粉末冶金是以金屬（shǔ）粉末或金屬化合物粉末為原料，經混合、成形和燒結，獲得所需形狀和（hé）性能（néng）的（de）材（cái）料或製品的工藝方法。常用的金屬粉末有（yǒu）鐵、銅（tóng）、鉑、鋁、鎳、鎢、鉻和鈦等粉末，合金（jīn）粉末有鎳青（qīng）銅、鋁（lǚ）合金、鈦合金、高溫合金、低合金鋼和不（bú）鏽鋼等。粉末冶金法能生產用傳（chuán）統（tǒng）的（de）熔煉或（huò）加工方法所（suǒ）不能或難以製得的製品。粉末冶金技（jì）術製造具有優良疲勞性能和尺寸精度的齒輪以滿足電機製造行業的嚴格（gé）要求的潛力（lì），粉末冶金部件由於其成本效益（yì）、重量和節能等優點（diǎn），在汽車傳動和變速器中廣泛應用。盡管過去在其他汽車傳動應用（yòng）領域取得了成功，粉末冶金（jīn）技術尚未滲透到汽車動（dòng）力傳（chuán）動係統齒輪市場，齒輪的傳統加工似乎是一個（gè）複雜而昂貴的過程。

什麽是粉末冶金（jīn）？

粉末（mò）冶金是一種成型（xíng）金（jīn）屬零件的工藝。這個過程有三個步驟：

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

粉末零件的優缺（quē）點

粉末金屬齒輪比傳（chuán）統齒輪材（cái）料更受歡迎的主要原因是成本，在大量生產中，用粉末（mò）金屬製造齒輪比用（yòng）鐵或鋼製造齒輪便宜。在製造過程（chéng）中使用的能源較少，而且材料浪費也很少。考慮到許多粉末金屬（shǔ）零件（jiàn）不需要太（tài）多（如果有的話）機械精加工（gōng），製造成本通常也（yě）較低（dī）。

使粉末（mò）金屬具有吸引力的其他特征與其材料結構（gòu）有關，粉末金屬齒輪的多孔成分，它們重量輕（qīng），通常運行安（ān）靜。此外，粉末材料可以獨特的混合，產生獨特的特（tè）性，對於齒輪，這包括用油浸漬多孔材料的機會，從而產生自潤滑齒輪。

粉（fěn）末金屬齒輪也有一些缺點，其中最（zuì）重要的一點是，粉末金屬的強度不如其他材（cái）料，而且磨損速度也比其他材料快。當使用粉末金屬（shǔ）材（cái）料來保持（chí）齒輪的可製造性和有效性時，也存在尺寸限製。以低到中等規模的生產量（liàng）生產粉末金屬齒輪通（tōng）常也不具有（yǒu）成本（běn）效益。

粉末冶金（jīn）技術的挑戰

如今的現實是，齒輪的（de）設計和（hé）製造仍然是OEM的核心競爭力，粉末冶金行業一直無法說服汽車傳動係統OEM，生產出與加工（gōng）齒輪的性能和尺寸精（jīng）度相匹配的零件。由於（yú）許多傳動齒（chǐ）輪具有螺旋角大於（yú）30度的螺旋齒形，與現有的鍛鋼毛坯滾切相（xiàng）比，以具有成本（běn）競爭力的方式製造這些部件對粉末冶金行業來說（shuō）是一個（gè）挑戰。通常，高螺旋角對（duì）壓實造成了挑戰，因為幾何（hé）結構導致了與傳統加工不同的荷載，從而限製了高密（mì）度下實現扭矩要求，並增加了過早（zǎo）損壞的風險。粉末冶金零件生產商（shāng）、工裝製造商和壓力機製（zhì）造商的共同努力，使螺旋壓實技術取得了重大進展。這項技術（shù）雖然（rán）在本質上很昂貴，而且（qiě）僅（jǐn）限於少數公司，但可用於（yú）粉末冶（yě）金行業。如今，使（shǐ）用傳統的低合金鋼粉末，可以在接近7.2g/cm3的最大密度（dù）下壓縮33°螺旋角的斜（xié）齒輪。

對於粉末冶金來說，尋求能（néng）夠在高扭矩承載應（yīng）用中取代傳（chuán）統鋼的高強度粉末冶金部（bù）件（jiàn）是一個永恒的挑戰。除了（le）壓製的複（fù）雜性和實現高密度的困難外，粉末冶（yě）金齒輪毛坯還需要深（shēn）層（céng）的表麵致密化，以（yǐ）使沿齒根圓角和主動（dòng）齒表麵的強（qiáng）度最大化。

表麵致（zhì）密化顯示出粉末（mò）冶金零件性能的（de）顯著改善，為粉末（mò）冶金工業開辟了新的（de）可能性。粉末冶金工（gōng）業已經開發出各種方法（fǎ）來對（duì）零件的臨界表（biǎo）麵進行局部致密化工藝。所有已知的致密化（huà）方法都有一個（gè）共同（tóng）點，即在需要致密化的區域內，將多餘材料給成型零件塑性變形提供條件。

結論（lùn）

采（cǎi）用粉（fěn）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勢，這一優勢最終轉化成類似應用（yòng）的粉末冶金齒輪的成本競爭力，表麵致密的粉末冶金（jīn）齒輪比拉（lā）刀或（huò）滾刀實心鋼齒輪具有更好的表麵光潔度。改進後的表麵光潔度對於不需要熱處理及磨削具有經濟吸引力，這對粉末冶金應用來（lái）說是一（yī）個明顯的（de）優勢。