金属与粉末冶金

Ames实验室使用气体雾化技术生产金属3D打印材料

设在美国爱荷华州立大学的Ames实验室近期制造出了完美的金属粉末材料。虽然金属粉末的创新可能看起来很小，但它对3D打印行业的影响巨大。由他们最先进的气体雾化方法生产的金属粉末材料，Ames实验室的金属粉末由完美光滑的球形颗粒组成，是金属3D打印的理想材料选择。

传统制造的粉末不是很流畅地通过沙漏的颈部，而且当停止和启动，需要被摇晃一下。另一方面，气体雾化的Ames粉末顺利且快速地通过沙漏。

Ames粉末已被证明是一个有效的替代品，在过去20年中获得了超过16项专利的实验室，甚至促使一家分公司IPAT的产品加速上市。在细节方面，气体雾化是依靠高压气流将金属分解成微小颗粒的粉末。金属在实验室通过感应炉熔化，然后进入雾化喷嘴。从氩气到氦气的几种气体射流以紧密图案聚焦在熔融金属上，迫使液化金属直接与气流的强大动能耦合。该过程产生受控液滴喷雾，然后随着液滴冷却而快速固化。

使用气体雾化法，Ames实验室已经生产粉末状的铁、铝、镍、铜、锡、镁等。钛仍然是其主要成就之一，同时，该材料也是3D打印中最抢手的金属之一。

Ames实验室最终目标是在一个生产运行中产生高达200磅的粉末。（中国3D打印技术产业联盟）

新日铁住金公司开发海水淡化装置用不锈钢

作为解决世界性水资源问题的措施，对海水淡化装置的需求越来越高，但为了控制海水淡化装置的建设成本和提高海水淡化装置的生产能力，具有大量造水功能的大型蒸发式海水淡化装置使用了各种耐蚀性材料。主要使用的耐蚀性材料为双相不锈钢。为扩大用户对耐蚀性材料的选择范围，能够选择更加合理的耐蚀性材料，新日铁住金不锈钢公司开发了海水淡化装置用不锈钢----NSSC2120。

NSSC2120具有与TY304相同的耐点蚀性。另外，在耐应力腐蚀开裂性方面，由于双相钢具有的混合组织和高的强度，因此其耐应力腐蚀开裂性比TY304的更好。

根据NSSC2120的特性，对其作为海水淡化装置用材料的特性进行了评价，结果可知它可用于由日立造船公司承担关键部位设计和制作的卡塔尔最大的海水淡化装置。该海水淡化装置共使用了双相钢3 200t，其中700t为NSSC2120。由于它可大幅度改善焊接操作性，因此可替代S32101。估计今后还可扩大应用于中东地区的大型化海水淡化装置。

NSSC2120已开始广泛应用于其它行业。日本造船行业在制造近海油轮时已大量使用NSSC2120，取代TY304和涂敷碳钢钢板，既确保了耐蚀性，又具有良好的加工性和焊接性，还可使航海中的维护变得简单，受到了很高的评价。估计今后还可扩大应用于远洋油轮。（中国冶金报）

日本东北大学开发自励发电型智能材料

日本东北大学近日公布了将磁致伸缩纤维提高“逆磁致伸缩效应”功能后植入机械构造物的技术，并开发出了强韧轻量且拥有高发电性能的复合型新材料。该材料可在高灵敏度传感器、可穿戴设备及IoT设备领域用于微环境发电及蓄电功能，作为日本发明的“自励发电型”智能材料备受关注。

此次植入的磁致伸缩材料为铁-钴（Fe-Co）合金。将该合金制成直径为1～0.2mm的线材，使其发挥磁通量容易向纤维方向浸透的性质，并且还改进了植入环氧树脂母材树脂内部时的制造工序，从而制造出了逆磁致伸缩特性极高的复合材料。另外还通过在树脂外部配置线圈，在冲击负荷下成功产生了大电压。通过运用这一特性，可使用于应力传感器、损伤检测传感器、振动及冲击发电装置。虽然是传感器，但具有发电功能，因此有望为开发出自励型IoT传感器做出贡献。

用于磁致伸缩材料的Fe-Co合金具有铁基原料便宜、加工性和强度优异，以及磁化及磁致伸缩特性出色的特点。该合金于2011年发明，由东北特殊钢实现量产。使用该合金的复合功能型新材料实现了原来由稀有金属构成的脆弱、难加工的2种磁致伸缩材料（稀土类Terfenol-d合金、Fe-Ga类Galfenol合金）无法实现的强韧性和轻化。另外还可与构造体一体成型，因此设计自由度也很高。（中国冶金报）

日本钢企开展超耐热合金开发等研究

日本主要钢铁企业新日铁住金、JFE钢铁和神户制钢与日本国立物质材料研究所决定共同开展超耐热合金开发等基础研究。他们将利用各公司和物质材料研究所60年来在材料研究中积累的实验数据，对发电用汽轮机和飞机喷气式发动机等所需材料的性能进行研究。这项研究是面向10～20年后的需求而进行的基础研究，有利于促進各公司间的合作，并提高日本在这方面的技术实力。

在共同开发过程中，物质材料研究所约50名研究人员参与，每年投入50亿日元研究费用。3家钢企负责人已经就开发计划取得一致意见，目前各公司人员正在推进协议的完成。物质材料研究所在超耐热合金开发中拥有对实验结果进行预测的独有的程序。据称，通过减少开发过程中的试错等，可将目前使耐热温度提高50℃所需的研发周期从20年缩短为10年。目前开发的合金已经被用在美国大型飞机制造商波音公司的“波音787”喷气式发动机。如果耐热温度提高，发动机的燃烧效率就会提高，从而降低飞机燃油消耗。如果用于发电厂的汽轮机，发电效率也将提高。（中国冶金报）

苹果公司成功申请了液态金属技术专利

最近美国专利商标局公布了苹果获得的一项与液态金属相关的技术专利，该专利或许与苹果产品的logo有关。

根据苹果提交的专利文件显示，未来苹果产品外壳上的凸出logo将会采用液态金属来打造。不过，苹果并没有指出这项专利技术到底会在哪一类产品上进行具体使用。

除了logo外，美国专利和商标局还授予过苹果另一件液态金属专利，文件描述了为iPhone和iPad配置液态金属Home按键的多种实现方法和优势。据了解，苹果目前只是在iPhone 3GS的SIM卡弹出工具上使用了液态金属材质，其他产品上未见使用。（中国有色金属工业协会）

世界首条稀土硫化物着色剂连续化隧道窑生产线投产

日前，以中国科学院长春应用化学研究所核心技术为依托的世界首条稀土硫化物着色剂连续化隧道窑生产线，在中科院包头稀土研发中心建成，并实现首批产品下线，这标志着中科院在稀土高附加值下游应用领域实现了又一次原创性的突破。

稀土硫化物着色剂因其着色性能优异、无毒无害等特性，广泛用于塑料、塑胶、油漆、油墨、皮革等诸多领域，预计市场需求可达百亿元人民币。由于可以替代目前大量使用的有机颜料和含镉、铅的重金属颜料等不能达到环保要求的着色剂，稀土着色剂被列入由科技部、工信部和环保部在2016年联合颁布的《国家鼓励发展的有毒有害原料产品替代品名录》。

中科院院士张洪杰和研究员李成宇领衔的中科院长春应化所稀土资源利用国家重点实验室团队与中科院包头稀土中心合作，以长春应化所在稀土硫化物制备方面的3项核心技术专利为依托，在包头开展10t级中试放大实验。（中国科学报）

中国台湾成功大学研发新型医用镁材料

近日，中国台湾成功大学宣布，已成功研发出可用于牙床重建的镁再生网膜和骨科适用的镁骨钉2项生物自体分解新医用材料。该材料植入体内后，可不必取出，避免了经历二次开刀之苦。

这项新型医用材料的研发，是成功大学医学院和工学院合作的成果，且已取得台湾材料专利，预估未来进入临床实际应用时，将造福无数病人。成功大学表示，目前重建病人牙床的医疗方式，都是使用钛再生网膜或不锈钢网膜辅助，等待牙床成长到一定程度后，再开刀取出金属网膜。而现行骨科则使用钛骨钉或不锈钢钉，骨折受伤的病人在骨头愈合后，需再开刀取骨钉，不仅承受痛苦，也拉长疗程及增加感染风险。

成功大学表示，镁是一种可溶于食盐水的金属，可从尿液中排除，不会沉积在人体造成危害，分解过程还可刺激骨细胞活性、抑制噬骨细胞。（中国有色金属报）

我国“铸造高温合金粉末冶金”等关键技术助航

连日来，关于航空发动机的话题再度引起广泛关注。有媒体报道称，按照我国空军每年约240～300h的训练和值班飞行时数来计算，配备俄制AL-31F航空发动机的歼-10和歼-11等主力战机通常每经过4年时间就需要更换全新发动机。为此，空军投入专门力量将AL-31F发动机延长寿命，使它的寿命从900h延长到1 500h。那么，对于一款寿命较短的发动机来说，如何通过技术改进提高它的寿命呢？

国防科技大学国家安全与军事战略研究中心军事专家王群教授介绍，一方面可以通过采用新的工艺和技术升级或改装等措施，提高一款新组装或新研制的航空发动机的寿命，另一方面能够利用工艺改进和新材料应用等手段修复核心部件，延长一款旧航空发动机的寿命。

2010年的报道指出，“军用航空发动机零部件再制造技术及其应用”科研项目正式立项，独创了具有我军特色的铸造高温合金粉末冶金、铸造合金零件表面微损伤无变形、压气机转子叶片自动微弧等离子焊接等21项再制造关键技术，形成了一批具有自主知识产权的高水平科技成果，使新型战机发动机维修的一系列关键难题迎刃而解。（中国民航报）

新型材料面世有望推动热电产业化

近日，南京理工大学唐国栋副教授课题组制备出一种新型的热电材料——硒化锡—硒化铅相分离块体，具有制备工艺更简单，机械性能更稳定，生产成本更低，便于规模化生产应用，热电优值（ZT值）高等优点。该研究成果发表在国际顶尖期刊《美国化学协会期刊》上。

热电材料是实现热能和电能直接相互转换的新型能源材料，用热电材料制造的温差发电装置和制冷装置具有体积小、无需传动部件、不排放污染物质、无磨损、可靠性高等优点。但热电材料较低的热电效率是制约热电器件大规模应用的主要因素。唐国栋介绍，这种材料是采用低温合成技术，通过降低材料的合成温度，并结合快速非平衡烧结方法降低材料的固溶度，产生析出相而后得到的。该成果实现了热电材料性能的新突破，使热电材料的热电优值提升到1.7，打破了硒化锡块体多晶材料性能最高值记录。该材料有望广泛应用于热电领域，用它制成的热电器件可以应用在有大量热能产生的钢铁电厂车间，将大量废弃的热能转化为电能。（中国冶金报）

华科大金属3D打印技术发力航空制造业

近日，空中客车公司与华中科技大学张海欧教授就其研发的大型金属3D锻铣铸技术举行技术合作签约仪式，双方正式在航空工业制造领域展开合作。

3D打印制造出来的金属零件，具有高性能、低成本、快速试制等特点，应用前景广阔。然而，常规3D打印同样存在致命缺陷：由于打印缺乏锻造这一程序，难免会有疏松、气孔、未熔合等缺陷难以避免，抗疲劳等性能严重不足，使全球3D打印行业一直处在“模型制造”和展示阶段，无法高端应用。

张海鸥教授团队依托华中科技大学机械学院的强大平台，独立研制出微铸锻同步复合设备，并创造性地将金属铸造和锻压技术合二为一，实现了全球领先的微型边铸边锻的颠覆性原始创新，大幅提高了制件强度和韧性，提高了构件的疲劳寿命和可靠性。同时省去了传统巨型锻压机的成本，可通过计算机直接控制成形路径，不仅能打印薄壁金属零件，而且大大降低了设备投资和原材料成本。尤其可喜的是，经由这种微铸锻生产的零部件，各项技术指标和性能均稳定超过传统锻件。（中国日报）

中国北斗镁合金科技产业园项目签约

近日，中国北斗科技中心与山西阳泉市签订了《中北斗镁合金科技产业園合作框架协议》，拟在该市建立中国北斗镁合金科技产业园项目。

中国北斗科技产业联盟致力于汽车配件、轮毂、五金机械制造，生产镁合金汽车轮毂。此次签约的镁合金项目总投资约32亿元，项目涵盖了金属镁加工、高纯镁加工、镁合金加工、镁合金轮毂加工、镁板加工等多个分项。项目分3期建设，全部建成后将达到年产镁合金2万t、年产镁合金轮毂500万只的生产规模。（中国有色金属报）

大尺寸金属3D打印设备开始攻关

日前，“大尺寸粉末床选区激光熔化增材制造工艺与装备研发”项目获得了2016年国家重点研发计划“增材制造与激光制造专项”1 985万元的经费支持。

据了解，该项目由北京易加三维科技有限公司为承担单位，清华大学、北京天远三维科技有限公司、中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、北京星航机电装备有限公司、中国直升机设计研究所、中国燃气涡轮研究院为参研单位。

项目负责人北京易加三维科技有限公司总经理、高级工程师冯涛介绍，该项目完成后，可实现航空航天、军工等行业对金属3D打印成品的要求，即尺寸大、精度高、力学性能好、表面粗糙度低、致密度100%；同时，该技术代表了未来金属3D打印技术的发展方向，拥有该项技术可使我国航空航天、军事进入国际先进水平。项目的实施将填补我国此项技术的空白，打破发达国家对我国的技术垄断，有利于提升我国在航空航天、军工制造、精密医疗等领域技术能力。（科技日报）

全自动心血管支架电化学抛光机研制成功

近日，用于心血管支架的“全自动心血管支架电化学抛光机”由北京核心动力科技有限公司研制成功。

心血管支架目前常用于人体心脏等血管疾患介入治疗，它是由不锈钢、钛镍等人体生物相容性好的金属合金制成，且直接介入人体的血管当中，多为直径几毫米，长度不一的合金网状支架，它是通过激光切割相应管材后形成的圆柱形网状结构。因为切割后的支架表面毛糙，组织结构差，所以需要通过电化学抛光进行处理，避免影响其介入血管的过程和进入人体后造成生物损伤，所以对支架的表面及结构特性要求很高。

心血管支架的电化学抛光需要在强腐蚀性环境下进行，为了保证抛光均匀和稳定，需不断调整支架位置，同时，还要避免外力导致支架变形。目前，其抛光过程一直采取最原始的人工操作实验室的化学实验方法，可以想象在强腐蚀性环境中，人体会接触抛光液，会操作多个支架工位，人的防护失误和操作失误都可能发生，事故也难免发生。不仅如此，抛光过程全人工操作也导致工作效率低，人工成本高，成品率得不到控制，安全生产不能保障等问题，这些都成为心血管支架生产的薄弱环节。

该抛光机可以通过电脑软件设置工作参数，支架上下均有机械手完成，抛光过程在封闭的系统中完成，操作简单，维护方便，不仅节省了人工成本，还避免了安全隐患，提高了产品质量，是支架抛光生产中不可多得的自動化设备。（中国有色金属报）

青海盐湖金属镁一体化项目获突破进展

新年伊始，青海盐湖金属镁一体化项目核心装置年产10万t金属镁装置试车取得突破性进展，金属镁脱水装置成功产出无水氯化镁，标志金属镁装置工艺全线打通，实现了金属镁试车的全面重大突破。

金属镁一体化项目是立足察尔汗盐湖并依托柴达木盆地丰富的矿产资源，以金属镁为核心，以钠利用为副线、以氯气平衡为前提，以煤炭为支撑、以天然气为辅助，在盐湖地区构筑主题鲜明、特色突出的循环经济产业链。项目核心装置金属镁自2014年12月卤水精制单元试车以来，在2016年5月15日金属镁330kV钾镁变电站成功受电；5月24日，镁合金锻造车间投料试车成功，产出第一批镁合金锭；6月16日，金属镁装置电解槽单元带料试车，浇铸出第一块镁锭，镁含量达99.94%；8月16日，金属镁脱水装置蒸发造粒系统流程打通；11月23日脱水单元空气干燥系统产出氯化镁颗粒，指标优于工艺要求。到新年前夕，金属镁脱水装置成功产出无水氯化镁，表明这一项目在攻克一系列技术难关后逐步走向成熟。（人民网）

萍乡市粉末冶金基地获批

近日，江西省萍乡市粉末冶金特色产业基地通过评审，被认定为国家级火炬特色产业基地。 目前，基地已有40余家粉末冶金企业入驻，其中骨干企业9家，高新技术企业38家，火炬计划重点高新技术企业2家，承担国家级火炬项目3项，地方级火炬项目6项，其它国家级科技计划项目18项，省级科技计划项目86项，产业集群效应逐步显现。

下一步，基地将进一步完善产业科技平台，加快培育一批产业龙头企业，实施一批科技含金量高、产业化前景好的大项目，将粉末冶金制造为重点的冶金机械制造加工产业打造成千亿产业，打造中国粉末冶金之都和世界先进装备制造“粉谷”。（萍乡日报）