家用電器中的粉末冶金材料

1、.家用電器中的粉末冶金材料                   發(fā)布時(shí)間： 2007-1-22 8:51:02     瀏覽次數(shù)： 88 目前，我國(guó)家用電器已進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展的階段，家用電器及其材料的質(zhì)量日顯重要，特別是家用電器廣泛地應(yīng)用的粉末冶金材料尤為引人注目。 因?yàn)?，有些家用電器材料和零件只能用粉末冶金方法來制造，如冰箱壓縮機(jī) 洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等中的多孔自潤(rùn)滑軸承；有些家用電器

2、材料和零件用粉末冶金方法來制造質(zhì)量更好、價(jià)格更低，如家用空調(diào)排風(fēng)扇和吸塵器中的復(fù)雜形狀齒輪和磁體等 另外，粉末冶金對(duì)維持生態(tài)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)材節(jié)能等均具有重要的意義。為了加大家用電器中粉末冶金材料的應(yīng)用和開發(fā)力度，下面簡(jiǎn)單介紹一下粉末冶金材料和零件的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。1 粉末冶金材料的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)用粉末冶金方法制造的材料統(tǒng)稱為粉末冶金材料(Powder Metallurgy Materials)。所謂粉末冶金，就是生產(chǎn)粉末和固結(jié)(如壓制和燒結(jié))粉末來制備材料或零件的技術(shù)工藝 它是制造各種家用電器結(jié)構(gòu)零件和功能元件的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，是提高家用電器材料性能和發(fā)展新材料的有效手段。11 粉末冶金是制取

3、特殊功能材料的有效途徑粉末冶金制取特殊的功能材料可歸納為5大類：1)能控制孔隙度(如過濾器、含油軸承等)。2)能生產(chǎn)假合金復(fù)合材料(如觸頭、金屬一金剛石等)。3)能生產(chǎn)難熔金屬(如鎢，鉬絲等)。4)能生產(chǎn)成分組織均勻的材料(如彌散強(qiáng)化銅、粉末高速鋼等)。5)能生產(chǎn)特殊功能材料(如光、聲、電一體化材料等)。12 粉末冶金是節(jié)材節(jié)能、保護(hù)環(huán)境的技術(shù)工藝粉末冶金工藝幾乎不產(chǎn)生煙塵或化學(xué)污染，且金屬粉末經(jīng)常是由金屬?gòu)U料(如軋鋼鐵鱗等)制造的，其近終形制造的零件又少或無切削，廢料損失最少，加之其單件重量輕，材料利用率最高。另外整十工藝過程無須將金屬再熔化，在固態(tài)下結(jié)合，其能源利用率亦最高。有人統(tǒng)計(jì)同種產(chǎn)

4、品采用粉末冶金材料，其成本降低75% ，效率提高1.7倍，因此，從提高家電材料的性能或降低家電用材的成本來看，開發(fā)和應(yīng)用粉末冶金材料在家電行業(yè)也勢(shì)在必行2 家用電器中粉末冶金材料的開發(fā)和應(yīng)用2，1 家用電器中粉末冶金材料的應(yīng)用慨況據(jù)資料介紹，臺(tái)灣粉末冶金零件市場(chǎng)分布如下：車用零件占19%、電動(dòng)工具占23% 、家用電器占27% 、機(jī)械零件占l8% 、縫紉機(jī)件占13% 。顯然，家用電器所用的粉末冶金材料已經(jīng)占有了相當(dāng)大的比例，若加上家用電動(dòng)工具和辦公機(jī)械，其比倒更為可觀。家用電器中的粉末冶金材料包括粉末和制品 <lmm的固體顆粒叫做粉末體，如復(fù)印機(jī)用的細(xì)粉末鐵粉，它在光電復(fù)印機(jī)的工作中用作調(diào)

5、色劑的載體。表2是部分金屬粉末在家用電器中的主要用途 另外，加入金屬粉末還可以改變聚合物的絕緣性能和電子密度，用作某些導(dǎo)電、導(dǎo)熱、電磁屏蔽、抗靜電的表面材料、導(dǎo)電膠、塑料外殼等。22 家用電器中的粉末冶金結(jié)構(gòu)材料據(jù)統(tǒng)計(jì) ，上世紀(jì)90年代以來我國(guó)電風(fēng)扇年產(chǎn)量在4000萬臺(tái)、洗衣機(jī)1000萬臺(tái)、電冰箱1000萬臺(tái)左右。近3年間，我國(guó)主要家用電器的產(chǎn)量如表3所示 在家用電器產(chǎn)品的開發(fā)中，粉末冶金早期以制作銅基含油軸承為主難度較大的零件，如精度高、形狀復(fù)雜的咪籍壓縮機(jī)缸蓋、缸套以及一些特殊性能要求的產(chǎn)品也陸續(xù)開發(fā)成功 現(xiàn)以家用電冰箱和空調(diào)器中的壓縮機(jī)為側(cè)，我國(guó)僅各類壓縮機(jī)對(duì)粉末冶金結(jié)構(gòu)零件的需求量就很

6、大，如空調(diào)器和電冰箱所用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其年產(chǎn)量約為355萬臺(tái)，而每臺(tái)就需要粉末冶金結(jié)構(gòu)零件800-350g電冰箱所用的連桿式壓縮機(jī)，其年產(chǎn)量約為827萬臺(tái)，而每臺(tái)就需要粉末冶金結(jié)構(gòu)零件100g；空調(diào)器和電冰箱所用的滑桿式壓縮機(jī)，其年產(chǎn)量約為310萬臺(tái)，而每臺(tái)就需要粉末冶金結(jié)構(gòu)零件30200g。表4是我國(guó)近年來開發(fā)的部分各類壓縮機(jī)用粉末冶金結(jié)構(gòu)零件。從以上數(shù)據(jù)可以看出，家用電器產(chǎn)品是粉末冶金結(jié)構(gòu)零件的一十大市場(chǎng)但這些零件不僅形狀復(fù)雜，同時(shí)要求耐高溫、高壓，且防銹和氣密性、切削性好 這對(duì)粉末冶金廠家進(jìn)一步提高工藝裝備和技術(shù)設(shè)計(jì)水平也是十分有益的。為了降低噪聲，已進(jìn)入千家萬戶的洗衣機(jī)和電風(fēng)扇電機(jī)中

7、使用的都是粉末冶金含油軸承，特別是低噪聲的、可替代銅的鐵基含油軸承其整機(jī)噪聲為40dB 粉末冶金含油軸承由于具有自潤(rùn)滑性、噪聲小、價(jià)格便宜、適于大批量生產(chǎn)，所以粉末冶金精密含油軸承還廣泛地用于錄象機(jī)、錄音機(jī)等微電機(jī)類家用電器中。如表5所示。粉末冶金不銹鋼結(jié)構(gòu)零件也在家用電器中得到了廣泛的應(yīng)用 如用304L粉末冶金材料制作自動(dòng)洗碗機(jī)和洗衣機(jī)的零件，用316L粉末冶金材料制作電冰箱制冰器的推出盤，用410L粉末冶金材料制作限位開關(guān)和離合器等 家用洗碗機(jī)、衣服干燥機(jī)、洗衣機(jī)、縫紉機(jī)、真空吸塵器、電冰箱、食物混合器、留聲機(jī)、電唱機(jī)自動(dòng)換片裝置、磁帶錄音機(jī)、電風(fēng)扇等還廣泛使用粉末冶金銅基合金25 家用電

8、器中粉末冶金磁性材料磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料粉末冶金快速凝固非晶態(tài)軟磁合金的矯頑力小，最大導(dǎo)磁辜大，磁損耗低，可用于變壓器、磁頭、磁性薄膜等方面，它能大大提高電子傳感性能和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量。據(jù)報(bào)道，美國(guó)若以粉末冶金非晶合金替代普通的Fesi合金，可節(jié)約11億美元。在粉末冶金硬磁材料方面，NdFeB不用稀土貴重元素釤和鈷，且磁能積比釤鈷永磁材料高得多，達(dá)393kJcm 。采用粉末冶金Nd Fe B永磁材料制成的電機(jī)體積小，重量輕，輸出功率大，效率高，正以25%的年增長(zhǎng)率不斷增長(zhǎng)值得指出的是，傳統(tǒng)的粉末冶金鐵氧體磁性材料的新型制各方法的研究亦有較大的發(fā)展，如自蔓延高溫合成法、低溫燃燒合成法、機(jī)

9、械化學(xué)合成法、水熱法、冷凍干燥法和超臨界流體干燥法等。表6是有關(guān)世界上粉末冶金磁性材料的統(tǒng)計(jì)情況 從表6可以看出，磁性材料每隔10年翻一番，永磁體每隔10年增值2倍，即粉末冶金磁性材料生產(chǎn)發(fā)展極為迅速而在金屬合金、鐵氧體、釤鈷和NdFeB四代產(chǎn)品中，NdFeB是最有前途的領(lǐng)域之一 在我國(guó)現(xiàn)有家用電器中，NdFeB粉末冶金磁性材料每年約需1226t(總市場(chǎng)為165ta) 其中，電表等年需求各類磁軸承量為21315t，家用空調(diào)捧氣扇年需求磁材量為2 6t，吸塵器等各類電機(jī)年需求磁材量為6991 50St，各類耳機(jī)年需求磁材量為1524t。它們的主要應(yīng)用領(lǐng)域是：收錄機(jī)27 、磁化器20 、磁分離器1

10、0 、傳感器24 、儀表1值得指出的是，我國(guó)多數(shù)磁性材料比國(guó)外便宜，加之我國(guó)是稀土大國(guó)，原料及勞動(dòng)力價(jià)格低，在國(guó)際上是有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力的24 家用電器中的其他粉末冶金功能材料粉末冶金WCu觸頭材料是高、低壓開關(guān)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵元件，比紫銅開關(guān)容量提高近3倍，壽命提高517倍；粉末冶金AgCdO觸頭材料在交流接觸器和強(qiáng)力起動(dòng)器中應(yīng)用壽命比純銀提高512倍僅此一項(xiàng)每年就可節(jié)約十幾噸銀。粉末冶金CuCr觸頭材料具有優(yōu)良的綜舍性能，是中壓電器真空開關(guān)中最好的材料，CuCrMoFe中的Fe提高耐壓能力Mo提高導(dǎo)電能力，改善開斷性能等叫粉末冶金各類電池，特別是鎳氫電池(MH Ni)正廣泛地用于錄像機(jī)、移動(dòng)電話、微型攝像機(jī)等領(lǐng)域。目前我國(guó)有近30個(gè)單位生產(chǎn)電池，約3000萬只年但材料的穩(wěn)定性差、成品率低、價(jià)格也較高，且無配套的電子器具。粉末冶金功能陶瓷材料在家用電器中的應(yīng)用更是不勝枚舉 。如粉末冶金銦錫氧化物(Indium Tin"Oxide，簡(jiǎn)稱ITO)薄膜是一種半導(dǎo)體陶瓷薄膜，它由于具有特殊的光電性質(zhì)而被