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粉末冶金研究范文1
【关键词】 SVM； 图像分类； 粉末冶金零件；多类分类器；
中国分类号：TP-92
0.引言
支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是一种新的机器学习技术。该技术已经成为当前国际机器学习界的研究热点，有许多学者已将它引入到图像分类中来，并取得了较好的效果。粉末冶金（PM）也称为钢铁粉末。它和普通的机械零件的最大区别是用模具加工而成的，由于具有节能、省材、环保、经济、高效等诸多优点，所以被称为典型的近净型制造技术。随着我国粉末冶金零件制造技术的飞速发展，尤其是汽车工业的飞速发展，粉末冶金零件的品种越来越繁多，样式各异，因此对粉末冶金零件的自动检测分类也提出了更高的要求。但是由于传统SVM对于多类分类总是将其转化为多个两类分类问题，相应地需要构造多个两类子分类器，这样不但使得分类器结构复杂，而且分类速度很慢，无法满足生产线上实时分类的需求。本文正是针对粉末冶金零件的特点，研究适合该产品的多类分类器，提高产品分类的快速性和准确性。
1. SVM多类分类器
支持向量机最基本的理论是针对二分类问题。但是在实际应用中涉及的一般是多分类问题，就需要将原始的两类SVM转化为多类分类器。近年提出许多多类SVM分类算法，大多数方法的思路是：构建一系列SVM分类器，每个分类器用于识别其中两个类别，并将它们判别结果以某种方法组合起来实现多类分类[1].
常见的方法有一对一和一对多两种[2]。本文要实现3类不同粉末冶金零件的分类，因为类别不多，故采取一对一的方法。设训练集为T，待分类的零件共有3个类别，在其中找出3种类别的两两组和，共有 个，分别用这两个类别样本点组成两类问题训练集 ，然后用求解两类问题的SVM分别求得3个判别函数 。算法如下图所示：
2. SVM分类过程
本文在设计分类器的时候，所采用的软件就是LIBSVM 2.86[3]。LIBSVM属于SVM模式识别以及回归的一个软件包，它的特点是既简单、易于使用又快速有效。该软件不仅提供编译好的可在Windows 系列系统的执行文件，还提供了源代码，方便改进、修改以及在其它操作系统上应用。
目前，LibSVM已经成为国内应用最多的SVM的库，原因是它不但程序小，运用灵活，输入参数少，而且是开源的，易于扩展。
为了得到适合粉末冶金零件的分类器，本文在整个实验过程是按照以下流程进行的。如图2所示。
SVM分类器的输入是图像特征提取的输出文件，也就是图像的边缘方向直方图所包含的数据信息。本文选取3种零件各90幅样本图像进行训练，每幅图像对应一个40维的向量，用它作为分类器的输入。如图3所示：
图中第一列是训练样本的数量，第二列是零件类别的编号，每一行是任何一个训练零件图像的维数。
通过训练得到的SVM模型保存为文件*.model，用记事本打开其内容如图4所示：
下面对模型里面的内容作如下解释：
3.多类分类器的验证
为了更好的判断SVM模型效果，下面我们用以下8幅图片进行测试，如图5所示：
经过对以上8幅图进行测试，每幅图像分别用本文得到的SVM分类器进行分类测试，图像的相似度是由libsvm的置信度统计出来的，其结果如表1所示：
从表格中不难看出，a图和b图属于类型1，c图和d图属于类型2，e图和f图属于类型3，g图和h图看不出来属于哪一类。也就是说只要是粉末冶金零件图的话，它的分类概率就悬殊很大，直接可以分出属于哪一类了；但是如果是非零件图的话，它分类结果相差都不会太大，也就是说，很难分出属于哪一类。
4.结束语
通过测试可以看出明，本文得到的SVM多分类器的准确率是相当高的。经过试验验证，该分类器的识别率可以达到98%以上。所以，将此分类器用在生产线上对粉末冶金零件进行分类识别有一定的实用价值和相当深远的意义。
参考文献：
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作者简介：张小洁（1978--），女，副教授，主要研究领域智能化制造与检测。E-mail：，电话：15619569155。
陕西工业职业技术学院科研基金项目，项目编号：ZK16-05。
粉末冶金研究范文2
关键词液膜;液膜分离;金属离子
中图分类号 X703.1文献标识码 A文章编号 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 液膜分离的特点
液膜是指两液相间形成的界面――“膜相”, 通过它将两种组成既不同但又互相混溶的溶液然后分开,经选择性渗透,使物质达到分离提纯的目的。
液膜过程与溶剂萃取过程具有较多相似之处。液膜与溶剂萃取一样,都由萃取与反萃取两个步骤组成。但是,溶剂萃取中的萃取与反萃取是分步进行的,而液膜过程的萃取与反萃取分别发生在膜的两侧界面,溶质从料液相萃入膜相,并扩散到膜相另一侧,再被反萃入接收相,由此实现萃取与反萃取的“内耦合”液膜传质的“内耦合”方式,打破了溶剂萃取所固有的化学平衡,所以,液膜过程是一种非平衡传质过程。
与传统的溶剂萃取相比,液膜的非平衡传质具有如下3个优点:1)传质推动力大,所需分离级数少。从理论上讲,只需一级即可实现完全萃取。2)试剂消耗量少,流动载体(萃取剂) 在膜的一侧与溶质络合,在膜的另一侧将其释放。载体在膜中犹如河中的“渡船”,将溶质从膜的一侧“渡”到另一侧。膜载体的“渡船”功能表现为溶质的膜渗透速率与膜载体浓度不成比例。研究中发现,大幅度改变载体浓度对提取率之影响甚小。载体在膜内穿梭流动,使之在传递过程中不断得到再生,其结果是所需膜载体的浓度大大降低,并使液膜体系中膜相与料液相之比例亦可降低,具有显著的经济意义。3) “上坡”效应,或者溶质“逆其浓度梯度传递”的效应,溶质从液膜低浓度侧向高浓侧传递的效应,这是由于在膜两侧界面上分别存在着有利于溶质传递的化学平衡关系,这两个平衡关系使溶质在膜内顺其浓度梯度而扩散,界面两侧化学位的差异导致溶质透过界面而传递。液膜的这一特性使其在从稀溶液中提取与浓缩溶质方面具有优势。
与固体膜相比,液膜的优点如下:1)传质速率高。溶质在液体中的分子扩散系(10-6 ~10-5 cm2/s) 比在固体中( < 10-8 cm2/s) 高几个数量级,而且,在某些情况下,液膜中还存在对流扩散,所以,即使是厚度仅为微米级的固体膜,其传质速率亦无法与液膜比拟。2)选择性好。固体膜往往只能对某一类离子或分子的分离具有选择性,而对某种特定离子或分子的分离,则性能较差。
2 液膜分离技术处理金属离子
金属回收是资源综合利用的重要组成部分,对于建立循环型经济、保证资源永续、减少环境污染、节省能源、提高经济效益具有重要的意义。随着科技的进步以及资源的不断减少,将会有越来越多资金和人力放到回收废液中的金属离子的工作中去。
1)含铜废水
在湿法冶锌中,浸出料液中含有铜、镉等杂质,王向德等以DIPSA(3,5一二异丙基水杨酸)、TIBPS(三烷基硫化磷)、煤油、硫酸乳状液膜体系去除浸出液中铜杂质。实验结果表明,处理后的浸出液中铜离子浓度小于0.5mg/L,而锌的损失率不到0.5%,可以达到湿法冶锌的工艺要求。以LIX98为流动载体的乳状液膜提取低品位蓝铜矿浸出液中Cu2+。在最佳试验条件下,Cu2+ 提取率几近100%,纯度可达99%以上,富集浓度为18~19mg/L。另外,在处理电路板刻蚀废液,铜的回收率高达99%以上,处理后的废水中铜浓度小于0.5mg/L,达到了排放标准。
2) 含锌废水
液膜法处理含锌废水研究,以实现工业应用,王士柱等在料液酸度较低情况下以T154、T120、稀硫酸液膜体系,处理量为50m3/d,可将含锌浓度为550mg/L的废水,降至5mg/L左右,基本上符合排放标准,且处理回收1kg锌所需要的费用要小于1kg锌的价值。
3) 含铅和镉废水
梁舒萍等以LMS-2(R ―SO3H,R 为C4的烯烃共聚物)、P5O7(2-乙基己基磷酸甲酯)、柠檬酸、煤油组成液膜体系,处理含Pb2+mg/L的水样,Pb2 +的除率可达94%。
以TRPO(混合三烷基氧膦)、氢氧化钠液膜体系,处理氰化镀镉废水,处理后的废水氰和镉的含量同时降至排放标准以下。另外,以Span-80、P204 为盐酸的液膜体系,处理含镉为100mg/L的工业废水,处理后的废水中含镉量降至0.1mg/L以下。
近年来,汤兵等以DIPSA(3.5-二异丙基水杨酸)、TIBPS(三烷基硫化膦)为载体,(NH4)2S为沉淀剂组成液膜体系,利用液膜内相结晶技术处理湿法炼中氧化锌酸性浸除液,镉的回收率达98.1%,从高锌低镉体系中较好低实现了锌、镉分,并在内水相中直接的到镉盐产品。
4)含铅废水
早期的学者以二苯并-18-王冠-6-(王冠醚)作为萃取载体进行研究,取得了理想的效果, 但这种液膜构型价格较为昂贵,很难应用到工业过程中去。经实验研究表明,利用磷酸三丁酯(TBP)作为萃取载体,Span-80及L-113B分别作为表面活性剂,对料液中浓度为6.04×10-4mol/L的Na2P2O7含铅溶液进行分离提取,可使铅的浓度降低到6.14×10-6mol/L,萃取率达99%以上。
为了提高铅离子在膜相中的溶解度和选择性,在有机相中引入一定量的流动载体TBP,这样同外水相中所萃溶质的离子形式结合配合物后,在膜相中呈电中性,内水相中反应试剂为8×10-6mol/L的Na2P2O7溶液,可为迁移提供驱动力。这种II型促进迁移一方面提高了溶质迁移的传质通量,另一方面在这种离子泵作用下,可将渗透溶质从低浓度的料液向高浓度的液膜中迁移,从而提高萃取率。
近期Rania Sabry等以span-80为表面活性剂,D2EHPA为载体,磷酸作为萃取相进行研究,在最佳条件下,对铅离子的萃取率可达99%~99.5% 。
5)含铬废水
电镀废水中的铬以阴离子形式存在,可用中性胺或季铵盐作为载体,例如叔胺、TOA(三辛胺)等,也有用TPB(磷酸三丁酯)为流动载体,以Span-80为表面活性剂,中性油作膜体溶剂,内相用NaOH溶液时为偶合同向迁移,在外相界面上的离子交换反应为:
[2H+ +Cr2H2-7](7) + 2R3N(0) ― [(R3NH)2Cr2O7](0)
4OH-(1) + [(R3NH)2Cr2O7](0) ― [2Cr2O42- + 3H2O] (i)+ 2R3N(0)
若用季胺盐为载体,内相用酸时是偶合异向迁移,在外相界面上的离子交换反应为:
Cr2O72- + 2R3NHX(2) ― 2X(W)-+ (R3NH)2Cr2O7(0)
在内相界面上的离子交换反应是上述反应的逆转,即:
2X(W)-+ (R3NH)2Cr2O7(0)― Cr2O72- + 2R3NHX(2)
偶合迁移过程中,外相液酸度对过程是很重要的。
李思芽等人利用液膜处理高浓度六价铬废水(1 500mg/L),经过处理后水中六价铬含量低于0.5mg/L,达到了排放标准,并经过破乳后回收液中Cr6+浓度可达20g/L。
6)含铀废水
Kulkarni以煤油为膜溶剂,span-80为表面活性剂,TOPO为载体,碳酸钠为内向溶液处理铀离子浓度为600mg/L的废液(同时含Ca2+、Fe3+、Mg2+),萃余液中铀离子含量低于50mg/L,这一结果在提高铀浓缩物纯度的研究上具有重要的意义。
3 结论
液膜分离作为一种新型的化工单元分离手段,在节约能源、资源综合利用以及保护环境等方面日益显示其强大的生命力。随着技术的进步,膜价格、膜污染以及膜重复利用将不再成为制约膜发展的因素。可以预见,21世纪的膜技术将在同其它学科交叉结合的基础上, 将会形成一门比较完整、系统的学科,并将在人类社会的发展史上起到不可替代的重要作用。
参考文献
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粉末冶金研究范文3
英文名称：Powder Metallurgy Industry
主管单位：中国钢铁工业协会
主办单位：钢铁研究总院;中国钢协粉末冶金专业协会;中国机协粉末冶金专业协会
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：16开
国际刊号：1006-6543
国内刊号：11-3371/TF
邮发代号：82-79
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1991
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
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期刊简介
粉末冶金研究范文4
关键词：《粉末冶金原理》；教学方法；经验
《粉末冶金原理》是我校材料科学与工程专业、金属材料方向的一门专业必修课。本课程的任务是使学生获得有关金属粉体烧结材料的基本知识和制造工艺，了解制取各种粉末的工艺过程；熟悉粉末体与粉末性能及应用，初步掌握混料、压制成形、烧结和必要的后续处理以及形成制品的工艺方法。在学习本门课程后，学生应知悉粉末冶金在实际生产生活中的应用情况，具有合理选取粉末成分、制定工艺路线和生产粉末冶金材料的能力，为日后从事相关技术工作打下必要的基础。由于课程开在大四，学生在学习过程中往往由于找工作的压力而觉得没有兴趣，不愿记忆和深入理解。从而造成学习效果差等问题。针对这些现象与问题，教师在课程讲授的过程中，应注意做到以下几个方面。
一、吃透教学大纲
教师讲课，首先需要深入地了解教学大纲，了解课程所需讲授的知识和学生所需掌握的程度，讲授的过程中做到有的放矢。我校《粉末冶金原理》课程主要包括“绪论”、“粉末制取方法”、“粉末体与粉末性能”、“压制和成形”、“烧结”、“粉末冶金材料”、“粉末冶金安全知识”等七部分。其中重点章节有“粉末制取方法”、“粉末体与粉末性能”、“烧结”等三章；其他章节则难度略低。绪论部分看似简单，但是对于教师所掌握本课程知识的全面性要求较高。如何使得学生了解本课程的性质、任务、内容、学习方法与要求、粉末冶金材料在制造业中的地位和作用等，需要仔细地琢磨。要让学生在第一节课上就对这种特殊的材料制备方法产生兴趣，愿意同老师一起学习粉末冶金学的知识。“粉末制取方法”、“粉末体与粉末性能”、“烧结”等三章内容是学生学习的重点，这三章内容对教师的要求很高，教师对知识的掌握程度，讲课技巧等各方面水平都要提高。“压制和成形”、“粉末冶金材料”、“粉末冶金安全知识”等三章则相对较简单，学生对于这几部分内容的理解不是很困难。这几章的教授方式应该以拓宽知识面、增强学生学习兴趣等为主。可以重点讲授新兴的粉末冶金技术、新兴的粉末冶金材料应用领域和应用实例等，拓宽学生的视野，激发其学习兴趣。
二、多方寻找教学资源，充实自身
当前讲授《粉末冶金原理》课程，应该综合依靠课本、幻灯片、模型和板书等来进行。单纯地依靠传统的课本和板书的教学方式已经被淘汰，但是单纯地依靠幻灯片的方式同样不可取。单纯依靠幻灯片讲解，学生与教师的互动难活跃起来，教学效果有时甚至不如板书。《粉末冶金原理》课程的教学资源大约有如下几种。
1.教材是课堂讲授最重要的资源。我校所选择的王盘鑫编著的《粉末冶金原理》课程教材，较注重工艺性和粉末冶金材料的应用方面，而对于粉末冶金原理部分相对简略。我校金属方向的大四学生金属学基础比较扎实而学习时间相对较少，这样的教材较适合这些学生的学习。
2.各种粉末冶金相关材料和设备的照片、原理图、录像等教学资料。这些资料非常重要，课本知识毕竟简单且枯燥，不利于讲授和理解。另外，所选教材不能涵盖现代粉末冶金所具有的最新发展水平，教师应多方收集各类教学素材，特别是注意查找最新的研究成果，同行的课件等。所查找到的素材往往有所重复，还应当反复挑选，找到适合同学们学习的最佳组合方式。
3.教师手写教案。俗话说“好记性不如烂笔头”，纸版教案是每一个教师必须认真准备的。在书写教案的过程中，教师可以加深对于课程知识的理解，编排课程讲授的顺序，提炼课程的难点，甚至可以写下与课程有关的任何话。以上这些都是幻灯片所难以做到的，而最重要的是，通过书写来理解和记忆，比通过制作幻灯片来记忆更深刻、透彻。教师绝对不能迷信幻灯片，况且做好手写版的教案，也是老师的一种本分。
4.板书。幻灯片所不能表达的知识其实很多，这个时候就需要教师亲自在黑板上书写。良好的板书，能够给人以美感，在表达清楚所教授知识的同时，可激发学生的学习兴趣。良好的板书布局，简洁易懂的书写（画图）方式，甚至清晰易读的字体，都是教师所应具有的基本素质。
三、重视授课学生，因材施教
了解学生是指教师在课堂课余时间观察分析学生的思想情绪等心理状况，以掌握学生各方面的情况。这就需要教师必须具有善于观察分析和与学生深入沟通交流的能力。只有在准确全面了解学生的内心活动、个性特征和智力水平后，才能有针对性地实施相应的教育教学措施。实践证明，如果教师对学生的个性、心理等方面不深入了解，不闻不问，漫不经心，对全班学生都采取完全相同的教育教学方法，往往难以取得好的教育教学效果。《粉末冶金原理》是一门专业性非常强的专业课，概念、设备原理较多，理解和记忆具有一定的难度。具体说来，大四的同学同时面对着找工作的压力，学习时间和精力相对有限，绝大多数同学没有时间课下预习和复习，在讲授《粉末冶金原理》课程的时候，要立足于课堂，将知识讲授清楚。《粉末冶金原理》课时量比较充足，对于同学们感兴趣的知识点，应不怕麻烦，详细讲解，力求激发出同学们的学习兴趣，使其感受到掌握知识的乐趣。在实际讲课过程中，应引导学生积极思维，培养学生自由思考的习惯，具体方法如下：①鼓励学生参与课堂活动，以课堂讨论、提问、抽取同学讲解某一问题等更加活泼的方式引导学生与教师和其他同学互动，主动思考。②注重“因材施教”原则。在《粉末冶金原理》课程的讲授过程中，经常会有同学由于找工作的原因请假，我们应该支持。同时，也应针对这一实际情况积极调整授课方式。有时需要将两节课的内容压缩在一节讲，有时又需要调整重点内容的顺序来适应。需要教师备课扎实且能灵活变化。③既要教授课本知识、专业知识，又注重同学们学习兴趣和学习能力的培养。坦率地讲，很难想象金属材料方向的同学会有较多人日后从事粉末冶金相关工作。多讲些材料学的相关原理和粉末冶金应用实例，让学生对于课程内容感兴趣，自发寻找一些知识充实自身，也是非常重要的。
对于《粉末冶金原理》的讲授，其关键点在于讲授内容的专业特色与社会要求、人才成长规律之间，以及学生特点与工作需要之间，进行系统地调整，寻求平衡。这样不仅能够使同学们掌握书本知识，而且能使他们对课程感兴趣，并在日后的工作中进行应用，成为用的人才。
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粉末冶金研究范文5
公司的主要竞争优势
1、人才和研发优势
公司充分发挥自身在粉末冶金复合材料领域的强大技术优势，凝聚了一批国内顶尖的新材料人才队伍。其中公司的创始人黄伯云先生曾为我国“863”计划新材料领域首席科学家、中国工程院院士、2004年度国家科技发明奖一等奖获得者。公司现有享受国务院特殊津贴者3人，博士、博士后18人，硕士21人。拥有中级以上技术职称的人数占员工总数的17.39％。与博云新材保持长期合作的中南大学国家级研发机构包括：粉末冶金国家重点实验室、轻质高强结构材料国防科技重点实验室、粉末冶金国家工程研究中心、国家有色金属粉末冶金产品质量监督检验中心等。
2、国家产业政策重点支持优势
博云新材研制的高科技产品涉及的行业被国家列为优先重点发展的行业，符合国家产业政策的发展要求。公司还承担了国家重点工业性实验、国家高新技术产业化示范工程等十余项国家、省、市级科研项目。公司生产的高科技粉末冶金复合材料产品打破了国外竞争对手长期垄断的格局，有利于我国新材料产业赶超世界先进水平，尤其是公司的航空产品(军用、民用飞机刹车副)和航天产品，确保了国家航空战略安全，同时在国防上具有重要战略意义。
3、细分产品市场优势
公司首获国内大型干线飞机一波音757飞机炭／炭复合材料飞机刹车副的PMA证书，公司开发生产的图一154飞机刹车副，获得俄罗斯图波列夫设计局颁发的生产许可证，公司开发的波音737-700／800飞机Goodrich机轮用粉末冶金刹车副是国内唯一取得民航产品生产许可证(PMA)的产品。博云汽车生产的环保型高性能汽车刹车片已配套多家汽车主机厂，近年来的销售额成持续上升局面。博云东方生产的高性能级进冲压模具材料占国内市场份额持续稳定增长。
4、可持续发展优势
博云新材开发的粉末冶金复合材料产品已在航空航天、汽车、高端冲压模具等应用领域得到了市场的充分认可，成功打入了原来由国外企业垄断的细分领域。公司开发的高性能粉末冶金复合材料产品通过在当前航空航天、汽车、高端冲压模具三个领域的应用，为公司产品拓展在其它领域的应用奠定了坚实的技术基础。公司产品未来将逐渐应用于高速列车、工程机械、船舶、石油、化工等领域，保证了公司的可持续性发展能力。
5、价格优势
博云新材的竞争优势尤其体现在产品的价格上。公司生产的粉末冶金复合材料产品主要与国外厂家进行竞争，飞机刹车副、环保型高性能汽车刹车片的价格为国外同类产品的60％左右，高性能模具材料价格为国外同类产品的50％左右，具有明显的价格优势，性价比高。
募集资金用途
粉末冶金研究范文6
1研制工艺
1.1材料配比与混合
球铰原用材料为耐磨青铜棒材经机械加工而成，成本高且浪费大，更重要的是困扰企业的难题—“烧盘”现象无法根治，由于该件工作条件较为苛刻，在新材料选材时选择强度较高、硬度和耐磨性较好且成本较低的铁基粉末冶金材料。经多次试验，选定Fe-P-C-Cu系，P是一个显著的强化元素，P的加入有效提高材料强度和尺寸稳定性，Fe-P-C系性能较广泛应用的Fe-2%~3％Cu-C合金优越，而微量Cu对轴向承压变形的改善显著［2］。
混合料的配比（质量分数）为：余量Fe-0.8%~1.2％Cu-0.4%~1.2％C＜3％添加剂，其中Fe粉为雾化铁粉，粒径小于178μm；Cu粉为电解粉，粒径小于74μm；C粉为鳞片石墨，均符合相关国标的技术要求。添加剂为质量分数0.8%硬脂酸锌，质量分数0.5%硫磺粉＜150μm；机油按粉料0.65mL/kg加入；混料采用V型混料机，时间2.5h。柱塞泵球铰质量要求较高，在保证高强度和耐磨性的同时，要求有良好的抗咬合性和一定的尺寸精度，为了保证各类指标的稳定性，配料时应严格控制各成分的加入及均匀性，加入机油湿混，避免铜成分偏析和粉粒大小的分层现象及添加剂硬脂酸锌和硫造成的团聚现象［3］，粉料混好后应过筛，粒径小于178μm。
1.2粉末的压型
装粉。为提高压型质量和效率，采用容量法刮料式装粉，其优点是装粉速度快，压件一致性好。压型压力为400MPa，密度为6.4g/cm3。
整型与精整。为了节约原材料和提高后加工效率，成型内孔只留精整量，一次精整到尺寸无切削工艺，并使小端面球面成型，以保证球面的密度，留少量加工量。此时保证所成型球面密度值得研究，大量试验及参考文献［4］证明，压制时成型球面在上是确保球面密度的关键。整型工艺以FTQ-40球铰产品为例：烧结后毛坯放在整型座上，整芯置于马蹄铁上，便于脱模操作，整芯中间30mm为整型尺寸，为毛坯整型留量而设定，考虑到整型回弹等因素，整芯尺寸比工件最终尺寸公差大0.07mm，整芯两端带稍：下端为导向部分，利于整型定位，上端为脱模部分，利于整型移出模后，整芯自动脱模，简化了整型模具和整型工序，因而大大提高生产效率，是传统外箍内胀工艺效率的3~4倍。
1.3粉末的烧结
烧结设备采用半自动推杆式烧结炉，将粉末压坯装在铁皮舟中送入炉内，且每舟装入质量严格控制并无规则装入，以便毛坯之间有足够空隙实现均匀烧结。烧结气氛采用吸热性煤气保护，组成（体积分数）：20%N2+40%H2+20%CO及少量的H2O、CO2与CH4。露点范围为-5～15℃。烧结工艺：加热温度为（1080±5）℃；保温时间为45min。
1.4后加工工艺
由于球铰球面要求非常高，用粉末冶金工艺无法达到设计要求，因而采用基本成形留加工余量、对工件毛坯进行机械加工的方法。采用成形刀加工球面，优点是操作简单、效率高，但问题较多，其中关键问题：1）由于该材料为耐磨材料，对刀具磨损严重，需经常换刀，尺寸精度无法控制；2）由于成形刀工作时为线接触，切削力非常大，导致“打嘟噜”现象，不但对刀具消耗非常大，并导致大批废品；3）成形刀因加工过程中切削阻力大，刀具发颤，使工件表面粗糙度差，造成后续球面精磨加工无法保证。通过不断摸索和大量试验，最终确定用改造的单板机数控车床对球面进行加工，方法是内胀胎定位、编程控制走刀，产品图见图2。首先进刀车小端面并退刀车小端球面，其次根据球心至大端面距离，进刀至大端面位置车大端面并车大端球面，程序控制，一气呵成，使加工质量大幅提高：1）尺寸一致性非常好，为后续精磨打下良好基础；2）表面粗糙度很好，精磨量缩小，有效提高后加工效率和质量；3）两端面及球面一次装卡完成，形位公差保证良好；4）刀具磨损小，减少换刀次数，提高工作效率；5）废品率几乎为零。精磨加工采用厂家自制专用磨床加工，用专用工装需要良好的一致性，本研制工件良好的满足了加工要求。另外，制件的防锈与包装不可忽视，除操作避免汗渍接触工件外，工件经检验合格后，应立即浸油并在油内加入成分石墨和防锈成分亚硝酸钠，油温为80~100℃，工件浸煮15min后控油，用牛皮纸包裹放入塑料袋内封口装进包装纸箱，入库并防潮。
2试验结果
2.1检验结果
柱塞泵粉末冶金球铰（见图2）的材质、尺寸精度和力学性能等进行了系统检验，化学成分（质量分数）：C为0.49％，Cu为1.08％，Fe为94.95％。物理及力学性能：密度≥6.6g/cm3，硬度≥90HB，压溃强度≥300MPa。尺寸精度：准28尺寸偏差标准要求f7（-0.020-0.041）mm，实测（-0.023～-0.020）mm；准14尺寸偏差标准要求H9（+0.0430）mm，实测（0.030～0.035）mm；球中心距标准要求（6±0.15）mm，实测（-0.07～+0.09）mm；大端与准14的垂直度准，标准要求0.05mm，实测（0.02～0.03）mm；外圆与内孔准14的同心度标准要求0.08mm，实测（0.02～0.03）mm；准28球的圆度标准要求0.02mm，实测0.01～0.02mm；粗糙度标准要求Ra0.8μm，实测Ra0.8μm。球铰的防锈：标准要求球铰成品应渗渍油。并允许加入无害于柱塞泵性能的防锈剂，实测合格。球铰的外观质量：标准要求不允许有裂纹、夹杂及锈蚀等缺陷，实测合格。柱塞泵粉末冶金球铰经检验，各项技术指标符合Q／JYY032—2001《柱塞泵粉末冶金球铰技术条件》的要求，为合格产品。
2.2台架强化试验
将样件安装在两台XB-F40泵试验机上，条件：1）在P=25MPa下，运转1.5h；2）在P=20MPa下，冲击试验200次，运转正常，试验完毕拆检零件，铰副摩擦、磨损痕迹正常。
2.3装机可靠性、耐欠性试验
在XB-F40泵上装试件数件，已经历两年半超过5000h未发生任何异常现象，经批量使用，本粉末冶金球铰各项性能指标达到要求，与原用青铜合金QSn6-6-3材料相比，抗咬合等指标均有所提高，根除过去存在的“烧盘”现象。
3结论
1）用粉末冶金方法生产柱塞泵球铰在XB-F40泵上试用获得成功，完全可以替代原用青铜合金材料球铰。
2）本研究Fe-P-C-Cu系粉末冶金球铰材料，力学性能良好，特别是抗咬合性能突出，可有效解决“烧盘”问题。
