高性能汽车结构件的粉末冶金制造工艺

７ 眸 第』 ４ 期
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Ｍ Ｃ 瑗 代零 部 件
用 烧结后 的连杆 自身的余热 ，无 需
单 的 零 件 ，通 常 是 一 个 台阶 的 产
品。
此后 可 以继续 采 用 间隔３ ０ 左右 ０ ｍｓ 的 多次撞 击进一 步致 密化 。预合 金 化 的粉末 和扩散 合金 化的粉 末可 以
丰 田、福特 、通用 、克莱 斯勒 和宝 马等 公司采用 。 自１８ 年以 来 ，北 ９６
美市场 的粉 末锻造 连杆 的累 积产量
密度的提 高 ，因此 可以直 接对坯 件 进 行机加 工 ，如钻 孔 、攻 螺纹 等 ，
金 属 切 削 加 工 的 废 料 可 以 回收 使 用 。温压 的 经济性 比粉 末锻造 、双 压 双烧 和渗铜 要好 ，已经被 用来制 造 几百种 零件 ，包括 斜 齿轮 、同步 环 、链轮 和 各类轴 套 。零件 的重量
重 新加热 ，即可锻造 去除零 件 内部
孔 洞 ，能 源消耗 少 。粉 末锻 造连 杆
１ ９ 时 代 中 期 Ｈ６ ｎ 和 ０ ９ ａ ｓ ｇ ａ
Ｈｅ ｇａ ａ 发 的 温 压 （ ｍ ｏ ｎ ｅ开 ｓ Ｗａ ｒ
的 疲 劳强 度比 传统 Ｃ ０ ７ 钢锻 造连 杆 提 高 了２ ％～３ ％，而 材料 利用 率 ５ ３
大尺 寸 的零件特 别有 用 ，但是零 件
的形状相对 简单 。
压 相 比 ， 可 以 将 生 坯 的 密 度 提 高
０１ ．ｇｃ ，力学性 能也相 应提 ． ～０３ ／ｍ 高 １ ％～２ ％。 由于温 压坯 件生 坯 ０ ０
除以 上方 法以外 ，模 壁润滑 等
其 他方法 也被 用于 压制过 程 中，以
新 型烧结技 术的应 用 （ 结设备 的 烧
发展 ）。
是承载要 求较低 的零件 ，２世 纪９ ０ ０
年代 以后工业 界认识 到 ，如果 粉末 冶金零 件的性 能得到 大幅 度提高 ，
（ ）粉 末 冶金 材料 疲 Байду номын сангаас 性能 ６ 的提 高及部 件安全 设计 中数值模拟
水平的发展 。
２ ０ ２ ０ 。Ｆ ｄ ｒｌ ０ ～１０ ｇ ｅ ｅａ —Ｍｏ ｕ使 用 ｇｌ
提高产 品的密度和均匀性 。
３提高烧结致 密化程 度 ．
研 发 人 员 已 经 采 用 了不 同 的 方法 ，改善粉 末的 烧结活 性 ，从 而
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宋 久 鹏
● 厦 门 虹 鹭钨 钼 工 业 有限 公 司／ 洋 于
高性能汽车结构件的 粉末冶金制造工艺
粉末冶金的汽车结构件
粉末冶金 （ ｏ ｄ ｒＭｅａｌｒ ｙ Ｐ ｗ ｅ ｔｌ ｇ ， ｕ 粉末 冶金汽车结构件经过６ ０
（ ）几 何 形状 更 加 复 杂的部 ４
汽车上的应用逐 年增加 。
粉 末冶金汽 车零件 中以 发动机 和变速 器零件 最多 ，在 欧洲和 日本
的原材料 （ ｒ Ｃ 、Ｍｎ ｉ 廉价但具 、Ｓ等
有高硬化 性能的 合金元素 对比Ｎｉ 、
Ｍ 、Ｃ 等合金元素 ）。 ｏ ｕ
（ ）新 型润 滑 剂及 压 制技 术 ３
的发展。
Ｐ Ｍ）是以金属粉末或金属粉末与非 金属粉 末的混 合物 作 为原料 ，经过 成形和 烧结 ，制造金属 或复 合材料 制 品的工艺技 术。粉末 冶金零 件具
有高性 能 、多功 能 、精 度高 、表 面 粗糙 度和一致性 好等优 点 ，同时粉 末冶金 是一种近 净成形 工艺 ，材 料
（ ）高 温 烧结 及 烧结 硬 化 等 ５
可 以达 ￣ ９ ％，后续金 属切 削 的加 １５ ｊ 工量 也大大降低 。 粉 末锻造 连杆 先后被 保时捷 、
通过 高速 压制 ，使产 品的 密度达 到
７４～７７ ／ｍ ． ．ｇｃ 。高速 压制 对于生 产
Ｃ ｍｐ ｃｉｎ ｏ ａ ｔ ）技 术 ，将 粉 末和 模 ｏ
具 加 热 到 约 １ ０ ｃ， 与 通 常 的 温 。 ３
件 （ 模具 及压机技 术的提 高及烧焊 技 术的发 展 ）以 及粉末 注射成形 技
术的发展 。
年的 发展 ，其 市场迅 速增长 ，原 因 主要 在于粉 末冶金 与其他 制造工 艺 相 比，在节材 和节能 方面具 有明显
的优 势。此外 ，粉末 冶金在 成形 复 杂形状零 件时 ，可以 保持较 高的精 度 。然 而 ，早 期粉末 冶金零 件主要
基 于 上述 特 点 ，粉 末 冶 金 成
为适 合汽车零 件制造 的一种优 良工
艺 。 目前全球 粉末冶金 产品 的销售
提高粉末冶金结构件性 能的方法
１粉 末锻造 ．
粉 末锻造 是指 在粉末 压制烧 结
额近２ＯＬ ５￣美元 ，其中汽车零件市场 占７ ％。美 国粉末 冶金 工业联 合会 ９
变速 器 ３％ ０
这两类零件的总量均 为７ ％，如 图１ ０
所示。
材料利 用率 高 ，而 且材料 在模具 内
的流 动量少 ，提高 了模具 寿命 。利
其他
ｌ ％ ２
发动机 ３ ％ ５ （）欧 洲 ａ （）北 美 ｂ （） 日本 ｃ
图１ 粉末冶金汽车零件在汽车上的应用分类
（ Ｉ ）的统计表明 ，粉末冶金在 ＭＰ Ｆ
烧 、高速压制 、粉末 锻造及表 面致
密化等工艺以提高产品的密度。 （ ）研发 生 产新 型 高性 价 比 ２
后 ，再通过 锻造工 序件 使烧结件全 致 密化 ，从 而提高 产品 的性能 。典
型 的粉末锻造 产 品是发动 机连杆 ， 粉 末 锻 造 连 杆 采 用 预 合 金 化 的 粉 末 ，如Ｈｓ ５ 或ＨＳ ６ 。采 用模 压 １０ １０ 成形 ，由于 是近净 成形 ，因此 不但
利用率 高 、能耗 低 、可 靠性好 、柔
性化程 度高 ，适 合大批 量 自动化 生 产。
其在汽 车上 的应 用将 会成倍 增加 。 因此 ，粉末 冶金技术 出现 了以下 的 发展趋势 ：
（ ）对 于传 统 压制 烧 结 粉末 １ 冶 金 零 件 ， 出现 了温 压 、双 压 双