《冶金制粉技术与产业发展态势分析报告》

  • 发布机构:中国科学院文献情报中心
  • 报告人: 张博 徐慧芳
  • 发布时间:2014-12-19
  • 简介:

    先进的金属粉末制造技术是现代粉末冶金学和产品产业化的基础,高性能低成本的金属粉末制造技术的广泛应用推动了粉末冶金技术的进步,已经成为当今材料科学与工程技术研究的一个非常活跃的前沿领域。本研究以冶金制粉这一技术领域为研究对象,通过网络、数据库以及专利等角度对冶金制粉技术的发展现状及未来发展趋势进行了研究,并对冶金制粉产业发展进行了调研分析。
    研究结果表明:
    1. 冶金制粉技术发展比较成熟,新技术不断获得开发
    (1)冶金粉末制粉技术和工艺发展比较成熟
    目前金属粉末制备已经发展了许多成熟方法。雾化制粉技术是物理制粉方法之一,是制备高性能金属粉末的常用技术。目前,常用雾化制粉技术大量生产铝粉、黄铜粉、铁粉、钛粉、不锈钢粉、工具钢粉、高温合金粉等;连续粉碎法也是物理制粉中的一种最重要的方法。在化学制粉工艺中,氧化物还原法是最重要的方法之一,由相应的氧化物生产铁粉、铜粉、钨粉和钼粉都已经确立了很完善的工业生产工艺。另外,氧化物还原也可用于小规模生产钴粉和镍粉。
    (2)制粉新技术、新工艺不断涌现
    冶金粉末制造商重视发展新技术。英国雾化系统有限公司开发了热气流雾化技术;德国爱力德真空工业有限公司开发了电极感应熔炼气雾化技术,可制备高活性的钛、锆以及TiAl金属间化合物粉末等等。近年来制粉技术专利申请量呈现快速增长态势。在制粉相关专利中,物理制粉和化学制粉两类制粉技术专利申请均呈现出快速增长趋势。还原法是近十年来专利申请量增长最快的制粉技术。还原法制粉技术的专利量自2000年至今呈现出非常快的增长趋势,表明该技术获得重大突破,并进入快速发展阶段。
    2、冶金粉末产品种类繁多,新产品不断涌现
    (1)金属粉末产品种类繁多
    按金属种类区分,市场上主要的金属粉末有铁基粉末(包括还原铁粉、碳钢和合金钢等)、铜及铜合金粉末、铝及铝合金粉末、镍及镍合金粉末,以及其他有色金属粉末、难熔金属及难熔金属化合物粉末等。
    (2)粉末冶金材料要求粉末新产品不断创新
    粉末冶金材料朝着高密度、高强度、形状复杂方向发展,对其原料金属粉末的工艺性能提出了越来越高的要求。近年来,市场上出现或研发中的铁基粉末产品包括:超细铁粉、(微)纳米铁粉、羟基铁粉、铁基软磁铁粉、高碳锰铁粉、Fe-C-Cu-Mn粉、高碳铬铁粉、片状还原铁粉、SiO2包覆纳米铁粉、铁基非晶磁粉、Fe-Co混合粉、高纯氧化铁粉、中空球形铁粉、Al2O3-TiC-Fe磁性磨料、FeSiAl软磁、Fe/Ni双金属颗粒等。铜基粉末产品包括:纳米铜粉、超细(球形)铜粉、亚微米铜粉、微米铜粉、镍包铜包覆粉、包覆纳米银铜粉焊膏、铜粉导电胶、镍铜基合金粉、CuZnSnPbAg合金粉、铜基多孔材料、纳米氧化铜粉、低松比铜粉、铜基MoSi2/Cu合金粉、Cu-Al2O3合金粉、钨铜合金粉、Fe-C-Cu-Cr-Mn粉末、纳米钼铜粉、Cu-Si合金粉等。
    (3)专利中所涉及的粉末产品类型逐渐增多
    从专利申请所涉及的粉末产品类型上看,粉末产品种类呈现出多样化的趋势。其中,铁基制粉领域技术热点主要集中在:磁铁粉及制备方法;纳米铁合金粉;稀土磁粉;以及包括复合吸波材料粉末、用于制备金属胶状分散体的粉末、Al-Ni-Ti-Fe合金粉、Fe-Ge-Mu-Ni合金粉等产品上。铜基制粉领域主要集中在:含银的铜合金粉末;纳米铜合金粉末;水雾化铜粉、气化铜粉;以及导电铜粉、铜铝金属粉末、铜钨金属合金粉末、沉淀硬化铜等产品中。
    3、我国在冶金制粉领域有了较大发展,但差距还比较明显
    (1)我国在制粉技术专利申请上仅次于日本,技术储备优势明显
    从制粉技术专利申请数量上看,日本无论是在物理制粉技术领域、还是在化学制粉技术领域的专利量均远高于其他国家,在冶金粉末制备技术方面具有绝对的优势。我国在物理制粉和化学制粉技术领域的专利量仅次于日本,在制粉技术领域的研发实力较强。
    (2)我国在铜及铜合金粉末产品及生产技术具有较大优势
    我国拥有一大批铜粉生产企业,其中有研粉末新材料(北京)有限公司、重庆华浩冶炼有限公司和金川集团股份有限公司等企业的产量最大。有研粉末新材料(北京)有限公司产能为3万吨/年,其中电解铜粉1.8万吨/年,产能全球第一。该公司现已掌握电解法、雾化法、化学法、扩散法、氧化还原法、水冶法等多种制粉技术,主要产品从铜粉扩展到了电解铜粉、高纯度雾化铜粉、铜合金粉、部分合金化扩散粉、铁铜预合金粉、渗铜粉、超细铜粉、超细预合金粉等,产品广泛应用于粉末冶金零部件、金刚石工具、摩擦组件、电碳制品、热管理电子、导电浆料、焊接材料、化工等多种领域。近年来,该公司经过并购重组,现已拥有4家控股子公司,即:Makin Metal Powders (UK) Limited(英国)、重庆有研重冶新材料有限公司、北京康普锡威科技有限公司和北京恒源天桥粉末冶金有限公司。
    (3)我国钢铁粉末产量亚洲第一,但高端粉末产品被国外企业所垄断
    国内钢铁粉末的生产主要以还原铁粉为主。水雾化钢铁粉末因其起步较晚,生产厂家较少。国产钢铁粉末品种及性能与国外相比存在一定差距。
    4、 全球冶金制粉产业总体呈平稳上升趋势
    (1)北美粉末冶金市场正在恢复。从2010年开始,北美地区粉末冶金和颗粒材料产业的各个领域都出现了反弹,呈现出持续稳定发展的态势。(2)欧洲粉末冶金市场继续保持适度增长趋势。(3)亚洲与大洋洲粉末冶金市场保持平稳态势。亚洲地区2012年铁基粉末和铜基粉末的总产量为408518吨,基本与2011年持平。我国2009年超过日本之后,现在是亚洲最大的粉末冶金生产国。

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