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粉末冶金研究范文1
【關鍵詞】 SVM； 圖像分類； 粉末冶金零件；多類分類器；
中國分類號：TP-92
0.引言
支持向量機（Support Vector Machine，SVM）是一種新的機器學習技術。該技術已經成為當前國際機器學習界的研究熱點，有許多學者已將它引入到圖像分類中來，并取得了較好的效果。粉末冶金（PM）也稱為鋼鐵粉末。它和普通的機械零件的最大區別是用模具加工而成的，由于具有節能、省材、環保、經濟、高效等諸多優點，所以被稱為典型的近凈型制造技術。隨著我國粉末冶金零件制造技術的飛速發展，尤其是汽車工業的飛速發展，粉末冶金零件的品種越來越繁多，樣式各異，因此對粉末冶金零件的自動檢測分類也提出了更高的要求。但是由于傳統SVM對于多類分類總是將其轉化為多個兩類分類問題，相應地需要構造多個兩類子分類器，這樣不但使得分類器結構復雜，而且分類速度很慢，無法滿足生產線上實時分類的需求。本文正是針對粉末冶金零件的特點，研究適合該產品的多類分類器，提高產品分類的快速性和準確性。
1. SVM多類分類器
支持向量機最基本的理論是針對二分類問題。但是在實際應用中涉及的一般是多分類問題，就需要將原始的兩類SVM轉化為多類分類器。近年提出許多多類SVM分類算法，大多數方法的思路是：構建一系列SVM分類器，每個分類器用于識別其中兩個類別，并將它們判別結果以某種方法組合起來實現多類分類[1].
常見的方法有一對一和一對多兩種[2]。本文要實現3類不同粉末冶金零件的分類，因為類別不多，故采取一對一的方法。設訓練集為T，待分類的零件共有3個類別，在其中找出3種類別的兩兩組和，共有 個，分別用這兩個類別樣本點組成兩類問題訓練集 ，然后用求解兩類問題的SVM分別求得3個判別函數 。算法如下圖所示：
2. SVM分類過程
本文在設計分類器的時候，所采用的軟件就是LIBSVM 2.86[3]。LIBSVM屬于SVM模式識別以及回歸的一個軟件包，它的特點是既簡單、易于使用又快速有效。該軟件不僅提供編譯好的可在Windows 系列系統的執行文件，還提供了源代碼，方便改進、修改以及在其它操作系統上應用。
目前，LibSVM已經成為國內應用最多的SVM的庫，原因是它不但程序小，運用靈活，輸入參數少，而且是開源的，易于擴展。
為了得到適合粉末冶金零件的分類器，本文在整個實驗過程是按照以下流程進行的。如圖2所示。
SVM分類器的輸入是圖像特征提取的輸出文件，也就是圖像的邊緣方向直方圖所包含的數據信息。本文選取3種零件各90幅樣本圖像進行訓練，每幅圖像對應一個40維的向量，用它作為分類器的輸入。如圖3所示：
圖中第一列是訓練樣本的數量，第二列是零件類別的編號，每一行是任何一個訓練零件圖像的維數。
通過訓練得到的SVM模型保存為文件*.model，用記事本打開其內容如圖4所示：
下面對模型里面的內容作如下解釋：
3.多類分類器的驗證
為了更好的判斷SVM模型效果，下面我們用以下8幅圖片進行測試，如圖5所示：
經過對以上8幅圖進行測試，每幅圖像分別用本文得到的SVM分類器進行分類測試，圖像的相似度是由libsvm的置信度統計出來的，其結果如表1所示：
從表格中不難看出，a圖和b圖屬于類型1，c圖和d圖屬于類型2，e圖和f圖屬于類型3，g圖和h圖看不出來屬于哪一類。也就是說只要是粉末冶金零件圖的話，它的分類概率就懸殊很大，直接可以分出屬于哪一類了；但是如果是非零件圖的話，它分類結果相差都不會太大，也就是說，很難分出屬于哪一類。
4.結束語
通過測試可以看出明，本文得到的SVM多分類器的準確率是相當高的。經過試驗驗證，該分類器的識別率可以達到98%以上。所以，將此分類器用在生產線上對粉末冶金零件進行分類識別有一定的實用價值和相當深遠的意義。
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作者簡介：張小潔（1978--），女，副教授，主要研究領域智能化制造與檢測。E-mail：，電話：15619569155。
陜西工業職業技術學院科研基金項目，項目編號：ZK16-05。
粉末冶金研究范文2
關鍵詞液膜;液膜分離;金屬離子
中圖分類號 X703.1文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2009)05-0064-02
Lquid membrane separation technique and progress of liquid membrane separation technique in treatment of wastewater containing metal ion
XIAO Jiali,MAO Xiulong
Dpartment of Chemical Engineering,SiChuan University,ChengDu 6102O7,China
Abstract The liquid membrane separation technique is presented.The progress of research in the application of liquid membrane technique to the recovery and extraction of metal ions. The problems that restrict the commercialization of liquid membrane technique and it research directions are presented.
Keywords liquid membrane;liquid membrane separation technique;metal ion;surfactant;carrier
1 液膜分離的特點
液膜是指兩液相間形成的界面――“膜相”, 通過它將兩種組成既不同但又互相混溶的溶液然后分開,經選擇性滲透,使物質達到分離提純的目的。
液膜過程與溶劑萃取過程具有較多相似之處。液膜與溶劑萃取一樣,都由萃取與反萃取兩個步驟組成。但是,溶劑萃取中的萃取與反萃取是分步進行的,而液膜過程的萃取與反萃取分別發生在膜的兩側界面,溶質從料液相萃入膜相,并擴散到膜相另一側,再被反萃入接收相,由此實現萃取與反萃取的“內耦合”液膜傳質的“內耦合”方式,打破了溶劑萃取所固有的化學平衡,所以,液膜過程是一種非平衡傳質過程。
與傳統的溶劑萃取相比,液膜的非平衡傳質具有如下3個優點:1)傳質推動力大,所需分離級數少。從理論上講,只需一級即可實現完全萃取。2)試劑消耗量少,流動載體(萃取劑) 在膜的一側與溶質絡合,在膜的另一側將其釋放。載體在膜中猶如河中的“渡船”,將溶質從膜的一側“渡”到另一側。膜載體的“渡船”功能表現為溶質的膜滲透速率與膜載體濃度不成比例。研究中發現,大幅度改變載體濃度對提取率之影響甚小。載體在膜內穿梭流動,使之在傳遞過程中不斷得到再生,其結果是所需膜載體的濃度大大降低,并使液膜體系中膜相與料液相之比例亦可降低,具有顯著的經濟意義。3) “上坡”效應,或者溶質“逆其濃度梯度傳遞”的效應,溶質從液膜低濃度側向高濃側傳遞的效應,這是由于在膜兩側界面上分別存在著有利于溶質傳遞的化學平衡關系,這兩個平衡關系使溶質在膜內順其濃度梯度而擴散,界面兩側化學位的差異導致溶質透過界面而傳遞。液膜的這一特性使其在從稀溶液中提取與濃縮溶質方面具有優勢。
與固體膜相比,液膜的優點如下:1)傳質速率高。溶質在液體中的分子擴散系(10-6 ~10-5 cm2/s) 比在固體中( < 10-8 cm2/s) 高幾個數量級,而且,在某些情況下,液膜中還存在對流擴散,所以,即使是厚度僅為微米級的固體膜,其傳質速率亦無法與液膜比擬。2)選擇性好。固體膜往往只能對某一類離子或分子的分離具有選擇性,而對某種特定離子或分子的分離,則性能較差。
2 液膜分離技術處理金屬離子
金屬回收是資源綜合利用的重要組成部分,對于建立循環型經濟、保證資源永續、減少環境污染、節省能源、提高經濟效益具有重要的意義。隨著科技的進步以及資源的不斷減少,將會有越來越多資金和人力放到回收廢液中的金屬離子的工作中去。
1)含銅廢水
在濕法冶鋅中,浸出料液中含有銅、鎘等雜質,王向德等以DIPSA(3,5一二異丙基水楊酸)、TIBPS(三烷基硫化磷)、煤油、硫酸乳狀液膜體系去除浸出液中銅雜質。實驗結果表明,處理后的浸出液中銅離子濃度小于0.5mg/L,而鋅的損失率不到0.5%,可以達到濕法冶鋅的工藝要求。以LIX98為流動載體的乳狀液膜提取低品位藍銅礦浸出液中Cu2+。在最佳試驗條件下,Cu2+ 提取率幾近100%,純度可達99%以上,富集濃度為18~19mg/L。另外,在處理電路板刻蝕廢液,銅的回收率高達99%以上,處理后的廢水中銅濃度小于0.5mg/L,達到了排放標準。
2) 含鋅廢水
液膜法處理含鋅廢水研究,以實現工業應用,王士柱等在料液酸度較低情況下以T154、T120、稀硫酸液膜體系,處理量為50m3/d,可將含鋅濃度為550mg/L的廢水,降至5mg/L左右,基本上符合排放標準,且處理回收1kg鋅所需要的費用要小于1kg鋅的價值。
3) 含鉛和鎘廢水
梁舒萍等以LMS-2(R ―SO3H,R 為C4的烯烴共聚物)、P5O7(2-乙基己基磷酸甲酯)、檸檬酸、煤油組成液膜體系,處理含Pb2+mg/L的水樣,Pb2 +的除率可達94%。
以TRPO(混合三烷基氧膦)、氫氧化鈉液膜體系,處理氰化鍍鎘廢水,處理后的廢水氰和鎘的含量同時降至排放標準以下。另外,以Span-80、P204 為鹽酸的液膜體系,處理含鎘為100mg/L的工業廢水,處理后的廢水中含鎘量降至0.1mg/L以下。
近年來,湯兵等以DIPSA(3.5-二異丙基水楊酸)、TIBPS(三烷基硫化膦)為載體,(NH4)2S為沉淀劑組成液膜體系,利用液膜內相結晶技術處理濕法煉中氧化鋅酸性浸除液,鎘的回收率達98.1%,從高鋅低鎘體系中較好低實現了鋅、鎘分,并在內水相中直接的到鎘鹽產品。
4)含鉛廢水
早期的學者以二苯并-18-王冠-6-(王冠醚)作為萃取載體進行研究,取得了理想的效果, 但這種液膜構型價格較為昂貴,很難應用到工業過程中去。經實驗研究表明,利用磷酸三丁酯(TBP)作為萃取載體,Span-80及L-113B分別作為表面活性劑,對料液中濃度為6.04×10-4mol/L的Na2P2O7含鉛溶液進行分離提取,可使鉛的濃度降低到6.14×10-6mol/L,萃取率達99%以上。
為了提高鉛離子在膜相中的溶解度和選擇性,在有機相中引入一定量的流動載體TBP,這樣同外水相中所萃溶質的離子形式結合配合物后,在膜相中呈電中性,內水相中反應試劑為8×10-6mol/L的Na2P2O7溶液,可為遷移提供驅動力。這種II型促進遷移一方面提高了溶質遷移的傳質通量,另一方面在這種離子泵作用下,可將滲透溶質從低濃度的料液向高濃度的液膜中遷移,從而提高萃取率。
近期Rania Sabry等以span-80為表面活性劑,D2EHPA為載體,磷酸作為萃取相進行研究,在最佳條件下,對鉛離子的萃取率可達99%~99.5% 。
5)含鉻廢水
電鍍廢水中的鉻以陰離子形式存在,可用中性胺或季銨鹽作為載體,例如叔胺、TOA(三辛胺)等,也有用TPB(磷酸三丁酯)為流動載體,以Span-80為表面活性劑,中性油作膜體溶劑,內相用NaOH溶液時為偶合同向遷移,在外相界面上的離子交換反應為:
[2H+ +Cr2H2-7](7) + 2R3N(0) ― [(R3NH)2Cr2O7](0)
4OH-(1) + [(R3NH)2Cr2O7](0) ― [2Cr2O42- + 3H2O] (i)+ 2R3N(0)
若用季胺鹽為載體,內相用酸時是偶合異向遷移,在外相界面上的離子交換反應為:
Cr2O72- + 2R3NHX(2) ― 2X(W)-+ (R3NH)2Cr2O7(0)
在內相界面上的離子交換反應是上述反應的逆轉,即:
2X(W)-+ (R3NH)2Cr2O7(0)― Cr2O72- + 2R3NHX(2)
偶合遷移過程中,外相液酸度對過程是很重要的。
李思芽等人利用液膜處理高濃度六價鉻廢水(1 500mg/L),經過處理后水中六價鉻含量低于0.5mg/L,達到了排放標準,并經過破乳后回收液中Cr6+濃度可達20g/L。
6)含鈾廢水
Kulkarni以煤油為膜溶劑,span-80為表面活性劑,TOPO為載體,碳酸鈉為內向溶液處理鈾離子濃度為600mg/L的廢液(同時含Ca2+、Fe3+、Mg2+),萃余液中鈾離子含量低于50mg/L,這一結果在提高鈾濃縮物純度的研究上具有重要的意義。
3 結論
液膜分離作為一種新型的化工單元分離手段,在節約能源、資源綜合利用以及保護環境等方面日益顯示其強大的生命力。隨著技術的進步,膜價格、膜污染以及膜重復利用將不再成為制約膜發展的因素?？梢灶A見,21世紀的膜技術將在同其它學科交叉結合的基礎上, 將會形成一門比較完整、系統的學科,并將在人類社會的發展史上起到不可替代的重要作用。
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粉末冶金研究范文3
英文名稱：Powder Metallurgy Industry
主管單位：中國鋼鐵工業協會
主辦單位：鋼鐵研究總院;中國鋼協粉末冶金專業協會;中國機協粉末冶金專業協會
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：16開
國際刊號：1006-6543
國內刊號：11-3371/TF
郵發代號：82-79
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1991
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
粉末冶金研究范文4
關鍵詞：《粉末冶金原理》；教學方法；經驗
《粉末冶金原理》是我校材料科學與工程專業、金屬材料方向的一門專業必修課。本課程的任務是使學生獲得有關金屬粉體燒結材料的基本知識和制造工藝，了解制取各種粉末的工藝過程；熟悉粉末體與粉末性能及應用，初步掌握混料、壓制成形、燒結和必要的后續處理以及形成制品的工藝方法。在學習本門課程后，學生應知悉粉末冶金在實際生產生活中的應用情況，具有合理選取粉末成分、制定工藝路線和生產粉末冶金材料的能力，為日后從事相關技術工作打下必要的基礎。由于課程開在大四，學生在學習過程中往往由于找工作的壓力而覺得沒有興趣，不愿記憶和深入理解。從而造成學習效果差等問題。針對這些現象與問題，教師在課程講授的過程中，應注意做到以下幾個方面。
一、吃透教學大綱
教師講課，首先需要深入地了解教學大綱，了解課程所需講授的知識和學生所需掌握的程度，講授的過程中做到有的放矢。我?！斗勰┮苯鹪怼氛n程主要包括“緒論”、“粉末制取方法”、“粉末體與粉末性能”、“壓制和成形”、“燒結”、“粉末冶金材料”、“粉末冶金安全知識”等七部分。其中重點章節有“粉末制取方法”、“粉末體與粉末性能”、“燒結”等三章；其他章節則難度略低。緒論部分看似簡單，但是對于教師所掌握本課程知識的全面性要求較高。如何使得學生了解本課程的性質、任務、內容、學習方法與要求、粉末冶金材料在制造業中的地位和作用等，需要仔細地琢磨。要讓學生在第一節課上就對這種特殊的材料制備方法產生興趣，愿意同老師一起學習粉末冶金學的知識?！胺勰┲迫》椒ā?、“粉末體與粉末性能”、“燒結”等三章內容是學生學習的重點，這三章內容對教師的要求很高，教師對知識的掌握程度，講課技巧等各方面水平都要提高?！皦褐坪统尚巍?、“粉末冶金材料”、“粉末冶金安全知識”等三章則相對較簡單，學生對于這幾部分內容的理解不是很困難。這幾章的教授方式應該以拓寬知識面、增強學生學習興趣等為主?？梢灾攸c講授新興的粉末冶金技術、新興的粉末冶金材料應用領域和應用實例等，拓寬學生的視野，激發其學習興趣。
二、多方尋找教學資源，充實自身
當前講授《粉末冶金原理》課程，應該綜合依靠課本、幻燈片、模型和板書等來進行。單純地依靠傳統的課本和板書的教學方式已經被淘汰，但是單純地依靠幻燈片的方式同樣不可取。單純依靠幻燈片講解，學生與教師的互動難活躍起來，教學效果有時甚至不如板書?！斗勰┮苯鹪怼氛n程的教學資源大約有如下幾種。
1.教材是課堂講授最重要的資源。我校所選擇的王盤鑫編著的《粉末冶金原理》課程教材，較注重工藝性和粉末冶金材料的應用方面，而對于粉末冶金原理部分相對簡略。我校金屬方向的大四學生金屬學基礎比較扎實而學習時間相對較少，這樣的教材較適合這些學生的學習。
2.各種粉末冶金相關材料和設備的照片、原理圖、錄像等教學資料。這些資料非常重要，課本知識畢竟簡單且枯燥，不利于講授和理解。另外，所選教材不能涵蓋現代粉末冶金所具有的最新發展水平，教師應多方收集各類教學素材，特別是注意查找最新的研究成果，同行的課件等。所查找到的素材往往有所重復，還應當反復挑選，找到適合同學們學習的最佳組合方式。
3.教師手寫教案。俗話說“好記性不如爛筆頭”，紙版教案是每一個教師必須認真準備的。在書寫教案的過程中，教師可以加深對于課程知識的理解，編排課程講授的順序，提煉課程的難點，甚至可以寫下與課程有關的任何話。以上這些都是幻燈片所難以做到的，而最重要的是，通過書寫來理解和記憶，比通過制作幻燈片來記憶更深刻、透徹。教師絕對不能迷信幻燈片，況且做好手寫版的教案，也是老師的一種本分。
4.板書。幻燈片所不能表達的知識其實很多，這個時候就需要教師親自在黑板上書寫。良好的板書，能夠給人以美感，在表達清楚所教授知識的同時，可激發學生的學習興趣。良好的板書布局，簡潔易懂的書寫（畫圖）方式，甚至清晰易讀的字體，都是教師所應具有的基本素質。
三、重視授課學生，因材施教
了解學生是指教師在課堂課余時間觀察分析學生的思想情緒等心理狀況，以掌握學生各方面的情況。這就需要教師必須具有善于觀察分析和與學生深入溝通交流的能力。只有在準確全面了解學生的內心活動、個性特征和智力水平后，才能有針對性地實施相應的教育教學措施。實踐證明，如果教師對學生的個性、心理等方面不深入了解，不聞不問，漫不經心，對全班學生都采取完全相同的教育教學方法，往往難以取得好的教育教學效果?！斗勰┮苯鹪怼肥且婚T專業性非常強的專業課，概念、設備原理較多，理解和記憶具有一定的難度。具體說來，大四的同學同時面對著找工作的壓力，學習時間和精力相對有限，絕大多數同學沒有時間課下預習和復習，在講授《粉末冶金原理》課程的時候，要立足于課堂，將知識講授清楚?！斗勰┮苯鹪怼氛n時量比較充足，對于同學們感興趣的知識點，應不怕麻煩，詳細講解，力求激發出同學們的學習興趣，使其感受到掌握知識的樂趣。在實際講課過程中，應引導學生積極思維，培養學生自由思考的習慣，具體方法如下：①鼓勵學生參與課堂活動，以課堂討論、提問、抽取同學講解某一問題等更加活潑的方式引導學生與教師和其他同學互動，主動思考。②注重“因材施教”原則。在《粉末冶金原理》課程的講授過程中，經常會有同學由于找工作的原因請假，我們應該支持。同時，也應針對這一實際情況積極調整授課方式。有時需要將兩節課的內容壓縮在一節講，有時又需要調整重點內容的順序來適應。需要教師備課扎實且能靈活變化。③既要教授課本知識、專業知識，又注重同學們學習興趣和學習能力的培養。坦率地講，很難想象金屬材料方向的同學會有較多人日后從事粉末冶金相關工作。多講些材料學的相關原理和粉末冶金應用實例，讓學生對于課程內容感興趣，自發尋找一些知識充實自身，也是非常重要的。
對于《粉末冶金原理》的講授，其關鍵點在于講授內容的專業特色與社會要求、人才成長規律之間，以及學生特點與工作需要之間，進行系統地調整，尋求平衡。這樣不僅能夠使同學們掌握書本知識，而且能使他們對課程感興趣，并在日后的工作中進行應用，成為用的人才。
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粉末冶金研究范文5
公司的主要競爭優勢
1、人才和研發優勢
公司充分發揮自身在粉末冶金復合材料領域的強大技術優勢，凝聚了一批國內頂尖的新材料人才隊伍。其中公司的創始人黃伯云先生曾為我國“863”計劃新材料領域首席科學家、中國工程院院士、2004年度國家科技發明獎一等獎獲得者。公司現有享受國務院特殊津貼者3人，博士、博士后18人，碩士21人。擁有中級以上技術職稱的人數占員工總數的17.39％。與博云新材保持長期合作的中南大學國家級研發機構包括：粉末冶金國家重點實驗室、輕質高強結構材料國防科技重點實驗室、粉末冶金國家工程研究中心、國家有色金屬粉末冶金產品質量監督檢驗中心等。
2、國家產業政策重點支持優勢
博云新材研制的高科技產品涉及的行業被國家列為優先重點發展的行業，符合國家產業政策的發展要求。公司還承擔了國家重點工業性實驗、國家高新技術產業化示范工程等十余項國家、省、市級科研項目。公司生產的高科技粉末冶金復合材料產品打破了國外競爭對手長期壟斷的格局，有利于我國新材料產業趕超世界先進水平，尤其是公司的航空產品(軍用、民用飛機剎車副)和航天產品，確保了國家航空戰略安全，同時在國防上具有重要戰略意義。
3、細分產品市場優勢
公司首獲國內大型干線飛機一波音757飛機炭／炭復合材料飛機剎車副的PMA證書，公司開發生產的圖一154飛機剎車副，獲得俄羅斯圖波列夫設計局頒發的生產許可證，公司開發的波音737-700／800飛機Goodrich機輪用粉末冶金剎車副是國內唯一取得民航產品生產許可證(PMA)的產品。博云汽車生產的環保型高性能汽車剎車片已配套多家汽車主機廠，近年來的銷售額成持續上升局面。博云東方生產的高性能級進沖壓模具材料占國內市場份額持續穩定增長。
4、可持續發展優勢
博云新材開發的粉末冶金復合材料產品已在航空航天、汽車、高端沖壓模具等應用領域得到了市場的充分認可，成功打入了原來由國外企業壟斷的細分領域。公司開發的高性能粉末冶金復合材料產品通過在當前航空航天、汽車、高端沖壓模具三個領域的應用，為公司產品拓展在其它領域的應用奠定了堅實的技術基礎。公司產品未來將逐漸應用于高速列車、工程機械、船舶、石油、化工等領域，保證了公司的可持續性發展能力。
5、價格優勢
博云新材的競爭優勢尤其體現在產品的價格上。公司生產的粉末冶金復合材料產品主要與國外廠家進行競爭，飛機剎車副、環保型高性能汽車剎車片的價格為國外同類產品的60％左右，高性能模具材料價格為國外同類產品的50％左右，具有明顯的價格優勢，性價比高。
募集資金用途
粉末冶金研究范文6
1研制工藝
1.1材料配比與混合
球鉸原用材料為耐磨青銅棒材經機械加工而成，成本高且浪費大，更重要的是困擾企業的難題—“燒盤”現象無法根治，由于該件工作條件較為苛刻，在新材料選材時選擇強度較高、硬度和耐磨性較好且成本較低的鐵基粉末冶金材料。經多次試驗，選定Fe-P-C-Cu系，P是一個顯著的強化元素，P的加入有效提高材料強度和尺寸穩定性，Fe-P-C系性能較廣泛應用的Fe-2%~3％Cu-C合金優越，而微量Cu對軸向承壓變形的改善顯著［2］。
混合料的配比（質量分數）為：余量Fe-0.8%~1.2％Cu-0.4%~1.2％C＜3％添加劑，其中Fe粉為霧化鐵粉，粒徑小于178μm；Cu粉為電解粉，粒徑小于74μm；C粉為鱗片石墨，均符合相關國標的技術要求。添加劑為質量分數0.8%硬脂酸鋅，質量分數0.5%硫磺粉＜150μm；機油按粉料0.65mL/kg加入；混料采用V型混料機，時間2.5h。柱塞泵球鉸質量要求較高，在保證高強度和耐磨性的同時，要求有良好的抗咬合性和一定的尺寸精度，為了保證各類指標的穩定性，配料時應嚴格控制各成分的加入及均勻性，加入機油濕混，避免銅成分偏析和粉粒大小的分層現象及添加劑硬脂酸鋅和硫造成的團聚現象［3］，粉料混好后應過篩，粒徑小于178μm。
1.2粉末的壓型
裝粉。為提高壓型質量和效率，采用容量法刮料式裝粉，其優點是裝粉速度快，壓件一致性好。壓型壓力為400MPa，密度為6.4g/cm3。
整型與精整。為了節約原材料和提高后加工效率，成型內孔只留精整量，一次精整到尺寸無切削工藝，并使小端面球面成型，以保證球面的密度，留少量加工量。此時保證所成型球面密度值得研究，大量試驗及參考文獻［4］證明，壓制時成型球面在上是確保球面密度的關鍵。整型工藝以FTQ-40球鉸產品為例：燒結后毛坯放在整型座上，整芯置于馬蹄鐵上，便于脫模操作，整芯中間30mm為整型尺寸，為毛坯整型留量而設定，考慮到整型回彈等因素，整芯尺寸比工件最終尺寸公差大0.07mm，整芯兩端帶稍：下端為導向部分，利于整型定位，上端為脫模部分，利于整型移出模后，整芯自動脫模，簡化了整型模具和整型工序，因而大大提高生產效率，是傳統外箍內脹工藝效率的3~4倍。
1.3粉末的燒結
燒結設備采用半自動推桿式燒結爐，將粉末壓坯裝在鐵皮舟中送入爐內，且每舟裝入質量嚴格控制并無規則裝入，以便毛坯之間有足夠空隙實現均勻燒結。燒結氣氛采用吸熱性煤氣保護，組成（體積分數）：20%N2+40%H2+20%CO及少量的H2O、CO2與CH4。露點范圍為-5～15℃。燒結工藝：加熱溫度為（1080±5）℃；保溫時間為45min。
1.4后加工工藝
由于球鉸球面要求非常高，用粉末冶金工藝無法達到設計要求，因而采用基本成形留加工余量、對工件毛坯進行機械加工的方法。采用成形刀加工球面，優點是操作簡單、效率高，但問題較多，其中關鍵問題：1）由于該材料為耐磨材料，對刀具磨損嚴重，需經常換刀，尺寸精度無法控制；2）由于成形刀工作時為線接觸，切削力非常大，導致“打嘟?！爆F象，不但對刀具消耗非常大，并導致大批廢品；3）成形刀因加工過程中切削阻力大，刀具發顫，使工件表面粗糙度差，造成后續球面精磨加工無法保證。通過不斷摸索和大量試驗，最終確定用改造的單板機數控車床對球面進行加工，方法是內脹胎定位、編程控制走刀，產品圖見圖2。首先進刀車小端面并退刀車小端球面，其次根據球心至大端面距離，進刀至大端面位置車大端面并車大端球面，程序控制，一氣呵成，使加工質量大幅提高：1）尺寸一致性非常好，為后續精磨打下良好基礎；2）表面粗糙度很好，精磨量縮小，有效提高后加工效率和質量；3）兩端面及球面一次裝卡完成，形位公差保證良好；4）刀具磨損小，減少換刀次數，提高工作效率；5）廢品率幾乎為零。精磨加工采用廠家自制專用磨床加工，用專用工裝需要良好的一致性，本研制工件良好的滿足了加工要求。另外，制件的防銹與包裝不可忽視，除操作避免汗漬接觸工件外，工件經檢驗合格后，應立即浸油并在油內加入成分石墨和防銹成分亞硝酸鈉，油溫為80~100℃，工件浸煮15min后控油，用牛皮紙包裹放入塑料袋內封口裝進包裝紙箱，入庫并防潮。
2試驗結果
2.1檢驗結果
柱塞泵粉末冶金球鉸（見圖2）的材質、尺寸精度和力學性能等進行了系統檢驗，化學成分（質量分數）：C為0.49％，Cu為1.08％，Fe為94.95％。物理及力學性能：密度≥6.6g/cm3，硬度≥90HB，壓潰強度≥300MPa。尺寸精度：準28尺寸偏差標準要求f7（-0.020-0.041）mm，實測（-0.023～-0.020）mm；準14尺寸偏差標準要求H9（+0.0430）mm，實測（0.030～0.035）mm；球中心距標準要求（6±0.15）mm，實測（-0.07～+0.09）mm；大端與準14的垂直度準，標準要求0.05mm，實測（0.02～0.03）mm；外圓與內孔準14的同心度標準要求0.08mm，實測（0.02～0.03）mm；準28球的圓度標準要求0.02mm，實測0.01～0.02mm；粗糙度標準要求Ra0.8μm，實測Ra0.8μm。球鉸的防銹：標準要求球鉸成品應滲漬油。并允許加入無害于柱塞泵性能的防銹劑，實測合格。球鉸的外觀質量：標準要求不允許有裂紋、夾雜及銹蝕等缺陷，實測合格。柱塞泵粉末冶金球鉸經檢驗，各項技術指標符合Q／JYY032—2001《柱塞泵粉末冶金球鉸技術條件》的要求，為合格產品。
2.2臺架強化試驗
將樣件安裝在兩臺XB-F40泵試驗機上，條件：1）在P=25MPa下，運轉1.5h；2）在P=20MPa下，沖擊試驗200次，運轉正常，試驗完畢拆檢零件，鉸副摩擦、磨損痕跡正常。
2.3裝機可靠性、耐欠性試驗
在XB-F40泵上裝試件數件，已經歷兩年半超過5000h未發生任何異?，F象，經批量使用，本粉末冶金球鉸各項性能指標達到要求，與原用青銅合金QSn6-6-3材料相比，抗咬合等指標均有所提高，根除過去存在的“燒盤”現象。
3結論
1）用粉末冶金方法生產柱塞泵球鉸在XB-F40泵上試用獲得成功，完全可以替代原用青銅合金材料球鉸。
2）本研究Fe-P-C-Cu系粉末冶金球鉸材料，力學性能良好，特別是抗咬合性能突出，可有效解決“燒盤”問題。
