汽车发动机用粉末冶金主轴承盖

第２７卷第５期２００９年１０月

粉末冶金技术

ＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．２７，Ｎｏ．５

０ｃｔ．２００９汽车发动机用粉末冶金主轴承盖

ＴｅｒｒｙＭ．Ｃａｄｌｅ，ＭａｒｋＡ．Ｊａｒｒｅｔｔ，ＷｉｌｌｉａｍＬ．Ｍｉｌｌｅｒ

摘要：粉末冶金主轴承盖（ＭＢＣ）于１９９３年第一次用于ＧＭ的３１００与３８００Ｖ６发动机。该零件一年消耗粉末５０００多ｔ，是北美粉末冶金零件中应用量最大者。选择粉末冶金材料替代传统的铸铁，是因为其有利于零件的功能，而且因为粉末冶金工艺能成形为最终形状，从而使ＧＭ可节省下对主轴承盖的切削加工生产线的大部分投资。由于灰铸铁强度不够高，球墨铸铁的价格高又难切削加工，因此，为这种零件开发Ｊ，一种强度高、成本低的粉末冶金合金钢。这篇论文说明了主轴承盖的功能要求，比较了铸铁与粉末冶金的材料和生产工艺，说明了粉末冶金的设计利益；此外，还讨论了粉末冶金主轴承盖要求的强度、一致性、完善性（无缺陷）及切削性，其中包括试验与试验验证。

关键词：粉末冶金；主轴承盖；汽车；发动机

Ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｍａｉｎｂｅａｒｉｎｇｃａｐｓｆｏｒａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｎｇｉｎｅｓ

ＴｅｒｒｙＭ．Ｃａｄｌｅ，ＭａｒｋＡ．Ｊａｒｒｅｔｔ，ＷｉｌｌｉａｍＬ．Ｍｉｌｌｅｒ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｍａｉｎｂｅａｒｉｎｇｃａｐｓ（ＭＢＣ）ａｒｅｂｅｉｎｇｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｉｎＧｅｎｅｒａｌＭｏｔｏｒｓ（ＧＭ）３１００ａｎｄ３８００Ｖ６ｅｎｇｉｎｅｓｉｎ１９９３．Ｔｈｉｓｐｒｏｄｕｃｔｗｉｌｌｃｏｎｓｕｍｅｏｖｅｒ５０００ｔｏｎｓｏｆｐｏｗｄｅｒａｙｅａｒｍａｋｉｎｇｉｔｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｖｏｌｕｍｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＰ／ＭｉｎＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａ．Ｐ／Ｍｗａｓｃｈｏｓｅｎｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｔｒａｄｉ—ｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌ．ｃａｓｔｉｒｏｎ．ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｎｅｔｓｈａｐｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｍａｊｏｒｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｓｉｎＭＢＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｌｉｎｅｓａｔＧＭ．ＡｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｌｏｗｃｏｓｔＰ／Ｍａｌｌｏｙｓｔｅｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｔｈｉｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓｉｎｃｅｇｒｅｙｃａｓｔｉｒｏｎｗａｓｎｏｔｓｔｒｏｎｇｅｎｏｕｇｈａｎｄｄｕｃｔｉｌｅｃａｓｔｉｒｏｎｗａｓｂｏｔｈｅｘｐｅｎｓｉｖｅａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｅｘｐｌａｉｎｓｔｈｅｆｕｎｃ—ｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｎＭＢＣ．ＴｈｅｃａｓｔｉｒｏｎａｎｄＰ／ＭｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆＰ／Ｍａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅＰ／ＭＭＢＣｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ（ｆｒｅｅ—ｄｏｍｆｒｏｍｄｅｆｅｃｔｓ）ａｎｄｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｓｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ；ｍａｉｎｂｅａｒｉｎｇｃａｐｓ（ＭＢＣ）；ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ；ｅｎｇｉｎｅｓ

近年来，特别是在北美，粉末冶金零件在汽车中的应用在急剧扩大。采用粉末冶金的推动力一般是既可减低生产成本，对产品又有益处，从而可提供最佳价值选择方案。材料与制造工艺的发展使粉末冶金可在更广阔的应用范围内进行竞争。在这些领域既要求精度又要求耐久性，以前往往认为粉末冶金是达不到要求水平的。

耐热的阀座圈、固体润滑的气门导管、耐冲击的正时链轮、耐磨的凸轮轴及耐疲劳的连杆都仅只是转换为粉末冶金生产的几个事例。主轴承盖已增列于这个零件名单之中，这对相关公司与整个粉末冶金产业都是一个好消息。为达到主轴承盖所要求的物理一力学性能和批量生产水平，努力地进行了三年紧张的研发才取得了成果。粉末生产厂家、粉末冶金零件生产厂家和汽车公司间的密切合作是这个产品研发成功的最重要因素。

主轴承盖的功能：主轴承盖是内燃机的一种重要结构零件。曲轴将活塞的往复运动转换为旋转动作，从而最终驱动车轮（见图１）。曲轴必须牢靠地保持在原位，同时又要能自由转动；这是依靠用螺栓固定在发动机缸体上的主轴承盖和装以薄的双金属轴瓦来实现的。因此，主轴承盖的两种功能是：对曲轴进行导向与固定，承受发动机中产生的最高燃烧

力与惰性载荷。万方数据