2016年高密度粉末冶金零部件开发科技发展计划项目建设可研报告.doc

莱芜市科技发展计划项目申报书申报项目编号： 项目名称： 高密度粉末冶金零部件开发 申 报 单 位： 莱芜市新艺粉末冶金制品有限公司 主 管 部 门： 莱芜市科技局 申 报 日 期： 2013 年 1 月 2 日 莱芜市科学技术局制二九年十月单位负责人姓 名联系电话（手机）吕元之13863438596单位类型01.高等院校 02.科研院所 03.集体企业 04.私营企业 06 05.有限责任公司 06.股份有限公司 07.外商投资企业08.股份合作企业 09.联营企业 10.其它职工总数368人大专以上人员235人研究开发人员92人项目起始时间2013.1计划完成时间2014.12技术领域01.电子信息 02.生物与医药 03.新材料 04.先进制造 03 05.资源与环境 06. 新能源与高效节能 07. 农业高新技术 08.其它研究方式 2 1.本单位独立完成 2.产学研结合 3.引进消化再创新技术合作单位主要优势 2 3 4 （按优势大小选择三项）1.重大理论突破 2.技术工艺创新突出 3.市场前景广阔4.经济效益显著 5.社会效益显著 6.形成自主知识产权 9.其它相关项目已获得专利情况发明专利数实用新型数外观设计数34项目计划总投资XXXX万元其中已完成投资万元计划新增投资来源单位自筹万元金融贷款万元财政拨款万元其中：国家、省财政拨款万元申请市科技经费万元区配套资金万元其 他万元新增投资中市科技经费支出预算仪器设备购置及维修费万元能源及材料消耗费万元场地租赁费万元试验外协费万元资料印刷费万元调研差旅费万元鉴定验收费万元工资补助费万元管理费万元其他费用万元项目负责人情况姓 名学 历联系电话E-mail其他研究人员情况：姓 名性别年龄职称/职务工作单位项目中分工吕元之男 53高工莱芜市新艺粉末冶金制品公司技术工艺试验、指导张应波男34工程师莱芜市新艺粉末冶金制品公司方案设计、产品设计吴荣昌男46高 工莱芜市新艺粉末冶金制品公司试产方案实施李 伟男29工程师莱芜市新艺粉末冶金制品公司产品工艺试验立题的科学意义及国内外研究综述铁基粉末冶金制品具有突出的技术和经济优势，在汽车、机械、化工、电子等领域得到广泛应用，其中汽车工业是粉末冶金零件的主要用户，粉末冶金制品已成为汽车工业的第四大材料。2010年，全球粉末冶金零件总产量超过230万吨，我国的年产量达到了23万吨，其中铁基粉末冶金材料的行业占比达70%。从汽车行业的需求看，2011年中国汽车产量突破1842万辆，占世界汽车产量的23%，中国已经成为世界第一大汽车生产国及消费国，这将是拉动粉末冶金工业发展的强劲动力。在国外，铁基粉末冶金制品70%以上的市场在汽车工业，而我国只有36%左右。就汽车铁基粉末冶金零件的用量而言，我国平均每辆汽车至少还有710公斤的增长潜力，这可以增加大约20万吨/年的粉末冶金零部件的需求量。此外，世界的汽车、家电、机械和五金等制造产业向中国的大量转移和我国在这些制造业领域的快速发展都为粉末冶金工业提供了非常广阔的市场空间。高品质铁基粉末的制备和高性能铁基制品的开发是铁基粉末冶金工业发展的两个重要方面。铁基粉末是粉末冶金工业的基础原材料，它的品质和产量是决定粉末冶金制品性能和粉末冶金工业发展水平的重要标志之一。我国钢铁粉末产量与美国基本持平，是世界最重要的钢铁粉末生产基地之一。近年来我国铁基粉末冶金材料产量年增长率超过20%，但是我国绝大部分钢铁粉末为单一的纯铁粉产品。制备铁基制品时，需要在纯铁粉末中添加各种合金元素，由于普通机械混合法难以使添加元素均匀粘结在铁粉颗粒表面，存在成分偏析、碳损失和压缩性较低等问题，严重影响了制品的组织和成分均匀性、尺寸精度和产品一致性，制约了我国钢铁粉末在在中高端铁基制品上的应用。为了提高我国铁基粉末冶金行业生产技术水平和产品质量，必须研发具有自主知识产权的新型低成本、高品质粘结化铁基粉末的制备新技术。在铁基粉末中添加特定的功能性组元（如增塑剂）以提高粉末塑性变形能力和压坯密度是粉末冶金领域的一个重要研究方向，需要从润滑剂和增塑剂的配方设计、合金元素添加方式、合金成分设计、混粉装备和混粉工艺等关键技术难点上进行突破。随着铁基粉末冶金零件向汽车或其它机械用关键零部件制造领域的深入，高密度和高性能铁基粉末冶金零件的市场需求量越来越大、性能要求也越来越高。然而，我国铁基粉末冶金制品仍以中低档产品为主，密度仅为6.47.1g/cm3，零件中10%以上的孔隙大幅度降低了材料的综合力学性能，而且存在零件形状复杂性和精度低、产品质量稳定性难以控制、以及产品一致性波动大等问题。密度在7.4g/cm3以上的汽车工业用高品质粉末冶金合金钢结构零件，如高强度齿轮、连杆、200扭矩以上同步器齿毂和齿套、行星轮支架、链轮等仍然依赖进口或传统机械加工，特别是汽车发动机连杆及行星轮支架的生产，国外一直进行技术封锁。目前，高密度铁基粉末冶金零件的制备主要有粉末热锻、温压和高速压制等几种技术。温压成形的密度只能达到7.35g/cm3左右，产品性能已经不能满足日益严格的技术要求。粉末热锻制能够制备出密度高达7.6g/cm3以上的高性能连杆、同步器齿毂和伞齿轮等零件，并在汽车上得到应用，但是粉末热锻存在工艺设备价格太高、能耗大、生产成本高和成品率低等问题。高密度铁基粉末冶金零件的制备技术严重制约了我国汽车工业和其它高端装备制造业的发展，迫切需要开发高性能铁基制品的先进制备技术，特别是高密度、高均匀性和大尺寸的铁基粉末冶金制品。重点解决大尺寸、多台阶粉末冶金零件制备过程中密度和成分均匀性的控制、提高性能稳定性和工艺可控性等技术难题。本课题针对我国粘结化铁基粉末和高密度铁基粉末冶金零件制备技术较薄弱的问题，重点开展高品质粘结化铁基粉末、以及高密度、高均匀性和大尺寸铁基粉末冶金制品产业化关键技术的研究。这对推动我国铁基粉末冶金行业的整体技术和装备水平的提升、加快我国粉末冶金产品结构的调整、以及打破国外在高端铁基粉末和制品领域的技术和市场垄断都具有重要的意义。%（a）国外发展现状与趋势粘结化铁基粉末的研究是国际上制备高性能、高精度铁基零部件的重要发展方向之一。美国赫格拉斯公司、瑞典赫格拉斯公司、加拿大魁北克粉末公司、日本神户制钢和川崎制铁公司代表了粘结化铁基粉末制备的前沿技术。美国赫格拉斯公司采用的是ANCORBOND混粉技术；瑞典赫格拉斯公司开发了STARMIX粘结化处理混合粉末。加拿大魁北克粉末公司研发出FLOMET Powder粘结化处理粉末。日本神户制钢的粘结化粉末命名为Segregation-less powder高密度铁基粉末冶金零件的制备主要采用粉末热锻、温压成形等技术，并且已经实现了工业化生产，特别是通过粉末热锻制备出了密度达7.6g/cm3以上的高性能连杆、同步器齿毂和伞齿轮等零件，并在汽车上得到应用。目前，粉末锻造的核心技术仍然掌握在德国GKN公司、日本丰田汽车公司和美国福特汽车公司等少数企业的手中。粉末锻造存在设备价格过高、能耗大、生产成本高和成品率较低等问题。温压成形的密度只能达到7.30g/cm3左右，产品性能已经不能满足日益严格的技术要求。开发低成本，高性能的铁基粉末零件是粉末冶金工业发展的必然趋势。日本NTN公司于2012年报道了铁基烧结合金的新型制备技术，通过改进原料粉末、成形和烧结条件，以及采用先进的热处理技术，在580980MPa的成形压力下制备出理论密度在95%以上的铁基烧结合金，使致密度、硬度和疲劳性能得到大幅度提高，但是该发明的核心技术并未披露。基于国外铁基粉末及粉末冶金制品 的现状与趋势，高品质铁基粉末的制备和高性能铁基粉末冶金制品制备新技术的研发是我国铁基粉末冶金工业发展不可或缺的。 （b）国内发展现状与现有技术基础目前我国水雾化铁粉年产量已超过11万吨，但是存在压缩性不高和压缩性稳定性较差等问题。占我国市场30%的高压缩性雾化铁粉仍需要从瑞典、美国、日本等国外厂家进口。在粘结化铁基合金粉末方面，我国的种类远少于国外，高档次铁基粉末冶金制品用粘结化粉末几乎全部依赖进口。就粉末冶金制品而言，虽然我国2010年的年产量达到了23万吨，但是主要采用传统压制和烧结工艺制备，生产出的绝大多数中低档产品只能用作承载负荷较低的结构件。我国粉末冶金行业的整体技术水平还有待大幅度提高。为了满足我国汽车工业及其它先进制造业对高性能、大尺寸、精密及复杂形状结构零件的迫切需求，本世纪初国内开始开展高致密度和高性能粉末冶金零部件制备技术的研究。2000年10月中南大学、北京科技大学和华南理工大学联合承担了国家“863”计划，较系统地开展了温压技术的研究，并利用转炉烟尘中铁粒为原料设计温压用粉，获得密度大于7.30g/cm3的粉末冶金零部件。从2005年开始，北京科技大学在国家973计划的支持下开展了粉末冶金高端产品的基础和应用研究，采用高速压制技术成功制备出密度大于7.4g/cm3的铁基零件，这是高性能铁基制品研发的一个良好开端。然而，该技术在制备大尺寸铁基制品方面还存在很多难点，主要包括：均匀合金成分和显微组织的获得，大尺寸、多台阶、复杂形状零件的密度均匀性的控制，以及烧结尺寸精度的严格控制。主要研究内容（1）高密度铁基粉末冶金材料成分的优化设计。通过压制性能对比、烧结致密化行为研究、显微组织表征和力学性能分析进行高密度铁基粉末冶金材料的成分设计并进行优化，满足汽车及先进制造领域用高性能铁基粉末冶金制品对密度、硬度、强度、疲劳性能和磁性能的要求。（2）铁基粉末改性处理技术研究。首先将水雾化铁粉及预合金粉末按颗粒形状和粒度要求进行搭配，然后添加塑化剂并进行增塑处理，接着添加粘结剂后制备成高流动性、合金成分均匀和高压缩性的粘结化铁基粉末。重点研究粉末颗粒的形状、粒度和粒度搭配对粉末特性（松装密度、振实密度和流动性）的影响、粘结剂和塑化剂体系的种类和含量对原料粉末特性的影响、粘结化工艺参数对粉末特性的影响。比较分析增塑处理工艺参数对粉末塑性变形能力的影响。（3）铁基制品高密度成形技术研究。集成粉末改性处理、高速压制、模壁润滑和先进模架模具结构设计技术来获得高密度压坯，进而优化烧结和热处理工艺参数得到高密度铁基制品。重点研究颗粒形状和粒度配比、塑化剂的添加、模壁润滑、模具结构和压制方式对压坯密度及其分布、密度均匀性和尺寸精度的影响。（4）铁基大制品烧结和热处理技术研究。研究铁基大制品在连续烧结过程中的烧结精确控温技术，得出烧结温度、烧结时间、烧结气氛对零件致密度、成分和组织均匀性、尺寸一致性和综合力学性能的影响规律，并阐明高密度铁基粉末冶金材料的致密化机理。研究高密度铁基材料的先进热处理技术。最后对烧结和热处理态铁基材料的显微组织和力学性能进行表征。对高性能粉末冶金零件进行应用试验考核。（5）粘结化铁基粉末及铁基大制品产业化关键装备设计。针对铁基粉末粘结化技术和高密度成形技术的特点，研制与之相适应的粉末制备、成形、烧结和热处理装备，包括开发连续式混合装置、先进模具和模架结构设计、先进送粉和模壁润滑机构、以及特殊热处理装置等关键设备，以满足工业化生产对产品密度误差、尺寸精度、稳定性和一致性的要求。主要创新点、先进性（1）高密度铁基合金成分设计。针对高密度铁基材料压制和烧结致密化的特点，采用合金成分、工艺、组织和性能一体化设计，研制出适合高密度成形技术的高性能铁基合金。（2）高品质粘结化铁基粉末的制备技术。以国产水雾化铁粉为主要原料，通过综合利用优化粉末粒度组成、添加母合金粉和增塑剂并进行塑化处理，再添加石墨和润滑剂等制备出具有良好流动性和压制成形性的粘结化铁基粉末。（3）高密度成形技术。在粉末改性处理提高原料粉末流动性和塑性变形能力的基础上，将粘结化铁基粉末和高速压制相结合，并在高速压制过程中结合模壁润滑技术来获得高致密度，具有合金成分均匀，综合力学性能优异的特点。（4）粘结化粉末混合装置的设计。连续式混合装置用于粘结化铁基粉末的制备，它通过软化处理复合粉末、石墨、润滑剂和增塑剂等各种原料的定量供给和高效混合，实现高压制密度专用粉末的连续、稳定的批量化生产。这提高了成形粉末的批量稳定性，为高密度铁基零件的量产提供了保证。（5）压制成形装置的设计。针对高密度、高均匀性和大尺寸铁基粉末冶金零件的结构和形状特点，对送料装置、模具、模架、模壁润滑系统和出料系统进行综合设计，实现一体化精确控制，有效控制产品的成分和密度均匀性，从而有效提高综合力学性能、产品一致性和生产效率，为批量化稳定生产奠定基础。（5）高品质粘结化铁基粉末及制品生产线技术规范和标准。在粘结化铁基粉末改性和高密度成形技术研究的基础上，配合连续式混合装置和压制成形装置的设计，形成高品质粘结化铁基粉末和高性能铁基制品工业化的技术规范和标准。综合利用粉体塑化处理和高速压制成形原理，建立高密度、高均匀性和大尺寸铁基粉末冶金制品制备新技术，获得密度达到7.5g/cm3以上，密度差小于0.05g/cm3的高密度高均匀性的产品。我们通过对水雾化铁粉颗粒形状及粒度的研究，发现采用水雾化铁粉及预合金粉末按颗粒形状和粒度要求按一定比例混合，其颗粒具有互补性，小颗粒容易填充到大颗粒之间的孔隙中去，通过对提高粉末压缩性能塑化剂种类和添加量的研究确定，并一定温度下进行塑化处理，软化铁粉颗粒的显微硬度，降低颗粒塑性变形阻力，有效地降低粉末颗粒间的摩擦力，使铁粉颗粒整体塑性得到明显改善；研究新型的粘结剂和润滑剂，进一步提高粉末混合的均匀性，通过自行设计制作的5吨专用连续式混合装置，制成高密度专用粉末，粉末的松比为3.23.4g/cm3，流动性36s/50g，压缩性7.5g/cm3。研究大尺寸制品的成形特点及典型缺陷的形成机理，结合粉末高速压制成形技术，设计高密度成形专用装备，集成模壁润滑和先进模架模具结构设计技术来获得大尺寸高密度压坯，进而优化烧结和热处理工艺参数得到高密度铁基制品。粉末高速压制成形技术以10m/s的速度，对塑化和粘结化处理的粉末进行压制成形，通过冲击能量向压制能量的转换和应力波传播的能量累加，获得比传统压制高得多的密度，而通过短时多次的连续压制，其压制能量交互作用并累加，得到比单次压制更高的压制密度，而且密度在轴向和径向上的分布更加均匀。压制过程中的应变迟豫导致零件的横向膨胀减小，脱模力大大降低，在传统压制中由于脱模造成的横向裂纹的发生几率大大降低。综合多种因素，高速压制技术在高密度、高均匀性、工艺可靠性等方面均显示处明显优势。（1）优化设计高密度铁基粉末冶金材料成分。通过压制性能对比、烧结致密化行为研究、显微组织和力学性能分析进行高密度粉末成分设计，满足汽车及先进制造领域用高性能铁基粉末冶金材料对密度、硬度、强度、疲劳性能以及磁性能的要求。（2）通过研究铁基粉末改性处理技术显著提高粉末压缩性能。将水雾化铁粉及预合金粉末按颗粒形状和粒度要求进行搭配，并添加塑化剂和粘结剂制备高压缩性的铁基粉末，粉末压缩性达到7.5g/cm3以上，较国内水雾化铁粉提高0.45g/cm3以上。（3）突破大尺寸高密度铁基制品的工艺技术。研究采用高密度成性粉末和高速成形技术制备高密度大尺寸铁基制品工艺，总结连续烧结过程中的烧结精确控温技术，得出烧结温度、烧结时间、烧结气氛对零件致密度、成份和组织均匀性、尺寸一致性和综合力学性能的影响规律。突破大尺寸（直径150mm）高密度铁基制品制备关键技术。 （4）开发高密度、高磁导率软磁材料产品。研究软磁材料的压制行为、烧结致密化规律、显微组织、以及磁性能，分析磁导率、磁饱和强度与产品密度的关系，开发系列铁基软磁材料，使产品的密度达到7.5g/cm3以上，磁导率达到6000以上，磁饱和强度达到1.6T。（5）高密度成形专用装备设计。由于高密度粉末冶金结构件在国内是空白，技术工艺属国内首创，所以在生产的模具和工装方面都需要重新设计。根据同步器齿套、链轮、方向助力器定子、油泵齿轮、凸轮轴凸轮系列产品精度要求和外形特点，设计制造三上四下专用模架，精确控制PC模块及高精度模具。结合模壁润滑作用，压制出密度大于7.5g/cm3的高密度粉末冶金零件。技术路线和生产方案粘结化铁基粉末的制备润滑剂和塑化剂配方设计粘结化和增塑工艺研究合金化方法高性能铁基制品的制备高密度成形技术研究高密度铁基合金成份设计高精度模具和模架结构设计 铁基合金成分设计 润滑剂配方设计 塑化剂配方设计 粘结化工艺研究 增塑处理工艺研究 粉末特性研究 粉末制备装备改进 工业化生产线设计 粒度搭配对压坯密度的影响 合金添加方式对密度的影响 粉末改性对组织性能的影响 塑化剂对压坯密度的影响 模壁润滑对压坯密度的影响 压制方式对压坯密度的影响 高精度模具和模架结构设计 压制工艺参数优化 显微组织和力学性能分析 工业化生产线设计批量混粉工艺连续烧结硬化及尺寸精度控制总体目标及主要技术、经济指标1.总体目标针对汽车、机械等领域的迫切需求，通过综合利用粉体塑化处理和高速压制成形，建立高密度、高均匀性和大尺寸铁基粉末冶金制品制备新技术。研究铁基粉末改性处理技术，突破润滑剂和增塑剂的配方设计、批量混粉工艺、增塑处理和合金化方法等关键技术难点，形成高品质粘结化铁基粉末的低成本制备技术，解决其产业化关键装备和技术问题。集成粉体润滑、增塑改性处理、模壁润滑和高速压制等技术制备高性能铁基制品，重点突破高均匀性铁基大制品制备过程中的高精密模具和模架结构设计、压坯密度均匀性控制、连续烧结以及尺寸精度控制等关键技术难点。建立原料粉末、工艺参数、微观组织和产品性能的关系，为发展高性能铁基粉末冶金工艺和制品提供技术基础和保障。同时，建立铁基软磁材料的高密度和高性能制备工艺，解决软磁材料的致密化、晶粒尺寸控制和热处理工艺调控等重点问题。推动我国粉末冶金产品品种结构的调整和高品质粉末冶金制品产业化的科技进步，提升我国特殊钢行业的整体技术和装备水平。2.主要技术铁基粉末中需要添加铜粉、镍粉、铬粉、锰粉、石墨粉、润滑剂及其它添加剂作为合金强化元素或功能性元素，如何将它们均匀混合并持续保持均匀状态是制备铁基粉末的关键。高品质粘结化铁基粉末对制备高密度、高均匀性和大尺寸铁基粉末冶金制品尤为重要，它是制约烧结件的尺寸精度、化学成分均匀性、综合力学性能以及性能稳定性的主要瓶颈。国外少数粉末冶金企业掌握了粘结化铁基粉末的制备关键，并对粘结化处理粉末中的润滑剂组成、制备工艺等核心技术严格保密。北京科技大学与山东莱芜市新艺粉末冶金制品有限公司合作进行了新型粘结化铁基粉末制备技术的探索性研究。本课题拟在新型润滑剂和增塑剂的设计、粒径组成优化和先进粉末混合装置设计的基础上开发出具有自主知识产权的高品质粘结化铁基粉末，并形成自己的品牌。在高密度铁基制品的研制方面，国内外每年均有大量关于高密度铁基合金的文献公开发表，但是主要是有关温压成形、粉末锻造等方法，未能检索到与铁基粉末增塑处理和相应的高密度成形技术的专利报道。我们初步探明了高速压制成形粘结化铁基粉末工艺的可行性，申请了一项发明专利。本项目拟在此基础上系统开展合金成分设计、组织和性能控制、产业化关键装备和技术问题攻克等方面进行系统研究，形成具有自主知识产权的高密度铁基粉末冶金制品制备新技术。高密度成形的核心技术包括铁基粉末改性处理技术、模壁润滑技术、模具和模架结构设计、混粉和压制成形装备的设计等几个方面，拟在项目完成后在上述方面实现突破，并形成相应的技术规范和标准3.经济指标本项目充分发挥了粉末冶金材料强度高、耐磨性好、噪音低的特征及粉末冶金工艺节材、节工时、易于批量生产的优点，通过本项目的实施，我公司建成高密度粉末冶金制品生产线一条，生产规模达到5000吨，市场定价为60000元/吨，较进口价格低40%；达产后年实现销售收入3亿元，年可实现利税1.1亿元，可安排就业300多人，通过本项目的实施，还将有力的带动莱芜地区24家粉末冶金企业的发展，在该地区形成20万吨粉末冶金铁粉、5万吨粉末冶金制品的生产规模，总的就业人数达到3000人以上，促进地方经济繁荣。项目现有基础条件莱芜市新艺粉末冶金制品有限公司成立于2000年8月份，注册资金1010万元，是粉末冶金制品的专业生产厂家。公司产品主要用于汽车、摩托车、机床附件、电动工具、风动工具、健身器材、家用电器、微电机等行业，共八大系列六百多种产品，产能达到1万吨。公司现有职工368人，其中大专以上学历人员220人，各类技术人员72人，享受国务院特殊津贴专家3人，省级有突出贡献的中青年专家2人，市级有突出贡献的中青年专家2人，高级职称14人，中级职称15人。公司2011年末资产总额17365万元。公司坚持依靠科技兴企的发展战略，贯彻以人为本的管理理念，把技术创新作为增强企业核心竞争力的着力点，坚持走产学研联合的路子，与北京科技大学、中南大学、北京钢铁研究总院建立了长期的产学研合作关系，并不断加大研发投入。建立了省级企业技术中心和山东省粉末冶金汽车零部件工程技术研究中心，引进和培养了一批研究开发人才。购置了先进的试验检测设备，完善了研发条件，有力增强了企业的核心竞争力和发展后劲。先后承担国家科技型中小企业创新基金项目2项、国家重点新产品项目7项、国家火炬计划项目3项、省成果转化重大项目2项、科技发展计划项目7项、市科技发展计划项目8项。先后申报国家专利26项，其中授权发明专利4项，授权实用新型专利12项。公司先后通过了ISO9001和ISO16949质量管理体系认证。已有二十多种产品通过山东省科技厅组织的成果鉴定，获得山东省科技进步奖6项、莱芜市科技进步一等奖2项。公司先后被认定为国家高新技术企业、中国专利山东明星企业、山东省科技型中小企业、山东省优秀民营科技企业、国家新材料产业化基地骨干企业、山东省成长型中小企业等。 粉末冶金是一项绿色节能、近终成形技术，不仅是难熔金属和陶瓷材料的唯一加工手段，而且在铁基粉末冶金制品代替钢铁零部件的应用上具有突出的技术和经济优势，近年来在汽车、机械、化工、电子等领域得到广泛应用，并已成为汽车工业的第四大材料。2010年，全球粉末冶金零件总产量超过230万吨，我国的年产量达到了15万吨。从汽车行业的需求看，2011年中国汽车产量突破1842万辆，占世界汽车产量的23%，中国已经成为世界第一大汽车生产和消费大国，这将拉动粉末冶金产业的快速发展。在国外，铁基粉末冶金制品70%以上的市场在汽车工业，国外平均每辆汽车的粉末冶金制品使用量是19.5kg，而我国铁基粉末冶金制品在汽车工业的应用只有40%左右，用量仅为5-8kg，其余的依赖进口或靠机加工解决，我国平均每辆汽车至少还有10公斤以上的增长潜力，这可以增加大约20万吨/年的粉末冶金零部件的需求量。此外，我国在机械、家电、五金等产业的快速发展也为粉末冶金产业提供了广阔的市场空间。在需求量快速增长的同时，对铁基粉末冶金零部件的性能要求也越来越高，特别是高密度、高均匀性和大尺寸的铁基粉末冶金制品。然而，我国铁基粉末冶金制品仍以中低档产品为主，密度仅为6.47.1g/cm3，而且存在零件形状复杂性和精度低、难以控制和产品一致性波动大的问题。为了满足汽车、机械等领域对铁基粉末冶金零件日益严格的性能要求，发展高密度、高强度和高精度粉末冶金零件的制备技术是粉末冶金工业发展的一个重要趋势。随着铁基粉末冶金零件向汽车关键零部件制造领域的深入，对高致密度和高性能铁基粉末冶金零件的市场需求量越来越大、性能要求也越来越高。然而，密度在7.2g/cm3以上的汽车工业用高品质粉末冶金合金钢结构零件，如高强度齿轮、连杆、200扭矩以上同步器齿毂和齿套、行星轮支架、链轮等仍然依赖进口或传统机械加工，特别是汽车发动机连杆、高强度齿轮及行星轮支架的生产，国外一直进行技术封锁。目前，国外高密度铁基粉末冶金零件的制备主要有粉末热锻、温压和高速压制等几种技术。温压成形的密度只能达到7.3g/cm3左右，强度提高较少，应用范围窄，且相对成本较高。粉末热锻能够制备出密度达7.8g/cm3以上的高性能连杆和伞齿轮等零件，但存在工艺设备价格高、能耗大、生产成本高和成品率低等问题。高密度铁基粉末冶金零件的制备技术严重制约了我国汽车工业和其它装备制造业的发展，迫切需要解决高密度、大尺寸、多台阶、低成本的先进粉末冶金零件制备技术。这对推动我国铁基粉末冶金行业的整体技术和装备水平的提升、加快我国粉末冶金产品结构的调整、以及打破国外在高端铁基粉末和制品领域的技术和市场垄断都具有重要的意义。铁基软磁材料在电磁器件中有重要的用途。熔铸电磁软铁由于磁感应强度高而应用于各种电磁阀，但是纯铁切削性能差使制造复杂形状零件的加工成本增高。粉末冶金软磁材料具有近终成形的特点，适于制备复杂形状磁性零件，具有广阔的应用前景。但是，常规压制烧结工艺在制备纯铁和铁磷软磁材料时，最高密度只能达到7.2g/cm3左右，低密度使粉末冶金软磁材料的性能远低于铸造材料，不能满足高性能磁路元器件的性能要求。为了提高致密度，可以采用相烧结、液相烧结、复压复烧和烧结锻造等方法，但都存在尺寸精度低和成本增高的问题。开发纯铁、铁磷等软磁材料的高密度成形和热处理技术是制备高性能粉末冶金软磁材料的关键。磁性能的提高可进一步减小设计零件的尺寸，节约能源和资源，并为设计者提供更大的设计自由度，有助于拓展粉末冶金软磁材料的应用领域。计划进度及阶段目标开始时间截止时间完成的主要指标（要可考核）2013.12013.9考察论证、研制方案设计、工装模具设计制造2013.92014.6设备安装调试、试制2014.62014.12方案实施 装机试验、鉴定验收、批量试产项目完成时预期结果知识产权情 况专 利其中发明专利技术标准著作权动植物新品种34技术水平 2 1.国际领先 2.国际先进 3.国内领先4.国内先进 5.省内领先 6.省内先进市场前景 2 1.出口创汇 2.替代进口 3.填补国内空白 4.填补省内空白产业化后经济效益年增销售收入(万元)年增税收(万元)年增利润(万元)创汇(万元)18