分制的重要特征，但是学分制也要实行目标的管理，相对学年制的过程管理，学分制实行目标管理，为了帮助学生实现学习的目标，针对性地实施过程管理也是有必要的。

（一）设置冶金工艺学课程

现代冶金工程教育应着眼于“大冶金”，以基础理论、基础知识为本，教学重点应由冶金工艺转向学习冶金方法和研究方法的训练，着力培养学生善学习、会思考、勤探索、能创造的能力，引导学生继续学习为目的进行课程设置。因此除了冶金原理等必修的基础课程外，取消冶金工程概论课，把冶金工程概论和选修课程中的轻金属冶金学、重金属冶金学、稀有金属冶金学和钢铁冶金学设置为冶金工艺学。冶金工艺学课程安排应避开原轻重稀和钢铁冶金的思维，按照冶金工艺方法重新编排课程。

（二）必修课程的设置

必修课程设置应以学生掌握本专业的基本知识、原理和方法来设置。冶金工程专业的必修基础课程可以设冶金原理、冶金工艺学、冶金设备和冶金课程设计四门课程，前三门课程的学分设置为每门课3-4学分，冶金课程设计为2学分。前三门课程可以涵盖冶金的原理、工艺和设备，是冶金专业的专业基础课程，第四门课是对学生进行设计能力训练的课程。通过这四门课程的学习，即可以了解冶金专业的基础知识，为后续的学习奠定基础。原来必修课中的材料科学基础和传递过程原理是工科专业的基础课程，可以设置在大类课程中，每门课的学分设为2学分。由于在专业基础课程中设置了冶金工艺学，因此取消原大类课程中的冶金工程概论。

冶金过程是一个物理化学变化过程，对冶金工作者来说，改进现有的冶金过程并探索新的冶金过程，确定最佳工艺，必须进行冶金工艺过程的研究。因此冶金物理化学研究方法是冶金工作者必须掌握的。在冶金过程控制和冶金工艺研究过程中，离不开分析检测技术，因此掌握现代分析检测技术也是冶金工作者必须具备的能力。所以可以把冶金物理化学研究方法和现代分析检测技术课设为必修课，学分设置为每门课2学分。必修的实践环节“文献检索与选读”、“认识实习”、“生产实习”、“毕业论文（设计）”的总学分为25学分。这样，专业必修课程的总学分仍控制在42学分左右。

（三）选修课程的设置

前武汉大学校长刘道玉说“创造性是一流大学之魂”，中南大学校长张尧学也提出“精简课程、优化教学内容、给学生更多的自主学习空间”。目前我校冶金工程专业的选修课程太多，加上许多课程是限选课程，学生自由选修的空间比较小。因此除了必修课程外，取消限选课程，把其他课程都设为自由选择课。根据专业特点，精简选修课程，优化课程内容。在学分设置上，没有实验的课程设为2学分，有实验的课程设为不超过3学分。根据学生的兴趣，把原来的轻金属冶金学、重金属冶金学、稀有金属冶金学和钢铁冶金学设为选修课程，但是在冶金工艺学中出现的内容不再出现在选修课的课程内容中。对其他的选修课程进行精简整合，选修课的安排以拓宽学生的知识面和创造能力为目标，避免灌输知识的教学模式。减少学生的课堂学习课时，让学生掌握更多的学习空间，选修一些感兴趣的其他专业的课程，应该是学分制的灵魂。

（四）加强实践能力的培养

我院冶金工程专业学生的培养向来都重视实践能力的培养，认识实习、生产实习和毕业论文等培养环节使学生的工程和实践能力得到了锻炼。“双结业”培养模式多年来得到了发展和实践的检验，但是由于“双结业”的工作量大，也出现了“双结业”环节影响毕业论文的情况。而且在专业面拓宽、课时减少的情况下，实验的学时数由于基础课的加强和教育投资的不足而受到削弱。在课程设置和教学内容的安排中，应加强实验的学时，能开设实验课的科目应开设实验课。改革“双结业”的培养模式，开设实验类的选修课，在学生进入专业课学习后，就进行“双结业”或实验选修课的教学环节，让学生更早地参与到教师的科研项目中来，培养学生的科研和创新的工作能力。

四、设置本科教育导师制

由于招生人数的扩大，高校加强了辅导员或班导师的管理模式，辅导员和班导师大多是从事管理岗位的老师或优秀的研究生补充到这个队伍中，因为专业知识或教育经验不足，难以指导学生培养计划的制订。

国外的本科教育中，导师制是比较普遍的，但是在国内，虽然很多的学者建议完善导师制，但是实际上实行还不够全面。应参考研究生导师的经验，给本科生配备导师。根据学生和专业的特点，在学生入学后两年内，指导学生制订培养计划和进行课程的选择，以避免学生选课的盲目性和随意性。现在试行的冶金工程试验班导师制是本科教育中实行导师制的有益探索，但是在工程试验班的导师制中，导师的主要任务是指导学生参与科研，而几乎没有参与到学生的日常学习中，没有参与到学生的培养计划的制订中。导师应指导学生制订培养计划、指导安排学生的课程框架和每个学期的学习计划，避免学生学习的课时过度集中，指导学生在本专业课程学习之余，可以选择其他专业的课程，从而全面提高学生的素质，增强学生的就业能力和增加就业渠道。

[参考文献]

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[9]张雪.美国学分制探析及对我国高等教育的启示[J].河北广播电视大学学报，2010，15（6）：93-94.

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冶金行业研究篇6

[关键词]粉末冶金热等静压

中图分类号：TF124.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）47-0054-02

1、概述

粉末冶金（PowderMetallurgy）是采用金属、金属间化合物、金属-非金属粉末通过成形-烧结制造工程材料、功能材料及其异型制件的工艺技术，粉末冶金能制造出传统熔铸和其它加工方法所不能制备的具有独特性能的材料和制件。而采用传统粉末冶金工艺生产的制件中存在大量的孔隙和缺陷，密度低，制件的强度比相同材料的铸件或锻件要低约20%-30%，极大限制了大规模推广和使用。热等静压是在高温高压下同时实现粉末的成型和烧结，一次制备成品。用热等静压制得的制件晶粒细小均匀，密度接近理论密度，并且组织分布均匀，且具有优异的机械性能和物理性能；克服了传统粉末冶金制件由于致密性低而导致使用上的技术障碍，使粉末冶金技术得以更加广泛的推广和应用。

2、热等静压技术及烧结致密化机理

热等静压技术是将封装包套放置到密闭的高压容器中，向包套施加各向均等静压力的同时施以高温，在高温高压作用下，使得包套软化并收缩，挤压内部粉末使其经历粒子靠近及重排、塑性变形、扩散蠕变三个阶段后，实现粉末体的烧结致密。

（1）粒子靠近及重排阶段

处理前，包套中粉末随机堆叠，存在大量孔隙，密度低。在处理时，包套在高温高压下软化收缩，粉末粒子受压力作用下发生平移或转动而相互靠近，同时某些粉末粒子被挤进临近空隙之中，而且一些较大的搭桥孔洞出现坍塌；这样一来，粒子的临近配位数明显增大，从而使得粉末体的空隙大大减少，相对密度迅速提高。

（2）塑性变形阶段

当第一阶段结束后，在高温高压继续作用下，粉末粒子接触面上的压应力增加、塑性流动的临界切应力降低，当粉末体承受的压应力超过其屈服切应力时，将以滑移方式产生塑性变形；粉末粒子发生大量塑性流动后，粉末体的相对密度迅速接近理论密度值，粉末粒子基本上连成一片整体，残留的气孔已经不再连通，而是弥散分布在粉末基体之中。

（3）扩散蠕变阶段

当塑性变形的机制不再起主要作用时，残存不规则的狭长气孔在高温高压继续作用下，将其球化成圆形，所占体积分数也将不断减小，直至消除；同时弥合界面存在着浓度梯度、温度梯度、高压所产生的压力梯度，致使在弥合界面处会进行扩散蠕变，粉末体最终得以烧结致密。

3、热等静压技术在粉末冶金领域中的应用及研究

热等静压工艺在粉末冶金成形工艺中占有十分重要的地位，在现代工业生产中得到广泛的应用。可以对难加工材料（如钛合金、高温合金、粉末钢、硬质合金、金属陶瓷等材料）成形和致密化；同时能生产基本不需要机加工的近终形部件，可提高原材料的使用率和机加工效率，常用于整体成形许多常规方法难以成形的零件，特别适合于航空航天、船舶、武器设备、核设施、发电设备等关系国计民生的重大应用领域。

3.1在粉末冶金钛及钛合金方面的应用研究

钛合金因具有高强度、高韧性、抗氧化及耐腐蚀的特性，广泛应用于航天航空、舰船和化工等领域。用热等静压技术制备的粉末钛合金，不仅简化了熔炼工艺和切削工序，而且合金组织更趋均匀，性能明显改善。钛合金的热等静压粉末冶金技术有如下优点：（1）与传统的锻材加工技术相比，二者材料性能接近，但粉末冶金技术易于制备形状复杂的部件，且所制备的部件基本为近净形，可节省大量原材料，减少机械加工，降低成本；视形状复杂程度，与传统方法相比，成本可降低20%-50%[1-3]。（2）与钛合金的铸造技术相比，二者都是近净形工艺，但粉末钛合金具有更优良的性能，热等静压固结的粉末钛合金可100%致密，具有良好的微观结构，晶粒细小，组织均匀，无织构、偏析现象，性能可达到不低于锻件的水平[1，2]。（3）用钛合金粉末冶金技术可制备高性能钛基复合材料[3]。

航天材料及工艺研究所王亮等人研究了热等静压技术制备Ti-6Al-4V粉末钛合金材料；温度为900℃，氩气压力大于110MPa，保持时间为1h的工艺，制备的粉末钛合金性能已全面超过TC4锻棒的性能标准。抗拉强度最大为1040MPa，屈服强度最大为981MPa，延伸率最大为15.4%，断面收缩率最大为39.6%[4]。航天材料及工艺研究所郎泽保等人研究了热等静压技术制备Ti-Al系金属间化合物材料；温度为900-1000℃，氩气压力大于100MPa，保持时间为3-5h，制备的Ti3Al基合金（Ti-23Al-17Nb）具有良好的综合性能，其抗拉强度达到815MPa，并且在900℃具备了良好的力学性能和出色的高温抗氧化性能[5]。北京航空材料研究院刘娜等人研究了热等静压技术制备粉末冶金TiAl合金的热变形行为；制备的粉末冶金TiAl合金的最终氧含量为720ppm，致密度为99.6%，具有良好的热加工性，在温度≥1050℃和应变速率≤0.1s-1的范围下加工可以保证变形不开裂[6]。中国科学院金属研究所徐磊等人研究了热等静压技术制备粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn合金；温度为940℃，氩气压力为150MPa，保持时间为30min，合金性能已接近锻造合金的水平，粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn合金晶粒细小均匀，无孔隙缺陷[7]。中国科学院金属研究所王刚等人采用热等静压技术Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B合金板材；温度为1260℃，氩气压力为150MPa，保持时间为4h，获得显微组织细小均匀、无宏观偏析和热加工性能得到改善的轧制坯，细小均匀的组织有利于降低韧性-脆性转变温度，从而降低板材的轧制温度；简化了采用铸态TiAl基合金所需要的均匀化和锻造等加工步骤，节约成本和能源[8]。

3.2在粉末高温合金方面的应用研究

作为高性能航空发动机的涡、压气机盘、鼓筒轴和环形件等热端转动部件的材料及其制造技术始终受到国内外航空工程界的特别关注。随着合金化程度的提高，合金的宏观组织偏析愈加严重，工艺性能恶化，传统工艺制造的高温合金在高推比发动机上的应用受到制约；一般说来，当合金中A1+Ti≥9%时是很难进行锻造的，用锻造方法生产强度更高的高温合金已不现实。粉末高温合金具有组织均匀、晶粒细小、屈服强度高、疲劳性能好等优点，已得到广泛应用。热等静压是粉末高温合金成形不可缺少的工序，是航空发动机用粉末涡研制中的一道关键工艺，对盘件最后的组织、性能具有重要的影响。

北京航空材料研究院王旭青等人研究了采用热等静压制备FGH96粉末高温合金时，热等静压温度对对其显微组织的影响；采用了四种温度分别为1150℃、1170℃、1190℃、1210℃，氩气压力为130MPa，保持时间为3h的工艺，经过实验，提高热等静压温度可以促进FGH96合金消除残余枝晶，促进再结晶及再结晶晶粒长大。到1190℃时，枝晶完全消除，再结晶组织较为均匀；可以促进一次γ′相溶解和二次γ′相形核和长大，获得良好的综合性能[9]。北京航空材料研究院何峰等人研究了热等静压技术制备粉末Udimet720合金；温度为1130℃，氩气压力为103MPa，保持时间为4h，合金的性能与变形（挤压加锻造）合金的相当，可用于发动机涡[10]。航天材料及工艺研究所常健等人研究了热等静压技术制备粉末镍基高温合FGH4586；温度为1200℃，氩气压力为140MPa，保持时间为3h，合金完全致密，密度达到8.38g/cm3，能够使碳化物在合金晶内和晶界均匀析出，获得均匀的组织和较佳综合力学性能[11]。钢铁研究总院国为民等人研究了热等静压技术制备FGH95合金；温度为1130℃，氩气压力为103MPa，保持时间为4h的工艺，合金具有良好的综合力学性能，其中拉伸、蠕变、持久和疲劳等主要力学性能指标都达到或超过了A级技术标准的要求。抗拉强度最大为1673MPa，蠕变最小为0.037%，持久最长为140h，疲劳大于5000次[12]。

3.3在粉末钢方面的应用研究

热等静压制备粉末冶金钢在国外已经非常广泛，已经有大量专业制备粉末钢的国际知名的企业，如奥地利的Bohler、美国的Carpenter、法国Erasteel以及瑞典的Uddeholm等，产品涉及到工具钢、模具钢、双相不锈钢等多种牌号，每年有2万吨左右的产量。而国内发展较慢，只有少数专业机构在对其进行研究和小批量的生产。

钢铁研究总院况春江等人研究了热等静压技术制备粉末高氮无镍不锈钢；温度为1150℃，氩气压力为130MPa，保持时间为3h的工艺，所得制件抗拉强度高于850MPa，屈服强度在500到580MPa之间，延伸率为40%-50%，显示出优异的耐蚀性能，性能远高于304和316L不锈钢[13]。安泰科技股份有限公司卢广锋等人研究了热等静压技术制备粉末高速钢T15合金材料；温度为1100-1150℃，压力为110MPa，保持时间为3h的工艺，制得无疏松、孔洞等缺陷，碳化物均匀细小，致密度达到100%的坯料；通过有效工艺控制，获得了氧含量小于150×10-6，晶粒度大于1l级，碳化物尺寸2-4μm，硬度67HRC，抗弯强度4400MPa的性能[14]。安泰科技股份有限公司李小明等人通过气雾化制粉-热等静压工艺成功制备了含钒9.75%冷作模具钢；温度大于1100℃，压力大于110MPa，保持时间为3h的工艺，制备的样品相对密度达到100%[15]。上海日硝保温瓶胆有限公司王恩权等人研究热等静压技术制备AISI304不锈钢；温度为1100℃，压力为196MPa，保持时间为1h的工艺，制备的样品具备良好塑性，伸长率达到了75%-85%[16]。

3.4在WC-Co硬质合金的应用研究

硬质合金是以高硬度、耐高温、耐磨的碳化钨为主要成分，用抗机械冲击和热冲击好的金属作粘结剂，经粉末冶金方法烧结而成的一种多相复合材料。传统的制备工艺是低压烧结方法，但碳化物颗粒易长大，且内部存在孔隙和缺陷。近年来热等静压应用于WC-Co硬质合金的制备中，可有效降低烧结温度，致使碳化物颗粒细小，同时对大尺寸硬质合金制件的制备中大大降低了制件内部缺陷和孔隙，近年来研究也非常活跃。

辽宁科技大学齐志宇等人采用高压热等静压法对超细WC-10Co复合粉烧结体进行烧结实验研究。实验结果表明，在1360℃的温度，压力140MPa，其抗弯强度较真空烧结的提高19.95%，致密度最高达到了97.92%，同时细化了碳化物晶粒，提高了合金的机械性能[17]。钢铁研究总院陈飞雄等人研究了热等静压法制取大尺寸复合硬质合金轧辊，温度为1200℃，压力为100MPa，保持时间为2h的工艺，所制备的复合辊中硬质合金层致密度达到100%，无明显孔洞和缺陷，且硬质合金外层与铁基复合材料内层获得良好的冶金结合，结合强度达900MPa[18]。安泰科技股份有限公司贾佐诚等人研究了热等静压技术制备WC-15Co、WC-22Co硬质合金；温度1350℃，保温30min，氩气气氛，压力5MPa，保压60min的工艺，所得制品几乎没有孔隙，相对密度接近100%，抗弯强度分别为3200MPa、3300MPa，比传统工艺分别提高了7%、30%[19]。

3.5在其它粉末冶金材料方面的应用研究

除了上述方面的应用，热等静压技术还在粉末冶金工艺制备的难熔金属、金属铍、高性能陶瓷和金属陶瓷复合材料等方面也得到广泛应用。

北京航空航天大学机械工程及自动化学院郎利辉等人研究了热等静压技术制备高比重合金（93W-4.45Ni-2.2Fe-0.35Co-0.05Mn）合金；温度为1300℃，压力为140MPa，保持时间为4h的工艺，所得的材料力学性能最优，屈服强度提高16.5%，抗拉强度提高16.1%，断裂应力提高85.3%，同时，延伸率和断面收缩率分别提高了46.7%和43.7%[20]。热等静压成形法是近年刚新起的一种制备钒及钒合金的粉末冶金方法，制备的产品具有组织成分均匀、性能稳定、近净成形等优点，是制备钒的理想工艺之一，中国工程物理研究院鲜晓斌等人研究了热等静压技术制备纯钒材料；温度为1100-1350℃，压力为150±10MPa，保持时间为2h的工艺，结果表明：热等静压温度在1250℃以上可以实现全致密，采用1250℃温度处理的材料综合性能最佳，抗拉、屈服强度为701MPa、634MPa，延伸率为22.4%[21]。H.V.Atkinson利用直接热等静压工艺成功制备出15vol%SiC增强A357铝合金复合材料，通过热等静压可以显著减少该类制品的气孔率，同时其弯曲强度也得到提高[22]。热等静压技术用于陶瓷材料的生产，改善了成型和烧结条件，使材料的孔隙度明显降低，从而提高了材料的性能，并为制造陶瓷材料提供了有效方法。如SeanE.Landwehr等人研究热等静压制备的ZrC-Mo金属陶瓷复合材料的显微结构和机械性能，在1800℃，200MPa和1h的条件下，密度可以达98%以上，具有较高的硬度、弹性模量、抗弯强度、断裂韧性[23]。

4结语及展望

随着近年来热等静压技术的飞速发展，热等静压技术成为高性能粉末冶金材料制备的一项新技术。但在将来还亟待对以下问题进行研究和探索：（1）加强对不同粉末材料热等静压数据的积累，建立热等静压粉末冶金材料数据库。（2）从理论上确定粉体材料性能在热等静压条件下与成分、组织结构的新关系。这些新关系的确立具有重大理论价值与实际应用价值。（3）加快热等静压近终成形技术的研究，将计算机模拟引入到热等静压粉末冶金材料尺寸的精确控制，真正实现复杂材料的热等静压近终成形。（4）将喷射成型、注射成型等其他粉末冶金技术与热等静压技术相结合，开发更多高性能、低成本粉末冶金材料及制品。

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