粉末冶（yě）金是（shì）以金屬粉末或金（jīn）屬化合物粉末為原料，經混合、成形和燒結，獲得（dé）所需形狀（zhuàng）和性能的材（cái）料或製（zhì）品的工藝方法（fǎ）。常用的（de）金屬粉末有鐵、銅、鉑、鋁、鎳、鎢、鉻和鈦等（děng）粉末，合金粉末有鎳青銅、鋁合金、鈦合金、高（gāo）溫合金、低合金鋼和不鏽鋼等。粉末冶金法能生產用傳統的熔煉或加工方法所不能或難以製得的（de）製品。粉（fěn）末冶金技術製造具有優良疲勞性能和尺寸（cùn）精度的齒輪以滿足電機製造行業的嚴格要求的潛力，粉末冶金部件（jiàn）由於其成本效益（yì）、重量和（hé）節能等優點，在汽車傳動（dòng）和（hé）變速器中廣泛應用。盡管過去在其他汽車傳（chuán）動應用領域（yù）取得了成功，粉末冶金技術尚未滲透到汽車動力傳動係統齒輪市場，齒輪的傳統加工似乎是一個複雜而昂貴的過程。

什麽是粉末冶金？

粉末冶金是一種成型金屬零（líng）件的工（gōng）藝。這（zhè）個過程有三個步驟：

混合金屬粉末將粉末壓製成所需形狀在受控條件下加熱壓實形狀最終的結果是一個金屬零件，幾乎與所需的形狀相同，需要很少或沒有機器精加工，這取決於所需的精度（dù）水平。

粉末零件（jiàn）的優（yōu）缺點

粉末金屬齒輪比傳統齒輪材料更受歡迎的主要原因（yīn）是成本，在（zài）大量生產中，用粉（fěn）末金屬（shǔ）製造（zào）齒輪比用鐵或鋼製造齒輪便宜。在（zài）製造過程中使用的能（néng）源較少，而且材料（liào）浪費也很少。考慮（lǜ）到許多粉末金屬零件（jiàn）不需要（yào）太多（如果有的話）機械精加（jiā）工，製造成本通常也較低。

使粉末金屬具有吸引力的其他（tā）特征與其材料結構有（yǒu）關，粉末金屬齒（chǐ）輪的多孔成分，它們重量輕，通（tōng）常運行安靜。此外（wài），粉末（mò）材料可以獨特的混合，產生（shēng）獨特的特性，對於（yú）齒輪，這包括用油浸漬多孔材料的（de）機會，從而產生自潤滑齒輪。

粉末金屬齒輪（lún）也有一些缺（quē）點，其中最重要的一點是，粉末金屬的強度不（bú）如其他材（cái）料，而且磨損速度也比其他（tā）材料快。當（dāng）使用粉末金屬材料（liào）來保持齒（chǐ）輪的可（kě）製造性和有效性時，也（yě）存在尺寸限製。以低（dī）到中等規模的生產量生產（chǎn）粉末金屬齒（chǐ）輪通常也不具有成本效益。

粉末冶金（jīn）技術的挑戰

如（rú）今的現實（shí）是，齒輪的設計和製造仍然（rán）是OEM的核心競爭力，粉末冶金行業（yè）一直（zhí）無法說服汽車傳（chuán）動係統OEM，生產（chǎn）出（chū）與加工齒輪的性能和尺寸精度相匹配的零件。由於許多傳動齒輪具有螺旋角大於30度的螺旋齒形，與（yǔ）現有的鍛鋼毛坯滾切相比，以具有成（chéng）本競爭力的方式製造這些部（bù）件對粉末（mò）冶金行業來說是一個挑戰。通常，高螺旋（xuán）角對壓實造成了挑戰，因為（wéi）幾何結構（gòu）導致了與傳統加工不同（tóng）的荷載，從而限製了高密度下（xià）實現扭矩要求，並增加了過早損壞的風險。粉末冶金零件生產商、工裝製造商和壓力機製造商的共（gòng）同努力，使螺旋壓實技術取得了重大進展。這項技術雖然在本質上很（hěn）昂貴，而且僅限於（yú）少數公司，但可（kě）用（yòng）於粉末冶金（jīn）行業。如今（jīn），使用傳統的低合（hé）金鋼粉末，可以（yǐ）在接近（jìn）7.2g/cm3的最大密度下壓縮（suō）33°螺旋角的斜齒輪。

對於粉末冶金來說，尋求能夠在高扭矩承載應用中取代傳（chuán）統鋼的高強度粉末冶（yě）金部件是一個永恒的挑戰。除了壓製（zhì）的複雜性和實現高密度的（de）困難外，粉末冶金（jīn）齒輪毛坯還需要深層的表麵（miàn）致密化，以（yǐ）使沿齒根圓角和主動齒表麵的強度最大化。

表麵致密化顯示出粉末冶金（jīn）零件性能的顯著改善，為粉末冶金工業（yè）開（kāi）辟了新的可能性。粉末（mò）冶金工業已經開發出各（gè）種方法來對零件的（de）臨（lín）界表麵進行局部致密化工藝。所有（yǒu）已知的致密化方法都有一個共同點，即在（zài）需要致密化的區域內（nèi），將多（duō）餘材料給成型零件（jiàn）塑性變形提供條件。

結論

采用粉末冶金工藝製造的齒輪與傳統的加工工藝相比，在形狀複雜度和生產率方麵具有固有的優（yōu）勢，這一優勢最終轉化成類似應用的粉末（mò）冶金齒輪的成本競爭力，表麵致（zhì）密的粉末冶金齒（chǐ）輪比拉刀或滾刀實心（xīn）鋼齒輪具有（yǒu）更好的表麵光潔（jié）度。改進後的表麵光潔度對於不需要熱處理及（jí）磨削具有經濟吸引力，這對粉末冶（yě）金應用來說是一個明顯的優勢。