高性能注射成形用不銹鋼粉末的制備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化.doc

1、2012-2013 年湖南省地方特色產(chǎn)業(yè)中小企業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目申報(bào)材料單位名稱：項(xiàng)目名稱：高性能注射成形用不銹鋼粉末的制備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化聯(lián) 系 人：聯(lián)系電話：簽署審核意見(jiàn)的政府部門：申請(qǐng)日期：2013年1月28日目 錄一、地方特色產(chǎn)業(yè)中小企業(yè)發(fā)展資金申請(qǐng)表. 1二、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 .31項(xiàng)項(xiàng)目單位基本情況 .31.1公司簡(jiǎn)介 .31.2研發(fā)能力 .41.3生產(chǎn)設(shè)施配置條件 .81.4主要成果 .122項(xiàng)目建設(shè)的必要性 .122.1項(xiàng)目背景 .122.2項(xiàng)目意義 .173項(xiàng)目建設(shè)的主要內(nèi)容 .183.1項(xiàng)目概況 .183.2項(xiàng)目?jī)?nèi)容 .193.3項(xiàng)目核心技術(shù) .203.5建設(shè)目標(biāo) .273.

2、6生產(chǎn)技術(shù)方案 .284項(xiàng)目管理及風(fēng)險(xiǎn)控制 .294.1公司的組織結(jié)構(gòu) .294.2項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu) .304.3 項(xiàng)目具體管理措施. 314.4項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度安排 .334.5風(fēng)險(xiǎn)控制 .335項(xiàng)目預(yù)期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對(duì)地方特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn).365.1企業(yè)歷史財(cái)務(wù)分析 .365.2項(xiàng)目投融資 .375.3項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益分析 .395.4項(xiàng)目的社會(huì)效益 .425.5對(duì)地方特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn) .436項(xiàng)目所取得的技術(shù)成果證明、產(chǎn)權(quán)歸屬、技術(shù)創(chuàng)新性證明.436.1預(yù)計(jì)項(xiàng)目完成時(shí)達(dá)到的關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)指標(biāo).436.2產(chǎn)權(quán)歸屬 .446.3項(xiàng)目技術(shù)先進(jìn)性證明材料 .447結(jié)論 .45三、相關(guān)附件材料 .錯(cuò)

3、誤！未定義書簽。2/49一、地方特色產(chǎn)業(yè)中小企業(yè)發(fā)展資金申請(qǐng)表項(xiàng)目單位名稱（公章）項(xiàng)目名稱高性能注射成形用不銹鋼粉末的制備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目所屬戰(zhàn)略項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)集群金屬制粉新材料性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目單位負(fù)責(zé)聯(lián)系電注冊(cè)資本500 萬(wàn)元地址人話單位概況年銷售年凈77.70 萬(wàn)511.02 萬(wàn)元職工人數(shù)35 人（上年）收入利潤(rùn)元財(cái)務(wù)狀況凈資648.22 萬(wàn)資產(chǎn)負(fù)債率總資產(chǎn)766.74 萬(wàn)元15.45%（上年）產(chǎn)元（%）投資預(yù)算總投入680 萬(wàn)元其中固定資產(chǎn)投資350 萬(wàn)元銀行申請(qǐng)申請(qǐng)支資金來(lái)源自籌380 萬(wàn)元0 萬(wàn)元300 萬(wàn)元無(wú)償資助貸款補(bǔ)助持方式項(xiàng)目起止2012 年 2014 年投資回收期2.5 年年度預(yù)期

4、經(jīng)濟(jì)491.38 萬(wàn)銷售收入1800 萬(wàn)元利潤(rùn)上繳稅金271.79 萬(wàn)元效益元至上年末本年計(jì)劃今年已完項(xiàng)目累計(jì)120 萬(wàn)元320 萬(wàn)元30 萬(wàn)元完成投資成投資完成投資1/491 、可以帶動(dòng)我國(guó)相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品向高附加值方向轉(zhuǎn)化，帶動(dòng)我國(guó)金屬制粉行業(yè)的發(fā)展。項(xiàng)目建設(shè)2 、可改變我國(guó)注射成形行業(yè)高端產(chǎn)品不銹鋼粉末嚴(yán)重依賴進(jìn)口的不利局面。的必要性3 、項(xiàng)目產(chǎn)品應(yīng)用范圍和領(lǐng)域十分廣泛，具有良好的市場(chǎng)前景。項(xiàng)目建設(shè)利用現(xiàn)有生產(chǎn)車間5000 平方米進(jìn)行改造，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備20 多臺(tái)套，設(shè)計(jì)年產(chǎn)的內(nèi)容高性能不銹鋼粉末400t ，年銷售收入將近1200 萬(wàn)元。1 、項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)項(xiàng)目產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)累計(jì)銷售收入1800

5、 萬(wàn)元，凈利潤(rùn)491.38 萬(wàn)元，繳納稅預(yù)期經(jīng)濟(jì)金 271.79 萬(wàn)元，新增就業(yè)人數(shù)30 人。和社會(huì)效2 、本企業(yè)已基本掌握了超高壓水霧化法制粉的工藝和設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，這對(duì)帶動(dòng)相關(guān)益產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、升級(jí)有著極為重要的意義。市州、省直管縣市財(cái)政部門意見(jiàn)2/49二、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告1 項(xiàng)項(xiàng)目單位基本情況1.1 公司簡(jiǎn)介XXXXXXXXXXXXX 公司成立于 2009 年 9 月，原生產(chǎn)基地位XXXXXXXXXXXX ，現(xiàn)為適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展和用戶的需求，已在XXX高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園建成了研發(fā)和生產(chǎn)基地。注冊(cè)資金500萬(wàn)元，法人代表XXXX ，以生產(chǎn)各類金屬（合金）粉末為主營(yíng)業(yè)務(wù)。公司面向市場(chǎng)需

6、要，以科技為先導(dǎo)、以形成產(chǎn)業(yè)鏈為目標(biāo)，以與長(zhǎng)株潭區(qū)域內(nèi)高等院校優(yōu)勢(shì)資源進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作方式謀求發(fā)展為方針，計(jì)劃建立企業(yè)技術(shù)中心， 在形成制取包括精細(xì)高檔次金屬粉末生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，按照一種金屬（合金）一套專業(yè)設(shè)備生產(chǎn)的模式，形成多品種金屬粉末生產(chǎn)能力，以將公司發(fā)展成為國(guó)內(nèi)金屬（合金）粉末專業(yè)生產(chǎn)公司并打造為國(guó)內(nèi)重要的金屬（合金）粉末生產(chǎn)基地的目標(biāo)而奮斗?，F(xiàn)階段公司已完成投資800 萬(wàn)元，建成了高壓水霧化、惰性氣體霧化粉末制取裝置，形成了年生產(chǎn)2000 噸各類、各檔次金屬、合金粉末的生產(chǎn)能力。其中最小平均粒度達(dá)到 155m （1500目 2500 目）的微細(xì)金屬粉末產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品無(wú)銷售的

7、空白。公司通過(guò)科學(xué)計(jì)量手段建立了產(chǎn)品檢測(cè)、 檢驗(yàn)的基礎(chǔ)， 嚴(yán)格遵循產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立合理有效的產(chǎn)品質(zhì)量管理體系和產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任體系，規(guī)范和約束生產(chǎn)工藝流程的各環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和行為規(guī)范， 以質(zhì)量管理規(guī)章和制度來(lái)保證公司取得最優(yōu)產(chǎn)品質(zhì)量， 實(shí)現(xiàn)公司以產(chǎn)品質(zhì)3/49量樹(shù)立產(chǎn)品品牌，以產(chǎn)品品牌拓展公司生存和發(fā)展空間的目標(biāo)。1.2 研發(fā)能力1、研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹公司擁有12 人組成專職研發(fā)管理團(tuán)隊(duì)，占公司總?cè)藬?shù)的34.28 。研發(fā)團(tuán)隊(duì)全部擁有本科以上學(xué)歷，其中博士2 名，碩士 3名，本科 7 名。科研人員理論基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、 較強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)能力以及良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，公司研發(fā)梯

8、隊(duì)職稱結(jié)構(gòu)、專業(yè)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和崗位結(jié)構(gòu)合理。為了激發(fā)研發(fā)人員的積極性和創(chuàng)造力，以進(jìn)一步提高公司的研發(fā)能力，公司計(jì)劃每年提出利潤(rùn)的5% 作為獎(jiǎng)勵(lì)基金，鼓勵(lì)有突出貢獻(xiàn)的科研人員。技術(shù)總監(jiān)： XXXX，男， 41 歲，博士，高級(jí)工程師，其主要個(gè)人履歷如下：1987年 9 月 1991年 8月 中南大學(xué)粉末冶金專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位1991年 9 月 1994年 8月 中南大學(xué)粉末冶金專業(yè)，獲碩士學(xué)位1994年 9 月 1998年 8月 中南大學(xué)粉末冶金專業(yè)，獲博士學(xué)位1998年 9月 2002年 12月 XXXX 公司，任技術(shù)部主任2003年 1月 2005年 12月 XXXX 公司，任技術(shù)總監(jiān)2006

9、年 1月 2009年 8月 XXX 公司，任副總經(jīng)理2009年 9月至今XXXX 有限責(zé)任公司，任技術(shù)總監(jiān)、副總經(jīng)理XX 博士多年來(lái)共主持國(guó)家及省部級(jí)科研課題 10 余項(xiàng)，獲省級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)，市級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng) 3 項(xiàng)，在科技期刊上發(fā)表論文 10 多篇。4/492、研發(fā)資金投入情況自主創(chuàng)新能力是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一， 而創(chuàng)新需要大量資金的支持。正是意識(shí)到這一點(diǎn)， 公司一直十分注重科研投入。自公司成立至今，公司已累計(jì)投入 60 萬(wàn)元科研經(jīng)費(fèi)，并計(jì)劃以后每年投入產(chǎn)品銷售收入 8 10的經(jīng)費(fèi)用于技術(shù)開(kāi)發(fā)， 確保新技術(shù)、 新產(chǎn)品研發(fā)有充足的資金保障和項(xiàng)目的順利實(shí)施。3、研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施配

10、置在注重對(duì)科研進(jìn)行資金、 人員投入的同時(shí)， 公司也在不斷的完善科研生產(chǎn)與檢測(cè)所需的硬件設(shè)備， 為科研人員創(chuàng)造一個(gè)良好的研發(fā)環(huán)境。目前公司研發(fā)實(shí)驗(yàn)室面積達(dá) 1500 余平方米，擁有氣霧化制粉裝置、水霧化制粉裝置、中頻熔煉爐、粉末還原爐、氮分解爐、自動(dòng)成型粉末液壓機(jī)、 高溫真空燒結(jié)爐、 高溫碳化爐、硬度計(jì)、拉伸試驗(yàn)機(jī)、金相顯微鏡、激光粒度衍射儀、比表面積分析儀、松裝密度振實(shí)密度測(cè)定儀、流動(dòng)性測(cè)定儀、氮氧分析儀、原子吸收光譜儀等各類先進(jìn)的科研、生產(chǎn)與檢測(cè)設(shè)備 50 余臺(tái)（套）。這些設(shè)備的投入極大的提高了公司研發(fā)的硬件設(shè)施水平， 為公司研發(fā)能力的不斷提升打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4、產(chǎn)學(xué)研合作公司除了自身強(qiáng)大

11、的研發(fā)團(tuán)隊(duì)外， 還擁有一支由粉末冶金、 超硬材料行業(yè)國(guó)內(nèi)知名專家、 教授組成的顧問(wèn)團(tuán)， 并對(duì)公司研發(fā)工作常年進(jìn)行指導(dǎo)，同時(shí)，公司已經(jīng)與中南大學(xué)、湖南大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、長(zhǎng)沙礦冶研究院、 湖南省冶金材料研究所、 湖南有色金屬研究院等多5/49家科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)建立了密切的研發(fā)合作關(guān)系。5、主要科研成果公司自成立以來(lái)一直致力于注射成形不銹鋼粉末及高性能粉末冶金制品的研發(fā)、 生產(chǎn)和銷售， 到目前為止已成功開(kāi)發(fā)了數(shù)十種高性能粉末產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已通過(guò)了國(guó)家粉末冶金產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、湖南省黑色金屬產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)授權(quán)站等國(guó)家法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)，經(jīng)使用后受到了用戶的一致好評(píng)。同時(shí)，公司已申報(bào)國(guó)家專利2 項(xiàng)

12、（專利名稱： XXXXX ，專利號(hào)： XXX ）。公司生產(chǎn)的部分不銹鋼粉末及注射成形制品實(shí)物圖片：6/497/491.3 生產(chǎn)設(shè)施配置條件本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)場(chǎng)地面積近5000 平方米。擁有中頻熔煉爐、真空燒結(jié)爐、霧化制粉設(shè)備、真空干燥設(shè)備、粉末粉碎分級(jí)設(shè)備、粉末篩分設(shè)備、粉末包裝設(shè)備、 粉末還原設(shè)備等與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)密切相關(guān)的科研生產(chǎn)設(shè)備和分析檢測(cè)設(shè)備。生產(chǎn)廠房、庫(kù)房、供配電房、水泵8/49房、辦公樓、科研大樓等齊全，給排水、供配電、通風(fēng)除塵等系統(tǒng)完善，已有實(shí)現(xiàn)批量規(guī)模生產(chǎn)的能力。本項(xiàng)目現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)產(chǎn)地1真空熔煉爐ZKL-1 型國(guó)產(chǎn)2中頻感應(yīng)電爐VIF 型國(guó)產(chǎn)3超高壓水霧化

13、制粉裝置SWF-1自制4超高壓水霧化噴嘴WFPZ-2自制5離心脫水甩干機(jī)DS-640國(guó)產(chǎn)6真空干燥機(jī)CT-T-1自制7粒度粉碎分級(jí)機(jī)FXS-400自制8粒度篩分機(jī)S498-B自制9自動(dòng)推舟還原爐40KW自制10氨分解爐CAXQ （ FC ） /10國(guó)產(chǎn)11真空包裝機(jī)DZQ400/ZSB國(guó)產(chǎn)12自動(dòng)成型粉末液壓機(jī)4000KN國(guó)產(chǎn)13自動(dòng)成型粉末液壓機(jī)8000KN國(guó)產(chǎn)14高溫真空燒結(jié)爐VPS 型國(guó)產(chǎn)15高溫真空燒結(jié)爐VQS 型國(guó)產(chǎn)16高溫炭化爐500KW國(guó)產(chǎn)9/4910/4911/491.4 主要成果項(xiàng)目研發(fā)的注射成形制品用高性能不銹鋼粉末產(chǎn)品經(jīng)中國(guó)有色金屬工業(yè)粉末冶金產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)中心和湖南省黑色

14、金屬產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)授權(quán)站檢驗(yàn)，結(jié)果表明：產(chǎn)品的合金成份、粒度、氧含量、組織結(jié)構(gòu)、松裝密度顆粒形貌等指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品水平， 產(chǎn)品性能優(yōu)越。本產(chǎn)品已在深圳海悅豐金屬粉末注射成形制品有限公司、 上海磐宇科技有限公司、 青島同翔特種粉末冶金有限公司、 蘇州豪昇粉末五金制品有限公司等企業(yè)試用， 試用結(jié)果表明本產(chǎn)品性能優(yōu)越， 達(dá)到或超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品質(zhì)量水平，質(zhì)量穩(wěn)定，符合使用要求，并將本公司列為其注射成形制品不銹鋼粉末原料的長(zhǎng)期供貨單位名單。 本項(xiàng)目全部產(chǎn)品均已制定了嚴(yán)格的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品無(wú)須特殊行業(yè)許可證要求。2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性2.1 項(xiàng)目背景1、國(guó)外研發(fā)現(xiàn)狀金屬粉末注射成形最早可溯源于20 世

15、紀(jì) 20 年代開(kāi)始的陶瓷火花塞的粉末注射成形制備， 隨后的幾十年間粉末注射成形主要集中于12/49陶瓷注射成形。直到1979 年，由 Wiech 等人組建的 Parmatech 公司的金屬注射成形產(chǎn)品獲得兩項(xiàng)大獎(jiǎng)，以及當(dāng)時(shí)Wiech 和 Rivers 先后獲得專利，粉末注射成形才開(kāi)始轉(zhuǎn)向以金屬注射成形為主導(dǎo)。在Parmatech 公司轉(zhuǎn)讓了他們的幾項(xiàng)專利后， 注射成形公司紛紛建立起來(lái)。 1980 年 Wiech 組建了 Witec 公司， 1982 年 Brunswick 公司進(jìn)入注射成形行業(yè)，并收購(gòu)了 Witec 公司，其后又逐步注冊(cè)了 Omark 工業(yè)、 Remington 軍品、 Roc

16、ky 牙科等子公司。 1986 年，日本 NipponSeison 公司引進(jìn)了 Wiech 工藝。1990 年以色列 Metalor2000公司從 Parmatech 公司引進(jìn)了 Wiech 工藝技術(shù)，建立了注射成形生產(chǎn)線。經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展， 2003 年全球注射成形產(chǎn)品市場(chǎng)總值達(dá)到約 20 億美元。以地域劃分，美國(guó)占了 55% ，接下來(lái)為歐洲和日本。目前全世界共有超過(guò) 500 家公司從事金屬注射成形產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售工作，另外還有約 40 家注射成形粉末供應(yīng)商， 20 家注射成形喂料供應(yīng)商。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球注射成形產(chǎn)業(yè)的成形能力已超過(guò) 700 臺(tái)注射成形機(jī)、 500 臺(tái)爐子、 300 臺(tái)混煉機(jī)。

17、 MarkoMaetzig 詳細(xì)分析了歐洲的情況，歐洲共有 120 家公司和 30 家研究機(jī)構(gòu)從事注射成形方面的工作，擁有 250 臺(tái)注射成形機(jī)，年消耗 1100 噸喂料。歐洲的注射成形公司 38% 來(lái)自于傳統(tǒng)的陶瓷行業(yè)， 27% 來(lái)自于塑料行業(yè)， 8%來(lái)自于傳統(tǒng)粉末冶金和金屬切削加工行業(yè)， 5%來(lái)自于鑄造行業(yè)，另有 14% 為新成立的公司。日本現(xiàn)在共有 20 30 家注射成形公司，日本近幾年注射成形市場(chǎng)呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢(shì)。金屬粉末注射成形技術(shù)與產(chǎn)業(yè)正處在快速發(fā)展的過(guò)程中。雖然目13/49前其工業(yè)規(guī)模與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比還顯弱小，但發(fā)展?jié)摿薮螅?并顯現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。自20 世紀(jì) 90 年代金屬

18、粉末注射成形制品年銷售額的平均增長(zhǎng)速度達(dá)到了 22% ，預(yù)計(jì)今后十年整個(gè)市場(chǎng)仍會(huì)以 20% 30% 的速度遞增。隨著工藝不斷完善， 金屬注射成形技術(shù)的優(yōu)越性正逐漸顯示出來(lái)， 將會(huì)被越來(lái)越多的行業(yè)和客戶所接受， 它所帶來(lái)的市場(chǎng)份額也正急劇增大。 由于市場(chǎng)潛力巨大， 許多風(fēng)險(xiǎn)投資也開(kāi)始涉足金屬粉末注射成形行業(yè)。 可以預(yù)見(jiàn)，金屬粉末注射成形產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成為 21 世紀(jì)最有前途的零部件制造技術(shù)之一。金屬粉末注射成形與普通的粉末冶金相比， 從采用的粉末原料看二者有相當(dāng)大的差異。 粉末冶金的基本原料是鐵系和低合金粉末， 而金屬粉末注射成形大量采用不銹鋼為代表的高合金粉末， 不銹鋼作為一種高合金含量的特殊鋼種

19、在注射成形產(chǎn)業(yè)中占有很重要的地位。 它具有一系列優(yōu)異的性能：極佳的耐腐蝕性、抗氧化性、漂亮的外觀、高的抗張強(qiáng)度與韌性、良好的抗沖擊性，還具有無(wú)磁性（奧氏體不銹鋼）、淬硬性（馬氏體鋼）。為了保證獲得高密度的燒結(jié)體，注射成形要求不銹鋼粉末原料粒度更細(xì)， 可以說(shuō)不銹鋼粉末的性能在很大程度上定了注射成形制品的質(zhì)量， 研發(fā)高性能不銹鋼粉末對(duì)金屬注射成形產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。 現(xiàn)行常規(guī)霧化法生產(chǎn)的不銹鋼粉末因工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)大部分元素的合金化，在不銹鋼粉末的生產(chǎn)中占據(jù)統(tǒng)治地位， 但現(xiàn)行常規(guī)霧化法也存在很多不足， 主要反映以下方面：（1）不銹鋼粉末的氧含量仍然偏高， 目前常規(guī)霧化法制備的不銹

20、鋼粉末氧含量普遍在 2000 5000ppm ，高性能注射成形制品14/49要求胎體的氧含量低于1000ppm ，現(xiàn)行方法難以達(dá)到要求； （2）合金粉末粒度偏粗，目前霧化法制備的不銹鋼粉末的平均粒徑為50 100m ，高性能注射成形制品要求胎體的平均粒徑為1020m ；（3）氣霧化生產(chǎn)的粉末呈球形態(tài)或類球形態(tài)， 水霧化生產(chǎn)的粉末呈不規(guī)則態(tài)，如何在同一套霧化設(shè)備中根據(jù)用戶的不同要求，生產(chǎn)球形、類球形或不規(guī)則態(tài)不銹鋼粉末難以兼顧。超高壓水霧化法技術(shù)是在常規(guī)霧化法制粉技術(shù)基礎(chǔ)上采用快速凝固技術(shù)發(fā)展起來(lái)的國(guó)際上最先進(jìn)的制備高性能不銹鋼粉末的技術(shù)。日本 PAMCO ，Kawasaki Steel,Kaw

21、asaki Steel 等公司對(duì)超高壓水霧化法制備高性能不銹鋼粉末進(jìn)行了深入的研究并實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，該法能夠較為經(jīng)濟(jì)地大量生產(chǎn)金屬粉末注射成形用不銹鋼粉末和其他合金粉末。其中以 PAMCO 公司產(chǎn)量最大，工藝也最有代表性。該公司采用 150MPa 超高壓水霧化生產(chǎn)的不銹鋼及其它合金粉末已廣泛用于金屬注射成形制品產(chǎn)業(yè)。20 世紀(jì) 90 年代，超高壓水霧化法技術(shù)和快速冷凝技術(shù)在國(guó)際上受到了極大的重視， 并成功地將快速凝固技術(shù)運(yùn)用到超高壓水霧化法制粉工藝中，大大促進(jìn)了霧化制粉技術(shù)的發(fā)展和粉末性能的提高。超高壓水霧化法制粉技術(shù)是在常規(guī)霧化制粉技術(shù)和快速冷凝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的國(guó)際上最先進(jìn)的制粉技術(shù)。

22、通過(guò)霧化噴嘴將流出漏管的液態(tài)金屬流粉碎成很細(xì)的液滴，并主要通過(guò)對(duì)流方式散熱而急速冷卻凝固成低氧含量微細(xì)粉末。制粉工藝采用快速冷凝技術(shù)， 它具有以下主要特點(diǎn)： (1)急冷可大幅減小或消除合金粉末的成份偏析；(2) 急15/49冷可以增大合金粉末的固熔能力；(3) 急冷可以消除相偏聚而形成非平衡相； (4) 急冷可以制得非晶、準(zhǔn)晶、微晶粉末，細(xì)化晶粒；(5) 急冷可以阻礙晶核的長(zhǎng)大，得到微細(xì)粉末；(6) 急冷可以大大降低粉末的氧含量。目前，世界上僅有日本、美國(guó)、英國(guó)等極少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握了超高壓水霧化法制粉生產(chǎn)工藝和裝備等核心技術(shù)， 并對(duì)超高壓水霧化法制粉的原理、裝備及工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，

23、 并相繼建立了超高壓水霧化法工業(yè)生產(chǎn)線并得到實(shí)際應(yīng)用。2、國(guó)內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)目前霧化制粉生產(chǎn)企業(yè)基本上沿用上世紀(jì)七十年代的技術(shù)，生產(chǎn)的粉末產(chǎn)品氧含量為2000 5000ppm ，平均粒徑為 50100 微米，工藝技術(shù)落后，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品性能差，附加值不高。因此在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)常常出現(xiàn)低性能的普通不銹鋼粉末供大于求，而高性能不銹鋼粉末供不應(yīng)求， 絕大部分不得不嚴(yán)重依賴進(jìn)口的不利局面。超高壓水霧化法制粉技術(shù)在我國(guó)起步較晚，近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)和科研院所、大學(xué)開(kāi)展了相關(guān)研究，取得了一些進(jìn)展，并引進(jìn)了一些實(shí)驗(yàn)裝置。超高壓水霧化法制粉技術(shù)制備的不銹鋼粉末不僅可以應(yīng)用于注射成形制品行業(yè)，還可以廣泛生產(chǎn)注射成型

24、材料、 電池材料、磁性材料、儲(chǔ)氫材料等不銹鋼粉末， 應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。 本企業(yè)科研人員根據(jù)已有的制粉經(jīng)驗(yàn)和專利技術(shù)， 已基本掌握了超高壓水霧化法制粉的工藝和設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，目前已在試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出高性能不銹鋼粉末，用戶使用反應(yīng)良好， 目前正在建立一條超高壓水霧化法制備注射16/49成形用不銹鋼粉末生產(chǎn)線。2.2 項(xiàng)目意義金屬注射成形是傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新型近凈成形技術(shù)，也被認(rèn)為是 21 世紀(jì)最有發(fā)展前途的零部件生產(chǎn)方法。它不僅在制備高性能、均勻組織、復(fù)雜形狀或薄壁的小型零部件方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)， 而且成本低、生產(chǎn)效率高、材料利用率高（幾乎達(dá) 100 ）。

25、這種工藝不僅滿足了當(dāng)今技術(shù)小型化、集成化、功能化、薄形化等發(fā)趨勢(shì)，而且也符合國(guó)家節(jié)約能源、節(jié)約材料的基本國(guó)策，因而近年來(lái)得到了廣泛的研究和飛速的發(fā)展，因此，本項(xiàng)目的研究開(kāi)發(fā)的重要性和重要意義在于：（ 1）公司對(duì)超高壓水霧化制粉生產(chǎn)工藝和裝備等核心技術(shù)進(jìn)行研發(fā)與自主創(chuàng)新， 開(kāi)發(fā)出獲得創(chuàng)新型發(fā)明專利“一種含氮無(wú)鎳不銹鋼材料的注射成形制備方法” “一種超高制備金屬注射成形用不銹鋼粉末的方法”，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出高性能不銹鋼粉末產(chǎn)品，具有較好的市場(chǎng)導(dǎo)向。（ 2）轉(zhuǎn)變國(guó)內(nèi)市場(chǎng)低性能的普通不銹鋼粉末供大于求，而高性能不銹鋼粉末供不應(yīng)求的狀況， 緩解我國(guó)高性能不銹鋼粉末絕大部分嚴(yán)重依賴進(jìn)口的不利局面。（ 3

26、）率先將超高壓水霧化法制粉生產(chǎn)工藝和技術(shù)引入中國(guó)，可以帶動(dòng)我國(guó)相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品向高附加值方向轉(zhuǎn)化， 帶動(dòng)我國(guó)金屬制粉行業(yè)的發(fā)展。（ 4）項(xiàng)目產(chǎn)品應(yīng)用范圍和領(lǐng)域十分廣泛，注射成形不銹鋼部件17/49已用于汽車零件（如點(diǎn)火室，充氣囊軸、充氣囊銷等）、航空航天部件、小型槍械零件、醫(yī)用氣體集流臉、電動(dòng)牙刷齒輪、手表表殼、眼鏡框、鎖心、驅(qū)動(dòng)盤軸殼、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和加工工具、日用鑷、鉗、鉆等工具，飼料分裝系統(tǒng)的“丁”字和“十”字接頭，軸承保持架、閥件、裝飾件等等。隨著注射成形制品、 超硬材料制品等行業(yè)技術(shù)水平的飛速發(fā)展，常規(guī)霧化法制備的不銹鋼粉末性能已不能滿足要求，采用超高壓水霧化法制粉技術(shù)制備的不銹鋼粉末因

27、其成份均勻、粒度微細(xì)、呈微晶或非晶組織、低氧含量、顆粒形貌可控等性能優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)領(lǐng)域和需求量呈迅速擴(kuò)大的趨勢(shì)，具有良好的市場(chǎng)前景。3 項(xiàng)目建設(shè)的主要內(nèi)容3.1 項(xiàng)目概況本項(xiàng)目采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)國(guó)際先進(jìn)水平的超高壓水霧化制粉技術(shù)，自主設(shè)計(jì)并制造了霧化動(dòng)力裝置、特制旋流噴嘴裝置、霧化粉末急冷裝置等關(guān)鍵設(shè)備， 同時(shí)通過(guò)對(duì)中頻熔煉工藝、 噴嘴制造工藝、霧化急冷工藝、 粉末緩蝕處理工藝等關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行深入研究， 重點(diǎn)攻克了現(xiàn)行常規(guī)霧化法制備的不銹鋼粉末平均粒徑粗、 氧含量高、粉末顆粒形貌難以控制等嚴(yán)重影響不銹鋼粉末及注射成形粉末制品性能的技術(shù)難關(guān)，掌握了超高壓水霧化法制備注射成形用高性能不銹鋼粉末的關(guān)鍵技

28、術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了采用同一套霧化制粉設(shè)備生產(chǎn)注射成形制品中急需的多種牌號(hào)高性能不銹鋼粉末產(chǎn)品的目標(biāo)。項(xiàng)目具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)已申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利。項(xiàng)目產(chǎn)品現(xiàn)已通過(guò)中國(guó)有色金屬粉末冶金產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中18/49心、湖南省黑色金屬產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)授權(quán)站等國(guó)家法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明： 本項(xiàng)目產(chǎn)品純度、 氧含量、平均粒徑、松裝密度、顆粒形貌等技術(shù)性能指標(biāo)均大大優(yōu)于常規(guī)霧化不銹鋼粉末。 湖南省科技信息科技研究所查新報(bào)告證明， 國(guó)內(nèi)未見(jiàn)相同技術(shù)特點(diǎn)的文獻(xiàn)資料報(bào)導(dǎo)。本項(xiàng)目中試產(chǎn)品現(xiàn)已經(jīng)深圳海悅豐金屬粉末注射成形制品有限公司、上海磐宇科技有限公司、青島同翔特種粉末冶金有限公司、蘇州豪昇粉末五金

29、制品有限公司等用戶試用， 產(chǎn)品性能優(yōu)越， 完全可用作為金屬注射成形行業(yè)高性能不銹鋼粉末的優(yōu)質(zhì)原料并替代同類進(jìn)口產(chǎn)品。本項(xiàng)目的成功實(shí)施， 可以開(kāi)發(fā)出我國(guó)金屬注射成形行業(yè)急需的各種牌號(hào)高性能不銹鋼粉末材料， 其核心技術(shù)的應(yīng)用， 將從深層次大大提升我國(guó)金屬注射成形制品的生產(chǎn)技術(shù)水平， 徹底改變我國(guó)金屬注射成形制品行業(yè)高端不銹鋼粉末原料嚴(yán)重依賴進(jìn)口的不利局面， 具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。3.2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容本項(xiàng)目主要研究超高壓水霧化法技術(shù)制備金屬注射成形用高性能不銹鋼粉末的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程為：不銹鋼合金原料經(jīng)過(guò)中頻熔煉、超高壓水霧化、快速急冷凝固、抗氧化緩蝕處理、甩干脫水、真

30、空干燥、粒度篩分、真空包裝等工藝過(guò)程，生產(chǎn)出形貌可控的低氧含量不銹鋼粉末。項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容包括：（ 1）根據(jù)金屬注射成形對(duì)原料牌號(hào)的不同要求對(duì)不銹鋼粉末進(jìn)行成分與配方設(shè)計(jì)。（ 2）不銹鋼粉末生產(chǎn)制備過(guò)程工藝技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與確定。19/49（ 3）不銹鋼粉末制備設(shè)備的完善、定型、設(shè)計(jì)與制造。（ 4）不銹鋼粉末產(chǎn)品的性能檢測(cè)與實(shí)際應(yīng)用測(cè)試。3.3 項(xiàng)目核心技術(shù)1、超高壓水霧化法法制備高性能不銹鋼粉末的技術(shù)霧化法制備不銹鋼粉末就是利用高速介質(zhì)流體沖擊熔融不銹鋼合金熔體，克服不銹鋼熔體中金屬原子間的鍵合力， 使高速介質(zhì)流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為不銹鋼熔體增大總表面積的表面能， 并將不銹鋼熔體碎裂為不銹鋼粉末

31、的過(guò)程。 霧化制粉常用的霧化介質(zhì)為水或氣體， 相應(yīng)的稱為水霧化制粉和氣霧化制粉， 在超高壓水霧化法制備不銹鋼粉末過(guò)程中，霧化介質(zhì)水流與不銹鋼熔體液流相互作用的過(guò)程主要發(fā)生物理-機(jī)械作用，同時(shí)還存在物理 -化學(xué)變化。高速的水流霧化介質(zhì)既是使不銹鋼熔體液流擊碎的動(dòng)力源，同時(shí)又是制備不銹鋼粉末的冷卻劑，這也就是說(shuō)在霧化介質(zhì)水流與不銹鋼熔體液流之間既有霧化介質(zhì)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為不銹鋼熔體液滴表面能的能量交換過(guò)程， 又有不銹鋼熔體液滴將一部分熱量傳遞給霧化介質(zhì)水流的熱量交換過(guò)程。 不論是能量交換還是熱量交換，都是一種物理 -機(jī)械作用，熔體不銹鋼的粘度和表面張力在霧化過(guò)程和冷卻過(guò)程中會(huì)不斷發(fā)生變化， 這種變化反

32、過(guò)來(lái)又會(huì)影響霧化過(guò)程。從另一方面來(lái)說(shuō)，在很多情況下，霧化過(guò)程中熔體不銹鋼與霧化介質(zhì)水流可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致熔體不銹鋼改變成分，如發(fā)生氧化、脫碳現(xiàn)象，因此，霧化過(guò)程也具有物理 -化學(xué)過(guò)程的特點(diǎn)。超高壓水霧化法制粉技術(shù)是在常規(guī)霧化制粉技術(shù)基礎(chǔ)上采用快20/49速凝固技術(shù)發(fā)展起來(lái)的國(guó)際上最先進(jìn)的霧化制粉技術(shù)。常規(guī)水霧化水射流的壓力為 820MPa ，過(guò)程冷速為 100 10000K/s ，超高壓水霧化制粉設(shè)備的水射流壓力達(dá)到50 150MPa ，霧化過(guò)程冷速為10000 1000000K/s 。通過(guò)霧化噴嘴產(chǎn)生的超高壓水射流將流出漏管的不銹鋼熔體粉碎成微細(xì)的液滴， 并通過(guò)對(duì)流方式散熱而急速冷卻凝固成

33、低氧含量、微細(xì)形貌可控的高性能不銹鋼粉末。超高壓水霧化法制備不銹鋼粉末利用高速介質(zhì)水流體沖擊熔融不銹鋼合金熔體，使高速水流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為不銹鋼熔體的表面能，并將其碎裂并形成粉末的過(guò)程。 因此霧化噴嘴結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到粉末性能及生產(chǎn)效率。 通過(guò)霧化噴嘴產(chǎn)生的高速、 高壓介質(zhì)水流將不銹鋼熔體粉碎成細(xì)小的液滴并冷卻凝固成不銹鋼粉末。霧化制粉過(guò)程粉末經(jīng)歷了破碎和冷凝。其中破碎導(dǎo)致液滴的形成，并影響顆粒的尺寸，所涉及到的主要是流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；而冷凝導(dǎo)致固體顆粒的形成，并影響顆粒的形狀，所涉及的主要是熱傳導(dǎo)問(wèn)題。超高壓水霧化法最突出優(yōu)點(diǎn)是霧化過(guò)程采用超高壓水， 大大提高了粉末的冷卻速度， 可以生產(chǎn)快冷或非晶結(jié)

34、構(gòu)的粉末。 另外通過(guò)導(dǎo)液管的優(yōu)化設(shè)計(jì)， 改進(jìn)了粉末批量生產(chǎn)過(guò)程中的可靠性和重復(fù)性， 這些改進(jìn)措施包括：加熱導(dǎo)液管，以降低不銹鋼液流的體積流率；在不銹鋼熔體表面加壓穩(wěn)定不銹鋼流體的體積流率， 從而使不銹鋼粉末粒度分布更窄和均勻， 設(shè)計(jì)特殊形狀的導(dǎo)液管， 消除不銹鋼液體在導(dǎo)液管出口的凝固現(xiàn)象。超高壓水霧化法制備的不銹鋼粉末產(chǎn)品性能最大的特點(diǎn)是氧含21/49量低、粒度微細(xì)、形貌可控這也是本項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。2、超高壓水霧化法霧化過(guò)程不銹鋼粉末的氧化及抗氧化技術(shù)氧含量對(duì)不銹鋼粉末本身的性能及不銹鋼粉末的應(yīng)用有著重要的影響，當(dāng)粉末氧含量高時(shí)，在粉末燒結(jié)過(guò)程中，金屬粉末顆粒間的結(jié)合能力很差， 由

35、氧化膜所包覆的顆粒間彼此隔離， 既使粘接在一起的顆粒，界面間的結(jié)合強(qiáng)度也非常弱，致使燒結(jié)體的組織疏松脆弱。此時(shí)，由于顆粒表面的氧化膜過(guò)多過(guò)厚，不僅燒結(jié)顆粒的結(jié)合力差，而且低熔點(diǎn)金屬對(duì)其他金屬顆粒的潤(rùn)濕也很差，限制了其向其他金屬顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散和合金化進(jìn)程降低了顆粒間界面的結(jié)合強(qiáng)度，妨礙了液相的鋪展?jié)櫇裥裕苯佑绊憻Y(jié)體的致密化程度、強(qiáng)度、韌性等性能指標(biāo)。氧含量過(guò)高有時(shí)甚至?xí)苯訉?dǎo)致粉末冶金制品失效，因此研究霧化過(guò)程粉末的氧化過(guò)程和抗氧化的機(jī)理與采取的措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在霧化制備不銹鋼粉末的過(guò)程中， 不銹鋼熔體液流被介質(zhì)水流擊碎，不銹鋼液滴的比表面迅速擴(kuò)張，其表面活性急劇增大，不銹鋼顆粒與

36、介質(zhì)水流及顆粒周圍的水蒸汽將難以避免在高溫條件下發(fā)生氧化反應(yīng)，從而在粉體顆粒表面生成一層金屬氧化膜， 同時(shí)不銹鋼粉末顆粒被介質(zhì)水流霧化時(shí)， 會(huì)在熱態(tài)不銹鋼顆粒周圍形成一個(gè)水蒸汽氣膜，由于氣膜中氣體的導(dǎo)熱系數(shù)非常小， 會(huì)阻礙不銹鋼熔滴向環(huán)境中散熱，在高溫狀態(tài)下不銹鋼粉末顆粒易于與水蒸氣發(fā)生氧化反應(yīng)。一般情況下，常規(guī)水霧化水射流的壓力為820MPa ，冷卻速度為 10010000K/s ，超高壓水霧化水射流的壓力達(dá)到50150MPa ，過(guò)程冷22/49卻速度為10000 1000000K/s 。超高壓水霧化法霧化過(guò)程通過(guò)采用快速凝固技術(shù)，當(dāng)粉末一旦被破碎成型后，大流量冷卻水射流以 10000 10

37、00000K/s 冷卻速度同時(shí)將不銹鋼粉末顆粒急冷下來(lái)，破壞了氧化反應(yīng)發(fā)生的溫度條件， 同時(shí)在不銹鋼粉末顆粒的表面創(chuàng)造一種激烈的紊流狀態(tài)，打破籠罩在不銹鋼粉末顆粒周圍的水蒸氣氣膜。加速了不銹鋼粉末顆粒向冷卻介質(zhì)的熱量傳遞， 籍此可以大大減輕不銹鋼粉末的氧化程度，達(dá)到不銹鋼粉末氧含量顯著降低的目的。3、超高壓水霧化過(guò)程不銹鋼粉末顆粒形貌控制技術(shù)超高壓水霧化不銹鋼粉末顆粒的形貌主要取決于不銹鋼熔體的凝固時(shí)間和球化時(shí)間， 當(dāng)球化時(shí)間小于凝固時(shí)間時(shí)， 不銹鋼熔滴在凝固前有充足的時(shí)間球化，不銹鋼粉末顆粒容易成球形；反之，當(dāng)球化時(shí)間大于凝固時(shí)間時(shí)， 不銹鋼熔滴來(lái)不及成球就凝固了， 不銹鋼粉末顆粒呈現(xiàn)不規(guī)則形狀。由此可見(jiàn)，水流量、熔體溫度、金屬熔點(diǎn)、熔體的表面張力、霧化夾角等是影響霧化不銹鋼粉末顆粒形貌的主要因素。通過(guò)控制低的熔