中南大学材料科学与工程-认识实习报告(2)

热处理 成检

室温~1320℃ N2作保护气 1).表面处理 球状合金：滚磨处理 片状合金：喷砂处理 2).外观检查：检查是否有脱碳、渗碳、起泡、脏化、掉边掉角等现象

五．中南大学粉末冶金研究院

1.粉末冶金研究院简介

中南大学粉末冶金研究院是我国新材料领域集科研、新产品试制、生产、教学于一体的大型综合性科研教学基地，主要从事粉末冶金基础理论研究、应用基础研究以及先进材料及其零部件制备技术研究等工作。设六个科研所和两个教学系，依托研究院设有国防科技重点实验室、粉末冶金国家重点实验室、粉末冶金国家工程研究中心、中国有色金属工业粉末冶金产品质量监督检验中心，是国防科工委武器装备科研生产许可证获得单位，教育部粉末冶金材料军工配套科研生产基地，建立了ISO9001和GJB9001质量保障体系。

研究院现有教职工220人，其中中国工程院院士3人，中国科学院院士1人，国家“长江学者奖励计划”特聘教授2人，湖南省“芙蓉学者奖励计划”特聘教授2人，博士导师19人，教授、研究员30人，副教授及相应职称人员58人。有各类在读学生800余人，其中博士后研究人员近50人，博士研究生110人，硕士研究生180人，工程硕士研究生100人。研究院固定资产已超过1亿元，拥有一批先进的粉末冶金工艺设备与性能分析检测仪器。

近年来，研究院先后承担并完成了国家级科研及生产任务800余项，获国家级和省部级奖200余项，拥有专利100余项。为我国国防和国民经济建设做出了重要贡献，多次被授予“全国高校科技工作先进单位”、“全国国防军工协作配套工作先进单位”称号。

2.主要产品

研究院主要研究方向和科技产品包括以下方面：航空和汽车用摩擦材料、减磨材料、铁（铜）基粉末冶金机械零件、粉末注射成形产品、高比重合金及难熔金属材料、磁性材料、电工合金制品、特种陶瓷制品、生物材料、电池材料、纳米粉末及材料、精细（异型）硬质合金制品、超硬材料、金属及合金粉末、C/C复合材料、先进合金材料等。

3.粉末冶金工艺流程

原料粉末 成型 烧结 金属材料、复合材料、各种类型制品 1).粉末制备：雾化制粉、还原法、机械合金化、气相沉积、溶胶凝胶、自蔓燃反应合成、电解

2).成形：喷射沉积、注射成形、挤压成形、粉末锻造、粉末轧制、温压成形、冷热等静压及特种固结技术、爆炸成形

3).烧结技术：微波烧结、反应烧结、液相烧结、超固相线液相烧结、电火花烧结、原位成形

4.粉末冶金材料

粉末冶金材料是用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。通常按用途分为7类。

①粉末冶金减摩材料。又称烧结减摩材料。通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高；在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，即具有自润滑效果。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。

②粉末冶金多孔材料。又称多孔烧结材料。由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30％～60％的体积孔隙度，孔径1～100微米。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。

③粉末冶金结构材料。又称烧结结构材料。能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。 ④粉末冶金摩擦材料。又称烧结摩擦材料。由基体金属（铜、铁或其他合金）、润滑组元（铅、石墨、二硫化钼等）、摩擦组元（二氧化硅、石棉等）3部分组成。其摩擦系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小；强度高，耐高温，导热性好；抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。主要用于制造离合器和制动器。 ⑤粉末冶金工模具材料。包括 硬质合金 、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。

⑥粉末冶金电磁材料。包括电工材料和磁性材料。电工材料中，用作电能头材料的有金、银、铂等贵金属的粉末冶金材料和以银、铜为基体添加钨、镍、铁、碳化钨、石墨等制成的粉末冶金材料；用作电极的有钨铜、钨镍铜等粉末冶金材料；用作电刷的有金属-石墨粉末冶金材料；用作电热合金和热电偶的有钼、钽、钨等粉末冶金材料。磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料有磁性粉末、磁粉芯、软磁铁氧体、矩磁铁氧体、压磁铁氧体、微波铁氧体、正铁氧体和粉末硅钢等；硬磁材料有硬磁铁氧体、稀土钴硬磁、 磁记录材料 、微粉硬磁、磁性塑料等。用于制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。

⑦粉末冶金高温材料。包括粉末冶金高温合金、难熔金属和合金、金属陶瓷 、弥散强化和纤维强化材料等。用于制造高温下使用的涡轮盘、喷嘴、叶片及其他耐高温零部件。

5.粉末冶金设备

真空烧结炉：真空热压烧结炉，包括烧结炉和抽真空部分，烧结炉包括炉体和装设在炉体内的加热室，烧结炉上安装有六个引电电极，其特点是在炉体的上、下方分别设置有油压机上梁和油压机下梁，油压机上梁和油压机下梁由四个支柱连接成一整体。

还原炉：该设备具有还原效果好，耗气省、安全可靠、连续生产效率高等显著特点。

另外还有注射成型机、UMT-3多功能微摩擦磨损测试仪、NIM-500c自动磁滞回线测试仪等。

六．中南大学材料厂、非平衡所、电子封装厂

1.材料厂

1).熔铸与热处理工艺

A.真空熔炼炉：炼铜、铁、钒、铬等熔点较高的金属 B.电阻炉：炼铝、镁等低熔点金属 C.粉末冶金的方法得到高熔点的金属 2).轧制工艺

设备：双锟扎机（冷轧不可逆的机型） 结构：电动机、减速机、齿轮机座、滚轮组等

延伸方向：伸长 由于锟轴是圆的，力沿切线方向，金属的流动性使轧件趋于变长而加宽则不甚明显

3).挤压工艺 设备：挤压机

结构：挤压杆、挤压筒、挤压模、冷床等

工艺流程：挤压机 传输 冷却 拉直

2.非平衡所

在非平衡所，我们参观了喷射沉积和快速凝固实验室。在这里应用快速雾化制粉，可以用来制备多种金属粉末和各种合金粉末，喷射沉积技术可以获得大尺寸快速凝固材料。

3.电子封装厂

长沙升华微电子材料有限公司位于湖南长沙中南大学校内，系湖南省高新

技术企业，专业生产W/Cu、Mo/Cu、Cu/Mo/Cu、Cu/Mo70Cu/Cu的高性能电子封装材料，公司凭借先进的材料制备技术、完备的材料检测设备及现代化的科学管理制度，同时依托中南大学雄厚的技术开发实力，在电子封装材料领域处于国内领先地位，其技术成果处于国际先进水平，产品先后获得中小企业创新基金重点资助和评为国家重点新产品，公司拥有自主经营进出口权，并荣获国防科学技术进

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