粉末冶金新技术在汽车上应用.doc

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1、粉末冶金新技术在汽车上应用1.1粉末烧结预制坯热锻技术（粉坯热锻粉末锻造）粉末锻造技术，1968年首先在美国出现。由于粉末锻造机械零件具有材料利用率高、力学性能好、锻件尺寸精度高和质量准确，大规模投产可以显著降低制造成本等优点.在许多国家掀起开发粉末锻造零件、材料与工业生产技术的热潮。三十多年来。粉末锻造技术与粉末锻造零件，不断发展完善与推进产业化，并经各国汽车实际使用结果表明。粉末锻造零件的可靠性高、技术经济效益显著。因此预计到21世纪初叶。全球大部分汽车将进一步推广应用粉末锻造连杆等零件。在美国。估计粉末锻造连杆的年产量将2000万件。美国、西欧、日本己经相继建立高效率、高

2、质量粉末锻造自动生产线.并纷纷在新型号发动机和新车型上使用粉末锻造连杆。据日本专家分析预测。当今采用粉末锻造工艺技术，制造汽车零部件日益增多。诸如自动变速箱转换离合器内、外环，超越离合器外环。锁定转换器毂、内环及单向内凸轮。载重车自动变速箱内齿环，单向离合器内外环。货车变速箱同步环。轻型车四轮驱动分动箱齿轮等。汽车工业进一•步推广应用粉末锻造零件.即将使用的可达10〜20kg/辆。1.2温压成形技术的开发应用温压工艺技术。是将金属粉末与模具加热到约!40oCo并采用高温聚合物润滑剂。通过一次压制可使部件密度达到7.3〜7.5g/cm。。这项新工艺技术生产成本低.生坯强度高，可直

3、接机加工生坯。1994年在多伦多国际会议上温压工艺技术公布以来。己在工业上取得重大进展。据瑞典赫格纳斯公司估计，至1996年底，金世界用温压工艺生产的粉末冶金零件已达38利生产线共20条。还有20多家公司正在进行新的试验。产品包括：螺旋齿轮（电动工具），泵轮，连杆，凸轮，链轮，同步器毂，螺旋齿轮（变速箱），软磁零件。1.3金属粉末注射成形（MIM）技术与超细金属粉末材料金属粉末注射成形技术（MIM）o是1980年代初期新发展起来的特殊粉末冶金技术.可以大量制造小型精密机械零件。MIM能制造用常规模压粉末成形无法制造的复杂形状结构，如带有螺纹、交叉孔、锐角、多台阶、薄壁、翼形等制

4、品，可达到材质各向同性。并有更高的材质密度（93%〜100%理论密度）和强韧性。用PIM可用金属、陶瓷、金属间化合物和复合材料制造小型精密机械零件。用金属粉末注射成形（MIM）制造的精密零件，在汽车、化工、航空、航天、商业设备、计算机硬件、电子通讯、生物医疗、军事领域有许多新的应用。金属粉末注射成形技术-一经问世，美国、日本、西欧竞相开发应用，现正在发展、完善、推进产业化。产值年增长率达100%左右。目前.MIM制品还限于小型精密零件（单重＜20g＞长度＜50gam）.但其应用面很大。据美国有关方面调查。这类小型零件的市场约为1500亿美元。粉末注射成形的单件质量。已从几克、几

5、十克向公斤级发展.应用前景十分宽广。现在，主要MIM产品有汽车（发动机摇臂燃油喷射系统）摩托车、柴油机涡轮增压器、割草机，照相机、商业机械等零件.以及牙齿矫正托架、轻武器零件、切削工具、微电子组件、手表壳带、外科手术工具计算机盘驱动装置，泵锁、理发推子、电气接插件等。I.4粉末烧结中空整体四轮轴（组合烧结技术）1981年7月。日本丰田汽车公司宣布，世界第一•个粉末冶金技术制成粉末烧结结合中空整体凸轮轴已大量用于IS型直列式四缸发动机.在世界粉末冶金史上揭开了新的一页.为粉末冶金零件在汽车工业中的应用开创了新天地。(1)粉末烧结整体中空凸轮轴结构与生产准备工作粉末烧结整体中空凸轮

6、轴是由8个凸轮片，5个轴颈、1个齿轮、2个燃料泵凸轮、1个前轴颈、1根钢管共18个零件组合烧结而成。(2)粉末烧结整体中空凸轮轴的制造工艺将预烧结和模锻的粉末凸轮片、齿轮、轴颈嵌入或压人钢管轴上。在对粉末凸轮进行正式烧结(HOO°C、30min,分解氨)。同时以纯铜为钎料.将轴颈、齿轮钎焊在钢管轴上。烧结时。粉末合金中的Fe—P—C组分生成液相.使凸轮片产生收缩和扩散粘结于钢管轴表面。矫直、检验后.经精加工，即制成烧结中空整体凸轮轴。(3)烧结中空整体凹轮轴与铸铁四轮轴相比的技术经济指标效果%1质量减轻了26%(0.9kg)：%1实际发动机的电动回转试验表明.烧结合金凸轮的磨损

7、仅为原用冷硬铸铁的1/7：%1烧结合金凸轮的外形接近最终形状.磨加工量小.因此.凸轮磨床可减少20%o不需要钻油路：%1钢管轴内孔可用作发动机油的主通路。发动机油通过凸轮轴内孔.由汽缸组供给凸轮、轴颈、燃料泵凸轮及驱动齿轮的分配器.并通过轴颈将油供给余隙调节器。因此，不再需要输油管.润滑系统可大大简化。凸轮轴的机械加工量可大大减小。